Цель преподавания дисциплины

С прогрессом в науке и технике появляется потребность в новых промышленных изделиях, что в свою очередь обуславливает необходимость проведения проектных работ большого объема, при этом требования, предъявляемые к качеству проектов, срокам их выполнения оказываются все более жесткими по мере увеличения сложности проектируемых объектов и повышения важности выполняемых ими функций.

Целью преподавания дисциплины «САПР одежды» является изучение этапов и составляющих процесса трехмерного автоматизированного проектирования, структуры систем автоматизированного проектирования; ознакомление с отечественными и зарубежными разработками в области САПР одежды;

Закрепление теоретического курса осуществляется при выполнении лабораторных работ и самостоятельной работы студентов по проектированию и моделированию конструкций изделий в САПР AutoCAD.

^ 1.2. Задачи изучения дисциплины

Задача перехода на новую технологию проектирования требует новых методик обучения конструкторов, в которых главное место занимают методы компьютерной графики, как нового инструмента проектирования и средства обучения.

Основными задачами курса является формирование у будущих специалистов знаний о принципах ускорения процесса проектирования одежды, структурах систем автоматизированного проектирования одежды;

ознакомление с существующими и новейшими системами автоматизированного проектирования одежды, необходимых для разработки и изготовления одежды высокого качества;

обучение принципам проектирования и программирования для более полного и самостоятельного использования существующих САПР одежды.

Студент должен знать:

• 
  способы представления и проектирования трехмерного изображения объектов;
• 
  способы получения трехмерного изображения поверхности тела человека и одежды;
• 
  современные программные средства трехмерного проектирования объектов;
• 
  зарубежные и отечественные разработки в области автоматизированного проектирования одежды;
• 
  основные принципы построения систем двух- и трехмерного автоматизированного проектирования одежды;
• 
  основные этапы построения конструкций деталей одежды с помощью систем автоматизированного проектирования.

Студент должен уметь:

• 
  выполнять основные этапы графических построений в универсальной чертежной среде AutoCAD;
• 
  выполнять построение конструкций различных видов одежды в универсальной чертежной среде AutoCAD;
• 
  выполнять различные виды моделирования конструкций в универсальной чертежной среде AutoCAD;
• 
  находить отличия в этапах проектирования в различных системах САПР зарубежного и отечественного производства;
• 
  адаптироваться в различных чертежных средах.

Прогресс науки и техники, потребности развивающегося общества в новых промышленных изделиях обусловлено необходимость выполнения проектных работ. Требование к качеству проектов, к срокам их выполнения становятся все более жесткими по мере увеличения сложности проектируемых объектов. Кроме того, темпы морального устаревания изделий сегодня таковы, что поставленные на конвейер новые образцы часто уже не соответствуют современным требованиям.

^ Осуществление этих требований стало возможным на основе широкого применения средств ЭВМ на всех этапах производства:

• 
  Контроль проектирования, где зарождается исходная модель изделия, технологического проектирования.
• 
  Проектирование организации управления производством с формированием данных о материальных и информационных потоках производства.
• 
  Изготовление изделий путем выполнения операций над материальным объектом на основе созданной на предварительных этапах информации.
• 
  Оценки качества изделия на основе сравнения требуемых и реальных характеристик.

Термин САПР появился в начале 70-х годов. В ГОСТ 22487-77 САПР определяется как проектирование, осуществляемое взаимодействием человека и ЭВМ. Под проектированием здесь понимается процесс составления описания, необходимого для создания в заданных условиях еще не существующей аппаратуры. Сокращение САПР (система САПР) традиционно происходит от английского сокращения CAD. Оно соответствует различным программным системам: CAD (Computer Aided Drawing) - рисование с помощью компьютера; CAD (Computer Aided Drafting) - черчение с помощью компьютера; CAD (Computer Aided Design) - проектирование с помощью компьютера. Когда программное обеспечение САПР впервые появилось на рынке (начало 80-х годов), оно действительно воспринималось как простая замена чертежных досок, карандашей и других чертежных инструментов. Так как программное обеспечение непрерывно развивается и улучшается, то аббревиатура САПР принимает новое значение. Доступное сегодня мощное программное обеспечение позволяет не только выполнять чертежи, но и всю работу по выполнению проекта. На Западе можно встретить сокращение CADD, т.е. - черчение и проектирование с помощью компьютера. При широком взгляде на историю развития геометрии (да, простят меня историки математики), которая является основой инженерной графики и систем САПР, можно выделить четыре этапа, которые помогут нам понять математические методы, составляющие фундамент систем проектирования.
1. Евклид: геометрия, аксиоматический метод, построения с помощью циркуля и линейки.
2. Рене Декарт, Пъер Ферма: аналитическая геометрия - алгебраические методы в геометрии.
3. Гаспар Монж (Понселе, Паскаль): начертательная геометрия - проективная геометрия, бескоординатный метод.
4. Вычислительная геометрия (40-е годы 20-го века): началом вычислительной геометрии можно считать построение аксонометрической проекции.
Современная машинная графика, и САПР как ее представитель, представляют собой синтез вычислительной геометрии и графического отображения на дисплее аналитической модели объекта. Средствами графического интерфейса пользователь создает и управляет свойствами объектно-ориентированной аналитической модели. САПР - новая среда проектирования Если вы получаете новую вещь или бытовой прибор, то они на первых порах кажутся вам странными и непонятными. В качестве примера можно привести сотовый телефон, который по сравнению с обычным телефоном сначала кажется непонятным. Чтобы вещь или прибор стали понятными, нужно прочитать прилагаемую инструкцию или попросить кого-либо объяснить назначение и правила использования и затем получить практический навык в работе с новым прибором. Можно привести много примеров, когда новые созданные человеком предметы воспринимались с большим трудом. Действительно, автомобиль сначала воспринимался как безлошадный экипаж; радио как беспроволочный телеграф; на первых порах считалось, что персональный компьютер нужен только для программирования.
Аббревиатура — Системы Автоматизированного Проектирования - впервые была использована основоположником этого научного направления Айвеном Сазсрлендом (Массачусетский технологический институт). САПР охватывают весь спектр проблем, связанных с проектной деятельностью (графических, аналитических, экономических, эргономических, эстетических...).
Очевидно, что в условиях жесткой конкуренции коллектив любого предприятия заинтересован в сокращении сроков от идеи до запуска в производство новых изделий, в оптимизации производственных процессов, в потребительских качествах выпускаемых изделий (надежности, безопасности, эстетичности) и, наконец, в их реализации. Первый этап от идеи до запуска в производство» — самый трудоемкий, так как здесь, кроме воплощения идеи в доступную для всех форму информации, необходимо предусмотреть и технологичность, и надежность, и безопасность. Только использование САПР позволяет в значительной мере сократить продолжительность этого этапа, потому что к возможностям САПР относятся:
· более быстрое выполнение чертежей.
Конструктор, использующий САПР, может выполнять чертежи в среднем в три раза быстрее, чем работая за кульманом. Такая работа ускоряет процесс проектирования в целом, позволяет в более сжатые сроки выпускать продукцию и быстрее реагировать на рыночную конъюнктуру;
· повышение точности выполнения чертежей.
Точность чертежа, выполненного вручную, определяется остротой зрения конструктора и толщиной грифеля карандаша. На чертеже, построенном с помощью программных средств, место любой точки определено точно, а для более детального просмотра элементов чертежа имеется средство, позволяющее увеличить любую часть данного чертежа. Кроме этого САПР обеспечивает конструктора еще многими специальными средствами, недоступными при ручном черчении;
· повышение качества выполнения чертежей.
Качество изображения на обычном чертеже полностью зависит от мастерства конструктора, тогда как печатающие устройства вычерчивают высококачественные линии и тексты независимо от индивидуальных способностей человека. Кроме того, большинство сделанных вручную чертежей имеют неряшливый вид из-за частого стирания линии. Программные средства любой САПР позволяют быстро стереть лишние линии без каких-либо последствий для конечного чертежа;
· возможность многократного использования чертежа.
Построение изображения всего чертежа или его части можно сохранить для дальнейшей работы. Обычно это полезно тогда, когда в состав чертежа входят составляющие, имеющие одинаковую форму. Сохраненный чертеж может быть использован для последующего проектирования;
· ускорение расчетов и анализа при проектировании.
В настоящее время существует большое разнообразие программного обеспечения, которое позволяет выполнять практически все проектные расчеты;
· высокий уровень проектирования.
Мощные средства компьютерного моделирования (например, метод конечных элементов) позволяют проектировать нестандартные геометрические модели, которые можно быстро модифицировать и оптимизировать, что позволяет снизить общие затраты до такой степени, которая раньше была недостижима из-за больших затрат времени;
· сокращение затрат на усовершенствование.
Средства имитации и анализа, включенные в САПР, позволяют резко сократить затраты времен» и средств па исследования и усовершенствование прототипов, которые являются дорогостоящими этапами процесса проектирования;
· интеграция проектирования с другими видами деятельности.
Интегрированная вычислительная сеть с высококачественными средствами
коммуникации обеспечивает САПР более тесное взаимодействие с другими
инженерными подразделениями.
Конструктор должен досконально знать правила оформления чертежно-графической документации (ГОСТы ЕСКД), свободно владеть программными средствами, необходимыми для работы, и иметь представление о составе и возможностях своего автоматизированного рабочего места (АРМ).

