История СAD-систем

Историю CAD систем логично разделить на несколько этапов.

На первом этапе (до конца 70-х годов) был получен ряд научно-практических результатов, доказавших принципиальную возможность автоматизированного проектирования сложных промышленных изделий. Так, теория B-сплайнов представленная Исааком Шоенбергом (I.J.Schoenberg) в 1946 г., привела к использованию в геометрическом моделировании кривых NURBS. Моделированию кривых и поверхностей любой формы были посвящены работы Пьера Безье (P.E.Bezier), выполненные на рубеже 60-70-х годов прошлого века.

Проектирование механических изделий заключается, прежде всего, в конструировании, т.е. в определении геометрических форм тел и их взаимного расположения. Поэтому история автоматизации проектирования CAD-систем связана с историей компьютерной графики. В конце 50-х – начале 60-х появляются системы с выводом информации на электронно-лучевую трубку и электронная чертежная машина (The Electronic Drafting Machine) компании ITEK.

В 70-е годы в Lockheed создается программа CADAM (Computer-Augmented Drafting and Manufacturing), а в компании Dassault начинается разработка программы трехмерного моделирования, впоследствии ставшей программой CATIA (Computer-Aided Three-Dimensional Interactive Application).

В 1979 г. разрабатывается графический формат IGES (Initial Graphic Exchange Standard).

На втором этапе (80-е годы) появились и начали использоваться графические рабочие станции компаний Intergraph, Sun Microsystems с архитектурой SPARC или автоматизированные рабочие места на компьютерах VAX от DEC под управлением ОС Unix.

К 1982 г. твердотельное моделирование начинают применять в своих продуктах компании Computervision, IBM, Prime и др., однако методы получения моделей тел сложной формы еще не развиты, отсутствует поверхностное моделирование. В том же году появляется первая версия программы CATIA с возможностями 3D моделирования и разработки программ для ЧПУ и Джоном Уокером создается компания Autodesk. В следующем году разработана техника создания 3D моделей с показом или удалением скрытых линий. На рынок вышла система Unigraphics, а компания Autodesk выпускает свой первый CAD-продукт Autocad, пока однопользовательскую версию на языке Cи с поддержкой формата IGES.

В 1988 г. создается аппаратура для прототипирования изделий с помощью лазерной стереолитографии по данным, получаемым в MCAD. Также в 1988 г. компания PTC (Parametric Technology Corp.) впервые реализует параметризацию моделей. К концу 80-х годов стоимость CAD-лицензии существенно снизилась и тем самым были созданы предпосылки для создания CAD/CAM/CAE-систем более широкого применения.

Принято делить CAD/CAM/САЕ-системы по их функциональным характеристикам на три уровня (тяжелый, средний и легкий). В 80-е годы и в начале 90-х такое деление основывалось на значительном различии характеристик используемого для САПР вычислительного оборудования. Аппаратной платформой CAD/CAM-систем тяжелого уровня были дорогие высокопроизводительные рабочие станции с ОС Unix. Такая техника позволяла выполнять сложные операции как твердотельного, так и поверхностного геометрического моделирования применительно к сборочным узлам из многих деталей. CAD-системы нижнего уровня предназначались только для автоматизации чертежных работ, выполнявшихся на низкопроизводительных рабочих станциях и персональных компьютерах (типичные CAD-системы низшего уровня AutoCAD, CAD-KEY, Personal Designer, ADEM, КОМПАС-ГРАФИК). По мере улучшения характеристик персональных компьютеров удавалось создавать сравнительно недорогие системы с возможностями параметрического и ассоциативного 3D-моделирования. Такие системы стали относить к CAD/CAM-системам среднего уровня (AMD, Solid Edge, Solid Works, КОМПАС 3D). На сегодняшний день практически отсутствуют системы легкого уровня, а с помощью программ среднего уровня можно решать до 80% типовых машиностроительных задач. Современные тяжелые системы базируются на высокопроизводительных или суперкомпьютерных мощностях (CATIA, Unigraphics, Pro/ENGENEER, CADDS5, EUCLID, Cimatron, Ansys).

На третьем этапе (начиная с 90-х годов) бурное развитие микропроцессоров привело к возможности использования рабочих станций на персональных ЭВМ, что заметно снизило стоимость внедрения САПР на предприятиях. На этом этапе продолжается совершенствование систем и расширение их функциональности.

В 1992 году корпорация Intergraph, один из ведущих на тот момент производителей CAD-систем для машиностроения, приняла решение о разработке нового программного продукта, целиком построенного на базе платформы Wintel.

В 1993 г. в США создается компания Solidworks Corporation и уже через два года она представила свой первый пакет твёрдотельного параметрического моделирования Solidworks на базе геометрического ядра Parasolid. Система Solidworks вошла в число ведущих систем среднего уровня.

В конце 1995 года появилась система геометрического моделирования Solid Edge.

Начиная с 1997 г., рабочие станции на платформе Wintel не уступают Unix-станциям по объемам продаж.

В 1998 году к Unigraphics перешло все отделение Intergraph, занимающееся CAD-системами. В это же время Solid Edge меняет геометрическое ядро ACIS на ядро Parasolid.

В 1999 году появляется 6-я версия Solid Edge на русском языке.

Четвертый этап (начиная с конца 90-х годов) характеризуется интеграцией CAD/CAM/CAE-систем с системами управления проектными данными PDM и с другими средствами информационной поддержки изделий.

В 2001 г. происходит слияние компании Unigraphics Solution с SDRC, что привело к постепенному прекращению развития I-DEAS и использованию удачных решений двух систем I-DEAS и Unigraphics (UG) в новых версиях системы Unigraphics NX.

Еще раньше система CADDS5 была приобретена компанией PTC (Parametric Technology Corp.). Эта компания, штаб-квартира которой расположена в США, основана в 1985 г. бывшим профессором Ленинградского университета Семеном Гейзбергом.

Ряд CAD/CAM систем среднего и нижнего уровней разработан в СССР и России. Наибольшее распространение среди них получили Кредо (НИЦ АСК), Компас (компания Аскон), T-Flex CAD (Топ Системы), и некоторые другие системы.

Система Кредо считается первой отечественной CAD/CAM системой в машиностроении. Она разработана в созданном в 1987 г. Научно-исследовательском центре автоматизированных систем конструирования (НИЦ АСК).

Компания Аскон основана в 1989 г. В нее вошел коллектив разработчиков, который до этого в Коломенском конструкторском бюро машиностроения проектировал систему Каскад. Первая версия Компас для 2D проектирования на персональных компьютерах появилась в том же 1989 г. В 2000 г. САПР Компас распространена на 3D проектирование.

Выпуск первой коммерческой версии системы T-FLEX CAD 2.x (TopCAD) относится к 1992 г.