Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекция по основам САПР - файл 1.doc


Лекция по основам САПР
скачать (357.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc358kb.05.02.2012 08:14скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Часть 1. Основы САПР.


2. САПР
2.1. Основные понятия и определения

2.1.1. Проектирование как объект автоматизации

Для создания любой системы автоматизации необходимо знать свойства объекта автоматизации. Для САПР таким объектом является процесс проекти­рования и ниже рассмотрены основные понятия, относящиеся к сфере проектирования.

В настоящее время ГОСТ 22487—77 установлены основ­ные термины и определения в области автоматизированного проек­тирования. Рассмотрим те из них, которые наиболее часто будут использованы в данном курсе.

Проектирование - процесс создания описаний нового или модернизируемого технического объекта (изделия, процесса), достаточных для изготовления или реализа­ции этого объекта в заданных условиях.

Такие описания, называемые окончательными, представляют собой комплект конструкторской и технологической докумен­тации в виде чертежей, пояснительных записок, специфика­ций, программ для технологических автоматов и т. п. Процесс заключается в выполнении комплекса работ иссле­довательского, расчетного, конструкторского характера, име­ющих целью преобразование исходного описания в оконча­тельные описания. Исходное описание при этом есть техниче­ское задание, отражающее назначение и основные требования к проектируемому объекту.

Процесс проектирования может быть неавтоматизированным и автоматизированным.

^ Неавтоматизированное проектирование — это проектирова­ние, при котором все преобразования описании объекта и (или) алгоритма его функционирования или алгоритма процесса, а также представление описаний на различных языках осуществляются человеком.

^ Автоматизированное проектирование — это проектирование, при котором отдельные преобразования описаний объекта и (или) алгоритма его функционирования или алгоритма процесса, а также представления описаний на различных языках осуществляются при взаимодействии человека и ЭВМ.

Степень автоматизации проектирования оценивается долей проектных работ, выполняемых на ЭВМ без участия человека, в общем объеме проектных работ. При =0 проектирование неавтоматизированное, а при =1 — автоматическое. Для ав­томатизированного проектирования характерны рациональное распределение функций между человеком и ЭВМ и обосно­ванный выбор моделей и методов для автоматизированных процедур. Рациональность и обоснованность в выборе средств и методов проектирования определяются уровнем развития вычислительной техники, вычислительной математики, теории автоматизированного проектирования и конкретных техниче­ских дисциплин.

Под автоматизацией проектирования мы будем понимать широ­кий круг проблем, решаемых с использованием средств вычисли­тельной техники при выполнении многочисленных этапов и процес­сов проектирования объекта (машины, комплекса машин, системы и др.).
^ 2.1.3. Стадии, этапы и процедуры проектирования

В проектировании принято выделять стадии научно-исследовательских работ, опытно-конструкторских работ, технического проекта, технического предложения, технического проекта, рабочего проек­та, испытаний опытного образца.

На стадии научно-исследовательских работ изучаются потребности в по­лучении новых изделий с заданным целевым назначением, исследуются физиче­ские, информационные, конструктивные и технологические принципы построе­ния изделий и возможности реализации этих принципов, прогнозируются зна­чения характеристик и параметров объектов. Результатом является формули­ровка технического задания на разработку объекта. Оно включает цель созда­ния и назначение объекта, технические требования, режимы и условия работы, области применения, увязку параметров с типажом, информацию об экспери­ментальных работах, сравнительную оценку технического уровня и др. На основании технического задания разрабатывается техническое предложение -совокупность документов, отражающих технические решения, принятые в про­екте. В него включаются результаты функционально-физического и стоимост­ного исследований, указания и обоснования по выполняемым функциям, физи­ческим принципам действия, целесообразности использования тех или иных решений, сравнительная оценка этих решений по техническим, экономическим. технологическим, экологическим и другим показателям.

На стадии опытно-конструкторских работ создается эскизный проект изделия, представляющий собой совокупность графической и текстовой доку­ментации, на основании которой можно получить общее представление об устройстве, принципе работы, назначении, основных параметрах и габаритных размерах проектируемого изделия, о компоновке как машины в целом, так и ее основных узлов. При разработке эскизного проекта проверяются, конкретизи­руются и корректируются принципы и положения, установленные на стадии на­учно - исследовательских работ.

