ГЛАВА 7. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

7.1. Состав и структура САПР

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

Основное свойство САПР как системы проектирования состоит в том, что она обеспечивает получение законченных проектных решений и соответ­ ствующих этим решениям проектных документов. САПР состоит из компо­ нентов, выполняющих определенную функцию в системе, их называют обес­ печением.

Техническое обеспечение - устройства вычислительной и организа­ ционной техники, средства передачи данных, измерительные и другие уст­ ройства или их сочетания, необходимые для автоматизированного проекти­ рования.

Математическое обеспечение - совокупность математических мето­ дов, моделей и алгоритмов, необходимых для выполнения проектирования.

Программное обеспечение - документы с текстами программ, про­ граммы на машинных носителях и инструктивные документы для использо­ вания программ. Программное обеспечение (ПО) - это воплощенное на язы­ ках программирования математическое обеспечение: математические модели и алгоритмы. ПО, как правило, взаимодействует с информационным обеспе­ чением предметной области проектирования.

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

Лингвистическое обеспечение - совокупность языков описания ис­ ходных данных и заданий на проектирование, результатов проектирования, в том числе и промежуточных результатов, представленных в удобных для по­ нимания и практического применения формах. Для полноценной работы с использованием САПР пользователь должен освоить лингвистическое и ме­ тодическое обеспечение конкретной системы.

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

Организационное обеспечение - положения, инструкции, приказы, штатные расписания, квалификационные требования и другие документы, определяющие состав проектной организации и ее подразделений, связи ме­ жду ними, выполняемые функции, форму представления результатов проек­ тирования и порядок прохождения проектных задач.

Перечисленные компоненты выполняют заданную функцию и явля­ ются наименьшими, неделимыми, разработанными самостоятельно или по­ купными элементами САПР.

При проектировании все компоненты САПР функционируют во взаи­ модействии. Для пользователя аппаратные и программные средства высту­ пают как единое целое, образуя инструмент проектирования. Этот инстру­ мент сложен и неоднороден, в нем можно выделить отдельные структурные единицы: программно-методические (ПМК) и программно-технические ком­ плексы (ПТК), подсистемы САПР (рис. 7.1).

Программно-методический комплекс - совокупность взаимосвязан­ ных частей программного, математического, информационного, лингвисти­ ческого и методического обеспечений, необходимая для получения закон­ ченного 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 автоматизиро­ ванные рабочие места, включающие в себя ЭВМ, комплект периферийных устройств и ряд ПМК для выполнения проектных процедур.

ПТК

Рис. 7.1. Структура САПР: ПМК - программно-методический ком­ плекс; ПТК - программно-технический комплекс

В конкретных САПР можно выделить подсистемы.

Подсистема САПР - это составная структурная часть САПР, обла­

дающая всеми свойствами системы.

Подсистемы САПР могут быть проектирующими и обслуживающими.

Проектирующие подсистемы непосредственно участвуют в выполне­ нии проектных процедур, реализуют определенный этап проектирования или ipynny связанных проектных задач. Примерами проектирующих подсистем являются: подсистема эскизного проектирования; подсистема проектирова­ ния корпусных деталей; подсистема проектирования технологического про­ цесса механической обработки.

Обслуживающие подсистемы имеют общесистемное применение и обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, а также оформление, передачу и выдачу полученных в них результатов. 11римерами обслуживающих подсистем являются: система управления базами данных; подсистема документирования; подсистема графического ввода - вывода.

7.2. Стадии и принципы разработки САПР

При разработке САПР выполняются следующие стадии. Предпроектные исследования проводятся для обследования организа­

ции 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 тре­ бования. Этот документ разрабатывает организация - головной разработчик системы. Техническое задание должно содержать следующие основные раз­ делы:

-«Наименование и область применения» - полное наименование сис­ темы 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 крите­ рий эффективности функционирования;

-«Характеристика процесса проектирования» - общее описание про­ цесса 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 яв­ ляются стадиями выбора и обоснования вариантов для принятия окончатель­ ных 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 систе­ мами, где определяют состав проектных процедур и операций по подсисте­ мам, уточняют состав подсистем и взаимосвязи между ними; разрабатывают схему функционирования САПР;

-при принятии решений по математическому, лингвистическому, тех­ ническому, информационному н программному обеспечению САПР в целом

иподсистемам определяют: состав методов, математических моделей для проектных операций и процедур; состав языков проектирования; состав ин­ формации, объем, способы ее организации и виды машинных носителей ин­ формации; состав общего и специального программного обеспечения; состав технических средств (ЭВМ, периферийных устройств и других вычисляю­ щих и управляющих комплексов), рассчитывают технико-экономические по­ казатели 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 докумен­ тации, необходимой для создания и функционирования САПР.

Затем компоненты САПР изготовляют (получают) и отлаживают. Про­ изводят монтаж, наладку и испытание комплекса технических средств авто­ матизации проектирования и подготавливают организацию к вводу в дейст­ вие САПР.

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

При создании САПР используются следующие принципы:

1. САПР - это человеко-машинная система, в которой для автомати­ зации деятельности специалистов имеется информационно-вычислительная система. Процесс проектирования должен быть организован в ней таким об­ разом, чтобы повысить отдачу умственного труда, стимулировать его творче­

скую активность.

2. САПР - это открытая развивающаяся система, т.е. созданный вари­ ант системы может быть расширен. Развитие касается всех частей вычисли­ тельной системы (технической, информационной, программной) и исполь­ зуемых алгоритмов решения, так как возможно появление новых, более со­ временных математических моделей и программ, а также изменение объек­ тов проектирования.