Система автоматизированного проектирования
Понятие и история развития систем автоматизированного проектирования. Их достоинства и цели создания, типы классификации. Общесистемные принципы их построения. Программное, информационное, методическое, математическое и лингвистическое обеспечение САПР.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.06.2015 |
| Размер файла | 553,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт Инженерно-строительный институт
Кафедра Проектирование зданий и экспертизы недвижимости
РЕФЕРАТ
по дисциплины Системы автоматизации проектных работ
тема САПР
Красноярск 2015г.
Содержание
Введение
1. История развития
2. Основные понятия САПР
3. Достоинства САПР
4. Цели создания САПР
5. Основные типы классификации САПР
6. Общесистемные принципы САПР
7. Стадии создания САПР
8. Отображение процесса проектирования - программное обеспечение САПР
9. Компоненты видов обеспечения САПР
10. Программное обеспечение САПР
11. Информационное обеспечение САПР
12. Методическое обеспечение САПР
13. Математическое обеспечение САПР
14. Лингвистическое обеспечение САПР
15. Техническое обеспечение САПР
16. Организационное обеспечение САПР
17. Области применения САПР
Заключение
Литература
Введение
Различные возможности и границы применения вычислительной техники для автоматизации проектирования определяются уровнем формализации научно-технических знаний в конкретной отрасли. Чем глубже разработана теория того или иного класса технических систем, тем большие возможности объективно существуют для автоматизации процесса их проектирования.
Применение ЭВМ при проектно-конструкторских работах в своем развитии прошло несколько стадий и претерпело значительные изменения. С появлением вычислительной техники был сделан акцент на автоматизацию проектных задач, имеющих четко выраженный расчетный характер, когда реализовывались методики, ориентированные на ручное проектирование. Затем, по мере накопления опыта, стали создавать программы автоматизированных расчетов на основе методов вычислительной математики (параметрическая оптимизация, метод конечных элементов и т. п.). С внедрением специализированных терминальных устройств появляются универсальные программы для ЭВМ для решения как расчетных, так и некоторых рутинных проектных задач (изготовление чертежей, спецификаций, текстовых документов и т. п.). В последние годы большое внимание уделяется автоматизации расчетно-конструкторских работ при проектировании типовых узлов и агрегатов, когда синтез конструкции проводится эвристически, а основные параметры выбираются и оптимизируются в интерактивном режиме диалога проектировщика и ЭВМ.
Однако на всех этих стадиях автоматизации проектирования инженеру помимо изучения инструкций по эксплуатации и написанию программ приходится познавать ряд по сути дела ненужных ему подробностей системных программ и языков программирования. Кроме того, при использовании в проектировании специализированных по объектам разрозненных пакетов прикладных программ (ППП) инженер вынужден каждый раз вновь кодировать и вводить информацию согласно инструкции ППП. Отмеченные недостатки приводят к тому, что частичная («позадачная») автоматизация не оказала существенного влияния на повышение качества и производительности проектирования технических систем и средств в целом.
Решение проблем автоматизации проектирования с помощью ЭВМ основывается на системном подходе, т. е. на создании и внедрении САПР -- систем автоматизированного проектирования технических объектов, которые решают весь комплекс задач от анализа задания до разработки полного объема конструкторской и технологической документации. Это достигается за счет объединения современных технических средств и математического обеспечения, параметры и характеристики которых выбираются с максимальным учетом особенностей задач проектно-конструкторского процесса. САПР представляет собой крупные организационно-технические системы, состоящие из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями конкретной проектной организации.
автоматизированный проектирование программный
1. История развития
Ещё до того, как было сформулировано понятие САПР, уже были известны отдельные применения средств вычислительной техники для решения задач проектирования. Основу решения составлял метод конечных элементов. Метод конечных элементов был разработан для решения краевых задач, но далее стал применяться в CAE.
В 30-е годы начали создавать программы, чтобы автоматизировать проектирование электронных схем, а также был разработан язык программирования FORTRAN.
55-59-е годы - в MIT была разработана система проектирования APT для станков с ЧПУ (численным процессором управления).
Термин "САПР" ввел в обиход Адам Сазерленд, предложив использовать дисплей в качестве электронный кульман. Тогда стало понятно преимущество - возможность быстрого многократного изменения содержимого чертежа.
В этот же период появились первые программы для автоматизированного проектирования - для строительства, электронных схем. Мелкие и средние фирмы стали получать доступ к ним в 70-х годах, когда фирма Computer Vision предложила платформу и соответствующее ПО.
История развития САПР достаточно условно можно разбить на 3 этапа:
"70-е годы - были получены отдельные результаты, показавшие, что область проектирования в принципе поддается компьютеризации; в этот период основное внимание уделялось системам автоматизированного черчения. Многие программные продукты того времени назывались системами автоматизированного черчения - САЧ.
"80-е годы - характеризуются активным применением микрокомпьютеров и супермикрокомпьютеров, появлением массовых систем и базовых программных продуктов для них. Этот период характерен использованием различного ПО различными подразделениями одного предприятия (период основной автоматизации). Однако в эти же годы наряду с 2D черчением появились системы 3D моделирования. Теперь стала желательной возможность передавать данные с одного этапа на другой этап ЖЦ. Кроме того, появилось понятие твердотельное моделирование.
