Системы автоматизированного проектирования (САПР)

Системы автоматизированного проектирования (САПР, англ. Computer-Aided Design and Engineering Systems, CAx) — это комплекс программных и технических средств, предназначенных для автоматизации процессов проектирования различных изделий, конструкций и систем. Они позволяют инженерам и дизайнерам создавать, анализировать, модифицировать и оптимизировать проекты с помощью компьютерных технологий, что значительно повышает эффективность и точность проектирования, сокращает время разработки и улучшает качество конечной продукции.

Автоматизированное проектирование — это процесс создания проектов с использованием компьютерных технологий и специализированного программного обеспечения. Он включает в себя разработку технических решений, моделирование объектов, расчёты параметров и оптимизацию проектов. Автоматизированное проектирование позволяет ускорить процесс разработки, повысить точность расчётов и качество проектной документации, а также обеспечить более эффективное взаимодействие между участниками проекта.

Инженерия — это область деятельности, связанная с применением научных и математических принципов для разработки, создания и улучшения технических систем, устройств и процессов. Инженерия охватывает широкий спектр дисциплин, включая механику, электротехнику, электронику, материаловедение и другие. Инженеры используют свои знания и навыки для решения практических задач, оптимизации существующих решений и создания новых продуктов и технологий.

В контексте автоматизированного проектирования инженерия включает в себя применение компьютерных технологий для анализа, моделирования и оптимизации инженерных решений. Это позволяет инженерам более эффективно работать с большими объёмами данных, проводить сложные расчёты и создавать точные модели объектов. Автоматизированное проектирование становится неотъемлемой частью инженерной деятельности, обеспечивая более высокий уровень точности, скорости и качества при разработке новых продуктов и систем.

Системы автоматизированного проектирования предназначены для создания, анализа и оптимизации проектов в различных областях инженерии и техники. Они позволяют инженерам и проектировщикам разрабатывать детализированные модели изделий, проводить сложные расчёты, проверять соответствие проектов техническим требованиям и стандартам, а также визуализировать результаты работы в удобной для восприятия форме.

Кроме того, системы автоматизированного проектирования способствуют улучшению взаимодействия между участниками проекта, обеспечивая возможность совместного использования и редактирования проектных данных. Это позволяет ускорить процесс разработки, сократить время вывода продукта на рынок и повысить качество конечной продукции за счёт более тщательного анализа и оптимизации проектных решений.

Системы автоматизированного проектирования в основном используют следующие группы пользователей:

• Инженеры-конструкторы, разрабатывающие новые изделия и механизмы.

• Архитекторы и проектировщики зданий, создающие планы и 3D-модели сооружений.

• Специалисты в области электротехники и электроники, проектирующие схемы и печатные платы.

• Дизайнеры продуктов, работающие над внешним видом и эргономикой изделий.

• Инженеры-аналитики, проводящие расчёты и моделирование для оптимизации проектов.

• Технологи производства, использующие САПР для разработки технологических процессов.

Администрирование

Возможность администрирования позволяет осуществлять настройку и управление функциональностью системы, а также управление учётными записями и правами доступа к системе.

Импорт/экспорт данных

Возможность импорта и/или экспорта данных в продукте позволяет загрузить данные из наиболее популярных файловых форматов или выгрузить рабочие данные в файл для дальнейшего использования в другом ПО.

Многопользовательский доступ

Возможность многопользовательской доступа в программную систему обеспечивает одновременную работу нескольких пользователей на одной базе данных под собственными учётными записями. Пользователи в этом случае могут иметь отличающиеся права доступа к данным и функциям программного обеспечения.

Наличие API

Часто при использовании современного делового программного обеспечения возникает потребность автоматической передачи данных из одного ПО в другое. Например, может быть полезно автоматически передавать данные из Системы управления взаимоотношениями с клиентами (CRM) в Систему бухгалтерского учёта (БУ). Для обеспечения такого и подобных сопряжений программные системы оснащаются специальными Прикладными программными интерфейсами (англ. API, Application Programming Interface). С помощью таких API любые компетентные программисты смогут связать два программных продукта между собой для автоматического обмена информацией.

Отчётность и аналитика

Наличие у продукта функций подготовки отчётности и/или аналитики позволяют получать систематизированные и визуализированные данные из системы для последующего анализа и принятия решений на основе данных.

При выборе программного продукта из функционального класса систем автоматизированного проектирования (САПР) необходимо учитывать ряд ключевых факторов, которые определят пригодность продукта для решения конкретных задач бизнеса. Прежде всего, следует проанализировать масштаб деятельности компании: для небольших проектных бюро могут подойти САПР с базовым набором функций и относительно невысокой стоимостью лицензии, тогда как крупным производственным предприятиям потребуются решения с расширенными возможностями для работы с большими объёмами данных, поддержки многопользовательского режима и интеграции с другими корпоративными системами. Также важно учитывать отраслевые требования — например, в машиностроении могут быть необходимы САПР с поддержкой трёхмерного моделирования и расчётов прочностных характеристик, в архитектурно-строительном проектировании — с возможностями визуализации и создания детализированных чертежей и моделей зданий, в электротехнике — с инструментами для проектирования схем и расчёта электрических параметров.

