Система автоматизированного проектирования

Система автоматизированного проектирования (САПР) представляет собой комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов, выполняющих проектирование (ГОСТ 22487-77).

Система автоматизированного проектирования, как и любая сложная система, состоит из подсистем. Различают следующие подсистемы:

1) проектирующая – для непосредственного выполнения проектных процедур, например, для геометрического моделирования, изготовления документации, инженерных расчетов и т.д.;

2) обслуживающая – для обеспечения функционирования проектирующих подсистем (операционная система, система управления базами данных – СУБД, обучающие системы, сетевое программное обеспечение и т.д.).

В САПР принято выделять семь видов обеспечения:

1) техническое обеспечение – аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое коммутационное оборудование, линии связи, измерительные устройства);

2) математическое обеспечение – заложенные в систему математические методы, модели и алгоритмы;

3) программное обеспечение – компьютерные программы;

4) информационное обеспечение – банки данных, информаци-онные фонды, каталоги, библиотеки, справочники на машинных носителях;

5) лингвистическое обеспечение – языки общения проекти-ровщика с ЭВМ, языки программирования, языки обмена данными (трансляторы) между техническими и программными средствами;

6) методическое обеспечение – инструкции пользователя, методики проектирования;

7) организационное обеспечение – документация, регламен-тирующая работу проектной организации (инструкции, приказы, штатное расписание, режим коллективного проектирования).

В области общего машиностроения принято выделять следующие разновидности САПР:

· САПР на базе подсистемы машинной графики и геомет-рического моделирования;

· САПР на базе СУБД (в основном используется в технико-экономических приложениях);

· САПР на базе конкретного прикладного пакета (математи-ческое моделирование, инженерный анализ);

· комплексные интегрированные САПР.

Аспекты создания САПР отражены в ГОСТ 34.601-90. При создании САПР реализуется комплексный иерархический подход.

· Отдельные подсистемы САПР должны отвечать принципам совместимости и системного единства, быть информационно согласованными, иначе САПР из целостной иерархической системы превращается в совокупность разрозненных аппаратных и программных средств.

· В любом случае САПР принято строить как открытую развивающуюся систему, замыкающим звеном которой является инженер-проектировщик. Открытость САПР означает ее перено-симость на другие платформы и модифицируемость.

· Принцип типизации предусматривает разработку и исполь-зование типовых и унифицированных элементов САПР. Типизируют элементы, имеющие перспективу многократного использования.

· Промышленные САПР, как правило, проходят сертификацию.

Для современных САПР характерен ряд признаков:

· объектно-ориентированное взаимодействие человека и ЭВМ. Пользователь работает в режиме манипулирования изображениями заготовок, деталей, сборочных единиц, со схемами, текстом и т.д. в реальном масштабе времени. В основу манипулирования заложено программирование соответствующих процедур, выполняемых ЭВМ. Человек видит информационные объекты, получаемые с помощью средств вывода информации, и воздействует на них за счет устройств ввода информации;

· сквозная информационная поддержка на всех этапах обработки информации на основе интегрированной базы данных. База данных предусматривает единую унифицированную форму представления, хранения, поиска, отображения, восстановления и защиты информации;

· безбумажный процесс обработки информации. Все промежуточные варианты и необходимые численные данные записываются на машинных носителях и доводятся до пользователя через экран монитора. На бумаге фиксируется только окончательный вариант документа: чертеж, технологическая карта, карта эскизов и т.д.

Для САПР характерны два режима функционирования [2]:

1. Режим пакетной обработки (автоматический режим) – предусматривает решение задач без вмешательства в этот процесс проектировщика на промежуточных этапах. Его применяют лишь в тех случаях, когда удается заранее предусмотреть все возможные ситуации при решении и формализовать выбор продолжений решения в точках ветвления алгоритма.

2. Диалоговый режим (оперативный, или интерактивный). Его используют, если существуют трудноформализуемые процедуры принятия решения; когда объем исходной вводимой информации недостаточен для полного описания алгоритма проектирования. На основе диалогового режима возможно создание пакетов самообу-чающихся программ, позволяющих накапливать опыт проектирования и формировать алгоритмы классификации, генерирования понятий, поведения объекта проектирования.

Для САПР технологических процессов обычно характерен диалоговый режим работы, т.к. решение технологических задач часто затруднено наличием большого количества влияющих факторов и отсутствием точных закономерностей проектирования.