Системы автоматического проектировния
10.08.2017
Система, предназначенная для автоматизированного проектирования (принятая аббревиатура САПР) – это комплексный агломерат технических ресурсов, программного обеспечения, обслуживающих их кадров и иных доступных возможностей для автоматизации функционирования, автоматически выполняющих роль проектирования, но под контролем и с участием специалистов.
Системы проектирования автоматизированного типа – это понятие, не равное тому, что являет собой система автоматического проектирования: основное отличие заключается в необходимости человеческого участия в работе автоматизированного конгломерата, тогда принцип проектирования сугубо автоматического протекает независимо и автономно, и присутствия специалиста не требует.
Причиной создания в 1947 году САПР американскими людьми науки послужила настойчивая необходимость модернизации существующего комплекса техники и программ, способного эффективно и автоматизировано управлять противовоздушной обороной страны.
В Стране Советов аналоги автоматизированного проектирования появились через 33 года, благодаря научным разработкам ученых Челябинского политехнического университета, работой которых руководил профессор госуниверситета Южного Урала Кошин А.А.
Зачем нужны системы, выполняющие автоматизированное проектирование
САПР, внедренная на производстве, автоматизирует процессы, происходящие на подготовительных производственных этапах, а также при выполнении, собственно, самого проектирования.
Автоматизация процесса проектирования используется в целях повышения качества работы профессиональных инженеров, поскольку происходит:
- автоматизация документооборота, связанного с проектированием;
- применение методов параллельного проектирования;
- автоматизация процесса выбора правильного направления и специальное информационное сопровождение всех этапов процесса проектирования;
- совершенствование управления процессом проектирования;
- стандартизация как принимаемых решений по проектированию, так и непосредственно проектировочных процессов;
- стратегическое, перспективное проектирование;
- внедрение оптимизации и методов вариантного проектирования;
- выработка проектных решений, предназначенных для их многократного, вместе с другими проектировочными наработками и данными использования с помощью САПР;
- замена математическим модулированием длительных и трудоемких макетирований и натурных испытаний.
В результате своего применения, автоматизированное проектирование позволяет достигать таких целей, как:
- снижение временных затрат и человеческих ресурсов на планирование и выполнение проектирования;
- уменьшение финансовых затрат на осуществление проектирования;
- снижение временного интервала, предназначенного для осуществления планирования;
- осуществление испытаний и натурального моделирования с наименьшими затратами;
- улучшение технико-экономической составляющей и качества получаемых в итоге проектирования результатов.
Состав и структура
Структурные составляющие объединенных средств автоматизации проектирования системы автоматизированного проектирования предусмотрены требованиями государственных стандартов (госстандарт № 23501.101-87).
Согласно указанному стандарту, САПР состоит из узкоспециализированных подсистем, представляющих собой:
- комплекс программ для ЭВМ и технических средств (ПТК), а также и структур, их обеспечивающих;
-
-
комплекс методических инструментов (ПМК) и структур, их обеспечивающих;
- другие электронные или механические инструментарии, обеспечивающие функционирование средств САПР.
Состав подсистем
Разграниченные по группе характерных черт подсистемы САПР, выступая частью структуры САПР, в тоже время представлены в виде систем, способных функционировать самостоятельно.
Однако в рамках системы САПР каждая ее подсистема выполняет свои последовательные проектные задачи, итогом которых являются проектные документы и соответствующие проектные решения.
Подсистемы системы автоматизированного проектирования по специфической роли, которую они в ней выполняют, подразделяются на две крупные группы:
- системная оболочка (среда) САПР, или объектно-независимые обслуживающие подсистемы, обеспечивающие бесперебойную работу САПР, обеспечивающие программное сопровождение, и связанные с оформлением, вводом, передачей и выводом информационных данных;
- проектирующие объектно-ориентируемые подсистемы, - предназначены для выполнения комплекса проектных задач или конкретных узких этапов проектирования (например, подсистемы трассировки соединений печатных плат, подсистемы схемотехнического анализа, а также трехмерного геометрического моделирования механических конструкций и др.).
Обслуживающих подсистем достаточно много, например, к ним относят подсистемы, предназначенные для:
- управления проектными информационными данными;
-
управления информационными базами данных (СУБД);
-
обучения пользователей технологиям, на основе которых автоматизация проектирования функционирует;
- графического ввода и вывода информационных данных.
Проектирующие подсистемы, по их отношению к объекту проектирования, подразделяются на два вида:
- унифицированные инвариантные, подходящие к большинству объектов проектирования и предназначены для выполнения всех операций и процедур проектирования;
- конкретные объектные, предназначены для выполнения операций и процедур проектирования определенного вида объекта проектирования.
Обеспечение функционирования подсистем САПР и их состав
Подсистемы, как обслуживающая, так и проектирующая, содержат в своей структуре такие составляющие элементы, которые, работая комплексно, призваны обеспечить нормальную работоспособность каждой подсистемы.
Предназначенный для строго специфической функции каждый самостоятельный элемент, входящий в состав подсистемы, более уже функционально не подразделяется, т.е. он представляет собой целостное функциональное звено, входящее в структуру подсистемы САПР.
Такой обособленный структурный элемент подсистем САПР или разрабатывается создателями САПР самостоятельно (например, различные инструкции), или приобретается у лицензированного производителя, например, программы, графические дисплеи, фалы моделей и т.д.