"90-е года - период "зрелости" - некоторые ошибки были исправлены (например, убраны барьеры несовместимости между системами). Сначала стали появляться - третье сторонние фирмы - разработчики ПО для конвертации данных из системы в систему. Потом крупные системы стали сами предоставлять возможность импорта и экспорта данных с другими распространенными системами.
В нынешнем десятилетии самыми актуальными стали вопросы, связанные с интеграцией разнообразных возможностей, позволяющей автоматизировать не отдельные элементы процесса, а полностью весь процесс проектирования, конструирования.
В настоящее время термином САПР обозначают процесс проектирования с использованием сложных средств машинной графики, поддерживаемых пакетами программного обеспечения для решения на компьютерах аналитических, квалификационных, экономических и эргономических проблем, связанных с проектной деятельностью.
Общие сведения о проектировании.
Введем некоторые определения и понятия, которыми будем пользоваться в дальнейшем.
Прежде всего, определимся, что такое проектирование.
Под проектированием понимается процесс составления описания, необходимого для построения в заданных условиях еще не существующего объекта на основе первичного описания этого объекта.
Хотя это определение несколько расплывчато, оно , тем не менее, отражает главную особенность проектирования как процесса создания описания именно нового объекта.
Если этот процесс осуществляется человеком при взаимодействии с компьютером, то проектирование называется автоматизированным, если нет, то, соответственно, - неавтоматизированным.
Проектирование, при котором все преобразования описания объекта и алгоритма его функционирования осуществляются компьютером без участия человека, называется автоматическим.
Нас будет интересовать, в первую очередь, автоматизированное проектирование, которое и является предметом САПР.
Дадим теперь определение САПР.
САПР (система автоматизированного проектирования) - это комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с коллективом специалистов (пользователей системы), выполняющих автоматизированное проектирование.
2. Основные понятия САПР
CAD - computer Aided Design (САПР).Общий термин для обозначения всех аспектов проектирования с использованием средств вычислительной техники. Обычно охватывает создание геометрических моделей изделия. (Твердотельные,3D). А также генерацию чертежных изделий и их сопровождений. Следует отличать что этот термин САПР по отношению промышленным системам имеет более широкое толкование чем CAD. Он включает в себя как CAD так и CAM и CAE.
CAM - Computer Aided Manufacturing. Общий термин для обозначения системы автоматизированной подготовки производства, общий термин для обозначения ПС подготовки информации для станков с ЧПУ. Традиционно исходными данными для таких систем были геометрические модели деталей, полученных из систем CAD.
CAE - Computer Aided Engineering. Система автоматического анализа проекта. Общий термин для обозначения информационного обеспечения условий автоматизированного анализа проекта, имеет целью обнаружение ошибок(прочностные расчеты) или оптимизация производственных возможностей.
PDM - Product Data Management. Система управления производственной информацией. Инструментальное средство, которое помогает администраторам, инженерам, конструкторам и так далее управлять как данными так и процессами разработки изделия на современных производственных предприятиях или группе смежных предприятий.
CAD/CAM/CAE/PDM = САПР
Прогресс науки и техники, потребности развивающегося общества в новых промышленных изделиях обусловлено необходимость выполнения проектных работ. Требование к качеству проектов, к срокам их выполнения становятся все более жесткими по мере увеличения сложности проектируемых объектов. Кроме того, темпы морального устаревания изделий сегодня таковы, что поставленные на конвейер новые образцы часто уже не соответствуют современным требованиям.
Осуществление этих требований стало возможным на основе широкого применения средств ЭВМ на всех этапах производства:
- Контроль проектирования, где зарождается исходная модель изделия, технологического проектирования.
- Проектирование организации управления производством с формированием данных о материальных и информационных потоках производства.
- Изготовление изделий путем выполнения операций над материальным объектом на основе созданной на предварительных этапах информации.
- Оценки качества изделия на основе сравнения требуемых и реальных характеристик. К числу наиболее эффективных технологий САПР и АСТПП.
3. Достоинства САПР
Сейчас термином САПР обозначают процесс проектирования с использованием сложных средств машинной графики, поддерживаемых пакетами прикладных программ для решения на компьютерах аналитических, квалификационных, экономических и эргономических проблем, связанных с проектной деятельностью.
Достоинства САПР:
1. Более быстрое выполнение чертежей (до 3 раз). Дисциплина работы с использованием САПР ускоряет процесс проектирования в целом, позволяет в сжатые сроки выпускать продукцию и быстрее реагировать на изменение рыночных конъектур.
2. Повышение точности выполнения. На чертежах, построенных с помощью системы САПР, место любой точки определено точно, а для увеличения достаточного просмотра элементов есть средство, называемое наезд, или zooming, позволяющее увеличивать или уменьшать любую часть данного чертежа в любое число раз. На изображение, над которым выполняется наезд, не накладывается практически никаких ограничений.
3. Повышение качества;
4. Возможность многократного использования чертежа. Запомненный чертеж может быть использован повторно для проектирования, когда в состав чертежа входит ряд компонентов, имеющих одинаковую форму. Память компьютера является также идеальным средством хранения библиотек, символов, стандартных компонентов и геометрических форм.
5. САПР обладает чертежными средствами (сплайны, сопряжения, слои).
6. Ускорение расчетов и анализа при проектировании. В настоящее время существует большое разнообразие ПО, которое позволяет выполнять на компьютерах часть проектных расчетов заранее. Мощные средства компьютерного моделирования, например, метод конечных элементов, освобождают конструктора от использования традиционных форм и позволяют проектировать нестандартные геометрические формы.
7. Понижение затрат на обновление. Средства анализа и имитации в САПР, позволяют резко сократить затраты времени и денег на тестирование и усовершенствование прототипов, которые являются дорогостоящими этапами процесса проектирования;
8. Большой уровень проектирования. Мощные средства, комплексного моделирования. Возможность проектирования нестандартных геометрических форм, которые быстро оптимизируются;
9. Интеграция проектирования с другими видами деятельности. Интегрируемые вычислительные средства обеспечивают САПР более тесное взаимодействия с инженерными подразделениями.
4. Цели создания САПР
При создании САПР различают два существенно разных подхода:
· с одной стороны - создание САПР в крупных, ведущих проектных и конструкторских организациях,
· с другой стороны - широкое распространение типовых расчетов, алгоритмов и программ в средних проектно-конструкторских организациях.
Возможность широко распространять в проектных организациях наиболее прогрессивные, а также типовые и стандартные методы расчетов, различные нормативные и справочные данные предопределяют высокую эффективность САПР. Даже небольшая проектная организация получает возможность применять самые современные и эффективные методы инженерных расчетов, заимствуя их у организаций-разработчиков САПР.
Как и другие типы автоматизированных систем, САПР является развивающейся системой. Технический прогресс в соответствующей отрасли должен сопровождаться непрерывным обновлением в САПР математических моделей, нормативов, данных о материалах комплектующих изделий.
САПР создается и функционирует в проектной организации как самостоятельная система. Она может быть связана с подсистемами и банками данных других автоматизированных систем. Системы автоматизированного проектирования имеют свои специфические особенности, принципы создания и развития.
САПР создаются в проектных, конструкторских, технологических организациях в целях:
· повышения качества и технико-экономического уровня проектируемой и выпускаемой продукции
· повышения эффективности и надежности объектов проектирования, уменьшения затрат на их создание и эксплуатацию
· сокращения сроков, уменьшения трудоемкости проектирования и повышения качества проектной документации.
Достижение целей создания САПР обеспечивается путем:
· совершенствования систематизации и унификации процессов проектирования на основе применения математических методов и средств вычислительной техники
· комплексной автоматизации проектных работ в проектной организации с необходимой перестройкой ее структуры и кадрового состава
· повышения качества управления проектированием
· применения эффективных математических моделей проектируемых объектов, комплектующих изделий и материалов
· использования методов многовариантного проектирования и оптимизации
· автоматизации трудоемких и рутинных проектных работ
· замены натурных испытаний и макетирования математическим моделированием.
5. Основные типы классификации САПР
Рис. 1 Классификация по типу объекта проектирования
Рис.2 Классификация по сложности объекта проектирования
102 102…103 103…104 104…106 106
Рис.3 Число составных частей, входящих в объект
25 25…50 50…75
Рис.4 Классификация САПР по уровню автоматизации проектирования
Число автоматизированных проектных процедур
Рис.5 Классификация САПР по комплексности автоматизации проектирования
Одноэтапные САПР выполняют один этап проектирования из всех установленных для объекта.
Многоэтапные САПР выполняют несколько этапов проектирования.
Комплексные САПР выполняют все этапы проектирования.
Рис. 6Классификация САПР по характеру выпускаемых проектных документов
105 105…106 106
Рис. 7 Классификация САПР по количеству выпускаемых проектных документов
6. Общесистемные принципы САПР
При создании и развитии САПР рекомендуется применять следующие общесистемные принципы:
Принцип включения предполагает, что требования к созданию, функционированию и развитию САПР определяются со стороны более сложной, включающей в себя САПР системы, - отрасли и проектной организации.
Принцип системного единства состоит в том, что на всех стадиях создания, функционирования и развития САПР целостность системы должна обеспечиваться связями между подсистемами САПР, а также функционированием подсистемы управления САПР.
Принцип развития требует, чтобы САПР разрабатывалась и функционировала как развивающаяся система. Для этого в САПР должно предусматриваться наращивание и совершенствование компонентов и связей между ними, как в любой системе с переменной структурой.
Принцип комплексности требует, чтобы в САПР обеспечивалась связность проектирования отдельных элементов и всего объекта в целом на всех стадиях проектирования. Для этого в подсистемах должны предусматриваться компоненты САПР, осуществляющие комплексное согласование и контроль характеристик элементов и объекта в целом.
Принцип информационного единства состоит в том, что в подсистемах, средствах обеспечения и компонентах САПР должны использоваться термины, символы, условные обозначения, проблемно-ориентированные языки программирования и способы представления информации, установленные в отраслях соответствующими нормативными документами.
Принцип совместимости состоит в том, что языки, символы, коды, информационные и технические характеристики структурных связей между подсистемами, средствами обеспечения и компонентами САПР должны быть согласованы так, чтобы обеспечивалось совместное функционирование всех подсистем и сохранилась открытая структура системы в целом.
Принцип инвариантности предопределяет, что подсистемы и компоненты САПР должны быть по возможности универсальными или типовыми, т. е. инвариантными к проектируемым объектам и отраслевой специфике.
Применение указанных принципов в разработках конкретных САПР должно быть логически непротиворечивым, не допускающим возникновения абсурдных локальных решений, ведущих к сбоям и распаду системы в целом.
С развитием САПР существенно улучшается качество проектов, проектировщик получает возможность использовать эффективные математические модели, методы моделирования и оптимизации на всех основных стадиях проектирования.
7. Стадии создания САПР
Создание и развитие САПР осуществляется самой проектной организацией с привлечением (при необходимости) других организации-соисполнителей, в том числе научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений. Следует подчеркнуть, что создание САПР -- сложная и трудоемкая работа, выполнение которой под силу только большому высококвалифицированному коллективу разработчиков.
Процесс создания САПР включает в себя восемь стадий: предпроектные исследования, техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект, рабочий проект, изготовление, отладка и испытание, ввод в действие.
Руководство разработкой, внедрением, эксплуатацией и модернизацией систем и компонентов САПР в проектной организации должно заниматься специализированное подразделение, включающее группы специалистов соответствующих направлений.
Предпроектные исследования проводятся для выявления готовности конкретной проектной организации к внедрению автоматизированных методов. Основу этой работы составляет системное обследование объекта проектирования и используемых в инженерной практике традиционных методов и приемов проектирования, а также объема технической документации, разрабатываемой в процессе проектирования. Процесс обследования осуществляется главным образом опросом опытных проектировщиков и конструкторов.
В результате обследования определяется необходимость и экономическая эффективность создания автоматизированной системы. При этом учитывается объем проектно-конструкторских работ, их периодичность, общие затраты инженерного труда, возможность создания адекватного математического описания и оптимизационных процедур, необходимость повышения качественных показателей проектируемого изделия, сокращение сроков проектирования. Существенным фактором при решении вопроса о целесообразности создания САПР является подготовленность соответствующего проектного подразделения к созданию и внедрению САПР. Подготовленность может быть оценена по следующим критериям:
возможность формализации проектно-конструкторских задач и реализации математических методов их решения;
наличие требуемых технических средств и необходимость приобретения и установки дополнительных агрегатов;
подготовленность информационных фондов и технических средств хранения и обработки информации.
Кроме того, важно выявить факторы оценки подготовленности кадров для эксплуатации САПР, к которым можно отнести следующие:
соответствие внедряемой системы принятой организации проектных работ;
наличие в проектно-конструкторской организации кадров для эксплуатации и поддержания работоспособности САПР;
отношение руководства организации к созданию си-темы и уровень организации этих работ;
психологическая подготовленность коллектива к внедрению САПР.
Техническое задание (ТЗ) является исходным документом для создания САПР и должно содержать наиболее полные исходные данные и требования. Этот документ разрабатывает головной разработчик системы. ТЗ на создание САПР должно содержать следующие основные разделы:
«Наименование и область применения», где указывают полное наименование системы и краткую характеристику области ее применения;
«Основание для создания», где указывают наименование директивных документов, на основании которых создается САПР;
«Характеристика объектов проектирования», где приводят сведения о назначении, составе, условиях применения объектов проектирования;
«Цель и назначение», где перечисляют цель создания САПР, ее назначение и критерий эффективности ее функционирования;
«Характеристика процесса проектирования», где приводят общее описание процесса проектирования, требования к входным и выходным данным, а также требования по разделению проектных процедур (операции), выполняемых с помощью неавтоматизированного и автоматизированного проектирования;
«Требования к САПР», где перечисляют требования к САПР в целом и к составу ее подсистем, к применению в составе САПР ранее созданных подсистем и компонентов и т. п.;
«Технико-экономические показатели», где оценивают затраты на создание САПР, указывают источники получения экономии и ожидаемую эффективность от применения САПР.
На стадиях технического предложения, эскизного и рабочего проектирования выбираются и обосновываются варианты САПР, разрабатываются окончательные решения. При этом выполняются следующие основные виды работ:
выявление процесса проектирования (его алгоритм), т. е. принятие основных технических решений;
разработка структуры САПР и ее взаимосвязи с другими системами (определение состава проектных процедур и операции по подсистемам; уточнение состава подсистем и взаимосвязи между ними; разработка схемы функционирования САПР в целом);
определение состава методов, математических моделей для проектных операций и процедур; состава языков проектирования; состава информации (объем, способы ее организации и виды машинных носителей информации); состава общего, специализированного общего и специального программного обеспечения;
формирование состава технических средств (ЭВМ периферийные устройства и другие элементы);
принятие решений по математическому, информационному, программному и техническому видам обеспечения по САПР в целом и отдельно по подсистемам;
расчет технико-экономических показателей САПР.
Оформление всей документации, необходимой для создания и функционирования САПР, выполняют на стадии рабочего проектирования.
На стадии изготовления, отладки и испытания производят монтаж, наладку и испытание комплекса технических средств автоматизации проектирования, на тестовых примерах доводят программное обеспечение и подготавливают проектную организацию к вводу в действие САПР.
Ввод в действие системы осуществляют после опытного функционирования и приемочных испытаний у заказчика.
8. Отображение процесса проектирования - программное обеспечение САПР
Важнейшим вопросом при создании САПР после формализации процесса проектирования является вопрос отображения проектно-конструкторской деятельности инженера в программное обеспечение.
