Реферат Развитие систем автоматизированного проектирования. Реферат по теме Развитие систем автоматизированного проектирования
 Скачать 30.06 Kb.
|
|
КАФЕДРА _______________________________________________________ (наименование кафедры) Реферат по теме: « Развитие систем автоматизированного проектирования» Выполнил: студент гр. ___________ Проверил: _____________________ _____________________ 2022 Реферат на тему: Развитие систем автоматизированного проектирования (САПР) ВВЕДЕНИЕ 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1 Общие положения 1.2 Основные принципы создания САПР 1.3 Состав и структура САПР 1.4 Виды обеспечения САПР и требования к ним 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОЗНАЧЕНИЯ 2.1 Классификация САПР 2.2 Обозначение САПР 3. ВНЕДРЕНИЕ САПР В ПРЕДПРИЯТИЕ 3.1 Какая САПР нужна предприятию? 3.2 Практические аспекты внедрения САПР ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ВВЕДЕНИЕ Увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение сроков проектирования, повышение качества разработки проектов - важнейшие проблемы, решение которых определяет уровень ускорения научно-технического прогресса общества. Развитие систем автоматизированного проектирования (САПР) опирается на прочную научно-техническую базу. Это - современные средства вычислительной техники, новые способы представления и обработки информации, создание новых численных методов решения инженерных задач и оптимизации. Системы автоматизированного проектирования дают возможность на основе новейших достижений фундаментальных наук отрабатывать и совершенствовать методологию проектирования, стимулировать развитие математической теории проектирования сложных систем и объектов. В настоящее время созданы и применяются в основном средства и методы, обеспечивающие автоматизацию рутинных процедур и операций, таких, как подготовка текстовой документации, преобразование технических чертежей, построение графических изображений и т.д. Цель исследования - Изучить систему автоматизации проектных работ (САПР). Объект исследования - Положения САПР. Предмет исследования - Актуальность развития систем автоматизированного проектирования. Методы исследования - в процессе проведения исследований применялись описание, анализ литературы. 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1 Общие положения САПР - организационно-техническая система, входящая в структуру проектной организации и осуществляющая проектирование при помощи комплекса средств автоматизированного проектирования (КСАП). Взаимодействие подразделений проектной организации с комплексом средств автоматизации проектирования регламентируется организационным обеспечением. Основная функция САПР состоит в выполнении автоматизированного проектирования на всех или отдельных стадиях проектирования объектов и их составных частей. 1.2 Основные принципы создания САПР При создании САПР и их составных частей следует руководствоваться следующими основными принципами: системного единства; совместимости; типизации; развития. Принцип системного единства должен обеспечивать целостность системы и системную связность проектирования отдельных элементов и всего объекта проектирования в целом (иерархичность проектирования). Принцип совместимости должен обеспечивать совместное функционирование составных частей САПР и сохранять открытую систему в целом. Принцип типизации заключается в ориентации на преимущественное создание и использование типовых и унифицированных элементов САПР. Типизации подлежат элементы, имеющие перспективу многократного применения. Типовые и унифицированные элементы, периодически проходят экспертизу на соответствие современным требованиям САПР и модифицируются по мере необходимости. Создание САПР с учетом принципа типизации должно предусматривать: разработку базового варианта КСАП и (или) его компонентов; создание модификации КСАП и (или) его компонентов на основе базового варианта. Принцип развития должен обеспечивать пополнение, совершенствование и обновление составных частей САПР, а также взаимодействие и расширение взаимосвязи с автоматизированными системами различного уровня и функционального назначения. Работы по развитию САПР, модернизации составных частей САПР выполняют по техническому заданию. 