История программного обеспечения САПР - History of CAD software

Основная статья: Системы автоматизированного проектирования

С момента своего изобретения конструкторы использовали компьютеры для расчетов.[1][2][3][4] Цифровые компьютеры использовались при анализе или оптимизации энергосистем еще в прототипе.Вихрь " в 1949. Схема[5] дизайн теория или электросеть методология была алгебраический, символический, и часто вектор -основан.

1940–1950 годы

С середины 1940-х по 1950-е годы в компьютерное программное обеспечение. Некоторые из этих разработок включают серводвигатели, управляемые генерируемым импульсом (1949 г.), цифровой компьютер со встроенными операциями для автоматической координации преобразований для вычисления векторов, связанных с радаром (1951 г.), и графический математический процесс формирования формы с помощью цифровой машины. инструмент (1952).[6]

В 1953 г. Массачусетский технологический институт Исследователь Дуглас Т. Росс видел, как операторы радаров используют «интерактивное дисплейное оборудование», полагая, что это будет именно то, что его МУДРЕЦ -связанные с сжатие данных группа нужна. Росс и другие исследователи из Лаборатория Линкольна Массачусетского технологического института были единственными пользователями сложных систем отображения, установленных для системы до SAGE Cape Cod. Росс заявил в интервью, что они «использовали его для своей личной рабочей станции».[7] Разработчики этих первых компьютеров создали служебные программы, чтобы гарантировать, что программисты могут отлаживать программное обеспечение, используя блок-схемы в области отображения, с логическими переключателями, которые можно было открывать и закрывать во время сеанса отладки. Они обнаружили, что могут создавать электронные символы и геометрические фигуры для создания простых принципиальных схем и блок-схем.[8] Эти программы также позволяли воспроизводить объекты по желанию; также можно было изменить их ориентацию, сцепку (поток, механический, лексическая область видимости ) или масштаб. Это открывало им множество возможностей.

Росс ввел термин системы автоматизированного проектирования (CAD) в 1959 году.[9][10]

1960-е

Ранний пример электронного САПР из диссертации Сазерленда 1963 г.

Изобретение 3D CAD / CAM приписывают французскому инженеру. Пьер Безье (Arts et Métiers ParisTech, Renault). Между 1966 и 1968 годами, после его математических работ, касающихся поверхностей, он разработал УНИСУРФ чтобы упростить конструирование деталей и инструментов для автомобильной промышленности. Затем UNISURF стал рабочей базой для следующих поколений программного обеспечения САПР.

В 1960-х годах технологические разработки в таких отраслях, как самолетостроение, автомобилестроение, промышленное управление и электроника, обеспечили успехи в области построения трехмерных поверхностей, программирования с ЧПУ и анализа конструкции. Большинство этих разработок не зависели друг от друга и часто публиковались гораздо позже. Некоторые работы по математическому описанию кривых были разработаны в начале 1940-х годов Робертом Иссаком Ньютоном.[нужна цитата ] В своем романе 1957 года Дверь в лето, Роберт А. Хайнлайн намекнул на возможность робота Чертеж Дэн. Однако более существенная работа над полиномиальные кривые и скульптурная поверхность была выполнена математиком Поль де Кастельжау из Citroen; Пьер Безье от Renault; Стивен Энсон Кунс из Массачусетского технологического института; Джеймс Фергюсон из Боинг; Карл де Бур, Джордж Дэвид Биркофф и гарибедиан из GM в 1960-е годы; и В. Гордон и Р. Ризенфельд из GM в 1970-х годах.

Развитие Эскизная панель система в Массачусетском технологическом институте[11][12] к Иван Сазерленд, который позже создал компанию графических технологий с Дэвид Эванс, было поворотным моментом.[11] Отличительной особенностью SKETCHPAD было то, что он позволял дизайнеру графически взаимодействовать со своим компьютером; дизайн можно загрузить в компьютер, нарисовав на ЭЛТ монитор с световое перо. По сути, эта функция SKETCHPAD была прототипом для графический интерфейс пользователя, незаменимая функция современных САПР. В 1963 г. под руководством научного руководителя Клод Шеннон, Сазерленд представил свою докторскую диссертацию, Sketchpad: система графической связи между человеком и машиной, в Совместная компьютерная конференция. В своей статье он сказал:[13]

Для рисунков, где движение рисунка или анализ нарисованной задачи имеет значение для пользователя, Sketchpad отлично подходит. Для часто повторяющихся рисунков или рисунков, требующих точности, Sketchpad работает достаточно быстро, чем традиционные методы, и поэтому стоит того. Для рисунков, которые просто общаются с магазинами, вероятно, лучше использовать обычную бумагу и карандаш.

