- •Г.Г. Кашеварова
- •ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
- •Кашеварова, Г.Г.
- •1. Проектирование объектов строительства
- •2. Проектная документация
- •3. Проектирование как объект автоматизации. Распределение функций между ЭВМ и проектировщиком
- •2. Иерархичность и декомпозиция описания объектов проектирования
- •3. Многоэтапность и итерационность процесса проектирования
- •Контрольные вопросы
- •1. Этапы развития САПР
- •1. Основные принципы построения САПР
- •3. Информационное обеспечение САПР
- •6. Методическое обеспечение
- •7. Организационное обеспечение
- •Контрольные вопросы
- •4. Устройства подготовки данных и архива проектных решений
- •Контрольные вопросы
- •1. Требования к ИВС
- •2. Классификация ИВС
- •1. Кабельная система (топология локальных сетей)
- •Контрольные вопросы
- •1. О необходимости применения в строительном проектировании Internet-технологий
- •2. Общая характеристика и интеграция глобальных компьютерных сетей
- •1. IP-адрес компьютера
- •1. Электронная почта E-mail
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •Таблица А "Сотрудники"
- •Таблица А "Поставщики"
- •3. Информационные системы
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •1. Схематизация геометрической формы проектируемого объекта, назначение граничных условий
- •Контрольные вопросы
- •1. Системы архитектурного проектирования
- •2. Системы конструкторского проектирования
- •3. Системы проектирования инженерного оборудования
- •5. Универсальный конечно-элементный программный комплекс ANSYS
- •Контрольные вопросы
- •2. Этап дискретизации модели
- •4. Этап анализа (оценки) результатов компьютерного моделирования
- •Контрольные вопросы
- •1. Технологическая линия проектирования МАЭСТРО
- •AutoCAD
- •Генплан, транспорт, геоинженерия
- •Контрольные вопросы
Контрольные вопросы
1.Раскройте понятие «проектирование».
2.Что такое «техническое задание на проектирование».
3.Что представляет собой проект здания или сооружения?
4.Раскройте сущность проектной документации.
5.Каковы цели и задачи автоматизации проектирования?
6. Опишите виды деятельности проектировщика и роль авто матизированных систем проектирования в них.
7. Раскройте сущность системного подхода.
8. Укажите сходство и различие между системным и традици онным подходом к процессу проектирования.
9. Раскройте основные методологические принципы системно структурного анализа.
10.Какие варианты стадийности проектирования существуют
впроектировании строительных объектов?
ЛЕКЦИЯ 2
САПР ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА.
КОМПЛЕКС СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ САПР
§1. И с т о р и я САПР. Т е н д е н ц и и
И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
Согласно ГОСТ 23501.0-79 САПР представляет собой ком плекс средств автоматизации и проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектных организаций или кол лективами специалистов (пользователей), выполняющих автомати зированное проектирование.
1. Этапы развития САПР
САПР, как и другие автоматизированные системы, является непрерывно развивающейся системой. Пожалуй, трудно назвать другую область человеческой деятельности, которая развивалась бы с такой быстротой. Условно можно выделить следующие этапы развития САПР:
1. 1950-60 годы. Появление ЭВМ I—II поколения со слабой пе риферией. Основными задачами разработчиков САПР на этом этапе являлись: максимальная формализация проектных задач, выбор ме тодов их решения, написание программ на ЭВМ. Роль проектиров щика сводилась к формулировке целей задачи, подготовке исходной информации для расчета на ЭВМ, работе в пакетном режиме.
2. 1960-70 годы. Переход от отдельных частных программ к системному выбору проектных операций и процедур, подлежащих автоматизации; составление математических моделей, статический и динамический анализ конструкций, бурное развитие численных методов решения (ЧМ). Особое внимание уделяется разработке методов численного решения больших систем линейных алгебраи ческих уравнений (СЛАУ).
3.1970-80 годы. Появление ЭВМ III поколения способствует созданию отдельных подсистем, технологических линий, фрагмен тов САПР. Основное внимание при этом уделяется методам расчета напряженно-деформированного состояния, разработке и численной реализации метода конечных элементов (МКЭ).
4.1980-90 годы. Развитие САПР идет по пути повышения степе™ автоматизации проектных процедур и обеспечения сквоз ного проектирования. Основной акцент делается на выборе рас четных схем.
5.С 1990 года - по настоящее время. Создание мощных супер ЭВМ способствует бурному развитию всевозможных САПР, АСУ, ГИС и порождает сквозные автоматизированные системы, обеспе чивающие возможность передачи информации из одной системы
вдругую. Сквозные системы - это всеобъемлющий набор средств для автоматизации процессов проектирования, расчетов и конст руирования, технологической подготовки производства для различ ных объектов, в том числе объектов строительства.
2. Понятие о системах CAD/CAE/CAM/ PDM. Концепция комплексной автоматизации
Существует целый спектр устойчивых, общепринятых аббре виатур в области АС, расшифровка которых фактически дает клас сификацию АС по сложившимся к настоящему времени основным сферам их применения.
Термин САПР является смысловым эквивалентом английского CAD (сокращенное английское Computer Aided Design) и означает
проектирование с помощью ЭВМ или «системы машинного проек тирования». Развитие САПР во всем мире в определенной мере на правлено на интеграцию программных продуктов в единую про граммную платформу.