В общем, виде процесс проектирования в САПР можно упрощенно представить схемой, показанной на рис. 1. Эта схема отображает элементарную ячейку проектно-конструкторского процесса, из цепочки, которых состоит реальный автоматизированный процесс. Все системы проектирования, создаваемые с помощью современных средств вычислительной техники, являются автоматизированными. Важнейшую роль в этих системах играет человек-инженер, разрабатывающий проект новых технических средств. Человек в САПР решает все неформализованные проектные задачи и задачи планирования работ. Современная САПР является инструментом высококвалифицированного инженера-проектировщика, поэтому тесное взаимодействие человека и ЭВМ в процессе проектирования -- один из важнейших принципов построения и эксплуатации САПР.
Основным блоком в схеме процесса автоматизированного проектирования (рис. 1) является блок проектных решений. В зависимости от полноты формализации наших знаний в конкретной предметной области проектное решение может быть выполнено автоматически или в интерактивном режиме.
Рис. 8. Схема процесса автоматизированного проектирования
На основе входных данных и ограничений (независимые параметры проектирования) блок изменяет варьируемые параметры (факторы решения) до получения приемлемых проектных решений (зависимых переменных).
Результаты проектирования должны быть представлены в виде, удобном для восприятия человеком, и содержать информацию, на основе которой инженер мог бы вынести суждение о результатах проектирования.
Если проектное решение утверждается, то оформляется требуемая выходная документация; если необходима корректировка проекта, инженер, уточняя варьируемые параметры, в интерактивном режиме добивается нужных результатов; когда же проектно-конструкторский процесс не приводит к намеченной цели, необходимо уточнить входные данные и ограничения.
Рассмотрение даже такой упрощенной схемы процесса проектирования позволяет уточнить разделение функции между инженером и ЭВМ в САПР. Получение вариантов проектных решений и их представление в виде, удобном для восприятия человеком, может быть возложено на ЭВМ в той мере, в какой это позволит сделать математическое обеспечение проектных процедур. Но даже при автоматическом получении вариантов проектных решений за инженером остаются важнейшие функции -- ввод исходных данных для проектирования, окончательная оценка и утверждение проектных решении. В интерактивном же режиме проектирования инженер непосредственно участвует в ходе решения задач, воздействуя на выбор факторов решения и уточняя независимые переменные. Получение выходной документации в соответствии с существующими требованиями является операцией рутинной и должно выполняться автоматически.
На основании изложенного модель программного обеспечения автоматизированной проектной процедуры можно представить схемой, показанной на рис. 2.
Рис. 9. Модель программного обеспечения проектной процедуры в САПР
Обобщенная модель программного обеспечения проектной процедуры в САПР имеет ряд составляющих и списки данных. В общем, виде каждая составляющая должна реализоваться своим программным модулем.
Назначение модуля формирования входных данных состоит в создании списка этих данных для проектирования и его контроля при вводе в систему. Структура и формат списка входных данных зависят от содержания проектной процедуры (расчетного модуля). Необходимо предусмотреть существование нескольких версий списка входных данных, которые с заданными именами хранятся на участках магнитного диска. Структура списка данных определяется разработчиком САПР, а формируется он либо в диалоговом режиме пользователем, либо генерируется автоматически предыдущими проектными процедурами.
Программный модуль корректировки входных данных предусматривает редактирование (удаление, вставку и т. п.) списка, потребность в котором возникает из-за ошибок пользователя при вводе данных, обнаруживаемых при контроле, а также при необходимости их уточнения в результате анализа и оценки проектных решений[8].
Для обеспечения тщательного контроля в САПР должны быть предусмотрены программные средства для визуализации списков данных. В общем случае необходимо иметь возможность получения нескольких видов распечатки списка данных: двоичный, десятичный, символьный, табличный и по записям. Для реализации различных требований пользователя распечатка может выводиться на экран дисплея или на АЦПУ. Все эти операции выполняет модуль распечатки входных данных.
Программные модули формирования, корректировки и распечатки ограничении на процесс проектирования функционируют аналогично описанным. Структура и формат ограничений зависят от проектного модуля, но они существенно меньше подвержены изменениям, чем структура и формат исходных данных. Однако необходимо предусматривать существование нескольких версий этих списков (например, общих требований к техническим средствам со стороны различных заказчиков) [5].
Создание и контроль списка варьируемых параметров осуществляются программными модулями их задания и распечатки.
Расчетный модуль программного обеспечения процесса проектирования предназначен для автоматического выполнения ЭВМ всех тех операций проектной процедуры, которые удалось полностью формализовать.
Получаемые варианты проектных решений обрабатываются программным модулем подготовки данных для оценки решений и передаются модулю визуализации. Анализируя результаты проектно-конструкторского процесса, инженер должен иметь возможность просмотра выходных данных на АЦПУ, дисплее и графопостроителе, например, в виде таблиц, схем и чертежей.
Допустимо существование нескольких версий проектных решений, которые хранятся на магнитном диске и могут быть представлены в требуемом виде с помощью программного модуля документирования проектных решений.
Связь между различными программными модулями проектной процедуры и взаимодействие данной проектной процедуры с другими происходит через общую память.
Это позволяет осуществлять интерактивный автоматизированный процесс проектирования с сохранением множества различных версий, как входных данных, так и проектных решений. Для выполнения требования принципа рациональной связи САПР с окружающей средой при проектировании программного обеспечения следует стремиться к тому, чтобы список входных данных был результатом предыдущих проектных процедур или модулей. Это достигается при разработке информационного обеспечения САПР.
