Wprowadzenie do CAD - ebook

Od autora

Podręcznik zawiera podstawowe zagadnienia z zakresu komputerowo wspoma­ganego projektowania (CAD). Szczególny nacisk położono na zastosowanie technik komputerowych do projektowania szeroko rozumianych urządzeń mechanicznych. Podręcznik przeznaczony jest dla studentów wyższych uczelni technicznych, zwłasz­cza dla kierunków związanych z inżynierią produkcji. Główne cele książki to m.in.:

- wprowadzenie w elementarne zagadnienia teorii projektowania technicznego w aspekcie CAD,
- przedstawienie stosowanych w CAD metod modelowania cyfrowego – poznanie teoretycznych podstaw niezbędnych do efektywnego opanowania techniki spo­rządzania komputerowego zapisu konstrukcji,
- klasyfikacja i charakterystyka oprogramowania CAD,
- wprowadzenie do zagadnień związanych z obliczeniami wytrzymałościowymi wspomaganymi komputerowo oraz przygotowywaniem multimedialnych pre­zentacji wyrobów.

Tematykę podręcznika dobrano w sposób obejmujący w syntetycznej postaci możliwie szeroki zakres komputerowo wspomaganego projektowania. Jest w pełni zrozumiałe, że tak rozległej i szybko rozwijającej się dziedziny wiedzy inżynierskiej nie można podsumować w pełni w jednym podręczniku, dlatego tę publikację należy traktować jako wprowadzające krótkie kompendium wiedzy, a bardziej szczegóło­wych informacji należy poszukiwać w Internecie, prasie branżowej, dokumentacji dołączanej do oprogramowania oraz podręcznikach użytkowania poszczególnych programów CAD.

Bardzo cenne będą wszelkie uwagi krytyczne Czytelników, które pozwolą na aktualizację i ulepszenie treści w kolejnych wydaniach podręcznika.

Maciej Sydor
([email protected])

Poznań, styczeń 2009Słownik ważniejszych terminów CAx

2,5D – dwuwymiarowa grafika wykonana metodą →FBM.

2D (od ang. two-dimensional – dwuwymiarowy) – rodzaj grafiki komputerowej wyko­rzystywanej do przedstawiania obiektów trójwymiarowych na płaszczyźnie (w rzutach).

3D (od ang. three-dimensional) – trójwymiarowy – przedstawianie obiektów rzeczy­wistych za pomocą trójwymiarowych →modeli cyfrowych.

ACIS – rodzaj →kernela (opis tutaj).

Algorytm – zbiór jasno zdefiniowanych czynności koniecznych do wykonania pew­nego zadania w skończonej liczbie kroków.

APS (Advanced Planning System) – zaawansowany system informatyczny wspoma­gający logistykę w przedsiębiorstwie wytwórczym.

ASCII (American Standard Code for Information Interchange) – 7-bitowy kod przy­porządkowujący literom alfabetu angielskiego, cyfrom, znakom przestankowym i innym symbolom oraz poleceniom sterującym liczby z zakresu 0 – 127; rozróż­niane są duże i małe litery (np. litera „A” jest kodowana liczbą 65, natomiast „a” – liczbą 97).

Asocjatywność – sprzężenie informacyjne pomiędzy plikami →CAD (np. plikami rysunku a plikiem części, plikiem złożenia a plikami poszczególnych części). Każda edycja wykonana w jednym z asocjatywnych plików jest automatycznie realizowana w drugim. Asocjatywnie są powiązane ze sobą poszczególne moduły w pakietach →CAx (np. model →3D z dokumentacją rysunkową lub z plikiem →CAM). Asocjatywność może być jednokierunkowa lub dwukierunkowa.

AutoLISP – wewnętrzny język programowania, odmiana języka Lisp, która jest dołączana do AutoCAD. Ma na celu umożliwić użytkownikowi przystosowanie programu do jego specyficznych potrzeb przez rozszerzenie funkcji ponad stan­dardowe (np. o automatyzację wstawiania bloków rysunkowych).

Automatic Feature Recognition (AFR) – algorytmy identyfikujące cechy konstruk­cyjne wyższego poziomu, tzw. technologiczne (np. otwory, rowki, podcięcia), na podstawie zbioru cech niższego poziomu, takich jak elementarne powierzchnie, krawędzie itp. Celem AFR jest automatyzacja procesu projektowego.