С появлением прикладного программного обеспечения такой подход был перенесен и на различные программы. Так, например, компьютер с программой текстового редактора называли "электронной печатной машинкой", программу для создания изображений "рисовалкой", компьютер, оснащенный программой САПР - "электронной чертилкой" или "электронным кульманом. Разработка CAD систем определялась, в первую очередь, потребностями аэрокосмической промышленности, автомобильной промышленности и военной промышленности. Основные успехи CAD систем связаны с развитием компьютерной графики, геометрического моделирования и компьютерного аппаратного обеспечения. Мы должны учитывать, что история систем CAD насчитывает лишь около 50 лет и их развитие непосредственно связано с достижениями в области разработки компьютеров. "Любой фирме, избравшей эволюционное направление развития, со временем придется разделить участь каретника, который все совершенствовал и совершенствовал повозку, а тем временем все уже ездили по скоростным автострадам." (Перри Гласснер).

Как относительно новый инструмент, САПР на первом этапе использовался точно так же, как и другие инструменты в "традиционном проектировании" - в черчении. Это отражает, не только общее отношение к САПР, но также и отношение тех, кто только начинает работать с САПР. Учащийся естественно сравнивает САПР с собственными знаниями, которые часто основаны на "не цифровыхПрограммное обеспечение САПР находится в динамическом развитии. Действительно, каждая компания, разрабатывающая программы САПР практически ежегодно выпускают новые версии, в которых учитывается изменение аппаратного обеспечения и результаты достижений вычислительной геометрии. Машинная графика является синтезом научных знаний, полученных в таких фундаментальных науках, как аналитическая и комбинаторная геометрия, линейная алгебра и вычислительная математика, геометрическая оптика, информатика и информационные технологии. Сейчас САПР часто воспринимается как среда проектирования. Такой аспект САПР как среды проектирования возможно весьма характерен для нашего понимания САПР в начале 21-го века, когда появились такие особенности и тенденции информационных технологий как мультимедиа (объединяющей отдельные форматы данных) и цифровая связь. Система САПР построена таким образом, что не требует специальных знаний и навыков в области компьютерной техники, программирования и математического моделирования. Единственное требование системы САПР, как и любого другого программного обеспечения: пользователь должен быть специалистом или должен хотеть изучить определенную предметную область. Другая главная тенденция развития САПР: трехмерное – 3D моделирование и визуализация