CAD-системы - область применения, примеры программных продуктов

Mathcad 

Mathcad  относится к системам компьютерной алгебры, то есть средств автоматизации математических расчетов. В этом классе программного обеспечения существует много аналогов различной направленности и принципа построения. Наиболее часто Mathcad сравнивают с такими программными комплексами, как Maple, Mathematica, MATLAB, а также с их аналогами MuPAD, Scilab, Maxima и др. Впрочем, объективное сравнение осложняется в связи с разным назначением программ и идеологией их использования.[10]

Система Maple, например, предназначена  главным образом для выполнения аналитических (символьных) вычислений и имеет для этого один из самых мощных в своем классе арсенал специализированных процедур и функций (более 3000). Такая комплектация для большинства пользователей, которые сталкиваются с необходимостью выполнения математических расчетов среднего уровня сложности, является избыточной. Возможности Maple ориентированы на пользователей — профессиональных математиков; решения задач в среде Maple требуют не только умения оперировать какой-либо функции, но и знания методов решения, в неё заложенных: во многих встроенных функциях Maple фигурирует аргумент, задающий метод решения.[10]

То же самое можно  сказать и о Mathematica. Это одна из самых мощных систем, имеет чрезвычайно большую функциональную наполненность (есть даже синтезирование звука). Mathematica обладает высокой скоростью вычислений, но требует изучения довольно необычного языка программирования.[10]

Разработчики Mathcad сделали  ставку на расширение системы в соответствии с потребностями пользователя. Для  этого назначены дополнительные библиотеки и пакеты расширения, которые  можно приобрести отдельно и которые имеют дополнительные функции, встраиваемые в систему при установке, а также электронные книги с описанием методов решения специфических задач, с примерами действующих алгоритмов и документов, которые можно использовать непосредственно в собственных расчетах. Кроме того, в случае необходимости и при условии наличия навыков программирования в C, есть возможность создания собственных функций и их прикрепления к ядру системы через механизм DLL.[10]

Mathcad, в отличие от Maple, изначально создавался для численного решения математических задач, он ориентирован на решение задач именно прикладной, а не теоретической математики, когда нужно получить результат без углубления в математическую суть задачи. Впрочем, для тех, кому нужны символьные вычисления и предназначено интегрированное ядро Maple (с версии 14 — MuPAD). Особенно это полезно, когда речь идет о создании документов образовательного назначения, когда необходимо продемонстрировать построение математической модели, исходя из физической картины процесса или явления. Символьное ядро Mathcad, в отличие от оригинального Maple (MuPAD), искусственно ограничено (доступно около 300 функций), но этого в большинстве случаев вполне достаточно для решения задач инженерного характера.[10]

Более того, опытные пользователи Mathcad обнаружили, что в версиях  до 13 включительно есть возможность  не слишком сложным способом задействовать  почти весь функциональный арсенал  ядра Maple (так называемые «недокументированные возможности»), что приближает вычислительную мощность Mathcad к Maple.[10]

Основные возможности

Mathcad содержит сотни операторов и встроенных функций для решения различных технических задач. Программа позволяет выполнять численные и символьные вычисления, производить операции со скалярными величинами, векторами и матрицами, автоматически переводить одни единицы измерения в другие.[10]

Среди возможностей Mathcad можно выделить:

• Решение дифференциальных уравнений, в том числе и численными методами
• Построение двумерных и трёхмерных графиков функций (в разных системах координат, контурные, векторные и т. д.)
• Использование греческого алфавита как в уравнениях, так и в тексте
• Выполнение вычислений в символьном режиме
• Выполнение операций с векторами и матрицами
• Символьное решение систем уравнений
• Аппроксимация кривых
• Выполнение подпрограмм
• Поиск корней многочленов и функций
• Проведение статистических расчётов и работа с распределением вероятностей
• Поиск собственных чисел и векторов
• Вычисления с единицами измерения
• Интеграция с САПР-системами, использование результатов вычислений в качестве управляющих параметров.[10]

С помощью Mathcad инженеры могут документировать все вычисления в процессе их проведения.[10]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Для успешного функционирования и конкурентоспособности промышленных предприятий в современных условиях необходимы передовые информационные технологии. Они позволяют как решать широкий круг задач в сфере автоматизации финансово-хозяйственной и управленческой деятельности, так и осуществлять комплексную автоматизацию основных технологических и производственных бизнес-процессов.

Основу  информационных  технологий  в проектировании и  производстве  сложных объектов и изделий составляют сегодня  полномасштабные полнофункциональные  промышленные САПР (CAD/CAM/CAE - системы).  Активное использование во всем мире “легких” и “средних“ САПР  на персональных компьютерах для подготовки чертежной документации и управляющих программ для станков с ЧПУ и сближение возможностей персональных компьютеров и “рабочих станций” в автоматизации  проектирования  подготовило две тенденции в разработке и использовании САПР, которые наблюдаются в последнее время:

• применение полномасштабных САПР в различных отраслях промышленности для проектирования и производства изделий различной сложности;
• интеграция САПР с другими информационными технологиями.

Эти тенденции позволяют считать, что уже в самом ближайшем будущем эффективность производства будет во многом определяться эффективностью использования на предприятиях промышленных САПР.

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Система автоматизированного проектирования [Электронный ресурс]// Википедия — свободная энциклопедия: [web-site] http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F

2. Мировой рынок CAD/CAM/CAE-систем[Электронный ресурс]// Компьютер-Информ : [web-site] http://www.ci.ru/inform01_02/p_22-23.html

3. История развития CAD/CAM/CAE-систем[Электронный ресурс]// Mechanicians : [web-site] http://mechanicans.com/article/74

4.  Мельгуй А.И. , Гайдарь О.Г. Обзор популярных CAD-систем  [Электронный ресурс]/ Журнал "Инженер" №7/2006, ДонНТУ, Донецк : [web-site] http://masters.donntu.edu.ua/2009/fizmet/melgui/library/cad_ru.html
5. Список систем автоматизированного проектирования[Электронный ресурс]// Википедия — свободная энциклопедия: [web-site] http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC_%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F
6. IndorCAD/Road [Электронный ресурс]// IndorCAD/Road: Система проектирования автомобильных дорог : [web-site] http://www.indorsoft.ru/products/cad/road/
7. IntelliCAD[Электронный ресурс]// Википедия — свободная энциклопедия: [web-site] http://ru.wikipedia.org/wiki/IntelliCAD
8. Продукты Autodesk[Электронный ресурс]// Продукты Autodesk 2-d и 3-d моделирования : [web-site]http://www.rodnik.ru/product/sapr/sapr_mashine/autodesk/2d3d/
9. Pro/ENGINEER - Обзор продуктов[Электронный ресурс]// PTS - RUSSIA. Products: [web-site] http://www.pts-russia.com/products/f03_50_1.html

10. Mathcad [Электронный ресурс]// Википедия — свободная энциклопедия: [web-site] http://ru.wikipedia.org/wiki/Mathcad