На стадии технического проекта разрабатывается более детализирован­ная графическая и текстовая документация, дающая полное и окончательное представление об устройстве, компоновке машины и всех ее узлов, в техниче­ский проект включают все необходимые расчеты (динамические, прочностные и т.д.).

На стадии рабочего проекта создается полный комплект конструкторско-технологической документации, достаточный для изготовления объекта.

На стадии испытаний получают результаты, позволяющие выявить воз­можные ошибки и недоработки проекта, принимаются меры к их устранению.

В ходе проектирования вырабатываются проектные решения - описания объекта или его составной части, достаточные для рассмотрения и принятия за­ключения об окончании проектирования или путях его продолжения.

^ Часть проектирования, заканчивающаяся получением проектного решения, называет­ся проектной процедурой. Выполнение одной или нескольких проектных про­цедур, объединенных по признаку принадлежности получаемых проектных ре­шений к одному иерархическому уровню и (или) аспекту описаний, составляет этап проектирования.

На любой стадии или этапе проектирования может быть выявлена оши­бочность или неоптимальность ранее принятых решений и, следовательно, не­обходимость или целесообразность их пересмотра. Подобные возвраты типич­ны для проектирования и обусловливают его итерационный характер.

В частности, может быть выявлена необходимость корректировки техни­ческого задания. В этом случае чередуются процедуры внешнего и внутреннего проектирования. Под внешним проектированием понимаются процедуры фор­мирования или корректировки технического задания, под внутренним проекти­рованием - процедуры реализации сформированного технического задания.

Различают нисходящее (сверху вниз) и восходящее (снизу вверх) проекти­рование. В первом задачи высоких иерархических уровней решаются прежде, чем задачи более низких иерархических уровней, во втором последовательность противоположная. Так, функциональное проектирование чаще является нисхо­дящим, конструкторское - восходящим.

На рис.2.1 представлена в качестве примера обобщенная схема процесса автоматизации проектирования.





^ 2.4. Компоненты видов обеспечения САПР
Средства автоматизации проектирования можно сгруп­пировать по видам обеспечения автоматизированного проектирования (рис.2.3).
Математическое обеспечение. Основу матема­тического обеспечения (МО) САПР составляют алгоритмы, по которым разрабатывается программное обеспече­ние САПР. Элементы математического обеспечения в САПР чрезвычайно разнообразны.

Среди них 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.

По назначению и способам реализации МО САПР делится на две части:

  1. математические методы и по­строенные на их основе математические модели, описы­вающие объекты проектирования;

  2. формализованное описание технологии автоматизированного проектиро­вания.

Способы и средства реализации первой части матема­тического обеспечения наиболее специфичны в различных САПР и зависят от особенностей объектов проектирова­ния.

Способы и средства реализации первой части матема­тического обеспечения наиболее специфичны в различных САПР и зависят от особенностей объектов проектирова­ния.


Что касается второй части математического обес­печения, то формализация процессов автоматизирован­ного проектирования в комплексе оказалась более слож­ной задачей, чем алгоритмизация и программирование отдельных проектных задач.

При решении этой задачи должна быть формализована вся логика технологии про­ектирования, в том числе логика взаимодействия проекти­ровщиков друг с другом на основе использования средств автоматизации.

Математи­ческое обеспечение САПР должно описывать во взаимо­связи объект, процесс и средства автоматизации проек­тирования.

Важным результатом совершенствования и типизации технологии процессов автоматизированного проектирова­ния явилась разработка методических указаний Госстан­дарта «САПР. Типовые функциональные схемы проектиро­вания изделии в условиях функционирования систем». В них подчеркивается, что процесс автоматизированного проектирования по составу и последовательности про­цедур, содержанию и формам проектной документации качественно отличается от традиционного процесса проек­тирования.

Вместе с тем в процессе автоматизированного проектирования можно выделить определенное число про­цедур, инвариантных к объектам проектирования.

