Система автоматизированного проектирования

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.

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.

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