Системы САПР (системы автоматизировано проектирования) как правило, делят в соответствии с международной классификацией на системы CAD (computer aided design), CAM (computer aided manufacturing) и CAE (computer aided engineering). Также выделяют системы PLM (product lifecycle management) и PDM (product data management).
CAD и CAE представляют собой конструкторские САПР-продукты, предназначенные для двухмерного, трехмерного и параметрического моделирования, а также проведения всех сопутствующих расчетов на прочность, долговечность и др.
К современным CAD, применяемым в отечественном машиностроении относят: Компас-3D, SolidWorks, T-Flex, AutoCAD и некоторые другие. Одним из наиболее распространенных CAE продуктов в нашей стране является ANSYS — универсальная программная система конечно-элементного анализа.
«Тяжелые» САПР, такие как PRO/ENGINEER, Unigrafics и CATIA, которые объединяют в себе CAD, CAM и CAE технологии также заняли свою нишу в отечественной промышленности.
PLM и PDM системы, обеспечивающие управление информацией об изделии и связанных с ним процессах на протяжении всего его жизненного цикла, начиная с проектирования и производства до снятия с эксплуатации в настоящее время только начинают выпускаться отечественными производителями («Лоцман», «Гольфстрим» — https://machinery.ascon.ru/software/tasks/items/?prcid=167&prpid=889,) и внедряться на некоторых предприятиях.
CAM-системы призваны автоматизировать технологический труд. Такой труд может практически исключаться из производственного цикла за счет обеспечения, генерирующего управляющие программы на станки с ЧПУ напрямую с двухмерных или трехмерных моделей, созданных конструкторами. Примерами таких программ являются: ГеММа-3D, Edgecam, ESPRIT, Mastercam, FeatureCAM, Винтех RCAM.
Если с автоматизацией труда отечественными конструкторами вопрос фактически решен и уже мало кому необходимо доказывать преимущества компьютерного проектирования перед ручным, то в отношении технологических служб ситуация в корне отличается. В настоящее время существует ярко выраженная необходимость в автоматизации деятельности отечественных технологических служб предприятий, которые оснащены не всегда новым и не всегда программируемым оборудованием. Если в первое десятилетие нового тысячелетия этот процесс тормозился отсутствием подходящего отечественного программного обеспечения, то в настоящее время имеет место инерционность сотрудников технологических служб, не желающих перестраивать свой труд, не желающих обучаться, повышать квалификацию и т.д.
Тем не менее, процесс технологического перевооружения уже запущен, на предприятия приходят молодые специалисты, обученные автоматизированному технологическому проектированию, внедряются PLM и PDM-системы, другими словами полный переход от ручного технологического проектирования к автоматизированному по сути является вопросом ближайшего десятилетия.
Одними из первых отечественных САПР ТП являются «Компас-АВТОПРОЕКТ» фирмы «Аскон» (https://ascon.ru/) и «ТехноПРО» фирмы «Топ Системы (https://www.tflex.ru/)». Однако оба этих продукта обладали рядом существенных недостатков, вследствие чего были отвергнуты отечественным машиностроением.
На смену им пришли программные продукты «Вертикаль» (Аскон — https://machinery.ascon.ru/software/tasks/items/?prcid=8&prpid=420), который в настоящее время является одним из лидеров (а по сути — лидером) отечественных САПР ТП/CAM продуктов, Спрут-ТП, T-FLEX ЧПУ,T-FLEX NC Tracer и некоторые другие.
В структуре компьютерно – интегрированного производства выделяются три основных иерархических уровня:
ü Верхний уровень (уровень планирования), включающий в себя подсистемы, выполняющие задачи планирования производства.
ü Средний уровень (уровень проектирования), включающий в себя подсистемы проектирования изделий, технологических процессов, разработки управляющих программ для станков с ЧПУ.
ü Нижний уровень (уровень управления) включает в себя подсистемы управления производственным оборудованием.
Построение компьютерно – интегрированного производства включает в себя решение следующих проблем:
ü информационного обеспечения (отход от принципа централизации и переход к координированной децентрализации на каждом из рассмотренных уровней путем сбора и накопления информации внутри отдельных подсистем и в центральной базе данных);
ü обработки информации (стыковка и адаптация программного обеспечения различных подсистем);
ü физической связи подсистем (создание интерфейсов, т.е. стыковка аппаратных средств ЭВМ.
Внедрение компьютерно – интегрированного производства значительно сокращает общее время производства за счет:
ü уменьшения времени передачи заказов с одного участка на другой и уменьшения времени простоя при ожидании заказов;
ü перехода от последовательной к параллельной обработке;
ü устранения или существенного ограничения повторяемых ручных операций подготовки и передачи данных (например, машинное изображение геометрических данных можно использовать во всех отделах, связанных с конструированием изделий).
ЛЕКЦИЯ 5
Системное проектирование и стратегии проектирования технологических процессов
Системное проектирование технологических процессов
Системное проектирование технологических процессов включает в себя использование двух основных принципов:
Принцип 1. Применение при проектировании технологических процессов системного подхода, который основывается на следующем:
а) технологический процесс нужно рассматривать, с одной стороны, как список отдельных его элементов (операций, переходов и т.д.), а с другой стороны, как совокупность взаимосвязанных и взаимообусловленных элементов. Всвязи с эти выделяется структура технологического процесса.
Структура технологического процесса – это множество его элементов и множество связей между ними.
Если 
- множество элементов технологического процесса, 
- множество связей между элементами, то 
- структура технологического процесса (рис.5.1 и 5.2);
б) проектирование технологического процесса — с одной стороны это составление списка его отдельных этапов (выбор заготовки, определение маршрута обработки детали и т.д.), а с другой стороны, это их взаимосвязанный комплекс;
в) рациональное разбиение процесса проектирования на части. Проектирование технологического процесса целесообразно разбить на ряд более простых задач и решать их во взаимосвязи друг с другом. Примеры таких задач при проектировании технологического процесса: выбор типа заготовки, расчет режимов резания и т.д.;
г) принятие оптимальных решений.
Принцип 2. Использование при проектировании технологических процессов рационального сочетания традиционных, в том числе и «ручных» методов проектирования и достижений теории множеств, теории графов, теории оптимизации и других современных системных наук, ориентированных на использование ЭВМ.
Стратегии проектирования технологических процессов
При проектировании технологических процессов важно иметь четкое представление, с использованием какой (каких) стратегий они проектируются. Правильный выбор стратегии проектирования чрезвычайно важен т.к. именно он определяет эффективность САПР.