1.3 Состав и структура САПР Составными структурными частями САПР, жестко связанными с организационной структурой проектной организации, являются подсистемы, в которых при помощи специализированных комплексов средств решается функционально законченная последовательность задач САПР. По назначению подсистемы разделяют на проектирующие и обслуживающие. Проектирующие подсистемы имеют объектную ориентацию и реализуют определенный этап (стадию) проектирования или группу непосредственно связанных проектных задач. Примеры проектирующих подсистем: подсистема эскизного проектирования; подсистема проектирования корпусных деталей; подсистема проектирования технологических процессов механической обработки. Обслуживающие подсистемы имеют общесистемное применение и обеспечивают поддержку функционирования проектирующих подсистем, а также оформление, передачу и выдачу полученных в них результатов. Примеры обслуживающих подсистем: автоматизированный банк данных; подсистема документирования; подсистема графического ввода/вывода. Системное единство САПР обеспечивается наличием комплекса взаимосвязанных моделей, определяющих объект проектирования в целом, а также комплексом системных интерфейсов, обеспечивающих указанную взаимосвязь. Системное единство внутри проектирующих подсистем обеспечивается наличием единой информационной модели той части объекта, проектное решение по которой должно быть получено в данной подсистеме. Формирование и использование моделей объекта проектирования в прикладных задачах осуществляется КСАП системы или подсистемы. Структурными частями КСАП в процессе его функционирования являются программно-методические (ПМК) и программно-технические (ПТК) комплексы (далее - комплексы средств), а также компоненты организационного обеспечения. Комплексы средств могут объединять свои вычислительные и информационные ресурсы, образуя локальные вычислительные сети подсистем или систем в целом. Структурными частями комплексов средств являются компоненты следующих видов обеспечения: программного, информационного, методического, математического, лингвистического « технического. Компоненты видов обеспечения выполняют в комплексах средств заданную функцию и представляют наименьший (неделимый) самостоятельно разрабатываемый (или покупной) элемент САПР (например: программа, инструкция, дисплей и т. д.). Эффективное функционирование КСАП и взаимодействие структурных частей САПР всех уровней должно достигаться за счет ориентации на стандартные интерфейсы и протоколы связи, обеспечивающие взаимодействие комплексов средств. Эффективное функционирование комплексов средств должно достигаться за счет взаимосогласованной разработки (согласования с покупными) компонентов, входящих в состав комплексов средств. КСАП обслуживающих подсистем, а также отдельные ПТК этих подсистем могут использоваться при функционировании всех подсистем. 1.4 Виды обеспечения САПР и требования к ним Стандарты по САПР требуют выделения в качестве самостоятельного компонента организационного обеспечения, которое включает в себя положения, инструкции, приказы, штатные расписания, квалифицированные требования и другие документы, регламентирующие организационную структуру подразделений проектной организации и взаимодействие подразделений с комплексом средств автоматизированного проектирования. Функционирование САПР возможно только при наличии и взаимодействии перечисленных ниже средств: программного обеспечения; методического обеспечения; математического обеспечения; лингвистического обеспечения; технического обеспечения; организационного обеспечения. Программное обеспечение САПР . Программное обеспечение САПР представляет собой совокупность всех программ и эксплуатационной документации к ним, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования. Программное обеспечение делиться на общесистемное и специальное (прикладное) ПО. Общесистемное ПО предназначено для организации функционирования технических средств, т. е. для планирования и управления вычислительным процессом, распределения имеющихся ресурсов, о представлено различными операционными системами. В специальном ПО реализуется математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных процедур. Требования к компонентам программного обеспечения Компоненты программного обеспечения, объединенные в программно-методический комплекс (ПМК) и программно-технических комплексов (ПТК), должны иметь иерархическую организацию, в которой на верхнем уровне размещается монитор управления компонентами нижних уровней программными модулями. Программный модуль должен: регламентировать функционально законченное преобразование информации; быть написанным на одном из стандартных языков программирования; удовлетворять соглашениям о представлении данных, принятым в данной быть оформленным в соответствии с требованиями ЕСДП. Монитор предназначен для: управления функционированием набора программных модулей ПМК, включая контроль последовательности и правильности исполнения; реализации общения пользователя с ПМК и программных модулей с соответствующими базами данных (БД); сбора статистической информации. 