Системы автоматизированного проектирования

    Организационное обеспечение (ОО) — совокупность документов, определяющих состав проектной организации, связь между подразделениями, организационную структуру объекта и системы автоматизации, деятельность в условиях функционирования системы, форму представления результатов проектирования. В ОО входят штатные расписания, должностные инструкции, правила эксплуатации, приказы, положения и т. п.

    В САПР как проектируемой системе, выделяют также эргономическое и правовое обеспечения.

    Эргономическое  обеспечение объединяет взаимосвязанные требования, направленные на согласование психологических, психофизиологических, антропометрических характеристик и возможностей человека с техническими характеристиками средств автоматизации и параметрами рабочей среды на рабочем месте. Правовое обеспечение состоит из правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании САПР, и юридический статус результатов ее функционирования.

    Рис. 1. Структура САПР 

3. Классификация САПР

    Существует  большое разнообразие систем автоматизированного  проектирования, которые используются на различных стадиях создания объекта. Можно привести следующую классификацию  САПР.

    1. По уровню формализации решаемых  задач:

    а) автоматические – системы, которые  позволяют полностью описать  решение задачи математически (на языке, понятном для ЭВМ). Эти системы  состоят из трех частей: формирование входной информации, проектирование (проведение расчетов), формирование выходной информации. Для решения задачи используются универсальные алгоритмы обработки информации. Такие системы обычно работают в автоматическом режиме;

    б) автоматизированные – системы, позволяющие  решать задачи, не поддающиеся полному математическому описанию. Проектирование в таких системах осуществляется под непосредственным контролем человека-оператора, чаще всего на уровне человеко-машинного диалога. Человек сам принимает решение там, где процесс проектирования не поддается математическому описанию или оценка проектных решений не имеет количественного выражения. При работе с такими системами активно используется профессиональный уровень проектировщика;

    в) эвристические – системы, организующие поиск решения задач, которые  невозможно описать математически. Это чаще всего графические системы, которые служат как бы контролером правильности действия конструктора-проектировщика, так как задача создания новой конструкции стоит перед ним, а не перед ЭВМ. Например, конструктор формирует изображение проектируемого объекта, что эквивалентно введению информации в память компьютера. Затем с помощью расчетных модулей осуществляется анализ конструкции. Полученные результаты тут же обрабатываются и выдаются на экране графического дисплея в виде эпюр, гистограмм, графиков и т. д. Далее, в зависимости от поставленной задачи, конструктор вносит изменения в первоначальный проект геометрии образа, и указанный процесс осуществляется заново. Таким образом, за определенное число графических итераций (итераций процесса) может быть получено оптимальное проектное решение.

    2. По специализации:

    а) специализированные – САПР, область  применения которых ограничивается определенным классом конструкций, например, САПР грузового автомобиля, строительных конструкций, авиастроения и т.д.

    б) универсальные (инвариантные) – САПР, область применения которых не ограничена определенными сферами применения.

    3. По технической организации:

    а) с центральным процессорным управлением. В таких системах вся основная информация, связанная с проектированием, обрабатывается мощной ЭВМ, а корректировка и ввод информации на местах осуществляются с помощью персональных компьютеров, соединенных интерфейсом с головной машиной. Данная технология сложилась исторически, т.к. сначала появились большие ЭВМ, для которых начали создаваться САПР. Позднее, с появлением более компактных компьютеров, начали создаваться различные средства автоматизации конструкторских работ.

    б) на базе автоматизированных рабочих  мест (АРМ) конструктора с собственными вычислительными ресурсами. В таких системах весь процесс проектирования осуществляется на АРМах за счет собственных вычислительных и графических средств, а более мощный компьютер служит только передаточным звеном с общей базой знаний. Данное направление является более прогрессивным по многим аспектам, главные из которых следующие: во-первых, процесс проектирования не зависит от выхода из строя одного из рабочих мест, как это имеет место в системах первого направления, где выход из строя основной ЭВМ практически срывает весь процесс проектирования; во-вторых, независимая обработка данных избавляет конструктора от потерь времени, связанных с выполнением задания другого конструктора, упрощает управление процессом проектирования.  

    Заключение

    В заключение отметим, благодаря системам автоматического проектирования САПР существенно (в несколько раз) сокращаются сроки исполнения и подготовки конструкторской и технической документации. Такой выигрыш во времени достигается за счет автоматизации большинства действий, связанных с этим процессом.  

    Кроме того, в результате использования  машинного проектирования ощутимо  улучшается качество, как технической  документации, так и непосредственно  самих конструкторских разработок. Конструктору, инженеру, проектировщику больше не приходится значительную часть своих усилий тратить на рутинные операции. Он может целиком сконцентрироваться на самом творческом процессе разработки. 

    САПР позволяют практически полностью исключить повторение одних и тех же действий. Например, если вы создали чертеж детали, а потом вам нужно эту же деталь начертить на другом чертеже (например, в составе сборочного чертежа), то вам не надо будет вычерчивать ее снова. Достаточно будет двух-трех секунд, чтобы скопировать построение с одного чертежа на другой. Стоит также отметить, что современные системы автоматического проектирования позволяют решать конструкторские задачи комплексно: от постановки задачи до получения чертежей и программ для оборудования (станков) с числовым программным обеспечением (ЧПУ). В конечном итоге это позволяет в несколько раз ускорить не только выполнение чертежей, но и изготовление самих деталей.

    Системы автоматизированного проектирования совершили революцию в промышленности, сократив объем ручного труда, повысив  точность конструирования, уменьшив количество ошибок, увеличив производительность проектировщиков и улучшив качество проектов. Но, как это обычно бывает, одни проблемы были решены, зато появились другие.

    Дело в том, что в погоне за функционалом многие разработчики САПР подзабыли о том, для кого он предназначен. В результате на рынке появились системы, которые содержат массу возможностей для автоматизации работы конструктора или технолога, но специалисты не в состоянии воспользоваться этим богатством из-за сложности освоения. Поэтому разработчикам САПР следует не только расширять, но и усиливать функциональность своих продуктов, т. е. делать наиболее востребованные инструменты более простыми в изучении и эффективными в использовании. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Список литературы

  1. Назаров С.А.  Информатика. Учебное пособие для студентов технических специальностей. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2008. – 222 с.

  2. Информатика: Базовый курс/ Под ред. С.В. Симоновича. – СПб. «Питер», 2004. – 640с.

  3. Красильникова Г. А. Автоматизация инженерно-графических работ. –СПб.: «Питер», 2000. – 256с.

  4. Кондаков А.И. САПР технологических процессов. – Академия, 2008. – 272 с.

  5. http://www.ru.wikipedia.org.– Википедия – свободная энциклопедия.

  6. http://www.intuit.ru.– Интернет университет информационных технологий.