реферат КТП. Стандартные средства автоматизации
 Скачать 166.78 Kb.
|
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Мичуринский государственный аграрный университет» Шифр № _________ РЕФЕРАТ По Компьютерные технологии проектирования (наименование дисциплины) за 2 курс на тему: Стандартные средства автоматизации проектирования. Структура САПР. (тема или номер варианта) Студента Курапова Александра Михайловича ИЗБ24ЭТК Института инженерного Направление/специальность 23.03.03 Эксплуатация транспортно- технологических машин и комплексов Дата отправки работы в университет 24.03.2022г. 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. 1. Понятие и определение САПР Главным научно-техническим средством реализации автоматизации проектирования на практике является система автоматизированного проектирования (САПР). На основании изложенного выше САПР следует рассматривать как взаимосвязанный комплекс программных средств, компонентов информационного и организационного обеспечения на основе применения ЭВМ и математических методов, служащий для автоматизированного выполнения проектных работ, охватывающий все этапы разработки, повышающий уровень и качество проектирования с одновременным сокращением его сроков. Существует строгое определение САПР. По ГОСТ 22487-77 САПР – организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования (КСАП), взаимосвязанного с необходимыми подразделениями проектной организации П 1, П 2, …, ПN или коллективом специалистов (пользователей САПР), и выполняющая автоматизированное проектирование.[1] На рисунке ниже схематично приведена структура САПР, отражающая данное строгое определение (Рис. 1). Рис. 1 Структкра САПР Следует отметить, что под термином САПР порой понимаются совершенно разные вещи. Вообще этот термин является смысловым эквивалентом английской аббревиатуры CAD (Computer Aided Design) и дословно обозначает проектирование с помощью ЭВМ, то есть это очень широкое понятие, под которое попадает практически каждое, даже фрагментарное, применение ЭВМ для решения задач проектирования. В приведённом стандартизированном определении ничего не говорится о целях создания САПР. В связи с этим существует менее строгое определение: САПР – человеко-машинная система, направленная на получение эффективных проектных решений при учёте большой совокупности технико- экономических, экологических, социальных факторов. Также существует определение, что САПР – это автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности. Общая концепция создания САПР как автоматизированной системы для принятия проектных решений основывается на базовых системных концепциях объекта проектирования и процесса проектирования (или проектного процесса). При этом объект проектирования выступает как цель функционирования САПР, а процесс проектирования – как средство достижения этой цели. 2. Структура САПР Как и любая сложная система, САПР состоит из подсистем. Различают подсистемы проектирующие и обслуживающие.[2] ПРОЕКТИРУЮЩИЕ ПОДСИСТЕМЫ Проектирующие подсистемы непосредственно выполняют проектные процедуры. Примерами проектирующих подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов, изготовления конструкторской документации, схемотехнического анализа, трассировки соединений в печатных платах. В зависимости от отношения к объекту проектирования, делятся на (Рис. 2): Объектные (объектно-ориентированные) – выполняющие проектные процедуры и операции, непосредственно связанные с конкретным типом объектов проектирования. автоматизация программный проектирование Инвариантные (объектно-независимые) – выполняющие унифицированные проектные процедуры и операции, имеющие смысл для многих типов объектов проектирования Рис. 2 Схема проектирующей подсистемы САПР С помощью объектных подсистем осуществляется проектирование объекта (класса объектов) на определённой стадии. В соответствии с изложенной схемой проектирования можно выделить следующие основные объектные подсистемы САПР ЭМУС: – моделирования и анализа (например, электродвигателей); – конструирования; – поиска проектных решений; – технологической подготовки производства. Примеры дополнительных объектных подсистем САПР ЭМУС: – тепловых и деформационных расчётов; – вероятностного анализа и синтеза допусков на параметры объекта; – выпуска проектной документации. Перечисленные подсистемы строятся с учётом круга специальных задач, которые надо решать при проектировании именно данного класса объектов. При этом имеются взаимосвязи между этапами проектирования и объектными подсистемами, с помощью которых решаются проектные задачи на этапах. Инвариантные подсистемы напротив осуществляют функции управления и обработки информации, не зависящие от особенностей проектируемого объекта. Основные инвариантные подсистемы САПР: – управления проектированием; – организации диалога или диалоговых процедур; – оптимизации или информационно-поисковых процедур; – компьютерной графики или ввода, обработки и вывода графической информации. Инвариантные подсистемы следует рассматривать как развитие возможностей универсальных ЭВМ в необходимых для решения проектных задач направлениях. Объектные и инвариантные подсистемы САПР тесно взаимосвязаны. При этом инвариантные подсистемы являются как бы фундаментом, на котором строятся объектные подсистемы. Например, если в решении проектных задач требуется обеспечить действия с графической информацией, интерактивное взаимодействие проектировщика с ЭВМ или осуществлять поиск в значительном по объёму массиве информации, то в состав объектных подсистем включаются соответствующие инвариантные средства. ОБСЛУЖИВАЮЩИЕ ПОДСИСТЕМЫ Обслуживающие подсистемы обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, их совокупность часто называют системной средой (или оболочкой) САПР. Рис. 3 Схема обслуживающей подсистемы САПР Типичными обслуживающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными (PDM – Product Data Management), управления