Система автоматизації проектних робіт як об’єкт проектування (стр. 1 из 3)

САПР ЯК ОБ’ЄКТ ПРОЕКТУВАННЯ

(реферат)

Содержание

Принципи створення САПР

Склад і структура САПР

Види комплексів засобів і компонентів САПР

Визначення CAD, САМ і САЕ

Технологічна операція проектування

Принципи створення САПР

Проектування - процес складання опису, необхідного для створення в заданих умовах ще не існуючого об'єкта, на основі первинного опису цього об'єкта і алгоритму його функціонування. Проектування містить у собі комплекс робіт з знаходження, дослідження, розрахунками і конструювання, що мають метою одержання опис предмета проектування, необхідного і достатнього для створення нового виробу чи виробу реалізації нового процесу, що задовольняє заданим вимогам.

Під автоматизацією проектування розуміється такий спосіб виконання процесу розробки проекту, коли проектні процедури й операції здійснюються розроблювачем виробу при тісній взаємодії з ЕОМ. Автоматизація проектування припускає систематичне використання засобів обчислювальної техніки при раціональному розподілі функцій між проектувальником і ЕОМ і обґрунтованому виборі методів машинного рішення задач.

Для створення САПР необхідні:

удосконалювання проектування на основі застосування математичних методів і засобів обчислювальної техніки;

автоматизація процесу пошуку, обробки і видачі інформації;

використання методів оптимізації і різноманітного проектування;

застосування ефективних математичних моделей проектованих об'єктів, що входять до складу комплектуючих виробів і матеріалів;

створення банків даних, що містять систематизовану інформацію довідкового характеру, необхідну для автоматизованого проектування об'єктів;

підвищення якості оформлення проектної документації;

збільшення творчої частки праці проектувальників за рахунок автоматизації нетворчих робіт;

уніфікація і стандартизація методів проектування;

підготовка і перепідготовка фахівців в області САПР;

взаємодія проектних підрозділів з автоматизованими системами різного рівня і призначення.

Система автоматизованого проектування (САПР) - комплекс засобів автоматизації проектування, взаємозалежних з необхідними підрозділами проектної організації або колективом фахівців (користувачем системи), що виконує автоматизоване проектування. САПР поєднує технічні засоби, математичне і програмне забезпечення, параметри і характеристики яких вибирають з максимальним врахуванням особливостей задач інженерного проектування і конструювання. У САПР забезпечується зручність використання програм за рахунок застосування засобів оперативного зв'язку інженера з ЕОМ, спеціальних проблемно-орієнтованих мов і інформаційно-довідкової бази.

Основна функція САПР - виконання автоматизованого проектування на всіх чи окремих стадіях проектування об'єктів і їхніх складових частин. При створенні САПР і їхніх складових частин варто керуватися принципами системної єдності, сумісності, типовості, розвитку.

Принцип системної єдності забезпечує цілісність системи і системну "свіжість" проектування окремих елементів і всього об'єкта проектування в цілому (ієрархічність проектування).

Принцип сумісності забезпечує спільне функціонування складових частин САПР і зберігає відкриту систему в цілому.

Принцип типовості орієнтує на переважне створення і використання типових і уніфікованих елементів САПР. Типізації підлягають елементи, що мають перспективу багаторазового застосування. Типові й уніфіковані елементи періодично проходять експертизу на відповідність сучасним вимогам САПР і модифікуються в міру необхідності.

Створення САПР з урахуванням принципу типізації повинне передбачати розробку базового варіанта комплексу засобів автоматизованого проектування (КСАП) і його компонентів, а також створення модифікації комплексу засобів автоматизованого проектування і його компонентів на основі базового варіанта.

Принцип розвитку забезпечує поповнення, удосконалювання і відновлення складових частин САПР, а також взаємодія і розширення взаємозв'язку з автоматизованими системами різного рівня і функціонального призначення.

Розробка САПР являє собою велику науково-технічну проблему, а її упровадження вимагає значних капіталовкладень.

Склад і структура САПР

Складовими структурними частинами САПР, жорстко зв'язаними з організаційною структурою проектної організації, є підсистеми, у яких за допомогою спеціалізованих комплексів засобів зважується функціонально закінчена послідовність задач САПР.

За призначенням підсистеми поділяють на проектуючи і обслуговуючи.

Проектуючі підсистеми. Вони мають об'єктну орієнтацію і реалізують визначений етап (стадію) проектування або групу безпосередньо пов'язаних проектних задач. Приклади проектуючих підсистем: ескізне проектування виробів, проектування корпусних деталей, проектування технологічних процесів механічної обробки.

Обслуговуючі підсистеми. Такі підсистеми мають загальносистемне застосування і забезпечують підтримку функціонування проектуючих підсистем, а також оформлення, передачу і вивід отриманих результатів. Приклади обслуговуючих підсистем: автоматизований банк даних, підсистеми документування, підсистема графічного введення-висновку.

Системна єдність САПР забезпечується наявністю комплексу взаємозалежних моделей, що визначають об'єкт проектування в цілому, а також комплексом системних інтерфейсів, що здійснюють зазначений взаємозв'язок. Системна єдність усередині підсистем, що проектують, забезпечується наявністю єдиної інформаційної моделі тієї частини об'єкта, проектне рішення по який повинно бути отримане в даній підсистемі.