Средства обеспечения систем автоматизированного проектирования
Если структурные компоненты, предназначенные для выполнения однородных функций, объединены в некую функционально-структурную совокупность, то их единство представляет собой средства автоматизированного проектирования.
В зависимости от функционального предназначения, представлены несколько видов средств, предназначенных для осуществления проектирования в автоматизированной форме:
- эргономическое обеспечение, - предназначено для объединения однородных условий по согласованию и гармонизации технических условий автоматизирующих средств и рабочими условиями с антропометрическими, психофизиологическими и чисто психологическими человеческими особенностями и возможностями;
- нормативно-правовое обеспечение, - включает в себя систему актуальных юридических источников, определяющих правовой статус результатов деятельности СПР, а также предназначенных для осуществления регулирования отношений в правовой плоскости, возникающих в процессе функционирования САПР.
Кроме того, самыми распространенными видами средств САПР, имеющиеся практически в любой автоматизированной системе, являются такие средства обеспечения, как:
- информационное (сокр. ИО), - представляющее собой совокупность информационных данных в виде описаний стандартных проектных решений, типовых проектных операций, правил и условий проектирования, а также комплектующих механизмов и их моделей, без которых проектировочный процесс невозможен;
- аппаратное, или техническое (сокр. ТО, «железо»), - связанные между собой и гармонично взаимодействующие компьютерные электронные и механические составляющие, представленные в виде средств измерения (метрические компоненты), ЭВМ, сетевого оборудования, линий связи, периферийных устройств и т.д.;
- лингвистическое (ЛО), - являет собой принятый набор языков моделирования и проектирования (разделен на классы (VERILOG, VHDL, UML, GPSS), представленных в виде правил формализации человеческого языка, определений, терминов, методов развертывания и сокращения, на которых ведется автоматизация проектирования и обмен данных между ее техническими средствами, а также представляется информация средствах и характере процесса проектирования, об объектах, подлежащих проектированию, для ведения диалога проектировщиком с компьютером;
- организационное (ОО), - это установленный правовыми и внутренними нормами необходимый набор документов (в том числе и локального характера) в виде положений, правил и приказов организации, эксплуатационных правил, должностных инструкций, штатного расписания, которые определяют форму предоставления результатов проектирования, организационную структуру автоматизированной системы и ее объекта, структуру и кадровый состав проектной организации, осуществление взаимодействия между ее структурными подразделениями, а также деятельность специалистов при введение в действие системы автоматизации;
- методическое (МетО), - состоит из представленных в виде структурированного описания технологии функционирования САПР такие его элементов, как применяющиеся методики проектирования, синтез систем и их составляющих, методы анализа, теории самого автоматизированного процесса проектирования, предлагающих наиболее приемлемые методы выбора технологических приемов и их последующего использования специалистами САПР для достижения заданного результата проектирования.
Есть еще два очень важных вида средств, которые призваны помочь автоматизированным операциям системы проектирования, - математическое и программное.
Математическое за счет набора наиболее оптимальных готовых решений, алгоритмов, методик и виртуальных моделей быстро и качественно справляется с задачами, стоящими перед автоматизированным проектированием.
Данное обеспечение, в зависимости от способа, которым оно реализуется, а также от его конкретного предназначения, подразделяется на два подвида:
- собственно математические методы, и созданные на их основе математические модели;
- формализованная инструкция, объясняющая прядок выполнения проектирования автоматизированного режима.
Программное (ПО) также подразделяется на два подвида, в зависимости от непосредственных задач проектирования:
- общесистемное, - в виде комплекса программ (чаще всего это какая-либо из операционных систем), обеспечивающих регуляцию элементов компьютерной системы, ее технического оснащения (процессор, оперативная память, сетевое оборудование и т.д.), а также гарантирующих стабильную работу прикладных программ;
- прикладное в виде набора программ прикладного характера, - в котором математическое обеспечение реализуется посредством непосредственного исполнения операций проектирования на определенных этапах
Виды систем, предназначенных для автоматизации проектирования
Любое автоматизированное проектирование подлежит классифицированию в соответствии с правилами, установленными государственным стандартом № 23501.108-85.
Эти правила предусматривают, в зависимости от ключевых особенностей объекта проектирования и всей системы, предназначенной для придания проектированию автоматизма семь ее классифицирующих признаков:
- по типу одного из восьми объектов проектирования (программные продукты, объекты строительства, объекты радиоэлектроники и приборостроения, организационные системы, технологические процессы и т.д.);
- по пяти степеням сложности объекта, предназначенного к проектированию, в зависимости от количества его составных деталей (простые, средней сложности, сложные, очень сложные и очень высокой сложности);
-
по трем уровням автоматизации процесса проектирования (низко, средне и высокоавтоматизированный);
-
по комплексности автоматизации проектирования (один этап, много и комплексные);
-
по 4 видам носителей, на которых эмитируются документы (электронные, бумажные, фотоносители и их комбинации);
-
по объему эмитированных документов (малой, средней и высокой производительности);
- по трем основным уровням технического оснащения процесса.
и сократите время на поиск информации!
Получайте только главные новости на ваш email в конце дня!
26.06.2023 12:02:04
13.06.2023 08:25:07
15.12.2022 16:15:53
02.12.2022 16:17:59
24.11.2022 10:31:03
26.08.2022 11:11:10
23.08.2022 13:17:23
15.04.2022 09:01:26
16.03.2022 15:38:22
02.02.2022 12:05:58