Новые возможности Solid Works

Введение

SolidWorks – мощное средство проектирования, ядро интегрированного комплекса автоматизации предприятия, с помощью которого осуществляется поддержка изделия на всех этапах жизненного цикла в полном соответствии с концепцией CALS-технологий. Основное назначение SoIidWorks – это обеспечение сквозного процесса проектирования, инженерного анализа и подготовки производства изделий любой сложности и назначения, включая создание интерактивной документации и обеспечение обмена данными с другими системами. Программа SolidWorks- это система автоматизированного проектирования, использующая привычный графический интерфейс пользователя Microsoft Windows. Это легкое в освоении средство позволяет инженерам-проектировщикам быстро отображать свои идеи в эскизе, экспериментировать с элементами и размерами, а также создавать модели и подробные чертежи. Разработчиком САПР SolidWorks является SolidWorks Corp. (США), независимое подразделение транснациональной корпорации Dassault Systemes (Франция) – мирового лидера в области высокотехнологичного программного обеспечения. Разработки SolidWorks Corp. характеризуются самыми высокими показателями качества, надежности и производительности, что в сочетании с квалифицированной поддержкой делает САПР SolidWorks лучшим решением для промышленности. Централизованные поставки SolidWorks на территории России, СНГ и Прибалтики осуществляются через сеть офисов компании SolidWorks Russia и ее региональных представителей, обеспечивающих качественное внедрение, обучение и техническое сопровождение заказчиков.

Комплексные решения SolidWorks базируются на передовых технологиях гибридного параметрического моделирования, интегрированных средствах электронного документооборота SWR-PDM и SWR-Workflow, а также на широком спектре специализированных модулей. Программное обеспечение выполнено на русском языке, работает на платформе Windows 2000/XP. Выпуск конструкторской документации осуществляется в полном соответствии с требованиями ЕСКД. Обладая широкими возможностями и доступной ценой, система быстро внедряется в производство, обеспечивая скорую окупаемость вложенных средств.

Начиная с 1995 г. системой SolidWorks оснащено свыше 340 тысяч инженерных рабочих мест более чем на 40 тысячах предприятий по всему миру. Тысячи высших учебных заведений по всему миру и в России используют SolidWorks для подготовки студентов.

Концептуальные идеи, положенные разработчиками в основу SolidWorks, и такие качества, как интуитивно понятный интерфейс, русификация и поддержка ЕСКД, предопределяют успех внедрения SolidWorks на предприятиях отечественной промышленности. Именно поэтому, выбирая SolidWorks в качестве базовой САПР, предприятие получает не только хороший, качественный и функциональный набор программ, но и ориентируется на самые передовые технологии, ставшие стандартом де-факто для автоматизированного проектирования во всём мире.

1. История создания программы SolidWorks   1.1 Состояние рынка САПР в 90-е гг.

За последние в 90-е гг. промышленными предприятиями был накоплен немалый автоматизации локальных служб конструкторских и технологических подразделений. Несмотря на ограниченное применение средств САПР в реальной работе, результат был очевиден – уровень владения новыми технологиями, знание различных прикладных систем, приобретенный реальный опыт работы плюс сотни (тысячи) разработанных чертежей, управляющих программ, моделей и т.п. Практически на каждом предприятии начинают использоваться сети, ширится применение телекоммуникационных технологий (электронной почты, Internet).

Автоматизированные системы проектирования постепенно, но все же становятся обычным и привычным инструментом конструктора, технолога, расчетчика. Конкурировать иначе в условиях, когда сроки являются основным требованием заказчика, не представляется возможным. И хотя психологически руководителю отечественного промышленного предприятия было трудно свыкнуться с мыслью, что дискеты с программами могут стоить дороже оборудования, это нисколько не удивительно, ибо интеллектуальный продукт является плодом многолетних научных, исследовательских и практических работ целого коллектива и колоссальных финансовых вложений. Надо было осознать, что не только аппаратные, но и программные средства компьютеризации являются такими же важнейшими частями и ресурсами научно-производственного процесса, как персонал, сырье или электроэнергия.

Стремительно развивающаяся компьютерная индустрия и выход новейших на то время операционных систем WINDOWS 95 и WINDOWS NT 4.0 явно обозначили новый виток гонки информационных технологий. За видимой частью айсберга (измененный интерфейс, пиктограммные меню, удобная и наглядная работа с файлами) надо было увидеть главное – WINDOWS не ограничивается красивым оформлением, это качественно новый уровень работы пользователя, архитектуры комплекса, тесная интеграция разнородных систем, встроенные сетевые возможности и многое другое. Здесь стали реальностью многие задачи, решение которых в среде DOS в принципе не представлялось возможным.