Перс­пективной в совершенствовании и типизации технологии процессов автоматизированного проектирования является централизованная разработка математического аппарата моделирования типового процесса проектирования и вы­пуск базовых программно-методических комплексов, реа­лизующих такие модели.
^ Программное обеспечение САПР

Программное обеспе­чение (ПО) САПР представляет собой совокупность всех про­грамм и эксплуатационной документации к ним, необ­ходимых для выполнения автоматизированного проекти­рования. Программное обеспечение делится на общеси­стемное и специальное (прикладное).

Общесистемное ПО предназначено для органи­зации функционирования технических средств, т. е. для планирования и управления вычислительным процессом, распределения имеющихся ресурсов, и представлено опе­рационными системами ЭВМ и вычислительных комплек­сов (ВК). Общесистемное ПО обычно создается для многих приложений и специфику САПР не отражает.

^ В специальном (прикладном) ПО реализуется математическое обеспечение для непосредственного вы­полнения проектных процедур. Прикладное ПО обычно имеет форму пакетов прикладных программ (ППП), каж­дый из которых обслуживает определенный этап процесса проектирования или группу однотипных задач внутри различных этапов.

Рассмотрим принципиальные особенности ПО, влияющие на организацию и эффективность создания и ис­пользования САПР. С развитием и совершенствованием ЭВМ все большее значение приобретает такой компонент общесистемного ПО, как операционные системы (ОС). Возможности, предоставляемые пользователям современ­ными ВС, в большей степени определяются их операци­онными системами, чем техническими устройствами. ОС организует одновременное решение различных задач на ЭВМ, динамическое распределение каналов передачи дан­ных и внешних устройств между задачами, планирование потоков задач и последовательность их решения с учетом установленных критериев, динамическое распределение памяти вычислительного комплекса. Однако ОС требует для своей работы определенных ресурсов: процессора, внешней и основной памяти. Чем большими возможно­стями обладает ОС, тем больше требуется для нее ресур­сов.

Операционные системы можно генерировать приме­нительно к определенным конфигурациям технических средств вычислительного комплекса и кругу решаемых задач. Но при этом параметры и состав технических средств ограничивают возможности ОС.

Важным компонентом общесистемного ПО является базовое ПО. Базовое ПО не является объектом раз­работки при создании программного обеспечения САПР. Примером может служить базовое ПО для обработки геометрической и графической информации, для формиро­вания и использования баз данных (БД).

Использование АРМ, в состав которых включено по­добное базовое ПО, реализующее стандартные проектные процедуры, существенно снизит трудоемкость создания программного обеспечения САПР. Однако во всех случаях за создателями САПР останется разработка прикладного ПО. С расширением области применения вычислительной техники и усложнением задач автоматизации процессов проектирования возрастают сложность и трудоемкость программирования.

В последнее время, особенно в связи с широким внедрением в инженерную практику персональных компьютеров, начинают исполь­зоваться функциональные и интегрированные пакеты программ.

^ Функциональные пакеты программ (ФПП) — это комплекс программных средств, ориентированных на выполнение опреде­ленной функции, более или менее безотносительно к конкрет­ному предметному содержанию (обработка текстов — текстовые редакторы, обработка таблиц, графики).

^ Интегрированные пакеты программ (ИПП) — это сочетание разных пакетов программ в единой технологической системе.

Интеграция может быть реализована соединением основных функциональных пакетов в целостную монолитную систему, представленную единым программным модулем, или путем созда­ния набора вспомогательных средств интерфейсного характера для обеспечения взаимодействия пакетов, представленных неза­висимыми модулями.

Прикладное программное обеспечение должно удовлетворять следующим основным требованиям:

  • Правильность — это функционирование в соответствии с моде­лируемым объектом и полным совпадением с выбранным алгорит­мом решения.

  • Точность — результаты расчета имеют допустимые отклонения от реальных.

  • Совместимость — возможность работы не только в автономном режиме, но и в составе интегрированных систем, САПР и др.

  • Надежность — при всех условиях обеспечивает повторяемость результата.

  • Универсальность — работа при любых допустимых исходных данных.

  • Защищенность — сохранение работоспособности при возникно­вении сбоев.

  • Полезность — практическая ценность решаемых задач.

