От разрозненности к интеграции

Принято выделять три этапа развития и совершенствования САПР. На первом из них создавались системы, в которых фактически был осуществлен частичный перенос на компьютеры чертежных работ, ранее проводимых вручную за кульманом, а также расчетов по технологической подготовке производства.

На втором этапе начали появляться законченные системы двумерного черчения, которые позволяли выпускать законченную конструкторскую документацию. Несколько позже появились системы моделирования, позволяющие исследовать разрабатываемые изделия в виде так называемых каркасных (проволочных) и поверхностных моделей. Были разработаны программы анализа на основе метода конечных элементов, с помощью которых рассчитывались оптимальные размеры и конфигурации проектируемых изделий. Возник сектор систем CAM, которые помогали определять параметры различных технологических процессов и оснастки. Второе поколение CAD/CAM-систем позволяло заметно сокращать сроки выполнения отдельных стадий проектирования и повышать качество проектов.

Но в целом сроки проектирования сокращались незначительно, так как процесс был по-прежнему последовательным. Несмотря на серьезные усилия разработчиков, CAD/CAM-системы второго поколения не смогли стать эффективным инструментом для проектировщиков, на это был ряд причин:

- использование геометрического описания модели как базисного, в то время как важнейшие компоненты проектирования, обеспечивающие воспроизведение объекта на производстве (конструктивные параметры и элементы, расчеты внутренних напряжений и деформаций, описания технологических процессов, контроль качества), оставались вне рассмотрения, хотя геометрия является только составной частью описания проектируемого изделия;

- сложность внесения изменений в проект, связанная с жесткой детерминированностью математических моделей, описывающих геометрию. Следствием этого являются ограничения на разработку конструкторской документации, которая создается вне моделирования и потому программно не связана с моделью;

- разобщенность конструкторско-технологического процесса, которая возникала из-за наличия разнородных баз данных для одной и той же модели, дублирования и потенциальной опасности потери информации. Инженеры и конструкторы могли использовать различные независимые модели, например, конечномерные модели, 2D-модели, каркасные и поверхностные модели и т.д., но не единую модель объекта.

Основная цель внедрения систем автоматизированного проектирования - сокращение времени разработки и снижение себестоимости изделия - оставалась не достигнутой на этом этапе развития систем автоматизированного проектирования.

Третье поколение систем CAD/CAM/CAE, основанных на использовании единой структуры базы данных проекта, заложило фундамент для так называемой параллельной инженерии (concurrent engineering). При таком подходе все проектировщики работают с одной единой математической моделью, а не с набором различных молей. Возникла новая технология, интегрирующая все работы в цикле “проектирование-расчеты-технологическая подготовка-механообработка”. Единая структура информации о проекте позволила реализовать полную двунаправленную ассоциативность на всех уровнях проектирования, что значительно ускорило процессы проектирования и снизило себестоимость разработок. Появилась возможность внесения изменений в проект на любой его стадии.