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...