Наметилось явное изменение структуры рынка САПР. Приобретение мощных дорогостоящих систем, требующих высокого уровня персонала, не решает всех проблем конструкторских и технологических служб. Тезис «мы купим 7 больших пакетов и нам больше ничего не надо» не оправдывается, а затраченные денежные средства зачастую не окупаются. Выход видился опять же в интеграции, позволяющей к тому же решать задачи при минимуме вложений. Появление в то время новой генерации систем среднего класса типа SolidWorks, тесно интегрированными с чертежной графикой, существующими технологическими и расчетными приложениями, позволило говорить о том, что 50–80% задач можно решить при качественно меньших затратах. Можно было прогнозировать передел рынка CAD/CAM, захват определенной его части, принадлежащей исключительно тяжелым системам, а также потеснение балансирующего между легким и средним классом AutoCAD.

1.2 Появление средств программного комплекса SolidWorks 97

Ярко выраженная полярность систем программного обеспечения САПР, существовавшая долгие годы, предлагала на выбор или мощные дорогостоящие «тяжелые» системы (класса CATIA, EUCLID, CADDS5, Pro/Engineer, Unigraphics) или «легкие» продукты, в основном отвечающие за выпуск чертежно-конструкторской документации или обеспечивающие ограниченное твердотельное моделирование. Появившиеся в конце 90-х на рынке новейшие системы конструкторского моделирования заполнили этот вакуум и предложили мощные решения среднего уровня в ценовом диапазоне $8000-$10000 за рабочее место. Один из самых заметных программных продуктов, относящихся к новой генерации, был SolidWorks, разработанный американской компанией SolidWorks Corporation, которая преследовала цель создания массовой системы для каждого конструктора под лозунгом «последние разработки в области CAD/CAM на каждый рабочий стол». При этом мощный функционал продукта по возможностям конструирования приближал его к системам класса Pro/Engineer и позволял создавать достаточно сложные трехмерные детали и сборки.

Твердотельное параметрическое моделирование детали базируется на создании дерева построений, отражающего этапы ее формообразования. Исходные примитивы, добавляемые к текущей модели или вычитаемые из нее, формируются на базе плоского эскиза (плоского замкнутого контура без самопересечений), выполненного в произвольно ориентированной плоскости. К ним относятся тела вращения и выдавливания, тела, полученные сопряжением произвольно ориентированных сечений или сдвигом. Мощный аппарат наложения размерных и геометрических связей (ограничений) на геометрические элементы обеспечивают построение параметрической модели с возможностью изменения произвольного параметра, связывания его с значением другого параметра и т.п. Сохраняется неразрывная связь эскиз – твердое тело, дающая возможность при необходимости корректировать модель через изменение её эскиза.

Возможности моделирования включают также в себя построения трёхмерных фасок и скруглений, ребер жесткости и литейных уклонов, создание различными способами полых (тонкостенных) тел, использование мощного аппарата построения вспомогательных плоскостей и осей. В версии SolidWorks97 появились возможности оперировать трехмерными сплайнами и достаточно сложными поверхностями, которые могли служить ограничением при различных формообразующих операциях или границей отсечения части тела, а для деталей одной толщины выполнять развертку. Ведение файла протокола позволяло отслеживать процесс создания трехмерной модели и вносить в него необходимые изменений. Можно изменить любой параметр модели и через несколько секунд увидеть результаты полной перестройки модели.

Широкие возможности визуализации и создания фотореалистичных изображений с использованием дополнительных источников освещения и регулированием характеристик поверхности материала (отражение или поглощение им света, излучение и шероховатость поверхности) позволяли работать в режиме реального времени с тонированными изображениями модели.

Созданные детали могли объединяться в сборку с заданием ограничений взаимного расположения любых деталей друг относительно друга (соосность, фиксация, совпадение точек и плоскостей и многое другое) и регулировкой характеристик каждой детали.

На основе трехмерного объекта возможно автоматическое создание чертежа детали, состоящего из основных и вспомогательных видов, сложных разрезов и сечений. Поддержка многочисленных форматов обмена позволяет использовать любой чертежно-графический редактор. Вообще следует отметить мощные интеграционные возможности системы, обеспечивающей интерфейс с ведущими технологическими и расчетными приложениями, а существующие средства разработки приложений позволяют стыковать прикладные системы с геометрическим ядром SolidWorks. Новая генерация систем может заметно потеснить дорогостоящие интегрированные системы и существенно снизит количественную потребность их применения.

1.3 SolidWorks «взрывает» рынок CAD/CAM 1995 год стал переломным для мирового рынка систем CAD/CAM массового применения. Впервые за долгое время пакеты программного комплекса с промышленными возможностями стали доступны пользователям персональных компьютеров. Одно из лучших решений такого уровня смогла предложить американская компания SolidWorks Corporation. Созданная в 1993 году, эта фирма уже через два года, в ноябре 1995-го, выпустила на базе геометрического ядра Parasolid свой первый программный продукт. Пакет программного комплекса SolidWorks95 сразу занял ведущие позиции среди продуктов этого класса, буквально ворвавшись в мировую «табель о рангах» систем CAD/CAM. К середине 90-х годов многие конструкторы и технологи во всём мире практически одновременно пришли к одинаковому выводу – для того, чтобы повысить эффективность своего труда и качество разрабатываемой продукции, необходимо срочно переходить от работы в смешанной среде двумерной графики и трёхмерного моделирования к использованию объёмных моделей, в качестве основных объектов проектирования. В поисках максимально подходящей для решения поставленной задачи системы пользователи определили требования к ней – стандартный и интуитивно понятный пользовательский интерфейс, возможность эффективного твёрдотельного моделирования на промышленном уровне и, конечно, наиболее привлекательная цена при высокой эффективности пакета. Создатели системы SolidWorks учли все эти требования, и, таким образом, дали возможность десяткам тысяч конструкторов использовать на своих персональных рабочих местах новейшие достижения науки в области технологий CAD/CAM.

Компания SolidWorks Corp. была основана в 1993 году, и в 1995-м увидела свет первая версия САПР SolidWorks. Уже начиная с первой версии, SolidWorks оказался в центре внимания ведущих аналитиков в области САПР. Впервые полноценный функционал 3D моделирования был реализован на платформе Microsoft Windows. Ранее подобные разработки могли быть реализованы только на ОС Unix, где и функционировали в течение десятилетий. Сегодня Unix-образные САПР ушли в историю, портировав свои приложения на платформу Windows.

В 1997 году SolidWorks Corp. вошла в состав IT холдинга Dassault Systemes, и до сих пор это приобретение Dassault компетентные источники цитируют как одно из самых удачных стратегических решений.

На сегодняшний день, SolidWorks – один из самых популярных и широко используемых в мире пакетов 3D моделирования, в состав которого входит широкий набор интегрированных CAE/CAM/PDM модулей и более 500 специализированных приложений. В нашей стране популярность SolidWorks обусловлена не только его серьезным функционалом, но и поддержкой ЕСКД, а также полной русификацией пакета, выполненной еще в 1998 году компанией разработчиком. С тех пор каждая новая версия выходит на 15 языках народов мира, в том числе и на русском.

В табл. 1 приведен краткий перечень новаторских решений, впервые предложенных разработчиками SolidWorks и ставшими впоследствии «классическими» при создании современных САПР.

Таблица 1

Год	Версия	Впервые это было сделано разработчиками SolidWorks
1995	SW95	1-я параметрическая 3D САПР на платформе Windows
1996	SW96	Дерево конструирования Feature Manager; Drag-and-Drop для твердотельных элементов
1997	SW97, SW97Plus	Дерево конфигураций; подвижность механизмов.
1998	SW98, SW98Plus	Легковесность в сборках; Автосопряжения (SmartMates); Распознавание импортированной геометрии (FeatureWorks); Прямой поэлементный транслятор (Pro/E); Динамический поиск конфликтов в сборке.
1999	SW99	Средство согласования данных с заказчиком (eDrawings); Отсоединенные чертежи (RapidDraft) с возможностью синхронизации.
2000	SW2000	Поддержка работы SolidWorks через FTP (WEB-папки); WEB-технология 3D PartStream.NET; Публикация 3D моделей в Интернет (3D Instant Website); WEB-библиотека моделей SolidWorks (3D Content Central).
2001	SW2001, SW2001Plus	Интерактивные диалоговые окна (Property Manager); Интерактивные маркеры; Автокрепежи (SmartFasteners); Альтернативное положение механизма на чертеже.
2002	SW2003	Экспресс-анализ прочности (COSMOSXpress); Экспресс-анализ механизмов (зубчатые передачи, пружины, гравитация); Физическая динамика.
2003	SW2004	Легковесные чертежи; Отрисовка графических объектов в режиме RealView.
2004	SW2005	Черновые виды; Экспресс-анализ проливаемости пластмасс (MoldflowXpress).
2005	SW2006	Автокомпоненты (SmartComponents); Проверка проектов (DesignChecker); DWGviewer/DWGeditor/DWGgateway для перехода с 2D на 3D; Встроенная поисковая система инженерной информации (GlobalSpec).
2008	SW2008	Усовершенствования Instant 3D Документизация для Solidworks
2010	SW2010	Расширение возможностей печати Apple Mac Вертикальной структуры промышленности из 3D ContentCentral