процессом проектирования (DesPM – Design Process Management), пользовательского интерфейса для связи разработчиков с ЭВМ, CASE (Computer Aided Software Engineering) для разработки и сопровождения программного обеспечения САПР, обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР (Рис. 3). Структурирование САПР по различным аспектам обусловливает появление видов обеспечения САПР. Принято выделять семь видов обеспечения САПР: • техническое (ТО), включающее различные аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое коммутационное оборудование, линии связи, измерительные средства); • математическое (МО), объединяющее математические методы, модели и алгоритмы для выполнения проектирования; • программное, представляемое компьютерными программами САПР; • информационное, состоящее из базы данных, СУБД, а также включающее другие данные, используемые при проектировании; отметим, что вся совокупность используемых при проектировании данных называется информационным фондом САПР, а база данных вместе с СУБД носит название банка данных; • лингвистическое, выражаемое языками общения между проектировщиками и ЭВМ, языками программирования и языками обмена данными между техническими средствами САПР; • методическое, включающее различные методики проектирования, иногда к нему относят также математическое обеспечение; • организационное, (представляемое штатными расписаниями, должностными инструкциями и другими документами, регламентирующими работу проектного предприятия.[3] Теперь кратко разберёмся с назначением каждого компонента средств САПР. Математическое обеспечение САПР. Основа – это алгоритмы, по которым разрабатывается программное обеспечение САПР. Среди разнообразных элементов математического обеспечения имеются инвариантные элементы-принципы построения функциональных моделей, методы численного решения алгебраических и дифференциальных уравнений, постановки экстремальных задач, поиски экстремума. Разработка математического обеспечения является самым сложным этапом создания САПР, от которого в наибольшей степени зависят производительность и эффективность функционирования САПР в целом. 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. Информационное обеспечение САПР. Основу составляют данные, которыми пользуются проектировщики в процессе проектирования непосредственно для выработки проектных решений. Эти данные могут быть представлены в виде тех или иных документов на различных носителях, содержащих сведения справочного характера о материалах, параметрах элементов, сведения о состоянии текущих разработок в виде промежуточных и окончательных проектных решений. Техническое обеспечение САПР. Это создание и использование ЭВМ, графопостроителей, оргтехники и всевозможных технических устройств, облегчающих процесс автоматизированного проектирования. Лингвистическое обеспечение САПР. Основу составляют специальные языковые средства (языки проектирования), предназначенные для описания процедур автоматизированного проектирования и проектных решений. Основная часть лингвистического обеспечения – языки общения человека с ЭВМ. Методическое обеспечение САПР. Под методическим обеспечением САПР понимают входящие в её состав документы, регламентирующие порядок ее эксплуатации. Причем документы, относящиеся к процессу создания САПР, не входят в состав методического обеспечения. Так в основном документы методического обеспечения носят инструктивный характер, и их разработка является процессом творческим. Организационное обеспечение САПР. Этот пункт предписывает комплектование подразделений САПР профессионально грамотными специалистами, имеющими навыки и знания для работы с перечисленными выше компонентами САПР. От их работы будет зависеть эффективность и качество работы всего комплекса САПР (может даже всего производства).[4] Заключение Для успешного функционирования и конкурентоспособности 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. Потребности современного производства диктуют необходимость глобального использования информационных компьютерных технологий на всех этапах жизненного цикла изделия: от предпроектных исследований до утилизации изделия. Основу информационных технологий в проектировании и производстве сложных объектов и изделий составляют сегодня полномасштабные полнофункциональные промышленные САПР (CAD/CAM/CAE – системы). Активное использование во всем мире "легких" и "средних" САПР на персональных компьютерах для подготовки чертежной документации и управляющих программ для станков с ЧПУ и сближение возможностей персональных компьютеров и "рабочих станций" в автоматизации проектирования подготовило две тенденции в разработке и использовании САПР, которые наблюдаются в последнее время: Применение полномасштабных САПР в различных отраслях промышленности для проектирования и производства изделий различной сложности; Интеграция САПР с другими информационными технологиями. Эти тенденции позволяют говорить, что уже в самом ближайшем будущем эффективность производства будет во многом определяться эффективностью использования на предприятиях промышленных САПР. Но на сегодняшний день уже во многих предприятиях используется система автоматизированного проектирования и инженерам, конструкторам, проектировщикам, архитекторам, работающим в САПР-программах, необходимо постоянно повышать свою квалификацию; программы развиваются, ежегодно появляются новые версии – соответственно специалистам необходимо уметь работать в современном ПО. Иначе САПР используется не на полную мощь. Список литературы 1. ГОСТ 23501.101—87. "Системы автоматизированного проектирования" Основные положения. 2. ГОСТ 23501.108-85. "Системы автоматизированного проектирования" Классификация и обозначение. 3. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования. М.: Изд- во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009г. —27с. 4. Малюх В.Н. Введение в современные САПР: Курс лекций. – М.: ДМК Пресс, 2010. – 56 с. |