  • Эффективность — требуемые ресурсы (память, время) не­велики.

  • Проверяемость — возможность демонстрации качества на прак­тике.

  • Адаптируемость — возможность быстрой модификации с целью приспособления к изменяющимся условиям функционирования.

В последнее время общее признание получил модульный прин­цип построения программного обеспечения, программ.

Программы целесообразно разбивать на модули, для того чтобы упростить их разработку и реализацию; облегчить восприя­тие программы; упростить их отладку и модификацию; облегчить работу с данными, имеющими сложную структуру; избежать чрезмерной детализации алгоритмов; обеспечить более выгодное размещение программ в памяти компьютера.

Каждый модуль обычно представляет собой самостоятельную программу, предназначенную для расчета отдельных компонен­тов, систем или реализующую один из методов расчета или отдель­ную его процедуру.

Модуль должен быть, как правило, независимым от рассма­триваемых вариантов объекта, процесса, системы (структуры, режима функционирования и др.). Он должен быть тем элементом (компонентом), с помощью которого можно описать любой вариант объекта, процесса, системы.

Наличие таких модулей позволяет свести к минимуму процесс дополнительного программирования, сократить время по подго­товке пользователя к работе. В процессе реальной работы с таким программным обеспечением проводится постоянная замена самих модулей или отдельных компонент, соответствующих тому или иному варианту объекта, процесса, системы, с максимальной уни­фикацией ввода и вывода данных.

^ Информационное обеспечение САПР

Основу инфор­мационного обеспечения (ИО) САПР 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, комплектующих изделиях, типовых проектных решениях, параметрах элементов, сведения о состоянии текущих разработок в виде промежуточных и оконча­тельных проектных решений, структур и параметров проектируемых объектов и т. п.

При этом данные, являющиеся результатом одного процесса преобразования, могут быть исходными для другого процесса. Совокупность данных, используемых всеми компонентами САПР, составляет информационный фонд САПР. Основная функция ИО САПР — ведение ин­формационного фонда, т. е. обеспечение создания, под­держки и организации доступа к данным. Таким обра­зом, ИО САПР есть совокупность информационного фонда и средств его ведения.

^ В состав информационного фонда САПР входят:

  • программные модули, которые хранятся в виде симво­лических и объектных текстов. Как правило, эти дан­ные мало изменяются в течение жизненного цикла САПР, имеют фиксированные размеры и появляются на этапе создания информационного фонда. Потребителями этих данных являются мониторы различных подсистем САПР;

  • исходные и результирующие данные, которые необходимы при выполнении программных модулей в процессе преобразования. Эти данные часто меняются в процес­се проектирования, однако их тип постоянен и полностью определяется соответствующим программным модулем. При организации промежуточных данных возможны конфликтные ситуации в процессе согласования между собой данных различных типов;

  • нормативно-справочная проектная документация (НСПД), включающая в себя справочные данные о материалах, элементах схем, унифицированных узлах и конструкциях. Эти данные, как правило, хорошо структу­рированы и могут быть отнесены к фактографическим. К НСПД относятся также государственные и отрасле­вые стандарты, руководящие материалы и указания, ти­повые проектные решения, регламентирующие документы (слабо структурированные документальные данные);

  • текущая проектная информация, отражающая состоя­ние и ход выполнения проекта. Как правило, эта ин­формация слабо структурирована, часто изменяется в процессе проектирования и представляется в форме текс­товых документов.

При выборе способов ведения информационного фон­да САПР важно сформулировать принципы и опреде­лить средства ведения информационного фонда, структу­рирования данных, выбрать способы управления масси­вами данных.

Различают следующие способы ведения информацион­ного фонда САПР: использование файловой системы; по­строение библиотек; использование банков данных; со­здание информационных программ адаптеров.

^ Использование файловой системы и по­строение библиотек широко распространено в организации ИО вычислительных систем, так как под­держивается средствами ОС. В приложениях к САПР эти способы применяют при хранении программных модулей в символических и объектных кодах, диалоговых сцена­риев поддержки процесса проектирования, начального ввода крупных массивов исходных данных, хранения тек­стовых документов. Однако они малопригодны при обес­печении быстрого доступа к справочным данным, хранении меняющихся данных, ведении текущей проектной до­кументации, поиске необходимых текстовых документов организации взаимодействия между разноязыковыми модулями.