Ключевые аспекты при принятии решения:

• соответствие функциональности САПР специфике проектных задач (например, наличие инструментов для параметрического моделирования, расчётов, анализа конечных элементов, визуализации);
• возможность работы с необходимыми форматами файлов и совместимость с другими используемыми программными продуктами;
• поддержка требуемых стандартов и норм (например, ГОСТ, ISO, других отраслевых стандартов);
• масштабируемость системы и возможность расширения функционала за счёт модулей или интеграции с дополнительными сервисами;
• технические требования к аппаратному обеспечению и совместимость с существующей ИТ-инфраструктурой компании;
• наличие механизмов обеспечения безопасности данных и защиты интеллектуальной собственности;
• стоимость лицензии и обслуживания, включая возможные дополнительные расходы на обучение персонала и техническую поддержку;
• наличие обучающих материалов, документации и сообщества пользователей для обмена опытом и решения возникающих проблем.

После анализа перечисленных факторов следует провести тестирование нескольких подходящих САПР на ограниченном объёме задач или в пилотном проекте, чтобы оценить удобство работы с интерфейсом, производительность системы и соответствие реальным требованиям проекта. Также целесообразно изучить отзывы других компаний, работающих в аналогичной отрасли, и учесть их опыт использования различных САПР.

Преимущества и польза систем автоматизированного проектирования (САПР) для компаний:

• Ускорение процесса проектирования. САПР позволяют значительно сократить время на создание и доработку проектов благодаря использованию готовых шаблонов, библиотек компонентов и автоматизации рутинных операций.

• Повышение точности и качества проектов. Трёхмерные модели и детальный анализ параметров позволяют выявлять и устранять ошибки на ранних стадиях, что снижает риск дорогостоящих доработок на поздних этапах и повышает качество конечной продукции.

• Улучшение коммуникации между отделами. Визуализация проектов в виде трёхмерных моделей облегчает понимание и обсуждение деталей между различными подразделениями и контрагентами, что ускоряет процесс согласования и внесения изменений.

• Оптимизация ресурсов и снижение затрат. Автоматизация процессов проектирования позволяет более эффективно использовать ресурсы, сокращать расходы на материалы и трудозатраты, а также минимизировать затраты на физическое прототипирование.

• Повышение конкурентоспособности. Быстрое создание качественных проектов и сокращение времени вывода продукта на рынок способствуют повышению конкурентоспособности компании на рынке и её способности адаптироваться к изменяющимся условиям.

• Интеграция с другими системами. САПР могут быть интегрированы с системами управления проектами, учёта и другими корпоративными приложениями, что обеспечивает более эффективное управление данными и процессами на всех этапах разработки и производства.

Системы автоматизированного геометрического проектирования

Системы автоматизированного геометрического проектирования (САПР, англ. Computer-Aided Design Systems, CAD) — это комплекс программных и технических средств, предназначенных для создания, редактирования и анализа геометрических моделей объектов. Они позволяют инженерам, архитекторам и дизайнерам разрабатывать чертежи, трёхмерные модели и другие проектные документы с помощью компьютерных технологий, что значительно упрощает процесс проектирования, повышает его точность и ускоряет разработку новых продуктов.

Системы управления жизненным циклом изделия

Системы управления жизненным циклом изделия (СУЖЦ, англ. Product Lifecycle Management Systems, PLM) — это комплекс программных решений и инструментов, предназначенных для управления данными, процессами и взаимодействиями, связанными с изделием на всех этапах его жизненного цикла: от концепции и проектирования до производства, эксплуатации и утилизации.

Системы информационного моделирования зданий и сооружений

Системы информационного моделирования зданий и сооружений (ИМЗ, англ. Building Information Modeling Systems, BIM) — это комплекс программных решений и технологий, предназначенных для создания и управления информационными моделями зданий и сооружений на всех этапах их жизненного цикла: от проектирования и строительства до эксплуатации и демонтажа. BIM позволяет создавать детализированные трёхмерные модели, которые включают не только геометрическую информацию, но и данные о материалах, стоимости, сроках строительства, энергетическом потреблении и других характеристиках объекта.

Системы анализа логистической поддержки изделий

Системы анализа логистической поддержки изделий (АЛП, англ. Logistics Support Analysis Systems, LSA) — это комплекс программных и методических средств, предназначенных для анализа и оптимизации логистической поддержки на всех этапах жизненного цикла изделия, начиная с проектирования и заканчивая утилизацией. Эти системы помогают оценивать и улучшать эффективность поставок, хранения, обслуживания и ремонта изделий, оптимизировать запасы, сокращать затраты и повышать общую эффективность логистических операций.