9. Компоненты видов обеспечения 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 подразделений проектной организации и взаимодействие подразделений с комплексом средств автоматизированного проектирования. Функционирование САПР возможно только при наличии и взаимодействии перечисленных ниже средств:
10. 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.
Требования к компонентам программного обеспечения
Компоненты программного обеспечения, объединенные в программно-методический комплекс (ПМК) и программно-технических комплексов (ПТК), должны иметь иерархическую организацию, в которой на верхнем уровне размещается монитор управления компонентами нижних уровней программными модулями.
Программный модуль должен: регламентировать функционально законченное преобразование информации; быть написанным на одном из стандартных языков программирования; удовлетворять соглашениям о представлении данных, принятым в данной быть оформленным в соответствии с требованиями ЕСДП.
Монитор предназначен для: управления функционированием набора программных модулей ПМК, включая контроль последовательности и правильности исполнения; реализации общения пользователя с ПМК и программных модулей с соответствующими базами данных (БД); сбора статистической информации.
11. 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. Требования к компонентам информационного обеспечения.
Основной формой реализации, компонентов информационного обеспечения являются БД в распределенной или централизованной форме, организация данных в которых обеспечивает их оптимальное использование в конкретных применениях.
Совокупность БД САПР должна удовлетворять принципу информационного единства, т. е. использовать термины, символы, классификаторы, условные обозначения, способы представления данных, принятые в САПР объектов конкретных видов.
Независимо от логической организации данных БД должны обеспечивать:
- информационную совместимость проектирующих и обслуживающих подсистем САПР;
- независимость данных на логическом и физическом уровнях, в том числе инвариантность к программному обеспечению;
- возможность одновременного использования данных из различных БД и различными пользователями;
- возможность интеграции неоднородных БД для совместного их использования различными подсистемами САПР;
- возможность наращивания БД;
- контролируемую избыточность данных.
Создание, поддержка и использование БД, а также взаимосвязь между информацией в БД и обрабатывающими ее программными модулями осуществляется системой управления базами данных (СУБД), являющейся, как общесистемный ПМК, частью одной из обслуживающих подсистем.
12. 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.
Требования к компонентам методического обеспечения
К компонентам методического обеспечения относят: утвержденную документацию инструктивно-методического характера, устанавливающую технологию автоматизированного проектирования; правила эксплуатации комплекса средств автоматизированного проектирования, ПМК; нормативы, стандарты и другие руководящие документы, регламентирующие процесс и объект проектирования.
Компоненты методического обеспечения должны размещаться на' машинных носителях информации, позволяющих осуществлять как долговременное хранение документов, так и их оперативный вывод в форматах, установленных соответствующими стандартами.
13. 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.
Требования к компонентам математического обеспечения
К компонентам математического обеспечения относят методы математического моделирования объектов и процессов проектирования, математические модели объектов и процессов проектирования, алгоритмы решения задач в процессе проектирования.
Взаимосвязи между компонентами математического обеспечения должны обеспечивать формализацию процесса проектирования и его целостность.
14. 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.
Диалоговые обмены - это элементарный шаг (квант, часть) диалога, который включает следующие фазы:
- выдача выходного сообщения;
- анализ сообщения пользователем;
- ввод входного сообщения в ЭВМ;
- выполнение обработки введенной информации;
Рис 10. Структурная схема диалогового взаимодействия человека и ЭВМ.
Требования к компонентам лингвистического обеспечения
К компонентам лингвистического обеспечения относят языки проектирования (ЯП), информационно-поисковые языки (ИПЯ), и вспомогательные языки, используемые в обслуживающих подсистемах, и для связи с ними проектирующих подсистем.
Компоненты лингвистического обеспечения должны быть согласованными с компонентами обеспечения других видов, быть относительно инвариантными к конкретному содержанию баз данных, предоставлять в компактной форме средства для описания всех объектов и процессов заданного для систем класса с необходимой степенью детализации и без существенных ограничений на объект описания, быть рассчитанными, в основном, на диалоговый режим их использования.
ЯП должны базироваться на. терминах, принятых в конкретной системе, обеспечивать описание, управление и контроль процесса проектирования, быть ориентированными на пользователей с различным уровнем профессиональной подготовки (в том числе не имеющих специальной подготовки в области программирования), обеспечивать однозначное представление информации, стандартное описание однотипных элементов и высокую надежность идентификации описания.
ЯП должны представлять собой набор директив, используя которые пользователь осуществляет процесс формирования модели объекта проектирования и ее анализ, обеспечивать возможность эффективного контроля заданий пользователя, иметь средства выдачи пользователю справок, инструкций и сообщений об ошибках, предусматривать возможность использования механизма выбора альтернативных директив из определенного набора (функциональная клавиатура и др.).
ИПЯ должны включать словари, правила индексирования входной информации и правила формирования поисковых предписаний.
Словари ИПЯ должны содержать термины (в том числе стандартизованные) соответствующей области техники и другие лексические, единицы, необходимые для индексирования и поиска проектной информации с высокой точностью и полнотой.
15. Техническое обеспечение САПР
Это создание и использование ЭВМ, графопостроителей, оргтехники и всевозможных технических устройств, облегчающих процесс автоматизированного проектирования.
Требования к компонентам технического обеспечения
К компонентам технического обеспечения относят устройства вычислительной и организационной техники, средства передачи данных, измерительные и другие устройства и их сочетания, обеспечивающие функционирование ПТК и КСАП, в том числе диалоговый, многопользовательский и многозадачный режим работы, а также построение иерархических и сетевых структур технического обеспечения.
В качестве предпочтительной для САПР следует использовать двухуровневую структуру технического обеспечения, включающую центральный вычислительный комплекс и автоматизированные рабочие места (терминальные станции).
Компоненты технического обеспечения должны предоставлять возможность: кодирования и ввода информации с ее визуальным контролем и редактированием; передачи информации по различным каналам связи; хранения, контроля и восстановления информации; загрузки, хранения и исполнения программного обеспечения; оперативного предоставления запрашиваемой информации на устройства вывода.
16. 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).
Требования к компонентам организационного обеспечения
Компоненты организационного обеспечения должны устанавливать организационную структуру системы и подсистем, включая взаимосвязи ее элементов; задачи и функции службы САПР и связанных с нею подразделений проектной организации; права и ответственность должностных лиц по обеспечению создания и функционирования САПР; порядок подготовки и переподготовки пользователей САПР.
17. Области применения САПР
- Машиностроение - для этой отрасли ЭВМ используется для решения 2х задач - изготовление чертежей, проведение вычислений
- Автомобилестроение
- Авиастроение:
В связи со сложностью, чисто используются несколько систем для:
- конструирования обводов фюзеляжа
- конструирования деталей и создания программ для станков
- изготовления чертежей
- моделирования процессов
Благодаря применению фрезерных станков с ЧПУ стало возможным изготовление деталей легких и прочных. Получить это из традиционного конструирования на базе листовых заготовок невозможно.
- Судостроение:
1. Эскизное проектирование (описание корпуса) :оценки технических и экономических данных; приближенное описание корпуса ;гидростатические и гидродинамические расчеты .
2. Проектирование, параметризация корпуса
- Определение размеров
- Принятие конструктивных решений
- Сборочные и монтажные чертежи
- Окончательное определение формы корпуса
3. Деталировка
- Конструирование деталей и технологическая подготовка.
- Кестинг - минимум отходов раскроя
- Рабочие чертежи, информация для машин с ЧПУ, ведомость материалов и т.п.
- Электротехника
- Строительство:
- Архитектура
- Проектирование рабочей документации
- Планировка внутренних площадей
- Планировка коммуникаций
Применение САПР облегчает труд архитектора, помогая ему осуществить выборку всех промежуточных результатов. В принятии решения ему помогает наглядное представление результатов, быстрое проигрывание альтернатив. Благодаря 3D можно получить различные виды, определив плоскость сечения. 3D описание является предпосылкой для изображения внутренних помещений при рассмотрении его из разных точек.
При строительстве. сооружений возникает необходимость вычислений. Применение расчетного прогнозирования позволяет сократить расход конструкционной стали примерно на 35%. Для планировки сантехнического, отопительного и другого оборудования применяются как 2D так и 3D САПР.
Общий план, монтаж электротехнического оборудования, монтаж вентиляционного оборудования, текстовая информация.
Заключение
Для успешного функционирования 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.
На сегодняшний день внедрение САПР в производство предприятие является не таким уж и трудоемким как на первый взгляд. Многие готовые системы САПР выпускаются сейчас и их стоимость чуть выше 500$ в зависимости от рабочих мест. Конечно есть бесплатные которые можно закачать с интернета. Но от них никакой технической поддержке. И еще неизвестно как они себя поведут.
Независимо от того какая система САПР необходима:
- PDM система - Управления данными об изделиях (Product Data Management);
- PLM система - Управления жизненным циклом изделия (Product Lifecycle Management);
- TDM система - Ведения электронного архива технической документации (Technical Data Management);
Необходимо хорошо развитая локальная сеть и компьютер с большим объемом памяти жесткого диска для базы данных всей документации. И конечно же желание руководства.
Остальные являются лишь второстепенными.
Литература
1. А.В. Петров «Проблемы и принципы создание САПР». Москва. 2003 г
2. Б. Хокс. Автоматизированное проектирование и производство. М.: Мир, 2001 г.
3. Википедия
4. Д.М. Жук «Технические средства и операционные системы САПР». Москва. 2000 г.
5. Ли К. Основы САПР (САD/САМ/САЕ). - СПб.: Питер, 2004. - 560с.
6. Норенков И.П.Основы автоматизированного проектирования: Учеб. для вузов. - 3-е Н82 изд., перераб. и доп. - М: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. - 448 с: ил. - (Информатика в техническом университете).
7. Разработка САПР.В 10-ти кн. Под редакцией А.В.Петрова. М.:Высш. шк.,2000.
8. САПР и графика
9. САПР технологических процессов, режущих инструментов и приспособлений. Под. Ред. С.Н.Корчака, М.: Машиностроение, 1998. - 350с.
10. Системы автоматизированного проектирования: Учеб. пособие для вузов: В 9 кн. под ред. И.П. Норенкова. -- М.: Высш. шк., 2001.
11. Хейфец А.Л., Инженерная компьютерная графика. AutoCad: Опыт преподавания и широта взгляда М.: Диалог-МИФИ 2004 -432с
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основные цели и принципы построения автоматизированного проектирования. Повышение эффективности труда инженеров. Структура специального программного обеспечения САПР в виде иерархии подсистем. Применение методов вариантного проектирования и оптимизации.