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОЗНАЧЕНИЯ 2.1 Классификация САПР Основные задачи классификации САПР. На основе классификации САПР решают следующие основные задачи: формирование укрупненного формализованного описания САПР по совокупности установленных признаков классификации; обозначение САПР, создаваемых в организациях отраслей промышленности и в строительстве; планирование повышения значений уровня автоматизации проектирования, комплексности автоматизации проектирования и др. показателей САПР в процессе их создания и развития; создание условий для разработки технически обоснованных норм обеспечения процесса создания, функционирования и развития САПР специалистами, техническими средствами, энергией, информацией, финансовыми и другими ресурсами. Формализованное описание САПР включает в себя коды классификационных группировок САПР по установленным настоящим стандартом признакам классификации; наименования классификационных группировок, соответствующие приведенным кодам; указания, в соответствии с какими классификаторами, стандартами или методиками определены коды каждой классификационной группировки. Для классификации САПР использован фасетный метод классификации. Установлены следующие признаки классификации САПР: тип объекта проектирования; разновидность объекта проектирования; сложность объекта проектирования; уровень автоматизации проектирования; комплексность автоматизации (проектирования; характер выпускаемых документов; количество выпускаемых документов; количество уровней в структуре технического обеспечения. 2.2 Обозначение САПР Идентификатор представляет собой условное сокращенное обозначение или наименование САПР (подсистемы САПР), например: САПР, САПР-К, САПР-Т, АБД, Кондуктор-2ЕС, Автоштамп и т. п. Код организации-разработчика устанавливают по Общесоюзному классификатору предприятий, учреждений и организаций (ОКНО). Код классификационной характеристики включает в себя две первые классификационные группировки САПР по типу объекта проектирования и по разновидности объекта проектирования Код классификационной группировки по разновидности объекта проектирования для САПР в целом и проектирующих подсистем САПР присваивают в соответствии с принятой классификацией на объекты проектирования, для которых создают САПР (подсистему САПР). Код классификационной группировки по разновидности объекта проектирования для обслуживающих подсистем присваивают по отраслевым классификаторам, а в случае их отсутствия, в качестве кода приводят порядковый регистрационный номер обслуживающей подсистемы в составе САПР. Порядковый регистрационный номер САПР (подсистемы САПР) устанавливают в порядке возрастания, начиная с 001 до 999, при централизованном присвоении обозначений системам (подсистемам), например, головной организацией по САПР в отрасли. В остальных случаях порядковый регистрационный номер в обозначении САПР (подсистемы САПР) допускается опускать. Допускается в конце обозначения через дефис проставлять год ввода системы (очереди системы) в промышленное функционирование. Обозначение САПР используют для идентификации систем и подсистем, а также при обозначении документов, разрабатываемых при создании САПР. 3. ВНЕДРЕНИЕ САПР В ПРЕДПРИЯТИЕ 3.1 Развитие CAD-систем следовало двум подходам к плоскому моделированию, которые получили название твердотельный и чертежный. Чертежный подход оперирует такими основными инструментами как отрезки, дуги, полилинии и кривые. Операциями моделирования на их основе являются продление, обрезка и соединение. В твердотельном подходе основными инструментами являются замкнутые контуры, а остальные элементы играют вспомогательную роль. Главными операциями моделирования являются булевы объединение, дополнение, пересечение. Характеристики использовавшегося для САПР вычислительного оборудования значительно различаютя. Аппаратной платформой CAD/CAM-систем верхнего уровня были дорогие высокопроизводительные рабочие станции. Такая техника позволяета выполнять сложные операции как твердотельного, так и поверхностного объемного моделирования применительно к деталям и сборочным узлам из многих деталей. Идеология