CAD u građevinarstvu v.prof.dr. Samir Lemeš
Predavanja za predmet
CAD u građevinarstvu
Politehnički fakultet
Univerziteta u Zenici
Nove i klasične tehnologije vizualnog inženjerskog komuniciranja
Potreba za inženjerskim komuniciranjem
Klasične tehnologije za izradu tehničke
dokumentacije
Standardi za tehničku dokumentaciju
Osnovne definicije CAx
Historija CAD
Problemi i izazovi CAD
CAD i druge discipline
Trendovi razvoja CAD
Potreba za inženjerskim
komuniciranjem
Tehničko crtanje je disciplina izrade crteža
koji služe za vizualno komuniciranje kojim se
prenosi informacija kako nešto funkcioniše ili
kako se treba konstruisati.
Tehnička dokumentacija obuhvata i tehničke
crteže i drugu dokumentaciju koja služi za
prenošenje ideje od projektanta ka izvođaču
radova (predmjer, predračun, standardi,
propisi, uputstva, proračuni, prezentacije,
prototipovi, makete,...)
Potreba za inženjerskim
komuniciranjem
Za grafičko komuniciranje koriste se
različite vrste linija, geometrijskih likova,
simbola, koji su obično standardizirani.
U zavisnosti od načina pripreme i
detaljnosti, razlikuju se skice (obično
rađene slobodnom rukom), tehnički crteži
(rađeni pomoću
pribora za crtanje)
i CAD crteži.
Klasične tehnologije za izradu tehničke
dokumentacije
Za klasično tehničko crtanje
koristio se pomoćni pribor:
trouglovi,
T-lenjir, šestar, krivuljari,...
Kulman: tabla za crtanje
Crteži su se obično radili
olovkom na papiru, a zatim su
se prenosili rapidografima na
paus papir radi umnožavanja.
Klasične tehnologije za izradu tehničke
dokumentacije
Standardi za tehničku dokumentaciju
Standard je dokument za opću i višekratnu upotrebu, donesen konsenzusom i odobren od priznatog tijela, koji sadrži pravila, smjernice ili karakteristike aktivnosti ili njihove rezultate i koji ima za cilj postizanje optimalnog stepena uređenosti u datom kontekstu
Standardi se moraju temeljiti na provjerenim naučnim, tehnološkim i iskustvenim rezultatima, a cilj im je dostizanje optimalnog napretka zajednice.
Standardi za tehničku dokumentaciju
Standardi mogu biti industrijski, nacionalni, regionalni ili međunarodni.
Industrijski standard usvajaju proizvođači radi lakšeg kretanja robe i usluga na tržištu (primjer: DWG standard)
Nacionalni standardi važe na teritoriji jedne države: BAS, DIN, ANSI, JUS, SRPS,...
Regionalni standard (European Committee for Standardization CEN, European Committee for Electrotechnical Standardization CENELEC)
Standardi za tehničku dokumentaciju
BAS tehnički komitet TC17
Tehničko crtanje, simboli i jedinice
Područje rada (www.bas.gov.ba):
Standardizacija i usklađivanje svih vrsta
proizvodne dokumentacije urađene ručno ili
kompjuterski, vezane za projektovanje i
proizvodnju, kapacitete, menadžment,
skladištenje i ostalu tehničku dokumentaciju,
uključujući sredstva i opremu za crtanje te
standardizaciju grafičkih simbola i jedinica.
Osnovne definicije CAx
Computer Aided Design (konstruiranje
potpomognuto računarom) je modeliranje
fizičkih sistema pomoću računara, koje
omogućava interaktivnu i automatsku
analizu varijanti dizajna, te prikaz dizajna u
obliku pogodnom za proizvodnju
(John Walker, 1986).
Osnovne definicije CAx
CAD – Computer Aided Design: Projektovanje i proračun (oblikovanje) pomoću računara
Sveobuhvatna primjena računara:
◦ u izradi grafičkih i tekstualnih dokumenata
◦ izradi 2D, 3D i 4D računarskih modela fizičkih i zamišljenih objekata
◦ proračunima, analizama, simulacijama inženjerskih problema
◦ planiranju, upravljanju i kontroli uređaja za izradu proizvoda i gradnje
◦ optimizaciji proizvoda, procesa proizvodnje i gradnje
◦ ...
Osnovna struktura CAD
ANALIZA – PRORAČUN
(Computer Aided
Engineering – CAE)
PROJEKTOVANJE –
‘design’
(Computer Aided Design
Drafting – CADD)
GRADNJA – PROIZVODNJA (Computer Aided Manufacturing – CAM)Sistem upotrebe računara u proizvodnji, upravljanju, praćenju i kontroli uređaja i strojeva za proizvodnju.
BAZE PODATAKA
(DATABASE)
OPTIMIZACIJA
(Computer Aided Process Planing – CAPP) – planiranje proizvodnje i proizvodnih procesa
(Computer Integrated Manufacturing – CIM) – objedninjavanje CAD, CAM, CAE i ostalih struka
(nabava, skladište, gradilište)
(Ekspertni Sistemi – ES) - računarom podržani sistemi koji omogućavaju rješavanje problema u nekom specijalističkom
području na nivou eksperata. Sadrže bogatu riznicu podataka utemeljenu na znanju vrhunskih stručnjaka,
ali uključuju i elemente umjetne inteligencije-AI (Artificial Intelligence).
Historija CAD
Prvi računarski grafički sistem je SAGE
(Semi Automatic Ground Environment)
Sistem razvijen za potrebe američke
vojske u Massachusetts Institute of
Technology (MIT); za prikaz računarski
obrađenih podataka s radara (1950-1960).
◦ 250 t, 64 kB, 3000 kW
Historija CAD
1963. je Ivan Sutherland pomoću TX-2
računara iz MIT laboratorije "Lincoln"
napravio SKETCHPAD, koji se smatra
prvim korakom u CAD industriji.
1982. godine je
predstavljena
prva verzija
AutoCAD-a.
Historija CAD
Tipičan CAD sistem:
◦ 1982: 16-bit CPU, 512 KB RAM,
20 MB HDD, 125.000 $.
◦ 2018: 64-bit CPU, 8 GB RAM,
1 TB HDD, <1.000 $
Verzije za različite operativne sisteme
Problemi i izazovi CAD
Iako standardizacija uređuje razmjenu
različitih formata za pohranjivanje
podataka, i dalje postoji problem razmjene
podataka među različitim CAD sistemima.
Starija verzija softvera često ne može
koristiti datoteke snimljene novijom
verzijom.
Problemi i izazovi CAD
Hardverski zahtjevi za
novije verzije softvera su sve veći.
AutoCAD 2004 AutoCAD 2010 AutoCAD 2019
Intel Pentium III
800 MHz CPU
MS Windows XP
256 MB RAM
1 GB HDD + CD ROM
1024x768 video
Intel Pentium 4 ili
AMD Athlon Dual Core,
1.6 GHz SSE2 CPU
MS Windows
XP SP2, Vista ili 7
2 GB RAM
2 GB HDD + DVD
1280x1024 video
2.5 GHz 64-bit CPU
MS Windows
7, 8, 8.1 ili 10 (x64)
8 (16) GB RAM
6 GB HDD + web
1920x1080 video
Problemi i izazovi CAD
Od nekadašnjeg sistema jednokratnog
plaćanja licence sve više proizvođača ide
na "iznajmljivanje" licenci, kojim korisnika
obavezuju na plaćanje godišnje "pretplate"
Problemi i izazovi CAD
Osim desktop verzija za instalaciju na
lokalni disk ili lokalnu mrežu, proizvođači
danas nude i cloud-computing, odnosno
aplikacije na
serverima
kojima se
pristupa kroz
browser interfejs
Problemi i izazovi CAD
Problemi i izazovi CAD
Aplikacije u oblaku vs. desktop aplikacije:
◦ Optimizacija zajedničkih računarskih resursa
◦ Pristup i kontrola nad resursima
◦ Troškovi vlasništva (TCO) i održavanja
◦ Performanse i zavisnost od brzine mreže
◦ (Ne)zavisnost od lokacije
◦ Pouzdanost i redudantnost
◦ Skalabilnost i nadogradnja
◦ Sigurnost (sistema i podataka)
CAD i druge discipline
Baze podataka (database) su organizovani skupovi informacija.
Informacije u bazama su organizovane tako da im se lako može pristupiti, upravljati i ažurirati.
Za CAD se koriste baze podataka sa crtežima, osobinama materijala, cijenama, podacima o dobavljačima, te osobinama CAD objekata (parametri za modeliranje, vlasništvo, autorstvo, prava pristupa, relacije s crtežima itd).
CAD i druge discipline
Podaci u bazama se pohranjuju u obliku
tabela, koje se sastoje od slogova
(records), a svaki slog u jednoj tabeli ima
istovjetnu strukturu.
Strukturu tabele čine imena i osobine
polja (ime, prezime, datum rođenja,...) koja
mogu sadržati različite
tipove podataka:
tekst, slike, brojeve,...
CAD i druge discipline
Za razmjenu podataka s drugim
korisnicima, CAD sistemi moraju imati
mogućnost prikaza podataka u različitim
formatima, pristupačnim sa različitih
platformi (PC, Mac, Android,...).
Adobe PDF je univerzalni format za takve
namjene, ali služi samo za jednosmjernu
komunikaciju.
CAD i druge discipline
Predmjer i predračun se najčešće rade
odvojeno od tehničkih crteža, koristeći
alate kao što je MS Excel.
Savremeni CAD softveri sve češće imaju
mogućnost za BIM - Building Information
Modeling)
CAD i druge discipline
Jedna od osnovnih prednosti CAD
modela je mogućnost korištenja za CAE
(Computer Aided Engineering) simulacije.
Koristeći numeričke metode, vrši se
proračun nosivosti konstrukcija, oblika
vibracija, prenosa toplote, toka fluida,...
Trendovi razvoja CAD
Umjesto individualnih datoteka, CAD
modeli će se snimati u baze podataka.
Inženjering zasnovan na modelima:
umjesto da se upravlja crtežom, upravlja
se modelom, a crtež je samo prikaz
jednog pogleda na model.
Povezivanje s podacima koji nisu CAD
Integracija u jedinstveni, univerzalno
pristupačan sistem.
Trendovi razvoja CAD
"Nove" tehnologije:
◦ 3D printeri (CAM)
◦ 3D skeneri
◦ Virtualna realnost (VR)
◦ Nanotehnologija
Trendovi razvoja CAD
Standardizacija formata CAD datoteka u
XML (poput ODF i Office formata).
Virtualni prototipi (CAD+CAE)
Uža specijalizacija CAD sistema
Vizualizacija u stvarnom vremenu
Razvoj i širenje
mobilnog, cloud i
Open Source
CAD softvera
CAD u projektnom birou...