^ Автоматизированные базы данных представляют собой сово­купность баз данных (БД) и систем управления базами данных (СУБД). База данных — это специальным образом организован­ная совокупность данных и их описаний. Система управления базами данных — это программный комплекс, реализующий функ­ции создания базы данных, ее обновления, хранения, защиты и выборки данных.

В настоящее время выделяют три типа организации структуры базы данных: иерархический, сетевой и реляционный.

Иерархическая структура базы данных это такая структура, в которой существует упорядоченная по уровням запись элемен­тов объекта. В каждой группе записей один элемент считается главным, а другие элементы носят подчиненный характер по отно­шению к главному. Группы записей упорядочиваются по уровням в определенной последовательности.

Сетевая структура базы данных — это такая структура, в которой элементарные данные и отношения между ними представ­ляются в виде ориентированной сети вершины - данные, дуги - отношения, связи. Такая структура позволяет пользователю полу­чить доступ к нужному файлу без обращения ко всем другим файлам более высокого уровня интеграции.

Реляционная база данных это такая база, в которой эле­ментарные данные и отношения, взаимосвязи между ними пред­ставляются в виде таблиц. Столбцы таблицы — это элементы дан­ных, а строки — записи. Основными достоинствами реляционной базы данных являются простота, большая гибкость и доступность;

недостатком — меньшая производительность по сравнению с иерар­хической и сетевой структурами базы данных.

Основные функции СУБД: создание схемы БД; орга­низация хранения данных; защита целостности БД; уп­равление доступом к БД путем разграничения доступа; предоставление пользователям доступа к БД; поддержа­ние загрузки БД и технологических процессов их функ­ционирования.

Для осуществления этих функций СУБД должна иметь собственное ПО, включающее различные компо­ненты.

Для хранения данных документального типа в САПР используют СУБД типа информационно-поисковых систем.

^ Создание информационных программ адаптеров было порождено проблемой организации межмодульного ин­терфейса, которая привела к разработке специализиро­ванных систем и программной технологии.

К таким систе­мам относится, например, система, ориентиро­ванная на построение крупных программных комплексов из готовых модулей. В этой системе промежуточные дан­ные унифицируются с помощью единого процессора и построения специализированных межмодульных инфор­мационных программ-адаптеров, реализующих следую­щие функции:

  1. контроль наличия исходных данных для каждого отдельного модуля;

  2. задание недостаю­щих исходных данных;

  3. проверку соответствия типов, структур и последовательности данных аналогичным характеристикам данных, принятым в вызываемом моду­ле;

  4. преобразование данных в случае несоответствия типов;

  5. обеспечение передачи данных вызываемому модулю в соответствии с типом обмена;

  6. организацию среды, определяемой языком программирования модуля;

  7. проверку результатов;

  8. выполнение обратного пре­образования данных в вид, принятый для хранения про­межуточных результатов;

  9. сохранение результатов ра­боты модуля для дальнейшего использования.

В крупных САПР, программы которых оперируют с большим числом входных, промежуточных и результиру­ющих переменных, области обмена удобно организовы­вать в виде некоторого банка данных. Это позволяет возложить часть функций, выполняемых адаптером, на СУБД, что в конечном итоге сокращает время на разра­ботку информационного и программного обеспечения САПР.

Таким образом, адаптер выполняет совокупность опе­раций по организации информационного взаимодействия между программными модулями.
^ Техническое обеспечение САПР

Создание и использо­вание ЭВМ позволило значительно снизить трудоемкость и продолжительность вычислительных работ. Но в про­цессе проектирования изделий и технологических процес­сов доля собственно вычислительных работ не превыша­ет 15 %. Автоматизация проектирования потребовала выпуска специализированных средств САПР. Техниче­ское обеспечение САПР представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения автоматизиро­ванного проектирования.

Любые вычислительные комплекты САПР, в том числе и АРМ, должны включать необходимое число периферий­ных устройств для ввода и отображения информации, в том числе графические и алфавитно-цифровые дисплеи (ГД и АЦД) с графическими планшетами и электронны­ми перьями, высокоточные рулонные и планшетные гра­фопостроители различного формата, кодировщики графи­ческой информации (сколки), устройства снятия твердой копии с изображения на экране дисплея, интеллектуаль­ные видеотерминалы с растровыми цветными дисплеями, накопители на переносных магнитных и оптических дисках емкостью до 630 Мбайт, накопители на дисках типа «Винчестер» емкостью 10—50 Гигабайт, функ­циональные клавиатуры, устройства вывода информации на микрофильмы и микрофиши, устройства связи с ЭВМ верхнего уровня и модемы.

В последнее время все большее применение в САПР находят персональные ЭВМ (ПЭВМ), мощности которых могут наращиваться в зависимости от сложности решаемых задач.

В перспективе предусматривается переход к магистрально-модульной архитектуре АРМ, предполагающей, в частности, стандартизацию аппаратно-программных ин­терфейсов, в модификациях АРМ будет использована стандартная конструктивная база, построенная на меж­дународных стандартах. Программное обеспечение АРМ намечено проводить централизованно и поставлять по за­казам пользователей в составе ПТК через Интернет. Основу перспективного технического обеспечения САПР составят типовые ПТК, требования к которым установлены ГОСТами.
^ Лингвистическое обеспечение САПР

Основу лингвис­тического обеспечения САПР составляют специальные языковые средства (языки проектирования), предназ­наченные для описания процедур автоматизированного проектирования и проектных решений. Основная часть лингвистического обеспечения — языки общения челове­ка с ЭВМ.

Проблемно-ориентированные языки (ПОЯ) проектирования аналогичны алгоритмическим языкам программирования (ФОРТРАН, ПАСКАЛЬ, СИ, АССЕМБЛЕР и др.). В одних случаях ПОЯ строят таким образом, что описание любой задачи или задание на ее решение в основном содержит оригинальные термины физического и функционального содержания. Переход от физического и функциональ­ного описания задачи к программам для ЭВМ реализу­ется далее автоматически с помощью транслятора. В других случаях, например при решении геометричес­ких задач инженерного типа, ПОЯ соединяет в себе средства алгоритмического языка высокого уровня для решения вычислительных математических задач и специальные языковые средства моделирования геометри­ческих объектов. Транслятор алгоритмического языка высокого уровня дополнен необходимыми специальными программами.

Очевидно, что ПОЯ хотя и называются языками, на самом деле представляют комплексы лингвистических и программных средств, которые должны включать сле­дующие средства: набор терминальных символов ПОЯ; интерпретатор с ПОЯ; средства синтаксического анали­за; средства пакетирования директив; библиотеки ба­зовых функций ПОЯ; интерфейс для связи СУБД.

Возможности ПОЯ имеют исключительно важное зна­чение в автоматизированном проектировании. Они не только влияют на производительность и уровень автома­тизации проектирования, но и определяют сложность и ха­рактер работ проектировщиков со средствами САПР; мо­гут сделать эти работы более привлекательными или на­оборот. В последнем случае проектировщики будут явно и неявно противодействовать автоматизации. В настоя­щее время в мировой и отечественной практике сущест­вуют специальные методики и программные средства, значительно сокращающие трудоемкость создания ПОЯ. В частности, при разработке изобразительных средств ПОЯ может использоваться метасистема, позволяющая на основании заданной формальной грамматики получать соответствующий программный интерпретатор. При раз­работке программных модулей библиотеки базовых функ­ций могут применяться любые алгоритмические языки высокого уровня.

Однако создание чрезмерно большого разнообразия ПОЯ затруднит обмен средствами САПР между пред­приятиями и потребует обучения большого числа специ­алистов работе с несколькими языками.

Таким образом, развитие гибких производственных систем требует особенно тщательного решения вопросов по составу лингвистического обеспечения САПР.
^ Методическое обеспечение САПР

Под методическим обеспечением САПР понимают входящие в ее состав документы, регламентирующие порядок ее эксплуатации. Причем документы, относящиеся к процессу создания САПР, не входят в состав методического обеспечения. Так как документы методического обеспечения носят в основном инструктивный характер и их разработка является процессом творческим, то о специальных спо­собах и средствах реализации данного компонента САПР говорить не приходится. В последнее время совершен­ствование организации работ в области автоматизации проектирования направлено на централизованное созда­ние типовых ПМК с целью широкого тиражирования. Такие ПМК должны включать наряду с программами для ЭВМ и базами данных комплекты документации. Таким образом, указанная документация станет частью методического обеспечения САПР.

^ Организационное обеспечение САПР

Стандарты по САПР требуют выделения в качестве самостоятельного компонента организационного обеспечения, которое вклю­чает в себя положения, инструкции, приказы, штатные рас­писания, квалификационные 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 средств автома­тизированного проектирования.

На рисунке 2.4 представлен вариант схематизации иерархической структуры некоторых компонентов обеспечения автоматизированного проектирования.

СУБД:

MS Access,

FoxPro, Oracle,

Informix, SQL

Электронные таблицы:

MS Excel,

Quatro Pro




Графические редакторы:

Paint, Corel Draw,

Adobe PhotoShop




Средства коммуникации:

HyperTerminal,

OutLook Express, ICQ,

NetMeeting, VentaFax






Текстовые редакторы:

Lexicon, Word&Deed,

TeX, Блокнот,

WordPad, MS Word







Ядро ОС:

DOS, Unix, OS/2,

Windows 95/2000/NT




Лингвистическое обеспечение:

Visual Basic, Delphi,

Visual C, Assembler






Интегрированные среды:

Windows GUI, NC, DN,

FAR Manager, WinCom





Узкоспециализированные

программные средства (УСПС):

FineReader, PROMT, LingVo,

Кодекс, 1С-бухгалтерия

Специализированные

программные средства (СПС):

AutoCAD, MathCAD, MathLab,

PageMaker, MS PowerPoint





Рис. 2.4. Программное обеспечение автоматизированного проектирования


^ 2.5. Классификация САПР
В соответствии с ГОСТ 23501.108—85 формализован­ное описание САПР включает в себя коды классифика­ционных группировок САПР по установленным стан­дартом признакам классификации; наименования клас­сификационных группировок, соответствующие приведен­ным кодам; указания, в соответствии с какими клас­сификаторами, стандартами или методиками определены коды каждой классификационной группировки.

САПР характеризуют следующие признаки:

1 - тип,

2 - раз­новидность,

3 - сложность объекта проектирования;

4 – уровень автоматизации проектирования,

5 - комплексность автоматизации проектирования;

6 – характер выпускаемых проектных документов,

7 - число выпускаемых проектных документов;

8 - число уров­ней в структуре технического обеспечения САПР.

Три первых признака отражают особенности объек­тов проектирования, следующие четыре — возможности систем, восьмой признак — особенности технической базы САПР. Для получения даже общего представления о конкретной САПР она должна быть оценена по всем перечисленным признакам. Рассмотрим их подробнее.

Тип объекта проектирования

ГОСТ предусматривает деление САПР на девять групп:

  1. САПР изделий ма­шиностроения;

  2. САПР изделий приборостроения;

  3. САПР технологических процессов в машино- и при­боростроении;

  4. САПР объектов строительства;

  5. САПР технологических процессов в строительстве;

  6. САПР программных изделий;

  7. САПР организа­ционных систем.

Остальные группы (8 и 9) являются резервными и предназначены для выделения и кодиро­вания САПР, не относящихся к перечисленным группи­ровкам.

^ Разновидность объектов проектирования

ГОСТ не ус­танавливает специальных обозначений на объекты про­ектирования, а требует их указания и кодирования в соответствии с действующими в каждой отрасли промыш­ленности системами обозначения документации на объ­екты, проектируемые системой.

^ Сложность объекта проектирования

Можно выделить САПР: 1) простых объектов с числом составных частей до 102; 2) объектов средней сложности (102—103); 3) сложных объектов (103—104); 4) очень сложных объ­ектов (104—106); 5) объектов очень высокой сложности (число составных частей свыше 106).

Составной частью объекта проектирования, представ­ляющего собой технический комплекс, сооружение или изделие, является деталь. Если объектом проектирования будет технологический процесс, то выделить его состав­ные части сложнее. Существует два подхода, один из которых основан на разделении технологического процес­са на элементарные технологические операции, другой — на разделении объекта на части условно в соответствии с номенклатурой выпускаемой технологической доку­ментации.
^ Уровень автоматизации проектирования

Выделяют системы проектирования: 1) низко -автоматизированного (до 25% проектных процедур); 2) средне- автоматизированного (25—50%); 3) высокоавтоматизированного (свыше 50%). Чтобы отнести САПР к третьей группе, в ней должны быть использованы методы многовариант­ного оптимального проектирования.
^ Комплексность автоматизации проектирования

Раз­личают САПР: 1) одноэтапные; 2) многоэтапные; 3) комплексные.

Если система автоматизации охваты­вает один из этапов проектирования соответствующего объекта, то ее относят к первой группе.

Под комплекс­ной САПР подразумевается автоматизация всех этапов проектирования.

^ Характер выпускаемых проектных документов

Уста­новлены пять классификационных групп САПР, выпус­кающих документы: 1) на бумажной ленте и(или) лис­те; 2) на машинных носителях; 3) на фото носителях (в виде микрофильмов, микрофиш, фотошаблонов и др.); 4) комбинированные (выполняют документы на двух но­сителях данных или более). Пятая группировка явля­ется резервной.

^ Число выпускаемых проектных документов

Разли­чают САПР малой, средней и высокой производитель­ности. При этом число проектных документов в год в пе­ресчете на формат А4 колеблется от 103 до 106.

^ Число уровней в структуре технического обеспече­ния

Выделяют САПР одно-, двух- и трехуровневые.

Основу одноуровневого комплекса технических средств (КТС) составляют ЭВМ среднего или вы­сокого класса, в которых выполняется программная обра­ботка данных и осуществляется их хранение, и штатный набор периферийных устройств. При использовании мини-ЭВМ КТС называют автоматизированным рабочим мес­том.

Быстрый рост возможностей мини- и микроЭВМ при­водит к предпочтительности построения АРМ с термина­лами, состоящими не только из алфавитно-цифровых и графических дисплеев, но и из микроЭВМ. Наличие микроЭВМ позволяет резко увеличить число терминалов комплекса и, следовательно, число одновременно рабо­тающих пользователей. Конечно, увеличение числа поль­зователей и расширение круга выполняемых проектных процедур требует применения в КТС ЭВМ более совер­шенных мини-ЭВМ. Таким образом, в одноуровневых САПР используются единая мониторная система, банк данных и пакеты при­кладных программ, ориентированные на основные ЭВМ комплекса. Терминальные микроЭВМ программно сов­местимы с основной ЭВМ и служат либо для подготовки задач к решению на основной ЭВМ, либо для решения простых задач с помощью тех же программных и инфор­мационных средств. Возможности одноуровневых САПР ограничены. Поэтому в САПР крупных предприятий стремятся использовать ЭВМ предельной производи­тельности. Один из уровней САПР образует одна или несколько ЭВМ. Этот уровень называется центральным вычислительным комплексом (ЦВК). Они эффективно выполняют функции программной обработки данных при выполнении наиболее сложных программных процедур, требующих огромных вычислительных ресурсов.

Но для эффективной связи пользователя с САПР и решения большого количе­ства менее сложных задач целесообразно иметь в САПР второй уровень, называемый интерактивно-графическим комплексом (ИГК). На каждом из уровней ЦВК и ИГК имеются свои ППП для выполнения сходных по содержанию проектных процедур, но ориентированных на различ­ные размерности задач.

Двухуровневые САПР могут иметь радиаль­ную и кольцевую структуру.

Последняя соответствует объединению АРМ в кольцевую вычислительную сеть. В такой САПР функции мониторной системы и СУБД рас­пределены по узлам вычислительной сети.

Трехуровневые САПР помимо технических средств двухуровневой системы должны включать перифе­рийное программно-управляемое оборудование, например чертежные автоматы, установки для изготовления фото­шаблонов, комплексы для контроля программ к станкам с ЧПУ.


Скачать файл (357.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации