МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет «Львівська політехніка»
Кафедра САПР
Доповідь
на тему: «Принципи системної організації САПР»
Львів - 2010
Зміст
Зміст 2
Словник скорочень 3
Вступ 4
1. Створення САПР 5
2. Головні положення і загальносистемні принципи 8
3. Використана література 12
Словник скорочень
ЕОМ – Електронно обчислювальна машина
САПР – Системи автоматизованого проектуваня
АСТПП – Автоматизована система технологічної підготовки
Вступ
Прискорення темпів науково-технічного прогресу є вирішальною умовою підвищення якості продукції. Високі темпи науково-технічного прогресу повинні забезпечуватися розробкою, виробництвом і масовим застосуванням високоефективних машин, устаткування, приладів і технологічних процесів. Об'єктивною перешкодою підвищенню якості проектів і скороченню термінів їх розробки є невідповідність між складністю об'єктів будівництва і застарілими методами і засобами їх проектування. Застосування математичних методів і ЕОМ при проектуванні сприяє підвищенню технічного рівня і якості проектованих об'єктів, скороченню термінів розробки і освоєння їх у виробництві. Автоматизація проектування особливо ефективна, коли від автоматизації виконання окремих інженерних розрахунків переходять до комплексної автоматизації, створюючи для цієї мети системи автоматизованого проектування (САПР).
Створення САПР
При створенні САПР розрізняють два істотно різних підходи: з одного боку - створення САПР у великих, провідних проектних і конструкторських організаціях, а з іншої - широке розповсюдження типових розрахунків, алгоритмів і програм в середніх і заводських проектно-конструкторских організаціях.
Можливість широко поширювати в проектних організаціях найбільш прогресивні, а також типові і стандартні методи розрахунків, різні нормативні і довідкові дані зумовлюють високу ефективність САПР. Навіть невелика проектна організація дістає можливість застосовувати найсучасніші і ефективніші методи інженерних розрахунків, запозичуючи їх у організацій -розробників САПР.
Як і інші типи автоматизованих систем, САПР є системою, що розвивається. Технічний прогрес у відповідній галузі повинен супроводжуватися безперервним оновленням в САПР математичних моделей, нормативів, даних про матеріали комплектуючих виробів.
САПР створюється і функціонує в проектній організації як самостійна система. Вона може бути пов'язана з підсистемами і банками даних інших автоматизованих систем. Системи автоматизованого проектування мають свої специфічні особливості, принципи створення і розвитку.
Для створення САПР необхідно:
- вдосконалення проектування на основі застосування математичних методів і засобів обчислювальної техніки;
- автоматизація процесу пошуку, обробки й видачі інформації;
- використання методів оптимізації і багатоваріантного проектування;
- застосування ефективних математичних моделей проектованих об’єктів, комплектуючих виробів і матеріалів;
- створення банків даних, що містять систематизовані відомості довідкового характеру, необхідні для автоматизованого проектування об’єктів;
- підвищення якості оформлення проектної документації;
- збільшення творчої частки праці проектувальників за рахунок автоматизації нетворчих робіт;
- уніфікація і стандартизація методів проектування;
- підготовка і перепідготовка фахівців в області САПР;
- взаємодія проектних підрозділів з автоматизованими системами різного рівня і призначення.
САПР створюються в проектних, конструкторських, технологічних організаціях в цілях:
- підвищення якості і техніко-економічного рівня проектованої продукції, що випускається;
- підвищення ефективності і надійності об'єктів проектування, зменшення витрат на їх створення і експлуатацію;
- скорочення термінів, зменшення трудомісткості проектування і підвищення якості проектної документації;
- вдосконалення систематизації і уніфікації процесів проектування на основі застосування математичних методів і засобів обчислювальної техніки;
- комплексній автоматизації проектних робіт в проектній організації з необхідною перебудовою її структури і кадрового складу;
- підвищення якості управління проектуванням;
- застосування ефективних математичних моделей проектованих об'єктів, комплектуючих виробів і матеріалів;
- використання методів багатоваріантного проектування і оптимізації;
- автоматизації трудомістких і рутинних проектних робіт;
- заміни натурних випробувань і макетування математичним моделюванням.
САПР об'єднує технічні засоби, математичне і програмне забезпечення,
параметри і характеристики яких вибирають з максимальним урахуванням особливостей завдань інженерного проектування і конструювання. У САПР забезпечується зручність використання програм за рахунок застосування засобів оперативного зв'язку інженера з ЕОМ, спеціальних проблемно-орієнтованих мов і інформаційно-довідкової бази. Основна функція САПР - виконання автоматизованого проектування на всіх або окремих стадіях проектування об'єктів і їх складових частин.
Головні положення і загальносистемні принципи
При створенні або системній організації САПР на різних стадіях, а також її підсистем і компонентів необхідно враховувати наступні головні положення і загальносистемні принципи:
- принцип включення
- принцип системної єдності
- принцип розвитку
- принцип сумісності
- принцип стандартизації
а також декілька другорядних положень і принципів:
- принцип комплексності
- принцип інформативної єдності
- принцип інваріантності
- принцип відвертості
- принцип незалежності
- принцип узгодженості
- принцип ієрархічності
Принцип включення передбачає можливість включення САПР в складнішу САПР, яка і визначає вимоги і стратегію до її створення, адаптації і використанню, функціонуванню, наприклад, спільно з АСТПП, і подальшому розвитку і самоорганізації, і ін.
Принцип системної єдності полягає в тому, що на всіх стадіях створення, функціонування і розвитку САПР цілісність системи повинна забезпечуватися зв'язками між підсистемами САПР, а також функціонуванням підсистеми управління САПР.
Принцип розвитку вимагає, щоб САПР розроблялася і функціонувала як система, що розвивається. Для цього в САПР повинні передбачатися нарощування і вдосконалення компонентів і зв'язків між ними, як в будь-якій системі із змінною структурою.
Принцип сумісності полягає в тому, що мови, символи, коди, інформаційні і технічні характеристики структурних зв'язків між підсистемами, засобами забезпечення і компонентами САПР повинні бути узгоджені так, щоб забезпечувалося сумісне функціонування всіх підсистем і зберігалася відкрита структура системи в цілому. Відкритою називають систему, в якій інтерфейси взаємодії із зовнішнім середовищем стандартизовані.
Принцип стандартизації полягає в проведенні уніфікації, оптимізації, стандартизації підсистеми компонентів інваріантних до проектованих об'єктів і галузевої специфіки, а так само у встановленні правил з метою впорядкування діяльності по створенню і розвитку САПР.
Принцип комплексності вимагає, щоб в САПР забезпечувалася зв'язність проектування окремих елементів і всього об'єкту в цілому на всіх стадіях проектування. Для цього в підсистемах повинні передбачатися компоненти САПР, що здійснюють комплексне узгодження і контроль характеристик елементів і об'єкту в цілому.
Принцип інформаційної єдності полягає в тому, що в підсистемах, засобах забезпечення і компонентах САПР повинні використовуватися терміни, символи, умовні позначення, проблемно-орієнтовані мови програмування і способи представлення інформації, встановлені в галузях відповідними нормативними документами.
Принцип інваріантності зумовлює, що підсистеми і компоненти САПР повинні бути по можливості універсальними або типовими, тобто інваріантними до проектованих об'єктів і галузевої специфіки.
Принцип відвертості САПР визначає можливість внесення змін в систему під час її розробки і експлуатації. Розробка такого складного об'єкта, як САПР, займає тривалий час, тому економічно вигідно вводити в експлуатацію частини системи за станом їх готовності. Введений в експлуатацію базовий варіант системи надалі розширюється. Крім того, постійний прогрес обчислювальної техніки і обчислювальної математики приводить до появи нових, досконаліших математичних моделей і програм, які повинні замінювати старі, менш вдалі аналоги. Тому САПР повинна бути відкритою системою, тобто володіти властивістю зручності включення нових методів і засобів.
Принцип незалежності окремих підсистем (програм) САПР визначає можливість для підсистем (програм) введення в дію і функціонування їх
незалежно від інших підсистем. Цей принцип називається також модульним
принципом побудови САПР.
Принцип узгодженості автоматизованого (традиційного) проектування і САПР повинен враховуватися при впровадженні САПР на підприємстві, що вже діє, зі складеною структурою, взаємовідносинами, формами й способами використання проектної документації. При цьому впровадження САПР не повинне порушувати на тривалий час нормального функціонування підприємства.
Принцип ієрархічності реалізує комплексний підхід до автоматизації всіх рівнів проектування. Слід особливо підкреслити доцільність забезпечення комплексного характеру САПР, оскільки автоматизація проектування на одному з рівнів при збереженні старих форм проектування на сусідніх рівнях виявляється значно менш ефективною, ніж повна автоматизація всіх рівнів. Ієрархічна побудова відноситься не тільки до спеціального програмного забезпечення, але і до технічних засобів САПР, що розділяються на центральний обчислювальний комплекс і автоматизовані робочі місця проектувальників.
Застосування вказаних принципів в розробках конкретних САПР повинно бути логічно несуперечливим, таким, що не допускає виникнення абсурдних локальних рішень, ведучих до збоїв і розпаду системи в цілому.
З розвитком САПР істотно поліпшується якість проектів, проектувальник дістає можливість використовувати ефективні математичні моделі, методи моделювання і оптимізації на всіх основних стадіях проектування.
Використана література
Попов П.М. , Соколова О.Ф. «Проектно-технологические и управленческие функции по конструкции самолета (ЛА). Правила их формулирования»
Єсаулов С.М., Бабічева О.Ф. «Комп’ютерне проектування електромеханічних пристроїв»