Со временем усилия будут направлены на достижение цели рисунки дизайнеров общаются не только с магазинами, но и с инструмент для магазина сам; однако до достижения этой цели потребовалось много времени.

Первые коммерческие применения САПР были в крупных компаниях автомобильной и аэрокосмической промышленности, а также в электронике. Это произошло потому, что только крупные корпорации могли позволить себе компьютеры, способные выполнять необходимые вычисления. Среди известных проектов компании - совместный проект Патрик Дж. Ханратти из GM и Сэм Матса, Дуг Росс Массачусетский технологический институт Ассистент исследования APT из IBM, разработать прототип системы для инженеров-конструкторов, DAC-1 (Дизайн дополнен компьютером) 1964, Локхид проекты Колокол ГРАФИЧЕСКИЙ 1 и Renault.

Одним из самых влиятельных событий в развитии САПР было основание в 1971 году компании Manufacturing and Consulting Services Inc. (MCS). Патрик Дж. Ханратти,[14] кто написал систему автоматизированного черчения и обработки (ADAM), но, что более важно, предоставил код таким компаниям, как Макдоннелл Дуглас (Униграфика ), Компьютерное зрение (CADDS ), Calma, Гербер, Autotrol и Контрольные данные.

По мере того как компьютеры становились более доступными, применение САПР постепенно расширялось в новых областях. Разработка программного обеспечения САПР для персональных настольных компьютеров послужила толчком для почти универсального применения во всех областях строительства.

1970-е годы

Другие заметные события 1960-х и 1970-х годов включают создание САПР. United Computing, Интерграф, IBM, и Intergraph IGDS в 1974 г. (что привело к Bentley Systems MicroStation в 1984 г.), а также Applicon в 1969 году и коммерческие системы CAD от японских производителей Seiko и Zuken в течение 1970-х гг.[15]

Реализации САПР претерпели значительные изменения с момента этого раннего развития. Первоначально, с появлением 3D в 1970-х годах, САПР обычно ограничивался созданием чертежей, аналогичных чертежам, набранным вручную. Достижения в программировании и компьютерном оборудовании,[16][17] В частности, твердотельное моделирование в 1980-х годах позволило более гибко применять компьютеры в проектной деятельности.

1980-е

3D-рендеринг ложек в САПР

В 1981 году ключевыми продуктами были пакеты твердотельного моделирования -Ромул (ShapeData) и Uni-Solid (Unigraphics) на основе PADL-2, а также средство моделирования поверхностей CATIA (Dassault Systemes ). Autodesk была основана в 1982 году Джоном Уокером, что привело к созданию двухмерной системы AutoCAD.[18] Следующей вехой стал выпуск Pro / ИНЖЕНЕР в 1987 году, который ознаменовал более широкое использование методов моделирования на основе признаков и параметрической привязки параметров объектов; это ознаменовало введение параметрическое моделирование.[19]

1990-е годы

3D-рендеринг автомобиля в САПР с граничное представление

Также важным для развития САПР была разработка в конце 1980-х - начале 1990-х годов. B-rep ядра твердотельного моделирования (движки для манипулирования геометрически и топологически согласованными трехмерными объектами), Parasolid (ShapeData) и ACIS (Spatial Technology Inc.). Эти разработки были вдохновлены работами Яна Брейда. Впоследствии это привело к выпуску пакетов среднего уровня, таких как SolidWorks и TriSpective (позже известный как IRONCAD ) в 1995 г., Solid Edge (тогда Интерграф ) в 1996 г. и Autodesk Inventor в 1999 г. Независимый ядро геометрического моделирования развивается в России с 1990-х годов.[20]

2000-е

Доступность бесплатного программного обеспечения САПР с открытым исходным кодом и высокая стоимость современного программного обеспечения САПР и 3D могут сдерживать рост рынка программного обеспечения САПР.[21] Бесплатно и с открытым исходным кодом Пакеты программного обеспечения САПР включают BRL-CAD разработан для армии США,[22][23] LibreCAD,[24] FreeCAD,[25][26][27] и другие.[28]

Хронология

Программное обеспечение САПР:

Рекомендации

  1. ^ «История CAD / CAM». КАДАЗЗ. 2004 г.
  2. ^ Пиллерс, Мишель (март 1998 г.). «MCAD Возрождение 90-х». Журнал Cadence. Архивировано из оригинал 22 апреля 2007 г.
  3. ^ Боздок, Мариан (2003). «История САПР». iMB.
  4. ^ Карлсон, Уэйн (2003). «Критическая история компьютерной графики и анимации». Государственный университет Огайо. Архивировано из оригинал на 2004-07-05.
  5. ^ иллюстрированная символьная диаграмма Файл: Biquad circuit.gif
  6. ^ Сасскинд, Альфред Крисс; Макдонаф, Джеймс О. (март 1953 г.). «Фрезерный станок с ЧПУ» (PDF). Обзор оборудования ввода и вывода, используемого в вычислительных системах. Международный семинар по управлению знаниями требований. Нью-Йорк: Американский институт инженеров-электриков. п. 136. LCCN  53-7874. Получено 2015-02-24.
  7. ^ "oh178dtr.pdf" (PDF). umn.edu.
  8. ^ Херст, Дж. (1989) Ретроспективы II: первые годы компьютерной графики, стр. 39–73 в SIGGRAPH 89 Panel Proceedings, ACM New York, NY, USA, ISBN  0-89791-353-1 Дои:10.1145/77276.77280
  9. ^ Росс, Дуглас Т. (17 марта 1961 г.). Компьютерное проектирование: формулировка целей. MIT USAF 8436-TM-4.
  10. ^ Йост, Дж. Р., изд. (Весна 2007 г.). «Дуглас Т. Росс, 1929 - 2007» (PDF). Информационный бюллетень CBI. Vol. 29 нет. 1. п. 14.
  11. ^ а б Ярес, Эван (13 февраля 2013 г.) 50 лет CAD. DesignWorld
  12. ^ «Оглядываясь назад: компьютер TX-2 и блокнот 82» (PDF). Журнал лаборатории Линкольна. 19 (1). 2012. Архивировано с оригинал (PDF) на 2012-11-07.
  13. ^ Вайсберг, Д. (2008). «Сильные корни компьютерного дизайна в MIT» (PDF). Революция в инженерном дизайне. п. 3–20.
  14. ^ «Основатель MCS: Патрик Дж. Ханратти, доктор философии, президент и основатель». mcsaz.com. Архивировано из оригинал на 2005-02-09.
  15. ^ «1970-е: появляются инструменты САПР» (PDF). Японский музей истории полупроводников. Получено 27 июн 2019.
  16. ^ Эйкели, Курт (1981) Проблемы и направления для графических аппаратных ускорителей В архиве 2014-10-19 в Wayback Machine. Цифровая лаборатория Еврографии, diglib.eg.org.
  17. ^ Компьютерная графика (05.04.1984). archive.org
  18. ^ Сатиш Гопи, сентябрь 2009 г. Основы гражданского строительства. Pearson Education India. п. 309. ISBN  978-81-317-2988-5.
  19. ^ Эллиот Дж. Гиндис, 2011. Начало работы с AutoCAD 2012: 2D- и 3D-рисование и моделирование. Академическая пресса. п. 716. ISBN  978-0-12-387031-5.
  20. ^ Ярес, Эван (апрель 2013 г.). «Русские САПР». Мир дизайна. 8 (4). ISSN  1941-7217. Архивировано из оригинал на 2015-01-30. Получено 2019-02-21.
  21. ^ "Объем рынка программного обеспечения САПР, доля | Отчет по отраслевому анализу, 2023 г.". www.psmarketresearch.com. Получено 2019-08-31.
  22. ^ а б «BRL-CAD, старейшая в мире система программного обеспечения с открытым исходным кодом». www.army.mil. Получено 2019-08-28.
  23. ^ «Linux сегодня - бесплатное программное обеспечение САПР с открытым исходным кодом для Linux». www.linuxtoday.com. Получено 2019-08-28.
  24. ^ Гай, Джек Уоллен «Сделай сам»; 27 января, в Enterprise Software on; 2012; Пст., 12:39. «Сделай сам: LibreCAD предлагает базовые инструменты САПР бесплатно». TechRepublic. Получено 2019-08-28.CS1 maint: числовые имена: список авторов (связь)
  25. ^ Гай, Джек Уоллен «Сделай сам»; 1 ноября в Enterprise Software on; 2011; Пст, 6:20. «Сделай сам: попробуйте FreeCAD, кроссплатформенное решение САПР». TechRepublic. Получено 2019-08-28.CS1 maint: числовые имена: список авторов (связь)
  26. ^ «Linux сегодня - FreeCAD - программа для 3D-моделирования и дизайна для Linux». www.linuxtoday.com. Получено 2019-08-28.
  27. ^ Автор (2014-02-06). «3D-печать: новое слово в FreeCAD, часть I». Hackaday. Получено 2019-08-28.
  28. ^ Автор (2015-05-29). «Потустороннее программное обеспечение САПР родом из параллельной вселенной». Hackaday. Получено 2019-08-28.