Подсистемы САПР

1. Определение и классификация САПР

Система автоматизированного проектирования (САПР) - это организационно-технический комплекс, состоящий из большого количества взаимосвязанных и взаимодействующих компонентов.

Создание и ввод в действие системы автоматизированного проектированиякак новой высокоэффективной технологии проектирования - один из важнейших факторов ускорения научно-технического прогресса. САПР позволяет перейти к индустриальным методам проектирования.

Проектировщик при функционировании САПР имеет возможность творчески просматривать, сопоставлять и анализировать десятки и сотни различных вариантов проектных решений. При автоматическом проектировании появляется возможность математически смоделировать поведение объектов (проектных решений), осуществить оптимизацию и выбрать лучший вариант проекта.

Особенностью автоматизированного проектирования является формирование в памяти ЭВМ модели проектируемого объекта, содержащей всю необходимую информацию. Это позволяет в любой момент вывести из модели информацию, необходимую технологу, что дает возможность рационально организовать проектные процедуры.

Проектирование - это творческий процесс, формализовать который полностью не удается. Средства автоматизации выступают в роли «собеседника» с пользователем. Проектирование ведется под управлением человека, и он принимает особо важные решения. Наименее формализуемые - ранние стадии проектирования, а трудоемкие процедуры по оформлению текстовой и графической документации полностью поддаются формализации, что позволяет резко сократить трудоемкость работ.

Развитие автоматизации проектирования идет по следующим направлениям:

- математическое моделирование технологических решений;

- разработка вычислительных методов поиска наилучших технологических решений;

- создание информационных баз данных для технической проработки отдельных объектов проектирования на различных этапах;

- создание эффективных программно-технических комплексов и средств, обеспечивающих оперативную работу проектировщика в САПР.

В САПР должна быть достигнута комплексная автоматизация всех видов работ проектировщика.

Объектами проектирования в САПР являются технологические процессы.

Основная функция САПР - осуществление автоматизированного проектирования объектов и их частей на основе применения математических и других моделей автоматизированных проектных процедур и средств вычислительной техники.

Цель создания САПР - повышение технического уровня и качества проектируемых объектов, сокращение сроков, уменьшение стоимости и трудоемкости проектных работ.

Среди возможных проектных задач САПРразличают четыре, связанных с различными типами объектов проектирования.

1. Проектируемый объект может быть скомпонован из готовых элементов и блоков, при этом имеются наибольшие возможности применения ЭВМ для автоматизации процедур документирования, составления спецификации, для оценки и выбора различных вариантов компоновочных решений.

2. При проектировании объекта нет полного набора готовых компонентов, но существуют аналогичные, из которых изменением параметров можно получить недостающие. ЭВМ в данном случае дополнительно используется для анализа и оценки вариантов, построения компоновок.

3. Не существует аналогичных элементов, но известны принципы их построения. Применение ЭВМ возможно в математических моделях, используемых для нахождения искомых конструкторских решений.

4. Принципы построения элементов объекта не известны. ЭВМ в этом случае применяется для составления моделей различных процессов и явлений в период проведения научного эксперимента путем получения соответствующих моделей и выработки на этой стадии решений.

САПР можно рассматривать как систему, основанную на регулярном применении современных математических методов и средств вычислительной техники в процессе проектирования, в организации и управлении проектными работами.

Различают следующие виды САПР:

- уникальные - имеют межотраслевой характер и создаются для решения крупнейших народнохозяйственных задач;

- универсальные - САПР отраслевого назначения с системой коллективного пользования, обеспечивающие проектирование всей номенклатуры изделий отрасли;

Они обычно строятся по двухуровневому принципу. На первом уровне - мощная ЭВМ, на втором - периферические ЭВМ, обслуживающие отдельные терминалы, устройства и абонентские пульты.

- специализированные САПР проектной организации - система коллективного пользования, ориентированная на выполнение массовых проектных работ по конкретному изделию, может быть реализована на средних по мощности ЭВМ;

- индивидуальные - предназначены для отдельных видов инженерных расчетов и проектных работ. Для реализации используют мини- и микроЭВМ.

В зависимости от уровня автоматизации процесса проектирования различают САПР:

- низкоавтоматизированные - количество автоматизированных проектных процедур до 25 % общего количества;

- среднеавтоматизированные - 25-50 % проектных процедур охвачено автоматизацией;

- высокоавтоматизированные - свыше 50 % процедур автоматизировано.

По комплектностиавтоматизации процессов проектирования САПР бывают:

- одноэтапные - выполняют один этап проектирования из всех предусмотренных проектируемой системой;

- многоэтапные - выполняют несколько этапов проектирования;

- комплексные - разрабатывают все этапы.

По характеру выполняемых проектных документов различают САПР:

- текстовых документов на бумажной ленте или листе;

- текстовых и графических документов на бумажной ленте или листе;

- документов на машинных носителях, включая документы на перфоносителях (перфокартах, перфолентах) и на магнитных носителях;

- документов на фотоносителях, в том числе на микрофильмах, микрофишах, фотошаблонах и т.п.;

- документов на двух типах носителей информации;

- документов на всех типах носителей.

Различают два уровня построения САПР:

- одноуровневая - система построена на основе ЭВМ среднего или высокого класса с серийным набором периферийных устройств, который может быть дополнен некоторыми средствами обработки графической информации;

- многоуровневая - система построена на использовании ЭВМ высокого класса и автоматизированных рабочих мест, включающих мини-ЭВМ.

САПР может функционировать либо как самостоятельная система, либо как связанная с другими подсистемами и банками данных других подсистем.