CAD pe Internet

Studiu pentru comisia curiculara a UPB

 (C) Daniel Ioan, LMN, 15.03.2001

e-mail: lmn@lmn.pub.ro
 

            Document disponibil la http://www.lmn.pub.ro/~daniel/research/cad.htm

 
 
 

1. Ce este CAD-ul

Desenarea asistata de calculator, in engleza "Computer Aided Drawing", prescurtat CAD este impresionant de bine prezenta pe World Wide Web (Internet WWW).  Folosind motorul de cautare Google apelat de Netscape, cuvantul "CAD"  a fost gasit in aproape 3 milioane de pagini web din intreaga lume (din care 5270 in Romania). Mai mult, acestui cuvant i-a fost dedicata o intreaga categorie de nivel doi, sub domeniul "Computers", dar si alte trei categorii de nivel patru, sub domeniile afaceri/industrii/inginerie si stiinte/tehnologii/software.  Aceste informatii evidentiaza caracterul polisemantic al termenului CAD. De altfel, el reprezinta si prescurtarea de la "Computer Aided Design", adica proiectrea asistata de calculator. In literatura anglo-saxona acesata aparenta confuzie este exploatata, pentru a evidentia permanent legatura indisolubila care exista in inginerie intre proiectare si desenare. Aceasta este explicatia pentru care CAD -ul este un termen intraductibil in limba romana, pe care specialistii il folosesc ca atare. Cand este nevoie sa se evidentieze cele doua componente ale sale, cea de proiectare si cea de desenare  se foloseste uneori acronimul CADD - "Computer Aided Design and Drawing".

CAD-ul a devenit o adevarata industrie cu cifra de afaceri de mai multe miliarde de dolari, de care sunt legate mari firme producatoare de software, distributori, grupuri de cercetare-dezvoltare, organizatii de standardizare, centre de instruire si invatamant, editori de carti si reviste, producatori de bunuri si servicii, industrii si servicii speciale.
 

2. Integrarea componentelor CAE - CAD - CAM


Conceptul CAD  trebuie inteles in contextul mai larg al ciclului de viata al unui produs sau serviciu:
 

In urma unui intens efort de standardizare ("drawing exchange and interoperability"), atat sistemele complexe cat si partile lor, componente relativ simple tind sa fie descrise intr-un limbaj informatic unic, indiferent de etapa de viata a obiectului respectiv, ceea ce determina tendinta ca cele trei abordari CAE/CAD/CAM sa se integreze in una unica numita "Computer Integrated Manufacturing" - CIM. Trebie mentionat ca in acest context trebuie integrate si preocuparile moderne de grafica pe calculator ("Computer graphics,  3D Computer vision, Geometric modeling, Solid modeling, Virtual reality", etc. )
 
 

3. Categoriile de pachete de software CAD


Proiecterea si desenarea asistate de calculator, in sensul cel mai larg (CAD-ul),    se realizeaza cu programe de calculator care se pot clasifica in urmatoarele categorii de aplicatii informatice:

Pentru a intelege amploarea industriei CAD/CAM trebuie mentionat ca numai in SUA piata produselor software si servicii asociate, cu aplicatii doar in mecanica a depasit numai in SUA 5 miliarde si jumatate de dolari in anul 2000.
 

4. Resurse Internet referitoare la CAD


Mai multe situri web contin informatii si legaturi referitoare la CAD.  Dintre acestea cele mai complete si populare sunt:

Aceasta lista nu este exhaustiva.

5. Producatori si produse software CAD

Principalii producatori de soft CAD general  identificati cu Netscape/Search/CAD Software sunt:
  In urma e-sondajului realizat  de Regis Le Boite, dupa 410 raspunsuri statistica preferintelor utilizatorilor arata
       astfel:

       Pro/Engineer               13,2%
       Catia                               7,32%
       Euclid                             1,95%
       AutoCAD                      55,61%
       Microstation                  6,59%
       SolidWorks                 10,24%
       Solid/Edge                     4,15%
       CADDS                          0,24%
 

6. Soft CAD ce se poate cumpara electronic


Folosind functia e-shoping  din Nescape/Search/AltaVista la 15 martie 2001 s-au obtinut urmatoarele oferte pentru licente
de pachete softwarw CAD:

7. Proiectarea electronica automata (EDA)

Cele mai importante situri web dedicate proiectarii electronice automate sunt: Urmatoarele produse si companii producatoare joaca un rol major in proiectarea electronica;


Urmatgoarele produse se distribuie gratis, cu licenta GPL (GNU Public License ) sau permit accesul la surse (open-source)
 

Alte liste se pot gasi in paginile portalelor CAD sau la Idaho Univ. [http://www.mrc.uidaho.edu/vlsi].

Alte referinte:
 

8. Software CAD  gratis sau aproape gratis  (freeware si shareware)

9. Carti  si reviste despre CAD


Pagina [http://www.ttech.ro/revistec.htm] contine referinte la paginile web ale celor 17 reviste de CAD  (sau cu sectiuni de
CAD) care apar in Romania.
 

10. Documentatie electronica (articole si carti)


Prezentare AutoCAD   in limba romana: [http://www.ournet.md/~autocad]
 

11. Buletine electonice

12. Analiza cu elemente finite

Un portal important dedicat analizai cu elemente finite ca parte a CAE este Tenlinks [http://www.tenlinks.com/CAE/FEA/index.htm]

Aici se gasesc legaturi referitoare la:

13. Concluzii si recomandari pentru comisia curiculara si conducerea UPB

  1. Analiza SWOT a predarii CAD in UPB
Puncte tari Puncte slabe
  • Traditie valoroasa in predarea desenului tehnic si a geometriei descriptive;
  • Cadre didactice cu experienta;
  • Patru centre autorizate Autodesk, dintre care doua foarte active;
  • Lucrari cu caracter introductiv publicate de cadrele didactice din UPB, despre CAD, in limba romana;
  • Un numar (redus) de calculatoare si licente AutoCAD si Bentley, care au permis obtinerea experientei;
  • Accesul la modele din strainatate (asociatii profesionale, carti, vizite si stagii in cadrul proiectului TEMPUS, Socrates si altele);
  • Centre de cecetare care au sprijinit pregatirea CAD a studentilor, mai ales din anii mari; 
  • Numarul studentilor care au acces la o pregatire CAD introductiva este extrem de mic;
  • Asistentii, preparatorii si instructorii tineri intr-un numar insuficient si instabil;
  • Resurse hardware si software total insuficiente pentru o instruire CAD decenta;
  • Lipsa unei strategii unitare si a unui sprijin coerent din partea conducerii UPB privind pregatirea CAD;
  • Lipsa comunicarii autentice intre nodurile de interes pentru CAD din UPB (chiar si comisia de analiza CAD nu a folosit comunicarea electronica in activitatea sa); 
  • Lipsa solidaritatii centrelor de cercetare din UPB;
  • Absenta unor politici coerente referitoare la CAD privind formarea/trainingul, educatia/cercetarea (inclusiv financiar), dezvoltarea/utilizarea soft, introducere/specialitate, stiinta calculatorului/a calculului ciclul I/II, gratuitate/plata, cresterea/scaderea numarului de specialitati determina confuzii, conflicte de interese, concurenta neloiala, neutilizarea optima a resurselor si multe alte efecte nedorite ;
Sanse Limitari
  • Industriile CAD/ CAE/ CAM/ EDA/ FEA/ GIS si cele asociate au avut cresteri spectaculoase in ultimii ani, ajungand la cifra de afaceri globala de cca 10 miliarde USD anual;
  • In ultimii ani rolul PC-urilor a scazut accelerat iar performantele lor au crescut uimitor;
  • Oferta de software CAD este extrem de diversa (zeci de producatori si licente comerciale, shareware si freeware); 
  • Piata muncii din Romania si strainatate are o mare cerere neacoperita de specialisti MCAD/ EDA, pentru care ofera salarii atractive;
  • Sansele de angajare ale unui inginer care nu are deprinderi de comunicare profesionala (redactarea cu calculatorul a documentelor cu desene si figuri incluse) sunt tot mai mici indiferent de profil;
  • Potentialul tot mai mare de resurse si comunicare oferite de Internet; 
  • Declaratiile conducerii MEN/ MEC CNCSIS/ CNFIS, si ale conducerii UPB referitoare la necesitatea reformei invatamantului;
  • Motivatia unor studentii care au inteles sansele oferite de CAD;
  • Bugetul de austeritate si mai ales alocatia insuficienta pentru un student;
  • Proceduri necorespunzatoare de alocare sau atragere a resurselor financiare necesare; 
  • Lipsa unui sistem de plata competitiva pentru salariati, mai ales pentru tineri;
  • Viteza mare de dezvoltare a tehnologiei IT face necesara "upgradarea" soft si hard anuala (schimbarea totala la 3-5 ani); 
  • "Impozitarea" excesiva prin regie UPB a centrelor de cercetare, in conditiile in care multe sunt singurul sprijin continuu al procesului educational;
  • Interesele multor cadre didactice de a mentine organizarea actuala, cu care s-au obisnuit si care nu solicita prea mult;
  • Teama pe care o au multe cadre didactice ca dupa reforma structurala isi vor pierde locul, privilegiile, avantajele sau vor fi nevoite sa lucreze mai mult;
  • Spatii disponibile limitate in UPB; 
  • Procent ridicat de "analfabetism IT" in randul studentilor din anii mici si neomogenitate in pregatirea lor informatica initiala;
  • Nu toate cadrele didactice vad cu "ochi buni" pregatirea pentru CAD;
  • Neancrederea in capacitatea conducerii de a organiza o competitie corecta de proiecte si oferte educationale;

 

B. Proiectul modernizarii pregatirii pentru CAD prin infiintarea atelierelor CAD in UPB (ACAD)
 
 
 
ACDA1 ACAD 2
Pe termen scurt (<1 an) Pe termen mediu/lung (> 1 an)
Obiective Pregatirea tuturor studentilor din ciclul I al UPB la un nivel minimal pentru desen cu calculatorul (introducere in CAD) Pregatirea tuturor absolventilor UPB in domeniile CAD/CAM/CAE/EDA/FEA in acord cu exigentele europene
Actiuni 1. Dezvoltarea curiculara (programe, suport de curs, atelier) a unui numar redus de discipline de cate un semestru, ce vor fi oferite pentru intreaga universitate, de ex.:
  • Geometrie descriptiva (in special pentru studentii cu pregatire de tip mecanic);
  • Desen tehnic (deprinderi de desen manual si standarde dedicate, in special pentru studentii cu pregatire de tip mecanic);
  • Desen cu calculatorul (pentru majoritatea studentilor din UPB);
  • Grafica pe calculator (curs optionl);
  • Desen ingineresc (sau industrial) (contine elemente din toate disciplinele anterioare, dar urmareste pe langa informare asupra limbajului grafic si transmiterea deprinderilor privind editarea pe calculator a documentelor profesionale, care contin desene si figuri, cunostinte necesare oricarui student si inginer)
In ciclul I ar trebui sa devina obligatorie cel putin o disciplina de pe aceasta lista, pentru orice student din UPB, indiferent de profil sau specializare. 

2. Identificarea surselor financiare si achizitionarea de hardware si software minimal:

  • Numar necesar de calculatoare si licente:
9 000 h / 30 h/sapt = 300 buc.

in ipotezele:
  • Min 2h/sapt instruire pe calculator/ student
  • Resursa de timp disponibila:
6h/zi x 5 zile/sapt = 30 h/sapt.

in rest, intretinerea calculatoarelor si a retelei
  • Nr. ore necesar acces la calc.:
4500 stud/an I x 2h/sapt = 9000.  Numarul de calculatoare s-ar putea reduce la jumatate, daca se realizeaza o programare riguroasa pe semestre. Tinand cont de cursurile optionale sau cele de specialitate si de refaceri, un necesar minim realist ar fi de:

200 calculatoare PC si tot atatea licente pentru sistem de operare si pachete CAD.

Daca acestea sunt grupate in sali cu cate 25 calculatoare conectate la un server, se obtin:

8 ateliere CAD.

Configuratia minima a unui calculator:

PC Pentium sau K7 cu min 500 MHz, 128 MB RAM, 20 GB HDD, ecran color 17 inch, Ethernet 10/100, tastaturi si mause de foarte buna caliate. Nu sunt necesare CD, floppy disk, imprimanta, audio/video, scaner sau ploter, decat eventual pentru server. In prezent un astfel de sistem se poate achizitioana sub 700 USD.

Pentru software exista 3 variante:

  • licente educationale ale unor pachete comerciale de larga circulatie (MS Windows + AutoCAD LT) la pretul de cca 160 USD/calculator;
  • licenta de pachete CAD ieftine (gen Turbo CAD, Key CAD sau Delta CAD) la pretul de 30 - 40 USD/calculator;
  • licenta GPL gratis pentru solutii de tipul Linux + Varkon sau WINE (www.winehq.com) + unul din pachetele gratuite (TurboCAD2D, IntelliCAD, CADSdt lite, Solid Edge Origin, 4 Design sau Minos), unele dintre aceste produse fiind foarte performante si complet satisfacatoare pentru obiectivul propus.
Compararea solutiilor si decizia finala trebuie realizata de o echipa restransa de specialisti, alcatuiata cu evitarea conflictelor de interese.

3. Dezvoltarea resurselor umane necesare proiectului, prin atragerea, perfectionarea si stabilizarea personalului tehnic (administratori de retea, laboranti) si a cadrelor didactice tinere care vor fi folosite ca instructori in atelierele CAD.

Necesar: 

8 ateliere x 2 instructori/atelier x 30 h/sapt 

12 h norma did./ pe sapt = 40 persoane

Numarul lor poate fi redus, dar nu mai mult de jumatate, prin folosirea tehnicilor de educatie la distanta (e-learning). LMN poate acorda asistenta privind folosirea programului Manhattan in acest scop

(vezi http://www.lmn.pub.ro).

 1. Analiza pregatirii pentru proiectarea asistata da calculator si a domeniilor asociate, pentru toate facultatile din UPB, in anii mari si la studii aprofundate.

2. Realizarea unei "retele" avand ca noduri centrele de interes MCAD/CAE sau ECAD/CAE din UPB, retea conectata la exterior si capabila sa exploateze sansele existente (BCUM, FP5, sau alte posiblile resurse/surse de finantare pentru invatamant si cercetare).

3. Dezvoltarea curiculara a pregatirii pentru CAD/CAE/CAM in ciclurile II, II si invatamant continuu, bazata pe oferte, in ipoteza liberalizarii invatamantului din UPB (prin reforma structurala, urmarind ca specializarile sa fie realizate prin trasee individuale ale studentilor si nu prin sectii de specializare ale facultatilor).

4. Adoptarea la nivelul conducerii UPB a unor noi proceduri de finantare de baza si complementare a subunitatilor care sa aiba un caracter flexibil, transparent si eficient, sa fie bazate pe feedback si sa conduca la o modernizare reala a invatamantului si cercetarii din UPB, la dezvoltarea resurselor umane si materiale, la ridicarea nivelului calitativ al procesului de invatamant, astfel incat el sa devina compatibil cu cel european, dand satisfactie si sanse reale de cariera atat studentilor cat si profesorilor.
Buget  1. Investitia initiale, de achizitionare a echipamentelor minimale se ridica la:

(700 $ hard + 150 $ soft) x 200 + 10% servere = 

187 000 USD.

2. Pentru intretinere si mentinere la zi a performantelor sunt necesare cheltuieli de cca 20% din investitia initiala, deci cca 30 000 USD/an.

3. Pentru a stabiliza instructorii competenti sunt necesare cheltuieli de personal suplimentare fata de salariul de baza, respective prime in valoare de 

200$/luna x 8 luni (proces de invatamant) x 20 instructori = 32 000 USD/an,

deci de ordinul cheltuielilor materiale anuale.

Aceasta suma ar pute acoperi inclusiv dezvoltarea unui sistem informatic (cursuri electronice), care in perspectiva sa reduca cheltuielile de personal ale universitatii.

4. Atelierele pot functiona foarte bine fara materiale consumabile (toner, hartie, calc, etc), daca predarea lucrarilor se face in format electronic, cu cheltuieli nule pentru consumabile.

In aceste conditii, cheltuielile pentru pregatirea CAD sunt absolut rezonabile, cu o medie putin peste 10 $/student/ciclu. Reducerea cheltuielilor sub aceasta limita (cum se intamla in prezent), conduce la deprecierea calitatii invatamantului sub limite acceptabile si reprezinta o falsa "economie". 

 Calitatea si cantitatea resurselor necesare in anii mari (ciclul II si III) conduc la un buget de cel putin 10 ori mai mare, decat cel necesar pentru proiectul pe termen scurt. 

In aceste conditii, si tinand cont de diversitatea situatiilor, se recomanda ca finantarea sa fie facuta descentralizat, pe baza unor proiecte pe facultati, catedre sau laboratoare, dar cu respectarea unor principii strategice generale si transparente din partea universiatatii.
Riscuri
  • Absenta unui "director" de proiect care sa fie motivat sa-si asume proiectul si sa fie capabil sa lupte cu toate punctele slabe si limitarile prezentate in analiza SWOT.
  • Lipsa de sprijin, viziune si intelegere a importantei proiectului din partea conducerii facultatilor, UPB, minister, organizatii financiare (preocupate fiecare mai mult de catedra sau laboratorul sau), va putea determina nefinantarea sau finantarea incompleta a proiectului. Daca cel tarziu in septembrie 2002 cele opt ateliere nu vor fi functionale, inseamna ca eforturile comisiei de analiza au fost irosite, si mai bine ea n-ar fi fost convocata.
  • In ipoteza in care se obtine finantarea sa, proiectul nu este garantat de succes, deoarece va fi dificil sa se obtina salile atelierelor, calculatoarele pot fi furate, vandalizate, folosite mult sub potential sau sa capete alta destinatie.
  • In lipsa personalului motivat (administratori de sistem, laboranti, preparatori) atmosfera din ateliere se poate deprecia (calculatoarele se viruseaza sau nu sunt intretinute corespunzator), studentii nebeneficiind de ele.
    		•
  • Finantarea proiectelor sa se faca nu pe baza meritului stiintific sau educational ci in acord cu functia sau "recomandarile" directorului de proiect.
  • Irosirea resurselor financiare prin adoptarea unor solutii neeficiente (de ex: plotere de mari dimensiuni, scumpe si inutile, laptopuri cu pret dublu si complet necorespunzatoare din punct de vedere al ecranului pentru CAD).
  • Lipsa personalului de specialitate (administratori de sistem, instructori) datorita salariilor necompetitive.
  • Presiunile din partea grupurilor de interese industriale in favoarea instruirii pentru propriile produse si mai putin pentru o educatie solida.
  • Nereformarea structurala a UPB, avand ca efect pregatirea neflexibila a studentilor (vezi limitarile din analiza SWOT).
    		•

    Nota:

    In UPB s-au desfasurat sau sunt in curs de desfasurare proiecte educationale sau de cercetare de mare amploare, cu bugete mult mai mari decat cel propus, existand experti in acest sens. Proiectul propus ar trebui sa aiba maxima prioritate, deoarece acopera o necesitate reala, care daca nu este rezolvata in timp rapid, calitatea relativa a invatamantului in UPB se va deprecia dramatic.
     
     

    Webografie si bibliografie


    [1] Tenlinks - The ultimate CAD Directory http://www.tenlinks.com
    [2] CAD Outpost - http://www.cadoutpost.com
    [3] CAD Forum - http://www.cad-forum.com
    [4] CAD Portal - http:// www.cadportal.com
    [5] CAD Depot - http://www.caddepot.com
    [6] Cadalog - http://www.cadalog.com
    [7]  CAD Info.net - http://www.cadinfo.net
    [8] CAD History - http://www.bozdoc.f2s.com/CAD-History.html
    [9] Canadian CADD Services - http://www.cdncadd.comhttp://www.cad.com.au
    [10] UK Designers - http://www.ukdesigners.net
    [11] CAD Server  - http://www.cadserver.co.uk
    [12] CAD Australia - http://www.cad.com.au
    [13] Autodesk  - http://www.autodesk.com
    [14]  CADKey  - http://www.baystate.com
    [15] Bentley Systems - http://www.bentley.com
    [16] Parametric Technology - http://www.ptc.com
    [17] SolidWorks - http://www.solidworks.com
    [18] International Microcomputer Software, Inc. (IMSI) - http://www.imsisoft.com
    [19] VARKON - a CAD free system developed by Microform AB Sweden - http://www.varkon.com
    [20] Turbo CAD 2D http://www.turbocad.com/2dcentral.html
    [21] IntelliCAD - http://www.photoplotstore.com/pages/free_cad_software.html
    [22] Free CAD Software  http://www.cs.ucr.edu/~ehwang/freeCAD.html
    [23] Free CAD software Smartdraw - http://www.free-cad-software.com/index.htm
    [24] NEA Center for  Education Technology -  http://www.nea.org/neacetwb/cetmsgs/439.html
    [25] Free CAD software (Autocad compatible) - http://support.mcneel.com/rhino_archive/...07127_dya0.html
    [26]        http://www.free-cad-software.com/index.htm
    [27] http://www.tenlinks.com/MEDIAKIT/CAD_Headlines_sample.htm
    [28] 4Design -  http://www.4dgraphics.net/4design.htm
    [29] SMARTDRAW  free CAD software  http://www.where-i-find.com/drawing/free_CAD.htm
    [30] CadStd v3.1 - http://www.cadstd.com/download.html
    [31] CADvance v6.5- http://www.cadvance.com/65form.htm
    [32]  CADopia - InteliCAD 2000 - http://www.cadopia.com
    [33 ] Open Cascade - http://www.opencascade.com
    [34] Soft CAD   - http://www.softcad.com
    [35] Solid Edge Origin  - /http://www.solid-edge.com/Origin
    [36] Delta CAD - http://www.dcad.com
    [37]  upFront.eZine - http://www.upfrontezine.com/welcome.htm