СИСТЕМЫАВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ.
Введение.
Увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение сроков проектирования, разрешение 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 преставления и обработки информации, создание новых численных методов решения инженерных задач и оптимизации. Системы автоматизированного проектирования дают возможность на основе новейших достижений фундаментальных наук обрабатывать 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 различных процедур и операций, таких, как подготовка текстовой документации, преобразование технических чертежей, построение графических изображений и т.д.
Проектирование- это процесс, заключающийся в преобразовании исходного описания в окончательное на основе выполнения работ конструкторского, исследовательского расчетного характера.
СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Предпроектная стадия(НИР).
Изучаются потребности, анализируются ресурсы, основные принципы построения и формируются техническое задание для изделий.
В обязательном порядке проводится обследование всех литературных источников на данную тему, проводится полное паентное исследование, и анализируются все подобные системы.
Стадия эскизного проекта(ОКР)
ОКР – опытно-конструкторские работы проверяется корректность и реализуемость основных принципов.
Стадия технического проекта.
Выполняется всесторонняя проработка всех частей проекта и детализируются все технические решения.
Стадия рабочего проекта
Формируется вся необходимая документация для изготовления изделий.
Стадия испытаний.
Приемочные испытания.
Стадия опытной эксплуатации.
5 и 6 стадии позволяют выявить недостатки и уточнить технические решения.
Стадия внедрения.
Передается вся необходимая документация для выпуска готового изделия. Каждый этап делится на продукты, а они делятся на процедуры, а они подразделяются на операции.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР
ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ:
1. Очень высокая производительность вычислительной техники(ВТ). При проектировании используется оптимизационный алгоритм в том или ином виде, а это очень замедляет работу на отдельных этапах. Единственный выход – использовать высокопроизводительную вычислительную технику.
2. Требуется высокая точность расчетов. Если требуется работа с 32 – разрядными числами на машинах с меньшей разрядностью, то скорость и быстродействие очень резко падают. Выход – использовать 32-разрядные, 64-разрядные и (выше) машины с большой тактовой частотой.
3. Техника должна иметь чрезвычайно развитую периферийную аппаратуру («мышь», диджитайзер, сканеры и т.д. )
4. Комплекс технических средств должен позволять параллельную разработку подсистем проектируемой системы одновременно разными конструкторами.
5. Конструкторская база данных: единая, а проектируют все одновременно на своих компьютерах, база данных установлена на сервере.
6. Периферийная техника должна быть установлена непосредственно в подразделениях конструкторского бюро. Проще всего защитить информацию и технику, если все собрать в ВЦ.
7. ВТ должна обеспечивать необходимый уровень секретности и защиты информации.
8. Носители должны соответствовать характеру используемой информации.
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР
Особенности:
1. Программное обеспечение должно позволять сетевую работу в рамках САПР. Программное обеспечение чаще всего имеет не один пакет ПП, а состоит из очень большого количества ППП.
В рамках САПР ни одна проблемно-ориентированная подсистема- совокупность программного, информационного, технического, организационного и других видов обеспечений. Подсистему обычно размещают на одном компьютере.
2. Программное обеспечение САПР чрезвычайно дорогое. Чаще всего САПР разрабатывают для группы предприятий. САПР должно легко подстраиваться под конкретного пользователя. Вывод: так как период адаптации системы иногда превышает время разработки новых систем, выбирают путь разработки инструментальных систем. Инструментальные системы строятся так: формируется модель предметной области. На основе задания на проектирование начинают строить решение задачи. Для этого задание, используя п.1 и 2, проходит трансляцию на внутренний язык. Оттранслированное задание передается системе «Монитор». В рамках монитора модуль анализирует задание внутреннем(промежуточном) языке и состоит алгоритм ее реализации. Далее планировщик подбирает модули из ПОП и ППП для реализации любой операции проектирования, после чего управление передает компоновщику.
Компоновщик, зная языки ПОП, устанавливает интерфейс между модулями и собирает модули в отдельную программу. После чего проводится анализ технических средств пользователя и генерируется программа позволяющая решать поставленную задачу.
3. Организационное обеспечение САПР
Стандарты по САПР требуют выделения в качестве самостоятельного компонента организационного обеспечения, которое включает в себя положения, инструкции, приказы, штатные расписания, квалифицированные требования и другие документы, регламентирующие организационную структуру подразделения и проектной организации и взаимодействие подразделений с комплексом средств автоматизированного проектирования. Функционирование СПАР возможно только при наличии и взаимодействии перечисленных ниже средств:
а) математического обеспечение
б) программного обеспечение
в) информационного обеспечение
г) технического обеспечение
д) лингвистического обеспечение
е) методического обеспечение
ж) комплектование подразделений САПР профессиональными кадрами.
Теперь разберемся с названием каждого компонента средств САПР
А) Математического обеспечение САПР. Основа – это алгоритм, 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 экстренума. Разработка математического обеспечения является самым сложным этапом создания САПР, от которого в наибольшей степени зависят производительность и эффективность функционирования САПР в целом.
Б) Программного обеспечение САПР. Программное обеспечение САПР представляет собой совокупность всех программ и эксплуатационной документации к ним, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования. Программое обеспечение делится на общесистемное и специально (прикладное) ПО. Общесистемное для организации функционирования технических средств, т.е для имеющихся ресурсов, о представлено различными операционными системами. В специальном ПО реализуется математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных процедур.
В) Информационного обеспечение САПР. Основу представляют данные, которыми пользуются проектировщики в процессе проектирование 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.
Г) Технического обеспечение САПР. Это создание и использование ЭВМ, графопостроителей, оргтехники и все возможные технических устройств, облегчающих процесс автоматизированного проектирования.
Д) Лингвистическое обеспечение САПР. Основу составляют специальные языковые средства (языки проектирования). Предназначены для описания процедур автоматизированного проектирования и проектных решений. Основная часть лингвистического обеспечение- языки общения человека с ЭВМ.
Е) Методическое обеспечение САПР. Под методическим обеспечением САПР понимаю входящие в ее 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.
Ж) Комплектование подразделений САПР профессиональными кадрами. Этот пункт предписывает комплектование подразделений САПР профессионально – грамотными специалистами, имеющими навыки знания для работы с перечисленные выше компонентами САПР. От их работы будет зависеть эффективность и качество работы всего комплекса САПР (может даже всего производства).
АUTOCAD