Bewise Inc. www.tool-tool.com
Reference source from the internet.
La conception assistée par ordinateur (CAO) comprend
l'ensemble des logiciels et
des techniques de modélisation
géométrique permettant de concevoir, de tester virtuellement - à l'aide d'un
ordinateur et des
techniques de simulation
numérique - et de réaliser des produits manufacturés et les outils pour les fabriquer.
L'informatique et l'aide à la conception [modifier]
Modèle CAO tridimensionnel (à gauche) de la liaison
au sol arrière triangulée (à droite) d'un véhicule estudiantin de
compétition
Tout système technique est l'association de fonctions. L'agencement de ces
fonctions, leurs interactions, les incompatibilités éventuelles font partie du
savoir de l'ingénieur.
Lorsque le système est affecté d'un nombre trop grand de paramètres, il devient
difficile de tout contrôler. La CAO permet de concevoir des systèmes dont la
complexité dépasse la capacité de l'être humain comme par exemple en micro-électronique.
La conception virtuelle permet l'appréciation globale du comportement de l'objet
créé avant même que celui-ci n'existe. En CAO, on ne dessine pas, on construit
virtuellement un objet capable de réagir dans son espace non réel selon des lois
régies par le logiciel. Le
résultat, appelé maquette
numérique constitue alors un véritable prototype
évolutif.
Chaque corps de métier peut disposer d'un outil CAO. En mécanique, on peut
concevoir une pièce où chaque forme répond à un besoin de fonctionnement ainsi
qu'un mécanisme regroupant plusieurs pièces. En électronique, on peut assembler
des composants (résistances, capacités, éléments de logique...) simulables : on
pourra par exemple "construire" un nouveau micro-processeur
regroupant plusieurs millions de transistors (3,1 pour le pentium). D'une certaine façon,
la PAO
s'inscrit dans cet ensemble d'outils d'aide à la conception (création de
documents).
La CAO décolla dans les années 75-90, lorsque le coût de mise en place d’un
poste se rapprocha du coût annuel d’un dessinateur. La mise en place fut un peu
pénible au début en raison d’une nécessité de reprendre les plans existants. On
s’aperçu à cette occasion que statistiquement près de 10% des cotations
sur les plans existants étaient inexactes, que des références de plans
existaient en double, qu’une référence unique pouvait correspondre à plusieurs
plans légèrement différents, etc. Au bout du compte, le gain de fiabilité de
l’information se révéla constituer un argument supplémentaire important décidant
à généraliser la CAO.
La CAO est connue pour être encore en 2008 une des applications informatiques
les plus gourmandes en ressources informatiques. Après des années de seule
présence de ces logiciels sur des stations de travail utilisant des systèmes
opératifs et des architectures matérielles propriétaires (Sun, IBM,
Computervision, HP, Apollo, SGI, anciennement Silicon
Graphics...), il aura fallu le développement d’ordinateurs individuels
(Windows ou Mac) suffisamment puissants pour assurer des fonctions très lourdes
en calcul numérique :
- modélisation numérique ;
- simulation mécanique et calcul des matériaux ;
- représentation graphique ;
- dessin de plan ;
- manipulation d’objets 3D ;
- gestion de grands assemblages.
Cela a fait de la CAO une application importante de l’informatique.
Son importance stratégique conduit à lui faire utiliser des modèles
permettant la communication des informations entre machines, au moyen de
standards comme IGES,
afin de ne dépendre ni d’un seul type de matériel, ni (trop) d’un seul logiciel.
Nombre de projets de CAO font de surcroît intervenir des sous-traitants
dispersés et il importe que les représentations soient parfaitement compatibles
afin de permettre le travail en collaboration et à distance. C’est ce qui a été
fait pour la modification d’architecture du CNIT en 1987.
On prend vite conscience de l’importance de la CAO dans n’importe quel
environnement urbain, formé d’objets qui tous sans exception ont été
dessinés avant d’être un jour fabriqués.
Domaine d'utilisation [modifier]
Article détaillé : Conception
mécanique assistée par ordinateur.
Différentes fonctions logicielles en conception paramétrée
Le domaine de la mécanique est historiquement l'un des premiers à s'être
doté, dans les années 1960, de logiciels de CAO. Elle permet au concepteur
d'exprimer et de modéliser un grand nombre de contraintes (fonctionnalités, matériaux,
capacité d’assemblage, fabrication, etc.) pendant la phase de conception d’un
ensemble mécanique. Les logiciels correspondants sont
utilisés lors d'une ou plusieurs phases du développement (ex: spécifications
produit/process, esquisses, dimensionnement, analyses cinématiques, analyses
dynamiques, préparation de la fabrication, ...).
Les logiciels modernes permettent une conception directe en trois dimensions
et sont surtout intéressants pour les fonctionnalités proposées : aujourd'hui
une pièce de tôlerie est modélisée directement en pliant virtuellement une tôle,
un perçage est placé d'un simple clic sans avoir à réfléchir sur le choix des
formes volumiques - au sens mathématique - à adopter pour modéliser son
intention technologique. Si les premiers logiciels proposaient un historique
figé (pas de retouche possible des formes déjà définies), les dernières versions
utilisant la conception
paramétrique autorisent toutes les modifications.
