ВОЛГОГРАДСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
А. А. Эпов, Е. Н. Ломкова, А А. Казначеева, И. А. Шкода
РАЗРАБОТКА САПР
(теоретические основы)
Учебное пособие
РПК «Политехник»
Волгоград
УДК 658. 512. 011. 56 (075. 8)
Р 17
Под редакцией кандидата технических наук А. А. Эпова
Авторы: А. А. Эпов (введение, п. 1.7, гл. 2, 3, вопросы для самоконтроля); Е. Н. Ломкова (пп. 1.8–1.13, 2.6, 3.4); А. А. Казначеева (пп. 1.1–1.6, 2.2, 3.6); И. А. Шкода (пп. 2.8, 2.10, 3.2, 3.3).
Рецензенты: кафедра «Информационные системы в экономике» Волгоградского кооперативного института Российского университета кооперации; начальник бюро САПР и УЧПУ ООО «Завод Ротор» А. Ф. Веников.
Разработка САПР (теоретические основы): Учеб. пособие / Эпов А. А., Ломкова Е. Н., Казначеева А. А., Шкода И. А.; Под ред. А. А. Эпова / ВолгГТУ, Волгоград, 2007. – 96 с.
ISBN 5-230-04909-Х
Изложены общие сведения, методология и принципы проектирования сложных технических систем. Приведены классификация, функции, состав, структура, характеристики, основные этапы создания и мероприятия по эксплуатации, обслуживанию и развитию систем автоматизированного проектирования (САПР). Содержатся необходимые сведения по организации проектирования, математическому, лингвистическому, информационному и программному обеспечению САПР, а также основные аспекты автоматизации функционального, конструкторского и технологического проектирования.
Предназначено для студентов всех технических специальностей: 230102 «Автоматизированные системы обработки информации и управления», 151001 «Технология машиностроения», 260704 «Технология текстильных изделий», 140211 «Электроснабжение».
Ил. 18. Табл. 1. Библиогр.: 8 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Волгоградского государственного технического университета
ISBN 5-230-04909-Х © Волгоградский
государственный
технический
университет, 2007
 |
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.. 5
1. МЕТОДОЛОГИЯ И ПРИНЦИПЫПРОЕКТИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ 6
1.1. Общие сведения о процессе проектирования. 6
1.2. Принципы, уровни и аспекты проектирования, пути повышения его эффективности 8
1.3.Структура и составные части процесса проектирования. Нисходящее и восходящее проектирование 10
1.4. Классификация типовых процедур проектирования. 11
1.5. Типичная последовательность проектных процедур. 12
1.6. Общая схема процесса проектирования. 14
1.7. Проектирование сложных технических систем. Свойства и хара-ктеристики сложных технических систем 16
1.8. Виды и формы представления СТС.. 18
1.9. Математические модели СТС.. 21
1.10. Содержание процесса проектирования СТС.. 22
1.11. Организация и принципы системного проектирования СТС.. 24
1.12. Математическая постановка задачи принятия проектных реше-ний 26
1.13. Типовая структура процесса принятия проектных решений. 27
Вопросы для самоконтроля. 30
2. ПРИНЦИПЫ, МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ САПР. 32
2.1. Основные аспекты автоматизированного проектирования. Тре-бования к объектам проектирования в САПР 32
2.2. Технологический процесс проектирования в условиях функцио-нирования САПР 33
2.3. Основные принципы создания САПР. 36
2.4. Классификация САПР. 40
2.5. Состав и структура САПР. 42
2.6. Математическое обеспечение САПР. 46
2.7. Лингвистическое обеспечение САПР. 48
2.8. Программное обеспечение САПР как объект проектирования. 49
2.9. Информационное обеспечение САПР как объект проектирова-ния 52
2.10. Техническое обеспечение САПР. 56
2.11. Методика разработки САПР. 58
2.12. Организация эксплуатации, обслуживания и развития САПР. 63
2.13. Определение характеристик и оценка качества САПР. 64
2.14. Технико-экономическая эффективность САПР. 69
Вопросы для самоконтроля. 70
3. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫИ АСПЕКТЫАВТОМА-ТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ... 72
3.1. Автоматизация функционального проектирования. Задачи функ-ционального проектирования 72
3.2. Одновариантный анализ. 72
3.3. Многовариантный анализ. 74
3.4. Процедуры параметрической оптимизации. 76
3.5. Имитационное моделирование в функциональном проектирова-нии. Понятия имитационного моделирования 77
3.6. Организация процесса имитационного моделирования. 79
3.7. Автоматизация конструкторского проектирования. Классифика-ция задач конструкторского проектирования 82
3.8. Формализация задач топологического проектирования. 84
3.9. Геометрическое моделирование и синтез форм деталей. 85
3.10. Оценка результатов конструкторского проектирования на осно-ве функциональных моделей 87
3.11. Автоматизация технологического проектирования. Основные задачи и модели автоматизации технологического проектирования. 89
Вопросы для самоконтроля. 92
Список литературы.. 93
ВВЕДЕНИЕ
В нынешних условиях быстрого и постоянного обновления предметов массового спроса и потребления, когда сроки подготовки производства и поставки на рынок новой продукции сильно сократились, а её конструктивно-производственная сложность, трудоёмкость и требования к качеству значительно возросли, успешно функционировать может предприятие, работа которого отвечает всем требованиям гибкости и рентабельности на основе разумной и взвешенной технической политики, опирающейся на передовые достижения науки, техники и технологии.
При современном уровне и возможностях технологии можно в сравнительно короткие сроки освоить производство практически любых изделий. В этих условиях темпы технического прогресса в значительной мере определяются темпами производства новых эффективных проектно-конструкторских решений. Следовательно, повышение качества и производительности процесса проектирования является сегодня решающим фактором эффективности всего промышленного производства.
Существующие традиционные методы проектирования хороши на уровне разработки отдельных процессов, агрегатов и типовых машин, когда есть основа для сравнения и число альтернатив ограничено. При создании сложных технических систем необходимы новые автоматизированные методы проектирования, позволяющие проанализировать и оценить большое число возможных вариантов с учетом не только технических, но и социально-экономических факторов. Наиболее впечатляющие результаты в этом направлении получены при переходе от автоматизации отдельных этапов проектирования к системам автоматизированного проектирования (САПР).
Создание САПР технических систем связано не только с возможностями вычислительной техники, но и с глубиной наших знаний в области теории проектирования, технологии производства объектов проектирования, современных математических методов, применение которых помогает принимать рациональные и оптимальные решения. Эффективными могут быть только те САПР, объекты исследования которых имеют серьезную формализованную теоретическую базу, основанную на системном подходе и имеющую развитый математико-логический аппарат.
Успешная реализация планов создания САПР и внедрения автоматизированного проектирования во многом определяется своевременной разработкой и широким распространением всех видов обеспечения, а также подготовкой квалифицированных специалистов – разработчиков и пользователей САПР. Оба этих аспекта связаны с изданием достаточного количества технической литературы, в том числе учебно-методического характера.