систем объемного моделирования базируется на объемной мастер-модели; при этом определяется геометрия поверхности не по проекциям отдельных сечений, а интегрально - для всей спроектированной поверхности. Используя модель, можно получить информацию о координатах любой точки на поверхности, а также сформировать плоские изображения: виды, сечения и разрезы. Геометрическая модель позволяет легко получить такие локальные характеристики как нормали, кривизны и интегральные характеристики - массу, объем, площадь поверхности, момент инерции. Системы объемного моделирования также базируются на двух подходах к построению поверхностей модели: поверхностном и твердотельном. При использовании поверхностного моделирования конструктор определяет изделие семейством поверхностей. При твердотельном способе конструктор представляет изделие семейством геометрических примитивов, таких как куб, шар, цилиндр, пирамида, тор. В отличие от чертежа модель является однозначным представлением геометрии и количественного состава объекта. Если в сборочном чертеже болт представляется несколькими видами, то в объемной сборке - одним объектом, моделью болта. Поверхностное моделирование получило большее распространение в инструментальном производстве, а твердотельное - в машиностроении. Современные системы, как правило, содержат и тот, и другой инструментарий и позволяют работать как с телами, так и с отдельными поверхностями, используя булевы и поверхностные процедуры. В области автоматизации проектирования унификация основных операций геометрического моделирования привела к созданию универсальных геометрических ядер, предназначенных для применения в разных САПР. Распространение получили два геометрических ядра: Parasolid (продукт фирмы Unigraphics Solutions) и ACIS (компания-разработчик Spatial Technology). Ядро Parasolid стало ядром твердотельного моделирования для CAD/CAM Unigraphics, Необходимость обмена данными между различными системами на различных этапах разработки продукции способствует стандартизации описаний геометрических моделей. ( На пример фирма Autodesk в своих продуктах использует формат DXF (Autocad Data eXchange Format)). Развитием микропроцессоров приводит к возможности использования CAD/CAM-систем верхнего уровня. Ряд CAD/CAM систем среднего и нижнего уровней был разработан в России. Наибольшее распространение среди них получили Компас (компания Аскон) и T-Flex CAD (Топ Системы) и некоторые другие. Важныйтый этап характеризуется интеграцией CAD/CAM/CAE-систем с системами управления проектными данными PDM и с другими средствами информационной поддержки изделий. На этом этапе в основу процессов проектирования и производства была положена геометрическая модель изделия, которая применялась на всех этапах подготовки производства. При такой форме организации производства начинают эффективно функционировать сквозные процессы, опирающиеся на геометрию модели. В первую очередь это подготовка производства с помощью CAM-систем. Сложность геометрии современных изделий неуклонно возрастает, и изготовление их без геометрической модели практически невозможно. Максимальная эффективность от внедрения САПР достигается тогда, когда система включает в себя не только конструкторское, но и технологическое проектирование. Сложность управления проектными данными, необходимость поддержания их полноты, достоверности и целостности, необходимость управления параллельной разработкой привели к созданию системам управления проектными данными PDM (Product Data Management). Среди российских систем PDM наиболее известными являются Лоцман:PLM компании Аскон, PDM STEP Suite, разработанная под НПО "Прикладная логистика", Party Plus компании Лоция-Софт и т.д. Итак, термин САПР (система автоматизации проектирования) подразумевает комплексный подход к разработке изделия и включает совокупность систем CAD/CAM/CAE. Развитие систем геометрического моделирования, анализа и расчета характеристик изделия сопровождается интеграцией в рамках предприятия. Позволяют хранить и управлять проектно-конструкторской документацией на разрабатываемые изделия, вносить в документацию изменения, поддерживать хранение истории этих изменений. Распространение функций PDM-систем на все этапы жизненного цикла продукции превращает их в системы PLM (Product Lifecycle Management). Развитие систем PLM обеспечивает максимальную интеграцию процессов проектирования, производства, модернизации и сопровождения продукции предприятия способствует интегрированной поддержке жизненного цикла изделия. Выбор той или иной САПР в каждом конкретном случае определяется потребностями предприятия, особенностями подготовки и выпуска продукции, опытом и квалификацией сотрудников и т.д. Этот выбор далеко не так прост, как может показаться на первый взгляд. Как показывает практика, приобретение мощных дорогостоящих систем зачастую не позволяет решить все проблемы конструкторских и технологических служб, их внедрение вызывает большие трудности и, следовательно, результат инвестиций в САПР остается отрицательным. Сегодня потребитель предпочитает комплексное решение имеющихся проблем, включая выбор оптимальной спецификации программно-аппаратных средств, его интересуют вопросы их увязки и интеграции друг с другом, подбора и тестирования оборудования, его внедрения, обучение персонала, запуска программно-аппаратного комплекса и его последующей технической поддержки. В связи с этим перед промышленным предприятием достаточно остро встает проблема выбора как конкретной САПР (или нескольких базовых систем) в качестве инструмента автоматизации, так и компании - поставщика решений, способный взять на себя функции системного интегратора и предложить сбалансированное по стоимости и функциональности программно-аппаратное решение. 3.2 Практические аспекты внедрения САПР автоматизированный проектирование программный Внедрение на предприятии любой системы автоматизации, в частности САПР, - это достаточно сложный процесс, результат которого зависит от четкой координации работ поставщика и заказчика на всех этапах. Наиболее эффективной, с точки зрения достижения конечного результата, нам представляется следующая схема: Этап 1. Проведение экспресс-анализа предприятия. Этап 2. Проведение комплексного обследования предприятия с детальным анализом основных технологических и производственных бизнес-процессов. Этап 3. Выполнение технического проектирования, предполагающего разработку и согласование с заказчиком проекта автоматизации промышленного предприятия по схеме «как должно быть». Этап 4. Внедрение комплексной системы автоматизации проектирования на предприятия по схеме: установка - тестирование - опытная эксплуатация (с обязательным обучением пользователей) - устранение замечаний - промышленная эксплуатация. Этап 5. После сдачи системы автоматизации в промышленную эксплуатацию - взаимодействие компании с предприятием-заказчиком (периодический мониторинг функционирования системы, консультационное обслуживание, информационная поддержка, обновление версий ПО и т.д.). ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Для успешного функционирования промышленных предприятий в современных условиях абсолютно необходимы передовые информационные технологий. Они позволяют не только решать широкий круг задач в сфере автоматизации финансово-хозяйственной и управленческой деятельности, но и осуществлять комплексную автоматизацию основных технологических и производственных бизнес-процессов. На сегодняшний день внедрение САПР в производство предприятие является не таким уж и трудоемким, как на первый взгляд. Многие готовые системы САПР выпускаются сейчас, и их стоимость чуть выше 500$, в зависимости от рабочих мест. Конечно, есть бесплатные, которые можно закачать с интернета. Но от них никакой технической поддержке. И еще неизвестно как они себя поведут. Независимо от того какая система САПР необходима: PDM система - Управления данными об изделиях (Product Data Management); PLM система - Управления жизненным циклом изделия (Product Lifecycle Management); TDM система - Ведения электронного архива технической документации (Technical Data Management); необходимо хорошо развитая локальная сеть и компьютер с большим объемом памяти жесткого диска, для базы данных всей документации. И конечно же желание руководства. Остальные, являются лишь второстепенными. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. ГОСТ 23501.101-87 «СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ» ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ . ГОСТ 23501.108-85 «СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ» КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЕ . А.В. Петров «Проблемы и принципы создание САПР». Москва. 2000 г. . В.Г. Федорчук «Информационное и прикладное программное обеспечение САПР». . В.А. Вайсбург «Автоматизация процессов под готовки авиационного производства на базе ЭВМ и оборудования с ЧПУ». Москва. 2001 г. . Журнал «HARD & SOFT». Номера № 1,2,5. . Журнал «САПР и ГРАФИКА». Номер № 11. |