Формування і використання моделей об'єкта проектування в прикладних задачах здійснюється КЗАП системи (чи підсистеми).

Структурними частинами КЗАП системи є різні комплекси засобів, а також компоненти організаційного забезпечення. Комплекс засобів - це сукупність компонентів і/або комплексів засобів, призначених для тиражування й орієнтованих на проектування об'єктів визначеного класу (виду, типу) і/чи виконання уніфікованих процедур, які використовують у відповідних проектуючих і/чи обслуговуючих підсистемах САПР.

Комплекси засобів відносять до промислових виробів, що підлягають виготовленню, тиражуванню і застосуванню в складі САПР, і документують як специфіковані вироби.

Види комплексів засобів і компонентів САПР

Комплекси засобів підрозділяють на комплекси засобів одного виду забезпечення (технічного, програмного, інформаційного) і комбіновані (рис.1.1).

Комплекси засобів одного виду забезпечення містять комплекси і/або компоненти одного виду забезпечення.

Комплекси засобів комбіновані містять сукупність комплексів і компонентів різних видів забезпечення. Комбіновані КЗАП, які відносяться до продукції виробничо-технічного призначення, підрозділяються на:

програмно-методичні (ПМК);

програмно-технічні (ПТК).

Рис.1.1 Види комплексів і компонентів САПР

Програмно-методичний комплекс являє собою взаємозалежну сукупність компонентів програмного, інформаційного і методичного забезпечення (включаючи компоненти математичного і лінгвістичного забезпечення), необхідного для одержання закінченого проектного рішення по об'єкту проектування (однієї чи декількох його частин чи об'єкту в цілому) або виконання уніфікованих процедур.

У залежності від призначення ПМК підрозділяють на:

загальносистемні;

базові, у тому числі проблемно-орієнтовані;

об’єктне-орієнтовані.

Програмно-технічний комплекс являє собою взаємозалежну сукупність ПМК із комплексами і (чи) компонентами технічного забезпечення.

У залежності від призначення ПТК розрізняють:

автоматизовані робочі місця (АРМ);

центральні обчислювальні комплекси (ЦОК).

Комплекси засобів можуть поєднувати свої обчислювальні й інформаційні ресурси, утворювати локальні обчислювальні мережі.

Структурними частинами комплексів засобів є компоненти наступних видів забезпечення:

програмного;

інформаційного;

методичного;

математичного;

лінгвістичного;

технічного.

Компоненти видів забезпечення виконують певну функцію і представляють найменший (неподільний) самостійно розроблений (чи куплений) елемент САПР (наприклад, програма, інструкція, дисплей і т.п.). Ефективне функціонування КЗАП і взаємодія структурних частин САПР усіх рівнів повинне досягатися за рахунок орієнтації на стандартні інтерфейси і протоколи зв'язку, що забезпечують взаємодію комплексів засобів.

Ефективне функціонування КЗАП повинне досягатися за рахунок взаємопогоджуваної розробки (узгодження з покупними) компонентів, що входять до складу комплексів засобів.

КЗАП обслуговуючих підсистем, а також окремі ПТК цих підсистем можуть використовуватися при функціонуванні всіх підсистем.

Загальносистемні ПМК містять у собі програмний, інформаційний, методичний і інший види забезпечення. Вони призначені для виконання уніфікованих процедур по керуванню, контролю, плануванню обчислювального процесу, розподілу ресурсів САПР і реалізації інших функцій, що є загальними для/чи підсистем САПР у цілому.

Приклади загальносистемних ПМК: моніторні системи, системи керування БД, інформаційно-пошукові системи засобу машинної графіки, підсистема забезпечення діалогового режиму й ін.

Визначення CAD, САМ і САЕ

Автоматизоване проектування (computer-aided design - CAD) представляє собою технологію, що полягає в використанні комп’ютерних систем для полегшення створення, зміни, аналізу і оптимізації проектів. Таким чином, будь-яка програма, що працює з комп’ютерною графікою, так само як і будь-який додаток, що використовується в інженерних розрахунках, відноситься до систем автоматизованого проектування. Іншими словами, більшість засобів CAD можуть представляти собою від геометричних програм для роботи з формами до спеціалізованих додатків для аналізу і оптимізації. Між цими крайностями містяться програми для аналізу допусків, розрахунків мас-інерційних властивостей, моделювання методом кінцевих елементів і візуалізація результатів аналізу. Основна функція CAD - це визначення геометрії конструкції (деталі механізму, архітектурні елементи, електроні схеми, плани будинків та ін), так як геометрія визначає всі наступні етапи життєвого циклу продукту. Для цієї мети використовуються системи розробки робочих креслень і геометричного моделювання. Крім того, геометрія, яка визначена в цих системах, може використовуватися в якості основи для подальших операцій в системах САЕ і САМ. Це одна з найбільш значних переваг CAD, що дозволяє економити час і скорочувати кількість помилок, що пов’язані з необхідністю визначати геометрію конструкції з нуля кожний раз, коли вона необхідна в розрахунках. Можна стверджувати, що системи автоматизованої розробки робочих креслень і системи геометричного моделювання являються найбільш важливими компонентами автоматизованого проектування.