Обеспечивающие подсистемы, стадии и принципы разработки САПР ТП

Лекция 15 Обеспечивающие подсистемы, стадии и принципы разработки САПР ТП

Система автоматизированного проектирования – это комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации и коллективом специалистов (пользователей системы), выполняющими автоматизированное проектирование.

Основное свойство САПР как системы проектирования состоит в том, что она обеспечивает получение законченных проектных решений и соответствующих этим решениям проектных документов. САПР состоит из компонентов, выполняющих определенную функцию в системе, их называют обеспечением.

Техническое обеспечение – устройства вычислительной и организационной техники, средства передачи данных, измерительные и другие устройства или их сочетания, необходимые для автоматизированного проектирования.

Математическое обеспечение – совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, необходимых для выполнения проектирования.

Программное обеспечение – документы с текстами программ, программы на машинных носителях и инструктивные документы для использования программ. Программное обеспечение (ПО) – это воплощенное на языках программирования математическое обеспечение: математические модели и алгоритмы. ПО, как правило, взаимодействует с информационным обеспечением предметной области проектирования.

Информационное обеспечение – документы, содержащие описания типовых проектных решений, справочной информации, представленных в требуемой форме.

Лингвистическое обеспечение – совокупность языков описания исходных данных и заданий на проектирование, результатов проектирования, в том числе и промежуточных результатов, представленных в удобных для понимания и практического применения формах. Для полноценной работы с использованием САПР пользователь должен освоить лингвистическое и методическое обеспечение конкретной системы.

Методическое обеспечение – документы, в которых отражены состав, правила отбора и эксплуатации средств (технических, математических, программных) обеспечения автоматизированного проектирования.

Организационное обеспечение – положения, инструкции, приказы, штатные расписания, квалификационные требования и другие документы, определяющие состав проектной организации и ее подразделений, связи между ними, выполняемые функции, форму представления результатов проектирования и порядок прохождения проектных задач.

Перечисленные компоненты выполняют заданную функцию и являются наименьшими, неделимыми, разработанными самостоятельно или покупными элементами САПР.

При проектировании все компоненты САПР функционируют во взаимодействии. Для пользователя аппаратные и программные средства выступают как единое целое, образуя инструмент проектирования. Этот инструмент сложен и неоднороден, в нем можно выделить отдельные структурные единицы: программно-методические (ПМК) и программно-технические комплексы (ПТК), подсистемы САПР (рис. 15.1).

Программно-методический комплекс – совокупность взаимосвязанных частей программного, математического, информационного, лингвистического и методического обеспечений, необходимая для получения законченного проектного решения в целом или для выполнения определенных процедур. Например, выделяют ПМК оформления документации, синтеза проектных решений, моделирования и т.п.

Программно-технический комплекс – совокупность ПМК и средств технического обеспечения. Примерами ПТК могут служить автоматизированные рабочие места, включающие в себя ЭВМ, комплект периферийных устройств и ряд ПМК для выполнения проектных процедур.

В конкретных САПР можно выделить подсистемы.

Подсистема САПР – это составная структурная часть САПР, обладающая всеми свойствами системы.

Подсистемы САПР могут быть проектирующими и обслуживающими.

Проектирующие подсистемы непосредственно участвуют в выполнении проектных процедур, реализуют определенный этап проектирования или группу связанных проектных задач. Примерами проектирующих подсистем являются: подсистема эскизного проектирования; подсистема проектирования корпусных деталей; подсистема проектирования технологического процесса механической обработки.

Обслуживающие подсистемы имеют общесистемное применение и обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, а также оформление, передачу и выдачу полученных в них результатов. Примерами обслуживающих подсистем являются: система управления базами данных; подсистема документирования; подсистема графического ввода – вывода.

Стадии и принципы разработки САПР

При разработке САПР выполняются следующие стадии.

Предпроектные исследования проводятся для обследования организации на готовность к автоматизации процесса проектирования. Результатом должен быть ответ на вопрос: рационально ли функционирование САПР в данной организации на текущий период или необходимо провести комплекс подготовительных работ?

Техническое задание (ТЗ) является исходным документом для создания САПР, который должен содержать наиболее полные исходные данные и требования. Этот документ разрабатывает организация – головной разработчик системы. Техническое задание должно содержать следующие основные разделы:

  • «Наименование и область применения» – полное наименование системы и краткую характеристику области ее применения;
  • «Основание для создания» – наименование директивных документов, на основании которых создается САПР;
  • «Характеристика объекта проектирования» – сведения о назначении, составе, условиях применения объекта проектирования;
  • «Цель и назначение» – цель создания САПР, ее назначение и критерий эффективности функционирования;
  • «Характеристика процесса проектирования» – общее описание процесса проектирования; требования к входным и выходным данным, а также требования по разделению проектных процедур (операций), выполняемых с помощью неавтоматизированного и автоматизированного проектирования;
  • «Требования к САПР» – требования к САПР в целом и к составу ее подсистем, к использованию в составе САПР ранее созданных подсистем и компонентов САПР и т.п.;
  • «Технико-экономические показатели» – затраты на создание САПР, источники получения экономии и ожидаемую эффективность от применения САПР.

Техническое предложение, эскизное и техническое проектирование являются стадиями выбора и обоснования вариантов для принятия окончательных решений. На этих этапах производят следующие основные работы:

  • выявляют процесс проектирования (его алгоритм), где принимают основные технические решения;
  • разрабатывают структуру САПР и взаимосвязь ее с другими системами, где определяют состав проектных процедур и операций по подсистемам, уточняют состав подсистем и взаимосвязи между ними; разрабатывают схему функционирования САПР;
  • при принятии решений по математическому, лингвистическому, техническому, информационному и программному обеспечению САПР в целом и подсистемам определяют: состав методов, математических моделей для проектных операций и процедур; состав языков проектирования; состав информации, объем, способы ее организации и виды машинных носителей информации; состав общего и специального программного обеспечения; состав технических средств (ЭВМ, периферийных устройств и других, вычисляющих и управляющих комплексов), рассчитывают технико-экономические показатели САПР.

При создании САПР стадии технического предложения и эскизного проектирования не являются обязательными, а входящие в них работы могут выполняться на последующей стадии.

Рабочее проектирование является стадией оформления всей документации, необходимой для создания и функционирования САПР.

Затем компоненты САПР изготовляют (получают) и отлаживают. Производят монтаж, наладку и испытание комплекса технических средств автоматизации проектирования и подготавливают организацию к вводу в действие САПР.

Ввод в действие системы осуществляют после опытного функционирования и приемочных испытаний у заказчика.

При создании САПР используются следующие принципы:

1. САПР – это человеко-машинная система, в которой для автоматизации деятельности специалистов имеется информационно-вычислительная система. Процесс проектирования должен быть организован в ней таким образом, чтобы повысить отдачу умственного труда, стимулировать его творческую активность.

2. САПР – это открытая развивающаяся система, т.е. созданный вариант системы может быть расширен. Развитие касается всех частей вычислительной системы (технической, информационной, программной) и используемых алгоритмов решения, так как возможно появление новых, более современных математических моделей и программ, а также изменение объектов проектирования.

3. САПР создается как иерархическая система, реализующая комплексный подход к автоматизации на всех уровнях проектирования. Блочно-модульный иерархический подход проектирования сохраняется при применении САПР. В систему технологического проектирования механосборочного производства обычно включают следующие подсистемы: структурное, функционально-логическое и элементное проектирование (разработка принципиальной схемы ТП, проектирование технологического маршрута, проектирование операции, разработка управляющей программы для станков с ЧПУ). Возникает необходимость обеспечения комплексного характера САПР, т.е. автоматизации на всех уровнях проектирования. Иерархическое построение САПР относится не только к программному обеспечению, но и к техническим средствам (центральный вычислительный комплекс и автоматизированные рабочие места).

4. САПР представляет собой совокупность информационно-согласо-ванных подсистем. Это означает, что обслуживание всех или большинства последовательно решаемых задач ведется информационно-согласованными программами. Плохая информационная согласованность приводит к тому, что САПР превращается в совокупность автономных подсистем.

5. САПР строится на основе максимального использования унифицированных составных частей (для уменьшения расходов на ее создание).

Вопросы к лекции 15

  1. Назовите назначение САПР.
  2. Как называются компоненты САПР?
  3. Из каких компонентов состоит САПР?
  4. Дать определение техническому обеспечению.
  5. Дать определение техническому обеспечению.
  6. Дать определение математическому обеспечению.
  7. Дать определение программному обеспечению.
  8. Дать определение информационному обеспечению.
  9. Дать определение лингвистическому обеспечению.
  10. Дать определение методическому обеспечению.
  11. Дать определение организационному обеспечению.
  12. Назовите стадии проектирования САПР.
  13. Каких принципов придерживаются при разработке САПР?

PAGE 4


Методическое

обеспечение

атематическое обеспечение

Организационное обеспечение

Техническое

обеспечение

САПР

Лингвистическое обеспечение

Математическое обеспечение

Информационное обеспечение

Программное

обеспечение

ПМК

ПТК

Рис. 15.1. Структура САПР: ПМК – программно-методический комплекс; ПТК – программно-технический комплекс

Обеспечивающие подсистемы, стадии и принципы разработки САПР ТП