Системы |
автоматизации |
проектирования |
и производства |
в масштабах |
предприятия за |
рубежом принято |
определять как |
CAD/CAE/CAM-системы. Функции автоматизации графических работ принимают на себя CAD-системы; модули CAE (Computer Aided Engineering) выполняют инженерные расчеты и анализ про
ектных решений; системы САМ (Computer Aided Manufacturing) служат для технологической подготовки производства.
Системы CAD/CAE/CAM представляют собой не просто объ единенный набор отдельных программных решений, а целостную интегрированную систему взаимосвязанных инструментальных модулей, способных функционировать на различных технических платформах, позволяющих в масштабе целого предприятия логиче ски связывать всю информацию об объекте, обеспечивать быструю обработку и доступ к ней пользователей, работающих в разнород ных системах, т.е. осуществлять комплексную автоматизацию.
Для реализации этих возможностей требуется соответствую щая информационная поддержка со стороны систем PDM {Product Data Management).
Системы CAD/CAM/CAE/PDM могут поддерживать техноло гию параллельного проектирования и функционирования различ ных подразделений, согласовано выполняющих в рамках единой компьютерной модели операции проектирования, сборки, тести рования, подготовки производства и поддержки объекта в течение всего его жизненного цикла, что способствует значительному улучшению качества, повышению эффективности капиталовложе ний, сокращению затрат труда, сроков и стоимости возведения объектов и комплексов.
В строительном проектировании под САПР чаще всего пони мают интеграцию CAD и САЕ. Несколько отдельно стоят САМсистемы автоматизации производства. В строительстве цепочка CAD/CAE/CAM крайне редка и в настоящее время реализована только при проектировании и производстве металлоконструкций.
Сегодня рынок САПР растет и, как любая растущая система, имеет свои особенности развития. В России, как и на Западе, рас тет интерес к интегрированным решениям CAD/CAE/CAM/PDM, а самые передовые организации рассматривают возможность по строения единого информационного пространства, в котором САПР взаимодействует с системами управления предприятием (ERP). Наблюдается постепенный переход от внедрения локаль ных рабочих мест проектировщика к автоматизации целых подраз делений и предприятий.
3. Автоматизированные системы в строительстве сегодня, тенденции и перспективы развития САПР
В настоящее время, как и ранее, в строительной отрасли акту альна задача повышения качества планировочных, архитектурных и строительных решений, снижения стоимости зданий и сооружений, а также жилых домов, сокращения удельных капитальных вложе ний на единицу вводимой в действие мощности. Решение этих задач возможно лишь при достижении высокого качества всех проектных разработок.
К сожалению, на современном этапе в большинстве организа ций строительного комплекса не существует единой программной платформы, способной комплексно решить эти задачи, а функцио нируют отдельные автоматизированные системы (АС):
♦АС планирования капитального строительства;
♦АС управления предприятием (АСУ);
♦АС управления технологическими процессами (АСУТП);
♦система автоматизации проектных работ (САПР);
♦АС обработки данных и документации;
♦и ряд других систем.
До недавнего времени создание отдельных АС строительства происходило, как правило, без обоснования их структуры, взаимоподчиненности и, что особо важно, без необходимой взаимосвязи. Отсутствие прямых и обратных связей между этими системами вызвало необходимость создания для каждой системы отдельного информационного обеспечения и отдельной автоматизированной системы обработки данных и документации. Такая разобщенность систем обусловлена рядом причин. С одной стороны, все строи тельные организации и предприятия строительной индустрии тесно связаны между собой принципами глубокой специализации и коопе рирования, общими объектами строительства и конечными результа тами своей деятельности. С другой стороны, природа и структура строительной отрасли в целом такова, что инженер-проектировщик и инженер-строитель редко являются одним лицом или хотя бы ра ботают в одной организации, поэтому у них мало заинтересованно сти в достижении оптимального решения. Разобщенность систем
отражала сложившуюся разобщенность планирования, проектиро вания, организации строительства, управления.
Непременными условиями высокой эффективности автомати зированных систем в строительстве должны быть их четкое взаимо действие и взаимосвязь на научной системотехнической основе. Только в этом случае возможно сокращение затрат труда, сроков и стоимости возведения объектов и комплексов, использование ре зервов повышения эффективности капиталовложений.
Что касается систем автоматизированного проектирования
(САПР), в настоящее время еще многие проектные организации предпочитают осуществлять внедрение средств автоматизации в процесс проектирования лишь для решения отдельных, особо сложных задач, таких как выполнение расчетов и выпуск чертежей. Во многих проектных организациях в эксплуатации находятся неодно родные системы, основной недостаток которыхслабая совмести мость. Причина этого очевиднапрограммы архитектурно-строи тельного проектирования (АЕС) создавались различными разработчи ками независимо друг от друга, поэтому методы описания строительных конструкций, элементов зданий и других объектов в них отличаются, так как соответствуют потребностям различных сфер деятельности. Неоднородность прикладного программного обеспечения усугубляется неоднородностью инструментальной базы систем CAD/CAM/CAE, к которой можно отнести системные программно-аппаратные средства, включая средства организации локальных вычислительных сетей, и системы управления базами данных.
Современный уровень проектных работ должен базироваться:
♦на единых компьютерных технологических платформах;
♦накоплении, использовании и обмене данными в электрон ном виде на всех этапах проекта (без дублирования и связанных
сним потерь), в том числе в среде Internet;
♦информационной поддержке проекта на протяжении всего жизненного цикла строительного объекта, при соблюдении требова ний целостности данных в части сохранения причинно-следственных связей.