Кратко и по существу — как менялись назначение и методы черчения от ручного процесса в $XIX$ в. до современного САПР, и какие события это ускорили.
1) Назначение
- В $XIX$ в.: передача конструктивных решений и техтребований для изготовления и сборки при росте машиностроения и инфраструктуры. Чертёж был окончательным техническим документом для изготовления.
- Переходный период ($XX$ в.): чертёж стал средством координации больших производств, стандартизации и серийного производства (деталь ↔ сборка ↔ документация).
- Современный этап: САПР — не только чертёж, но цифровая модель (параметрическая, сборочная, аналитическая). Документ служит для проектирования, анализа (FEA/CFD), оптимизации, управления конфигурациями, генерации управляющих программ для производства (CAM), обмена данными и создания «цифровых двойников».
2) Методы (как работали и как работают)
- Ручное черчение ($XIX$ — первая пол. $XX$ в.):
- Инструменты: чертёжная доска, рейсшина, треугольники, циркуль, тушь, штриховка, каллиграфическое оформление.
- Приёмы: ортографическая проекция, аксонометрия, выносные виды, ручная нумерация и спецификации, толстая практика стандартизированной графики.
- Ограничения: трудоёмкость, погрешности геометрии, медленные изменения, проблема согласования версий.
- Переход к автоматизации (середина $XX$ в.):
- Появление числового и компьютерного управления станками (NC/CNC), первые графические пакеты и векторные дисплеи.
- Современный САПР:
- Представление: векторные 2D-чертежи ↦ твердотельные/поверхностные 3D-модели, параметрические и ассоциативные связи.
- Функции: сборки, допуски и GD&T, конфигурации, библиотека компонентов, автоматическая спецификация, визуализация, рендеринг, симуляция нагрузок и вторичных процессов.
- Интеграция: PLM/PDM, CAM, BIM (для строительства), обмен форматов (DXF/IGES/STEP).
- Преимущества: скорость, точность, повторяемость, параллельная работа, автоматическое обновление чертежей при изменении модели, интеграция с производством.
3) Исторические события и вехи, которые наиболее повлияли
- Индустриальная революция и массовое производство ($XIX$ в.): рост потребности в стандартизованных чертежах для фабричного производства.
- Первая и Вторая мировые войны ($1914\text{–}1918$, $1939\text{–}1945$): ускорили метрологию, стандартизацию, массовое производство и инженерную кооперацию; потребность в быстрых и точных чертежах для вооружений и техники.
- Возникновение стандартов (например, ISO в $1947$ и национальные стандарты): унификация графических обозначений, допусков и форматов.
- Развитие вычислительной техники и компьютерной графики: ключевая веха — программа Sketchpad Ивана Сазерленда ($1963$), доказавшая возможность интерактивного графического редактирования.
- Появление NC/CNC (середина $XX$ в.): связало цифровую модель с непосредственным изготовлением деталей.
- Коммерциализация CAD и ПК: появление AutoCAD ($1982$) и последующих систем; внедрение параметрического моделирования (Pro/Engineer около $1988$).
- Стандарты обмена данными (IGES, STEP в $1970\text{–}1980$-х): сняли барьеры между системами и усилили интеграцию цепочек разработки и производства.
- Интернет и облачные технологии ($1990$е–$2000$е): коллаборативная работа в реальном времени, PDM/PLM и удалённый доступ к данным.
- Аддитивные технологии и цифровое производство ($2000$е–настоящее время): необходимость точных цифровых моделей для 3D-печати и гибких производств.
4) Итог — ключевые изменения в одном абзаце
- Ручное черчение было главным средством описания готового продукта для производства; САПР превратил чертёж в динамическую цифровую модель, инструмент анализа, управления жизненным циклом и прямого управления производством. Главные драйверы изменений — индустриализация/стандартизация, войны и массовое производство, развитие вычислительной техники (Sketchpad, ПК, CAD), стандарты обмена данных и появление цифрового производства (CNC/3D-печать).
Если нужно, могу коротко перечислить вехи с датами в хронологическом порядке.