BOM (Bill Of Materials) – lista materiałów konieczna do wyprodukowania zaprojek­towanego obiektu technicznego. Istnieje kilka odmian BOM: Engineering BOM nie zawiera materiałów technologicznych, Manufacturing BOM zawiera dodat­kowo listę narzędzi i materiałów, Sales BOM zawiera informację o opakowa­niach itp., Service BOM zawiera listę części zamiennych.

B-rep (Boundary representation, BREP) – metoda modelowania objętościowego polegająca na zdefiniowaniu powierzchni granicznych obejmujących zamknięty obszar (vide podpunkt 3.5.5).

CAA (Computer Aided Asembly) – komputerowo wspomagany montaż.

CACE (Computer Aided Cost Evaluation) – systemy wariantowania kosztów i opty­malizacji.

CAD (Computer Aided Design) – projektowanie wspomagane komputerem – metoda projektowania technicznego z wykorzystaniem komputera i specjalistycznego oprogramowania jako głównych narzędzi (patrz. rozdział 2).

CADD (Computer Aided Design and Drafting) – projektowanie i kreślenie wspoma­gane komputerowo (wykonywanie dokumentacji rysunkowej).

CAE (Computer Aided Engineering) – inżynieria wspomagana komputerowo – wyko­rzystanie komputera w typowych czynnościach inżyniera, zwłaszcza podczas przeprowadzania obliczeń wytrzymałościowych (→FEM, →CFD).

CAID (Computer Aided Industrial Design) – wizualizacja produktu wspomagana komputerowo. Pewnego rodzaju podsystem →CAD, którego celem jest umożli­wienie tworzenia wizualizacji produktów dla osób niebędących inżynierami. Modele CAID w odróżnieniu od modeli CAD: (1) są zawsze fotorealistyczne, (2) mają uproszczoną strukturę ukazującą zasadę działania wyrobu o złożonej struk­turze, (3) są zorientowane na przedstawienie całego wyrobu (samochodu, samo­lotu, okrętu) z pominięciem drobnych części.

CAM (Computer Aided Manufacturing) – komputerowe wspomaganie wytwarzania – sterowanie obrabiarek, robotów, linii montażowych.

CAMD (Computer Aided Materials Design) – projektowanie materiałów wspomagane komputerowo.

CAMS (Computer Aided Materials Selection) – dobór materiałów wspomagany komputerowo.

CAP (Computer Aided Planning) – komputerowo wspomagane planowanie.

CAPP (Computer Aided Process Planning) – komputerowo wspomagane planowanie procesów.

CAQ (Computer Aided Quality Control) – komputerowo wspomagane pomiar i ste­ro­wa­nie jakością.

Case-based reasoning (CBR) – (wnioskowanie na podstawie przypadków) metodo­logia (stosowana m.in. w konstruowaniu), której cechą charakterystyczną jest wykorzystywanie poprzednich rozwiązań do generowania nowych postaci kon­strukcyjnych. Wcześniejsze rozwiązania są przechowywane w bazie danych wie­dzy pozyskanej z analizy przypadków (ang. Case Studies).

CAx – zbiorczy termin oznaczający kilkanaście dziedzin zastosowania komputera do wspomagania prac inżynierskich (m.in. →CAA, →CAD, →CADD, →CAE, →CAM, →CAP, →CAPP, →CAQ).

CFD (Computational Fluid Dynamics) – numeryczna mechanika płynów.

CIM (Computer Integrated Manufacturing) – komputerowo zintegrowane wytwarza­nie). Podsystem →PLM.

CNC (Computerized Numerical Control) – komputerowe sterowanie numeryczne. Termin zwykle używany w kontekście sterowania cyfrowego obrabiarek (takich jak frezarki czy tokarki) zdolnych czytać standardowy kod sterujący →G-code. CNC może dotyczyć sterowania maszyn pomiarowych oraz robotów przemysło­wych.

CSG (Constructive Solid Geometry) – geometria oparta na prymitywach objętościo­wych (solidach) i podstawowych operacjach na nich wykonywanych (suma, róż­nica, część wspólna) (vide podpunkt 3.5.4).

Digital MockUp (DMU) – cyfrowa makieta produktu umożliwiająca jego analizę przed fizycznym wytworzeniem prototypu. Cele wykonania DMU to: redukcja czasu projektowania, redukcja kosztów przygotowania produkcji oraz optymali­zacja funkcjonalności.

Drzewo strukturalne modelu (drzewo konstrukcji lub drzewo topologiczne) – forma graficznej prezentacji struktury modelu CSG i B-rep oraz wykonanego metodą FBM (vide podpunkt 3.5.6).

DTP (Desktop Publishing) – komputerowe przygotowywanie tekstów i ilustracji do druku, również przygotowywanie dokumentów do publikacji w postaci elektro­nicznej.

EDM (Enterprise Document Management lub Engineering Document Management) – zarządzanie dokumentacją w przedsiębiorstwie.

FBD (Feature Based Design) →FBM.

FBM (Feature Based Modeling) modelowanie oparte na cechach konstrukcyjnych – jedna z metod modelowania cyfrowego (vide podpunkt 3.5.6).

FEM (Finite Element Method lub FEA – Finite Element Analysis) – metoda elemen­tów skończonych lub metoda elementu skończonego (MES). Metoda obliczeń in­żynierskich (m.in. rozkładu naprężeń, przemieszczeń, przepływu ciepła, przepływu cieczy). Istotą metody jest podział (tzw. dyskretyzacja) powierzchni lub przestrzeni na elementy o skończonych wymiarach i przeprowadzanie obli­czeń tylko dla węzłów każdego elementu. Poza węzłami wyznaczana właściwość jest przybliżana (szerszy opis w podpunkcie 7.2).

FMS (Flexible Manufacturing System) – elastyczny system wytwarzania.

Fraktal (łac. fractus – złamany, cząstkowy) – składnik modelu fraktalnego; fraktal w pewnym uproszczeniu oznacza obiekt samopodobny, czyli ta­ki, który składa się z elementów będących miniaturą całości (elementy oglądane w powiększeniu mają takie same proporcje wymiarowe jak całość, którą tworzą).

FT&A (Functional Tolerancing and Annotation) – metoda geometrycznego wymia­rowania i tolerancji stosowana m.in. w plikach CATIA.

G-code – język programowania urządzeń →CNC, w USA obowiązuje standard EIA RS274D, w Europie ISO 6983-1:1982.

GD&T (lub GDT) (Geometric Dimensioning and Tolerancing) – rodzaj języka sym­bolicznego używanego w →CAD służącego do zapisu danych geometrycznych oraz wartości dopuszczalnych odchyłek.

Grafika rastrowa – reprezentacja obrazu za pomocą →rastra. Zapamiętywane są kolor i lokalizacja każdego piksela.

Grafika wektorowa (grafika obiektowa) – reprezentacja złożonego obiektu 2D lub 3D za pomocą formuł matematycznych i parametrów opisujących geometrię, to­pologię i inne atrybuty poszczególnych obiektów składowych (por. →wektoryzacja).

KBE (Knowledge Based Engineering) dziedzina działalności inżynierskiej będąca połączeniem CAD oraz baz wiedzy (vide podpunkt 3.6).

Kernel (ang. kernel) – tzw. jądro graficzne, podstawowa część programu CAx zawie­rająca procedury tworzące, modyfikujące i przetwarzające dane geometryczne (o podstawowych kernelach →CAD napisano w podpunkcie 5.2).

Linia odniesienia – linia ciągła cienka poprowadzona od zarysu, krawędzi, linii oznaczającej powierzchnię, powierzchni lub linii wymiarowej, przeznaczona do umieszczania napisów lub oznaczeń.

Linia symetrii (ang. line of symmetry) – linia wyobrażalna dzieląca przedmiot na połowy.

Linia środkowa (ang. centreline) – linia przechodząca przez środki powierzchni obrotowych przedstawianego przedmiotu.

Linia wymiarowa – linia umieszczona równolegle do wymiarowanego odcinka prostoliniowego lub współśrodkowo z łukiem, lub promieniowo, lub jako łuk okręgu zatoczony z wierzchołka kąta.

MCAD (Mechanical Computer Aided Design) – zastosowanie technik →CAD w pro­je­k­­towaniu urządzeń mechanicznych.

MES →FEM.

Model cyfrowy (model CAD) – plik (lub pliki) danych →CAD zorganizowane zgod­nie z rzeczywistymi cechami odwzorowywanych przedmiotów. Modele cyfrowe najczęściej są trójwymiarowe (dwuwymiarowe w pierwszych programach CAD), zawierają dane geometryczne, topologiczne i inne (por. →rysunek CAD). Model cyfrowy produktu (cyfrowa makieta produktu, tzw. Digital MockUp – DMU) umożliwia projektantowi przeprowadzenie analiz i symulacji, zanim powstanie pro­to­typ fizyczny.

MRP (Material Requirements Planning) – planowanie zapotrzebowania materiało­wego w procesie produkcji.

Natywny format pliku – standard zapisu informacji specyficzny dla konkretnego programu CAD.

NURBS (nonuniform rational B-spline) – niejednorodny wymierny B-splajn – rodzaj krzywej sklejanej typu splajn (czasami termin NURBS jest stosowany do nazwa­nia powierzchni powstałych przez przesunięcie (swept) krzywej NURBS). Spe­cyficzną cechą krzywej (i powierzchni) NURBS, decydującą o jej szerokim zastosowaniu w CAx, jest to, że każdy punkt kontrolny krzywej (lub biegun siatki kontrolnej powierzchni) wpływa na kształt obiektu NURBS tylko lokalnie.

ObjectARX (AutoCAD Runtime Extension) – wewnętrzny język programowania umo­żli­wiający definiowanie własnych poleceń i obiektów graficznych ściśle zinte­gro­wanych z „oryginalnym” interfejsem AutoCAD.

OEM (Original Equipment Manufacturer) – oryginalny producent sprzętu – firma sprzedająca produkt innej firmie zobowiązanej m.in. do zapewnienia obsługi technicznej produktu.

Oś symetrii →linia symetrii.

Parametr – w CAD charakterystyczny wymiar modelu cyfrowego obiektu rzeczywi­stego, do którego przypisany jest ciąg wartości.

Parametryzacja – zastąpienie wymiarów geometrycznych modelu →parametrami (vide podpunkt 4.2).

Parasolid – rodzaj →kernela (opis tutaj).

PDM (Product Data Management) – zarządzanie informacjami o produkcie. Systemy typu PDM integrują przepływ elektronicznej dokumentacji technicznej w przed­siębiorstwie (np. Smarteam lub Windchill PDMLink).

PLC (Programmable Logic Controller) – programowalny sterownik logiczny służący do automatyzacji procesów (ustawienia wyjść sterownika dobierane są przez program na podstawie wartości na wejściach).

PLM (Product Lifecycle Management) – zarządzanie cyklem życia produktu jest systemowym (kompleksowym) podejściem do organizacji wytwarzania bazują­cym na wykorzystaniu zintegrowanego ze sobą oprogramowania komputerowego wspomagającego wszystkie procesy związane z wytworzeniem i obsługą pro­duktu – od fazy koncepcji, przez projektowanie szczegółowe, prototypy, testy, produkcję, serwis, aż po wycofanie produktu z rynku. Wybrane ważniejsze apli­kacje PLM zawiera tabela 12.

Ploter (ang. plotter) – urządzenie peryferyjne służące do nanoszenia wielkoformato­wej grafiki wektorowej (w szerszym znaczeniu również urządzenie do wycina­nia, grawerowania itp.).

Plotowanie – wydruk na →ploterze.

PMI (Product and Manufacturing Information) – dane technologiczne produktu, czyli informacje dołączane do pliku CAD; informacje o wymiarach nominalnych i to­le­ran­cjach, adnotacje tekstowe (komentarze), informacje o wykończeniu po­wierz­chni, specyfikacje materiałowe (zapisane w języku GD&T lub FT&A), warianty produktu, specyfikacje zmian konstrukcyjnych, stosowane klasyfikatory geometryczne, technologiczne, dokumentacji konstrukcyjnej i dokumentów za­kładowych oraz elementy procesów wytwórczych. PMI jest przedmiotem normy amerykańskiej ASME Y14.41 Product Data Definition oraz międzynarodowej ISO 1101 Representation of specifications in the form of a 3D model.

Podziałka (ang. scale) – stosunek liczbowy wielkości liniowych przedstawionych na rysunku do odpowiednich rzeczywistych wielkości liniowych. Podziałka powięk­szająca jest większa od jedności; zmniejszająca – mniejsza, a naturalna równa jedności (por. →skala).

Pomocnicza linia wymiarowa – linia ograniczająca odległość elementów podlegają­cych wymiarowaniu.

PPC (Production Planning and Control) – planowanie i sterowanie produkcją – pla­nowanie, przygotowywanie i sterowanie procesami wytwórczymi w zakresie re­alizacji poszczególnych zleceń produkcyjnych, a w szczególności terminów ich realizacji, zaopatrzenia materiałowego, obciążenia stanowisk i gniazd wytwór­czych oraz aktywnej kontroli produkcji w toku.

Raster – siatka utworzona przez ortogonalne pionowo-poziome linie dzielące obraz na piksele; symulacja obrazu wielotonalnego za pomocą dużej liczby różnokolo­rowych (jednotonalnych) pikseli. Zdjęcie z aparatu cyfrowego jest zapisywane w formie rastra.

Rasteryzacja – konwersja grafiki wektorowej na rastrową.

Rysunek CAD – model CAD (lub jego część) przedstawiony na papierze lub plik przeznaczony do plotowania bądź wydruku (por. →model CAD).

Skala (ang. graphic scale) – podziałka wyrażona graficznie, której długość odcinka odpowiada rzeczywistej długości wyrażonej liczbowo (por. →podziałka).

Tabliczka rysunkowa – miejsce na arkuszu rysunkowym lub dokumencie tekstowym przeznaczone do umieszczenia informacji identyfikujących wyrób, rysunek, wy­konawców itp.

TDM (Technical Data Management lub Technical Document Management) – zarzą­dza­nie informacjami technicznymi lub zarządzanie dokumentacją techniczną.

Topologia – sposób powiązania obiektów geometrycznych, czyli ich orientacja oraz warunki brzegowe, na przykład zgodność wierzchołków lub styczność płatów powierzchni wzdłuż krawędzi.

Warstwa – zbiór danych w →modelu CAD (opis w podpunkcie 3.3).

Wektoryzacja – (trasowanie) konwersja grafiki rastrowej na grafikę wektorową. Piksele bitmapy zostają zgrupowane i przekonwertowane na obiekty wektorowe na zasadzie podobieństwa koloru. Proces wektoryzacji niemal każdej bitmapy zniekształca jej pierwotny wygląd. Programami umożliwiającymi wektoryzację są m.in. CorelTrace (składnik pakietu CorelDRAW), Adobe Flash, Adobe Illu­strator, Adobe Free­Hand oraz darmowy Inkscape.

Więzy – ograniczenia i warunki przypisane obiektom cyfrowym; więzy geometryczne (więzy postaciowe i wymiarowe) determinują wymiary i formę geometryczną obiektów, więzy kinematyczne są ograniczeniami liczby stopni swobody obiek­tów oraz parametrów ich ruchu (czasów, trajektorii, prędkości i przyspieszeń). Więzy geometryczne opisano w podpunkcie „Więzy geometryczne – postaciowe i wymiarowe” tutaj, natomiast więzy kinematyczne w podpunkcie „Mode­lo­wa­nie zespołów – więzy kinematyczne” tutaj.

Wirtualne prototypowanie – proces tworzenia oraz analiz cyfrowego modelu geometrycznego produktu pod względem wytrzymałościowym (→CAE), funk­cjonalnym i ergonomicznym. W zakres analiz może wchodzić np. mon­taż, funkcjonowanie – ocena wariantów konstrukcyjnych pod względem designu lub kosztu wykonania oraz obliczenia wytrzymałościowe →FEM.

Woksel (ang. voxel – złożenie słów volumetric element) – w grafice trójwymiarowej najmniejszy rozróżnialny element przestrzeni, odpowiednik piksela w grafice dwuwymiarowej (patrz przypis nr 34).

Wymiar – wartość liczbowa wyrażona w określonych jednostkach miary i przedsta­wiona graficznie na rysunkach technicznych za pomocą linii, symboli i znaków.

Wymiar funkcjonalny – wymiar, który ma bezpośredni wpływ na współdziałanie części w zespole lub wyrobie. Tego typu wymiary w →parametrycznych pro­gramach →CAD można edytować w celu zmiany wymiarów modelu cyfrowego.

Wymiar pomocniczy (zależny informacyjny, sterowany, orientacyjny) – w parame­trycznym programie →CAD są to wymiary, których nie można edytować w celu zmiany geometri modelu cyfrowego. Ich wartość wynika z innych wymiarów modelu, a podawane są jedynie w celach orientacyjnych (np. jako wymiar wy­padkowy przyjęty w otwartym łańcuchu wymiarowym, którego liczba wymia­rowa, umieszczana zwykle w nawiasach okrągłych, nie jest brana pod uwagę w produkcji i kontroli wyrobów gotowych).

Wymiar uzupełniający – wymiar, który nie ma bezpośredniego wpływu na współ­działanie części w zespole. Podobnie jak wymiary funkcjonalne, tego typu wy­miary można edytować w celu zmiany wymiarów modelu części.

Wymiarowanie – podawanie wymiarów rysunkowych na widokach, przekrojach i kładach.Wstęp

Żyjemy w otoczeniu wytworów szybko zmieniającej się cywilizacji technicznej. Przejawem tych zmian jest coraz lepsza zdolność do produkowania coraz to doskonal­szych narzędzi służących zaspokajaniu potrzeb człowieka. Rozwój cywilizacyjny jest warunkowany jakością asocjatywnego połączenia trzech czynników: człowieka, jego wytworów oraz uporządkowanej informacji. W czasach współczesnych jesteśmy świadkami ogromnego rozwoju techniki, czyli wiedzy na temat praktycznego wyko­rzystania osiągnięć nauki w przemyśle, budownictwie, transporcie, medycynie itp. Doskonalenie sposobów usprawnionych nauką ludzkich działań przejawia się zastę­powaniem dotychczas stosowanych wyrobów przez produkty lepsze i tańsze. Europej­ska rewolucja naukowa zapoczątkowana w czasach oświecenia (przełom XVI i XVII wieku) była wywołana znaczącym usprawnieniem przepływu informacji, jakie nastą­piło po pojawieniu się druku. Trwający kilka wieków intensywny rozwój naukowo-techniczny doprowadził: do rewolucji przemysłowej, a następnie do rewolucji informatycznej w XX wie­ku. Ta ostatnia wywołana rozwojem mikroelektroniki, podstawowego narzędzia usprawniającego procesy gromadzenia, przetwarzania i przechowywania informacji, zaowocowała obserwowanym współcześnie gwałtownym skokiem cywilizacyjnym.

W ostatnim ćwierćwieczu XX wieku rzeczywisty koszt jednostki mocy elektro­nicznej techniki obliczeniowej obniżył się ponad 10 000 razy . Według strony internetowej www.top500.org zawierającej ranking najszybszych superkomputerów w listopadzie 2008 roku najszybszym superkomputerem na świecie była maszyna Roadrunner o wydajności 1,105 Pflopów/s (1,105×10¹⁵ flopów na se­kundę). Dla porównania typowy komputer osobisty z procesorem Pentium 4 (2 GHz) ma wydajność rzędu 3×10⁹ flopów/s, a typowy kalkulator ok. 10 flopów/s. Moc mózgu człowieka w zakresie operacji zmiennoprzecinkowych (np. w zakresie dzielenia dużych liczb) można mierzyć w miliflopach/s, jednak potencjalna całkowita moc obliczeniowa mózgu typowego człowieka (po­sia­dającego przeciętnie 10¹⁸ neuronów ze 100×10¹⁸ połączeniami) to według http://com­pu­ter.howstuffworks.com 10×10²⁴ operacji na sekundę (nie są to operacje zmiennoprzecinkowe).

Zgodnie z prawem Moore’a od połowy lat siedemdziesiątych XX wieku moc obliczeniowa mikroprocesorów (w tym procesorów komputerowych) podwaja się co 18 – 24 miesięcy, spada też ich cena. Ogromna liczba mikroprocesorów nie znajduje zastosowania w komputerach, ale w innych urządzeniach, takich jak telefony, obra­biarki, samochody itp. Maszyny i urządzenia przemysłowe dzięki sensorom mogą się dopasowywać do zmieniających się warunków otoczenia, podejmować decyzje i w zakresie ograniczonego zbioru gotowych wzorców zachowań wykonywać działanie. Człowiek uwolniony od czasochłonnych i nużących czynności kontrolera może podjąć się zadań twórczych, wyznaczając cele w dużym stopniu autonomicznemu przemy­słowemu systemowi technicznemu, w skład którego wchodzą komputery, oprogra­mowanie oraz sterowane numerycznie obrabiarki, urządzenia transportowe, pomiarowe itp.

Klasyczny przemysłowy podział na technologów i konstruktorów sprawiał, że projektowane obiekty powstawały w relatywnie długim czasie oraz nie zawsze w za­do­wa­lającym stopniu spełniały wszystkie wymagania użytkowe (stopień spełnienia wymagań klientów) oraz technologiczne (obróbki, montażu, pakowania i transportu). Bezpośrednim skutkiem zaimplementowania technik komputerowych jest pojawienie się idei tzw. zintegrowanego wytwarzania CIM (Computer Integrated Manufacturing). Jednym z ważniejszych podsystemów CIM jest komputerowo wspomagane projekto­wanie CAD (Computer Aided Design) będące tematem podręcznika. Istotą CAD jest modelowanie cyfrowe, czyli tworzenie wyidealizowanej i uproszczonej, ale użytecz­nej repliki obiektu przeznaczonego do produkcji. Głównym zastosowaniem takiej repliki jest reprezentacja kluczowych informacji konstrukcyjnych, tzw. zapis kon­strukcji. CAD pozwala na swobodne i mało kosztowne eksperymentowanie w świecie wirtualnym.

Techniki komputerowe można zastosować na każdym etapie cyklu życia wyrobu. Stosunkowo w najmniejszym stopniu na etapie opracowywania koncepcji, ale już w bardzo dużym stopniu na etapach konstruowania, wytwarzania, serwisowania i zarzą­dzania utylizacją. Zastosowanie technik komputerowych integrujących szeroko pojęte wytwarzanie wyrobów (CIM) zmienia współczesne przedsiębiorstwa produkcyjne, a celem tych zmian jest:

- obniżenie kosztów produkcji zarówno w fazach jej przygotowania, jak i realiza­cji, które można osiągnąć przez optymalizację i struktury przepływu informacji w przedsiębiorstwie;
- optymalizacja zarządzania realizacją zleceń produkcyjnych dzięki krótkim cy­klom produkcyjnym, krótkim terminom realizacji zleceń produkcyjnych, mini­malnym zapasom materiałowym oraz ze względu na wysoki stopień wykorzystania potencjału produkcyjnego.

Można zaryzykować stwierdzenie, że w obecnych czasach jesteśmy świadkami powstania nowej kultury technicznej, w której na bezprecedensową skalę możliwości człowieka są kompensowane i wspomagane przez sprzęt i oprogramowanie kompute­rowe.Przypisy

Jedną z ważniejszych miar mocy obliczeniowej, zwłaszcza w odniesieniu do superkomputerów przeznaczonych do złożonych obliczeń inżynierskich, jest flop/s (ang. FLoating Operations Per Second), czyli liczba operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę.

Gordon Earl Moore (ur. 1929) – współzałożyciel korporacji Intel, największego na świecie producenta układów scalonych.

Nie oznacza to, że podwaja się moc obliczeniowa całego komputera. Prawu Moore’a nie podlegają np. latencja dysków twardych i pamięci RAM (w przeciwieństwie do rozmiarów ich pamięci). Moc obliczeniowa mikroprocesorów podwaja się co ok. 1,5 – 2 lat od połowy lat 70. XX wieku, według Moore’a proces ten zwolni ok. roku 2009, kiedy rozmiary tranzystorów w procesorach osiągną wartość mniejszą od 45 nm.