Средства разработки интерактивных электронных технических руководств

Средства разработки интерактивных электронных технических руководств (СР ИЭТР, англ. Interactive Electronic Technical Manuals Development Tools, IETM DT) — это набор программных инструментов и технологий, предназначенных для создания, редактирования и публикации интерактивных электронных руководств и документации. Эти средства позволяют разработчикам и техническим писателям создавать структурированные и удобные для восприятия руководства, включающие текст, изображения, схемы, видео и другие мультимедийные элементы. IETM DT обеспечивают возможность интерактивного взаимодействия пользователя с документацией, что улучшает понимание и ускоряет поиск необходимой информации.

Специальные системы автоматизированного проектирования

Специальные системы автоматизированного проектирования (С-САПР, англ. Special Computer-Aided Design Systems, S-CAD) — это комплекс программных средств, предназначенных для автоматизации процесса проектирования в различных специальных областях техники и инженерии. Эти системы помогают инженерам и проектировщикам создавать, анализировать и оптимизировать проекты, выполняя сложные расчёты, моделирование и визуализацию.

Для того чтобы быть представленными на рынке, системы автоматизированного проектирования должны иметь следующие функциональные возможности:

• создание и редактирование графических моделей, включая двухмерные чертежи и трёхмерные объекты, с возможностью детализации и визуализации проектов;
• выполнение инженерных расчётов и анализа проектных решений, включая проверку на прочность, устойчивость и другие технические характеристики;
• поддержка работы с библиотеками стандартных компонентов и возможность их параметризации для адаптации под конкретные требования проекта;
• обеспечение совместной работы нескольких пользователей над проектом с возможностью синхронизации изменений и управления версиями;
• экспорт и импорт данных в различных форматах для обеспечения совместимости с другими программами и системами, используемыми в процессе проектирования и производства.

В 2025 году системы автоматизированного проектирования (САПР) продолжат активно развиваться, интегрируя новые технологии для повышения эффективности проектирования, оптимизации процессов и улучшения качества конечных продуктов. Это позволит инженерам и дизайнерам создавать более сложные и инновационные решения, сокращая время на разработку и внедрение новых изделий.

• Искусственный интеллект и машинное обучение. Применение алгоритмов для автоматизации рутинных задач, анализа данных и прогнозирования оптимальных решений, что ускорит процесс проектирования и повысит его точность.

• Интернет вещей (IoT). Интеграция с IoT-устройствами для сбора данных о работе изделий в реальных условиях и использования этих данных для улучшения проектов и прогнозирования потребностей в обслуживании.

• Виртуальная и дополненная реальность (VR/AR). Использование VR и AR для визуализации проектов, проведения виртуальных презентаций и тестирования дизайнов, что улучшит понимание проектов и ускорит процесс принятия решений.

• Блокчейн-технологии. Применение блокчейна для обеспечения прозрачности и неизменности проектной документации, что повысит доверие к данным и упростит процесс согласования и утверждения проектов.

• Облачные решения. Переход на облачные платформы для обеспечения гибкого доступа к САПР из любой точки мира, повышения коллаборативности и снижения затрат на инфраструктуру.

• Интеграция с системами управления данными. Связь САПР с системами управления инженерными данными и другими корпоративными системами для оптимизации процессов управления проектами и повышения эффективности работы.

Россия

Seamatica, ГеММа-3D, PDM STEP Suite, TG Builder, CST ABViewer, IndorCAD Topo, Lotsia PDM PLUS, CST CAD Navigator, BIMIT, IndorCAD Road, КОМПАС-3D, INGIPRO, Board Assistant, BIM WIZARD, ЗУМ, К3-Коттедж, К3-Тент, ADEM, PowerGuide, RemPlanner, ЭльДокА, К3-Ship, Tangl, 3VS Lean Construction Management System, МиР ПиА Процесс +, IndorCAD BIM, Renga

Эстония

CAD Exchanger

Швеция

BricsCAD

США

Propel PVM Platform, MicroStation, Vertex 3D Platform, Aras Innovator, Windchill, Altium 365, Arena PLM, Propel PLM, Surefront, Centric PLM, Oracle Fusion Cloud PLM, Upchain, AutoCAD LT, TurboCAD, AutoCAD, SketchUp, PTC Creo, Onshape, Fusion 360, Inventor, Revit

Нидерланды

VStitcher

Венгрия

Shapr3D

Германия

Siemens Teamcenter, SAP PLM Software, CIM Database PLM, Siemens Solid Edge, Siemens NX, Siemens Tecnomatix

Япония

Obbligato

Франция

Dassault Systemes ENOVIA, Dassault Systemes CATIA, Dassault Systemes DraftSight