презентация [259,7 K], добавлен 26.11.2014Структура и классификация систем автоматизированного проектирования. Виды обеспечения САПР. Описание систем тяжелого, среднего и легкого классов. Состав и функциональное назначение программного обеспечения, основные принципы его проектирования в САПР.
курсовая работа [37,7 K], добавлен 18.07.2012AutoCAD как одна из самых популярных графических систем автоматизированного проектирования, круг выполняемых ею задач и функций. Технология автоматизированного проектирования и методика создания чертежей в системе AutoCAD. Создание и работа с шаблонами.
лекция [58,9 K], добавлен 21.07.2009Анализ существующих систем автоматизированного проектирования. Преимущества и недостатки универсальных сборочных приспособлений, их конструирование и сборка, современное информационное обеспечение. Создание базы данных для САПР сборочных приспособлений.
дипломная работа [403,9 K], добавлен 26.03.2012Предпосылки внедрения систем автоматизированного проектирования. Условная классификация САПР. Анализ программ, которые позволяют решать инженерные задачи. Система управления жизненным циклом продукта - Product Lifecycle Management, ее преимущества.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 26.09.2010Технологии автоматизированного проектирования, автоматизированного производства, автоматизированной разработки и конструирования. Концептуальный проект предполагаемого продукта в форме эскиза или топологического чертежа как результат подпроцесса синтеза.
реферат [387,2 K], добавлен 01.08.2009Понятие и функции систем автоматизированного проектирования (САПР), принципы их создания и классификация. Проектирующие и обслуживающие подсистемы САПР. Требования к компонентам программного обеспечения. Этапы автоматизации процессов на предприятии.
реферат [19,8 K], добавлен 09.09.2015Состав, содержание и документирование работ на стадиях создания систем автоматизированного проектирования. Стандарты создания технологического оборудования, тактико-техническое задание и технико-экономическое обоснование комплекса средств автоматизации.
курсовая работа [26,9 K], добавлен 22.11.2009Создание автоматизированного рабочего места сотрудника отдела кадров администрации Петровского муниципального района г. Светлоград. Задачи проектирования: реализация информационной подсистемы "Отдел кадров". Информационное и программное обеспечение.
дипломная работа [7,7 M], добавлен 24.06.2011Разработка трехмерной модели судна на уровне эскизного проекта в системе автоматизированного проектирования CATIA v5 R19. Технология и этапы автоматизированного проектирования. Параметризация и декомпозиция судна как сборки. Принципы работы в CATIA.
методичка [597,5 K], добавлен 21.01.2013Системы автоматизированного проектирования в строительстве. Техническое обеспечение САПР. Проектирующая и обслуживающая система программы. Структура корпоративной сети. Особенности применения геоинформационных систем в проектировании и строительстве.
контрольная работа [804,6 K], добавлен 08.07.2013Изучение истории создания Mentor Graphics Corporation, которая является одним из мировых лидеров в области систем автоматизированного проектирования. Функции Altium Designer - комплексной системы автоматизированного проектирования радиоэлектронных средств
реферат [95,5 K], добавлен 08.09.2015Требования, предъявляемые к техническому обеспечению систем автоматизированного проектирования. Вычислительные сети; эталонная модель взаимосвязи открытых систем. Сетевое оборудование рабочих мест в САПР. Методы доступа в локальных вычислительных сетях.
презентация [1,1 M], добавлен 26.12.2013Общие принципы построения информационных систем и их реализации на языке программирования Паскаль. Разработка программного обеспечения для создания автоматизированного рабочего места "Склад" для ООО "Комторг". Основные требования к ресурсам компьютера.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 13.01.2016Анализ тенденций развития информационных технологий. Назначение и цели применения систем автоматизированного проектирования на основе системного подхода. Методы обеспечения автоматизации выполнения проектных работ на примере ЗАО "ПКП "Теплый дом".
курсовая работа [210,0 K], добавлен 11.09.2010Определение и характеристика цели автоматизации проектирования. Ознакомление с достоинствами процесса внутреннего шлифования. Исследование и анализ сущности САПР – системы, объединяющей технические средства, математическое и программное обеспечение.
курсовая работа [949,8 K], добавлен 02.06.2017Классификация проектных процедур. История синтеза вычислительной техники и инженерного проектирования. Функции систем автоматизированного проектирования, их программное обеспечение. Особенности применения трехмерных сканеров, манипуляторов и принтеров.
реферат [343,0 K], добавлен 25.12.2012Основные составляющие информационной технологии. Классические принципы построения архитектуры ЭВМ. Принцип последовательного выполнения операций. Перспективы применения экспертных систем в землеустроительных системах автоматизированного проектирования.
контрольная работа [13,8 K], добавлен 13.11.2012Общее понятие об информационных системах. Информационно-справочная или информационно-поисковая система. Автоматизированная система научных исследований. Система автоматизированного проектирования. Информационная система автоматизированного управления.
реферат [16,0 K], добавлен 09.10.2014Создание программных комплексов для систем автоматизированного проектирования с системами объемного моделирования и экспресс-тестами. SolidWorks - мировой стандарт автоматизированного проектирования. Пользовательский интерфейс, визуализация модели.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 13.10.2012