Ces progrès fonctionnels et ergonomiques sont notamment dus aux évolutions
des modèles produit/process sous-jacents, selon la progression temporelle
suivante [Année des systèmes pionniers - Année des systèmes totalement
vulgarisés] :
- [1950-1970] 1ère génération de CAO 2D : "Graphic-based" (ex: système
graphique AutoCAD),
- [1960-1980] 2ème génération de CAO 2,5D : "Depth-based" (ex: systèmes
de Génie Civil MicroStation, Cadwork),
- [1970-1990] 3ème génération de CAO 3D : "Geometry-based" (ex: système
de CSG (Constructive
Solide Geometry) Euclid
),
- [1980-2000] 4ème génération de CAO 3,5D : "Feature-based" (ex:
système paramétrique Pro/Engineer),
et de manière récente :
- [1990-2010] 5ème génération de CAO 4D[1]
[2] :
"Rule-based" (ex: système à base de déductions Kadviser)[3],
- [2000-2020] 6ème génération de CAO 5D : "Induction-based" (ex:
système à base d'inductions KAD-Office).[réf. nécessaire]
Ces logiciels aident non seulement à la création des pièces mécaniques, ou à la mise
en œuvre de leur fabrication, mais aussi à la simulation de
leur comportement, et
donc à la validation des solutions retenues.
Une fois la création terminée,
l'exécution automatique de plans, respectant les conventions de
représentation et visuellement corrects est facile . Le passage en mode 2D
n'est plus ressort du dessinateur à la différence avec le dessin
assisté par ordinateur qui demande de maîtriser à la fois, et en même temps,
le fond (ce qu'on veut représenter) et la forme (le trait sur le plan), notions
qui sont indépendantes pour le logiciel. La réalisation de plans techniques
permettant la compréhention du fonctionnement reste toujours plus laborieuse.
La cotation
fonctionnelle, et la cotation sur le principe de l'indépendance sont
désormais plus faciles avec les outils logiciels en conception
paramétrique. Ce qui à été pensé lors de la conception de la pièce est
répercutée à la bonne cote lors de la mise en plan automatique. Ce travail est
supplémentaire pour le technicien utilisant un outil de Dessin
assisté par ordinateur (DAO).
Exemples de logiciels de CAO pour la mécanique : - CATIA - Inventor - NX (Unigraphics) -
SOLID EDGE - Siemens PLM - Pro/Engineer - SolidWorks - TopSolid - SpaceClaim LTX – zwcad
– Kompas
3D V10 – think3_thinkdesign
Article détaillé : CAO électronique.
Des produits existent également pour la conception de circuits
électroniques ou de microprocesseurs. La
conception d'un circuit
électronique présente deux difficultés :
- la première concernant le comportement électrique ou logique souhaité, est
certainement la plus facile à traiter. On obtient un modèle informatique du
schéma construit comme sur un outil DAO. Cependant, chaque composant
est affectée d'une loi de comportement, ce qui fournit au final un modèle
virtuel permettant des tests de fonctionnement.
- l'implantation réelle des composants sur le circuit imprimé est
par contre un vrai problème technique; si les schémas simples trouvent
facilement une solution, pour les circuits complexes la CAO est d'un grand
secours. Le tracé des pistes doit parfois être établi sur une ou plusieurs
couches.
Ces outils informatiques sont souvent appelés suite de logiciels, parce que
leur utilisation comprend des phases indépendantes : la saisie schématique du
circuit (le modèle de représentation), la simulation (modèle mathématique), le
placement des composants, et le routage (pistes conductrices).
Exemples de logiciels d'électroniques (assembleurs de composants) :
La conception assistée peut parfois aller plus loin encore en proposant une
aide à la création de "face" comme avec le logiciel "Front-Designer" ou "Front
Panel Designer".
Bâtiment, architecture et travaux publics [modifier]
Des logiciels existent pour la conception et la réalisation des édifices. On
parlera de DAO
lorsque ces logiciels se basent sur l'ergonomie du dessin sur une planche à
dessin, pour aboutir à des jeux de plans, et de CAO lorsqu'ils permettent
d'établir aussi les métrés.
- Allplan, de la société Nemetschek. CAO. Sous
Windows.
- Arcad,
de la société Arcad systemehaus, CAO 2/3 D sous Mac OS X
- ArchiCAD, de la société
Graphisoft, CAO 3D sous Mac OSX
- AutoCAD, de la société Autodesk. CAO 3D sous Windows.
- Cadwork, de la société Cadwork
informatique, sous Windows.
- DesignWorkshop,
de la société Artifice inc. Logiciel étasunien de CAO/DAO 2/3D modeleur pour
projets de maisons individuelles, sous Mac OX ou Window (en anglais). DesignWorkshop
- Domus.Cad
v.15, de la société Interstudio, logiciel italien de CAO/DAO 2/3D. Dessin et
conception d'architecture, de décoration ou de payasage sous Mac OS X et
Windows. Domus.Cad
- Draftboard,
de la société Vellum, DAO 2/3D sous Mac OS X.
- FreeCAD, de Juergen
Riegel, DAO et modeleur, dessin technique 2/3D sous Windows.
- Graphite
(informatique), de la société Ashlar Vellum, DAO 2/3D sous Mac OSX
- LogiKal, de la société
Orgadata. Logiciel de conception 2D pour les châssis et façades en menuiserie
aluminium, acier et PVC.
- Microstation, de la
société Bentley
Systems
- Qcad, DAO modeleur 2D, clône
AutoCAD avec une interface simplifiée.
- RealCADD, développé en
REALbasic, DAO 2D sous Mac
OSX, Windows et Unix.
- Rhino
(informatique), de Rhinoceros,
modeleur surfaçique 3D.
- Revit
Architecture, de la société Autodesk. CAO 3D sous Windows.
- SketchUp, de la société
Google, modeleur surfacique
3D.
- TurboCAD, clone
d'AutoCAD, sous Mac OSX et Windows. (en angl
文章定位: