Увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение сроков проектирования, повышение качества разработки проектов — важнейшие проблемы, решение которых определяет уровень ускорения научно-технического прогресса общества. Развитие систем автоматизированного проектирования (САПР) опирается на прочную научно-техническую базу. Это — современные средства вычислительной техники, новые способы представления и обработки информации, создание новых численных методов решения инженерных задач и оптимизации. Системы автоматизированного проектирования дают возможность на основе новейших достижений фундаментальных наук отрабатывать и совершенствовать методологию проектирования, стимулировать развитие математической теории проектирования сложных систем и объектов. В настоящее время созданы и применяются в основном средства и методы, обеспечивающие автоматизацию рутинных процедур и операций, таких, как подготовка текстовой документации, преобразование технических чертежей, построение графических изображений и т.д.
1. Понятие и определение САПР
Главным научно-техническим средством реализации автоматизации проектирования на практике является система автоматизированного проектирования (САПР).
На основании изложенного выше САПР следует рассматривать как взаимосвязанный комплекс программных средств, компонентов информационного и организационного обеспечения на основе применения ЭВМ и математических методов, служащий для автоматизированного выполнения проектных работ, охватывающий все этапы разработки, повышающий уровень и качество проектирования с одновременным сокращением его сроков.
Существует строгое определение САПР. По ГОСТ 22487-77 САПР — организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования (КСАП), взаимосвязанного с необходимыми подразделениями проектной организации П 1, П 2, …, ПN или коллективом специалистов (пользователей САПР), и выполняющая автоматизированное проектирование.[1]
На рисунке ниже схематично приведена структура САПР, отражающая данное строгое определение (Рис. 1).
Рис. 1 Структкра САПР
Следует отметить, что под термином САПР порой понимаются совершенно разные вещи. Вообще этот термин является смысловым эквивалентом английской аббревиатуры CAD (Computer Aided Design) и дословно обозначает проектирование с помощью ЭВМ, то есть это очень широкое понятие, под которое попадает практически каждое, даже фрагментарное, применение ЭВМ для решения задач проектирования.
Система автоматизированного проектирования (2)
... определяет уровень ускорения научно-технического прогресса общества. Развитие систем автоматизированного проектирования (САПР) опирается на прочную научно-техническую базу. Это ... Хотя это определение несколько расплывчато, оно , тем не менее, отражает главную особенность проектирования как ... до 3 раз). Дисциплина работы с использованием САПР ускоряет процесс проектирования в целом, позволяет в ...
В приведённом стандартизированном определении ничего не говорится о целях создания САПР.
В связи с этим существует менее строгое определение: САПР — человеко-машинная система, направленная на получение эффективных проектных решений при учёте большой совокупности технико-экономических, экологических, социальных факторов.
Также существует определение, что САПР — это автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности.
Общая концепция создания САПР как автоматизированной системы для принятия проектных решений основывается на базовых системных концепциях объекта проектирования и процесса проектирования (или проектного процесса).
При этом объект проектирования выступает как цель функционирования САПР, а процесс проектирования — как средство достижения этой цели.
2. Структура САПР
Как и любая сложная система, САПР состоит из подсистем. Различают подсистемы проектирующие и обслуживающие.[2]
ПРОЕКТИРУЮЩИЕ ПОДСИСТЕМЫ
Проектирующие подсистемы непосредственно выполняют проектные процедуры. Примерами проектирующих подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов, изготовления конструкторской документации, схемотехнического анализа, трассировки соединений в печатных платах. В зависимости от отношения к объекту проектирования, делятся на (Рис. 2):
Объектные (объектно-ориентированные) — выполняющие проектные процедуры и операции, непосредственно связанные с конкретным типом объектов проектирования. автоматизация программный проектирование
Инвариантные (объектно-независимые) — выполняющие унифицированные проектные процедуры и операции, имеющие смысл для многих типов объектов проектирования
Рис. 2 Схема проектирующей подсистемы САПР
С помощью объектных подсистем осуществляется проектирование объекта (класса объектов) на определённой стадии. В соответствии с изложенной схемой проектирования можно выделить следующие основные объектные подсистемы САПР ЭМУС:
- моделирования и анализа (например, электродвигателей);
- конструирования;
- поиска проектных решений;
- технологической подготовки производства.
Примеры дополнительных объектных подсистем САПР ЭМУС:
- тепловых и деформационных расчётов;
- вероятностного анализа и синтеза допусков на параметры объекта;
- выпуска проектной документации.
Перечисленные подсистемы строятся с учётом круга специальных задач, которые надо решать при проектировании именно данного класса объектов. При этом имеются взаимосвязи между этапами проектирования и объектными подсистемами, с помощью которых решаются проектные задачи на этапах.
Инвариантные подсистемы напротив осуществляют функции управления и обработки информации, не зависящие от особенностей проектируемого объекта. Основные инвариантные подсистемы САПР:
- управления проектированием;
- организации диалога или диалоговых процедур;
- оптимизации или информационно-поисковых процедур;
- компьютерной графики или ввода, обработки и вывода графической информации.
Инвариантные подсистемы следует рассматривать как развитие возможностей универсальных ЭВМ в необходимых для решения проектных задач направлениях. Объектные и инвариантные подсистемы САПР тесно взаимосвязаны. При этом инвариантные подсистемы являются как бы фундаментом, на котором строятся объектные подсистемы. Например, если в решении проектных задач требуется обеспечить действия с графической информацией, интерактивное взаимодействие проектировщика с ЭВМ или осуществлять поиск в значительном по объёму массиве информации, то в состав объектных подсистем включаются соответствующие инвариантные средства.
Проектирование программного обеспечения
Мнение комиссии окончательное и пересмотру не подлежит. Секретарь кафедры составляет график курсовых и дипломных работ. График защиты курсовых работ, составляется согласно расписанию преподавателей, которое предоставляется диспетчером. В один день ...
ОБСЛУЖИВАЮЩИЕ ПОДСИСТЕМЫ
Обслуживающие подсистемы обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, их совокупность часто называют системной средой (или оболочкой) САПР.
Рис. 3 Схема обслуживающей подсистемы САПР
Типичными обслуживающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными (PDM — Product Data Management), управления процессом проектирования (DesPM — Design Process Management), пользовательского интерфейса для связи разработчиков с ЭВМ, CASE (Computer Aided Software Engineering) для разработки и сопровождения программного обеспечения САПР, обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР (Рис. 3).
Структурирование САПР по различным аспектам обусловливает появление видов обеспечения САПР. Принято выделять семь видов обеспечения САПР:
- техническое (ТО), включающее различные аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое коммутационное оборудование, линии связи, измерительные средства);
- математическое (МО), объединяющее математические методы, модели и алгоритмы для выполнения проектирования;
- программное, представляемое компьютерными программами САПР;
- информационное, состоящее из базы данных, СУБД, а также включающее другие данные, используемые при проектировании;
- отметим, что вся совокупность используемых при проектировании данных называется информационным фондом САПР, а база данных вместе с СУБД носит название банка данных;
- лингвистическое, выражаемое языками общения между проектировщиками и ЭВМ, языками программирования и языками обмена данными между техническими средствами САПР;
- методическое, включающее различные методики проектирования, иногда к нему относят также математическое обеспечение;
- организационное, (представляемое штатными расписаниями, должностными инструкциями и другими документами, регламентирующими работу проектного предприятия.[3]
Теперь кратко разберёмся с назначением каждого компонента средств САПР.
Математическое обеспечение САПР. Основа — это алгоритмы, по которым разрабатывается программное обеспечение САПР. Среди разнообразных элементов математического обеспечения имеются инвариантные элементы-принципы построения функциональных моделей, методы численного решения алгебраических и дифференциальных уравнений, постановки экстремальных задач, поиски экстремума. Разработка математического обеспечения является самым сложным этапом создания САПР, от которого в наибольшей степени зависят производительность и эффективность функционирования САПР в целом.
Система инструментального обеспечения автоматизированного производства
... фрезы 9концевые, шпоночные. Дисковые, трехсторонние, торцевые). Для закрепления режущих инструментов применяется сборный вспомогательный инструмент, разделенный на элементы, соединяемые между собой поверхностями, обеспечивающими удобное и ... студентов вузов. – К.: ИД «Профессионал», 2004. – 304 с. 2. Автоматизированная подготовка программ для станков с чпу, (Справочник)/ Р.Э. Сафраган, Г.Б. Евгенев, ...
Программное обеспечение САПР. Программное обеспечение САПР представляет собой совокупность всех программ и эксплуатационной документации к ним, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования. Программное обеспечение делиться на общесистемное и специальное (прикладное) ПО. Общесистемное ПО предназначено для организации функционирования технических средств, т. е. для планирования и управления вычислительным процессом, распределения имеющихся ресурсов, о представлено различными операционными системами. В специальном ПО реализуется математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных процедур.
Информационное обеспечение САПР. Основу составляют данные, которыми пользуются проектировщики в процессе проектирования непосредственно для выработки проектных решений. Эти данные могут быть представлены в виде тех или иных документов на различных носителях, содержащих сведения справочного характера о материалах, параметрах элементов, сведения о состоянии текущих разработок в виде промежуточных и окончательных проектных решений.
Техническое обеспечение САПР. Это создание и использование ЭВМ, графопостроителей, оргтехники и всевозможных технических устройств, облегчающих процесс автоматизированного проектирования.
Лингвистическое обеспечение САПР. Основу составляют специальные языковые средства (языки проектирования), предназначенные для описания процедур автоматизированного проектирования и проектных решений. Основная часть лингвистического обеспечения — языки общения человека с ЭВМ.
Методическое обеспечение САПР. Под методическим обеспечением САПР понимают входящие в её состав документы, регламентирующие порядок ее эксплуатации. Причем документы, относящиеся к процессу создания САПР, не входят в состав методического обеспечения. Так в основном документы методического обеспечения носят инструктивный характер, и их разработка является процессом творческим.
Организационное обеспечение САПР. Этот пункт предписывает комплектование подразделений САПР профессионально грамотными специалистами, имеющими навыки и знания для работы с перечисленными выше компонентами САПР. От их работы будет зависеть эффективность и качество работы всего комплекса САПР (может даже всего производства).[4]
Заключение
Для успешного функционирования и конкурентоспособности промышленных предприятий в современных условиях абсолютно необходимы передовые информационные технологий. Они позволяют не только решать широкий круг задач в сфере автоматизации финансово-хозяйственной и управленческой деятельности, но и осуществлять комплексную автоматизацию основных технологических и производственных бизнес-процессов.
Потребности современного производства диктуют необходимость глобального использования информационных компьютерных технологий на всех этапах жизненного цикла изделия: от предпроектных исследований до утилизации изделия. Основу информационных технологий в проектировании и производстве сложных объектов и изделий составляют сегодня полномасштабные полнофункциональные промышленные САПР (CAD/CAM/CAE — системы).
Проектирование и виды проектных организаций
... новой техники в действующее производство не дают ожидаемого результата. В проектировании, так же, как и в строительстве, проводится систематическая и целенаправленная работа по укрупнению и специализации проектных организаций. Заключение Основное преимущество проектной организации в том, ...
Активное использование во всем мире «легких» и «средних» САПР на персональных компьютерах для подготовки чертежной документации и управляющих программ для станков с ЧПУ и сближение возможностей персональных компьютеров и «рабочих станций» в автоматизации проектирования подготовило две тенденции в разработке и использовании САПР, которые наблюдаются в последнее время:
- Применение полномасштабных САПР в различных отраслях промышленности для проектирования и производства изделий различной сложности;
- Интеграция САПР с другими информационными технологиями.
Эти тенденции позволяют говорить, что уже в самом ближайшем будущем эффективность производства будет во многом определяться эффективностью использования на предприятиях промышленных САПР.
Но на сегодняшний день уже во многих предприятиях используется система автоматизированного проектирования и инженерам, конструкторам, проектировщикам, архитекторам, работающим в САПР-программах, необходимо постоянно повышать свою квалификацию; программы развиваются, ежегодно появляются новые версии — соответственно специалистам необходимо уметь работать в современном ПО. Иначе САПР используется не на полную мощь.
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/sistemyi-avtomatizirovannogo-proektirovaniya/
1. ГОСТ 23501.101—87. «Системы автоматизированного проектирования» Основные положения.
2. ГОСТ 23501.108-85. «Системы автоматизированного проектирования» Классификация и обозначение.
3. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009г. —27с.
4. Малюх В.Н. Введение в современные САПР: Курс лекций. — М.: ДМК Пресс, 2010. — 56 с.
