Система Автоматизированного Проектирования

CoolReferat.com

Министерство Образования и Науки Республики Казахстан

Казахстанский Университет Инновационных и Телекоммуникационных Систем

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: Система Автоматизированного Проектирования (САПР)

Выполнил: студент 641 группы

Проверил: преподаватель

Уральск – 2008 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                                                                          3

ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ                                                                                                                 4

2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ САПР                                           4

3. СОСТАВ И СТРУКТУРА САПР                                                                                     5

4. КОМПОНЕНТЫ видов обеспечения САПР И

требо­вания к НИМ                                                                                                                               6

ГЛАВА II. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ                                                                                                                 11

2. КЛАССИФИКАЦИЯ САПР                                                                                                   11

3. ОБОЗНАЧЕНИЕ САПР                                                                                                                 13

ГЛАВА III. ВНЕДРЕНИЕ САПР В ПРЕДПРИЯТИЕ

1.      В ЧЕМ НЕОБХОДИМОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ

САПР В ПРЕДПРИЯТИЕ?                                                                                                                              20

2. КАКАЯ САПР НУЖНА ПРЕДПРИЯТИЮ?                                                        21

3. ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВНЕДРЕНИЯ САПР                                          21

ЗАКЛЮЧЕНИЕ                                                                                                                                                          23

ЛИТЕРАТУРА                                                                                                                                                          24

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.

ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

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.

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.

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.                                                                                                                                            

4. КОМПОНЕНТЫ видов 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;

    - информационного обеспечения;

    - методического обеспечения;

    - математического обеспечения;

    - лингвистического обеспечения;

    - технического обеспечения;

    - организационного обеспечения.

Теперь кратко разберёмся с назначением каждого компонента средств САПР

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.

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.

Требования   к   компонентам   информацион­ного   обеспечения

Основной  формой  реализации,   компонентов    информа­ционного обеспечения являются БД в распределенной или центра­лизованной форме, организация данных в которых обеспечивает их оптимальное использование в конкретных применениях.

Совокупность БД САПР должна удовлетворять принципу информационного единства, т. е. использовать термины, символы, классификаторы, условные обозначения,   способы   представления данных, принятые в САПР объектов конкретных видов.

Независимо от логической организации данных БД долж­ны обеспечивать:

- информационную совместимость проектирующих и обслужи­вающих

подсистем САПР;

- независимость данных на логическом и физическом уровнях, в том

числе инвариантность к программному обеспечению;

- возможность одновременного использования данных из различ­ных БД

и различными пользователями;

- возможность интеграции неоднородных БД для совместного их

использования различными подсистемами САПР;

- возможность наращивания БД;

- контролируемую избыточность данных.

Создание,    поддержка    и  использование  БД,   а  также взаимосвязь между информацией в БД и обрабатывающими ее программными модулями осуществляется    системой    управления базами данных (СУБД), являющейся, как общесистемный ПМК, частью одной из обслуживающих подсистем.

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.

Требования   к   компонентам   методического обеспечения

К компонентам  методического обеспечения относят: ут­вержденную   документацию   инструктивно-методического   харак­тера, устанавливающую технологию  автоматизированного проек­тирования;  правила эксплуатации  комплекса средств автоматизированного проектирования, ПМК; норма­тивы, стандарты и другие руководящие   документы,   регламенти­рующие процесс и объект проектирования.

Компоненты    методического    обеспечения    должны раз­мещаться  на' машинных носителях    информации,    позволяющих осуществлять как долговременное хранение документов, так и их оперативный вывод в форматах, установленных соответствующими стандартами.

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.

Требования   к   компонентам   математичес­кого   обеспечения

К компонентам математического обеспечения относят ме­тоды математического моделирования объектов и процессов проек­тирования, математические модели объектов и процессов проекти­рования,  алгоритмы решения  задач в  процессе проектирования.

Взаимосвязи между компонентами математического обес­печения должны обеспечивать формализацию процесса проектиро­вания и его целостность.

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.

Требования   к   компонентам   лингвистичес­кого   обеспечения

К компонентам лингвистического обеспечения относят языки проектирования (ЯП), информационно-поисковые языки (ИПЯ), и вспомогательные языки, используемые в обслуживаю­щих подсистемах, и для связи с ними проектирующих подсистем.

Компоненты лингвистического обеспечения должны быть согласованными с компонентами обеспечения других видов, быть относительно инвариантными к конкретному содержанию баз дан­ных, предоставлять в компактной форме средства для описания всех объектов и процессов заданного для систем класса с не­обходимой степенью детализации и без существенных ограничений на объект описания, быть рассчитанными, в основном, на диало­говый режим их использования.

ЯП должны базироваться на. терминах, принятых в кон­кретной системе, обеспечивать описание, управление и контроль процесса проектирования, быть ориентированными на    пользова­телей с различным уровнем профессиональной подготовки (в том числе не имеющих специальной подготовки в области програм­мирования), обеспечивать однозначное представление информации, стандартное описание однотипных элементов и высокую надеж­ность идентификации описания.

ЯП должны представлять собой набор директив, исполь­зуя которые пользователь осуществляет   процесс   формирования модели объекта проектирования и ее анализ, обеспечивать возмож­ность эффективного контроля заданий пользователя, иметь сред­ства выдачи пользователю справок, инструкций и сообщений об ошибках, предусматривать возможность использования механизма выбора альтернативных директив из определенного набора (функ­циональная клавиатура и др.).

ИПЯ должны включать словари, правила индексирова­ния входной информации и правила    формирования    поисковых предписаний.

Словари ИПЯ должны содержать термины (в том числе стан­дартизованные) соответствующей области техники и другие лекси­ческие, единицы, необходимые для индексирования и поиска проектной информации с высокой точностью и полнотой.

Техническое обеспечение САПР.

Это создание и использование ЭВМ, графопостроителей, оргтехники и всевозможных технических устройств, облегчающих процесс автоматизированного проектирования.

Требования к компонентам технического обеспечения

К компонентам технического обеспечения    относят уст­ройства   вычислительной   и  организационной    техники,   средства передачи данных, измерительные и другие устройства и их со­четания, обеспечивающие функционирование ПТК и КСАП, в том числе диалоговый, многопользовательский и многозадачный режим работы, а также построение иерархических и сетевых    структур технического обеспечения.

В качестве предпочтительной для САПР следует исполь­зовать двухуровневую структуру технического обеспечения, вклю­чающую центральный вычислительный комплекс и автоматизиро­ванные рабочие места (терминальные станции).

Компоненты технического    обеспечения    должны    пред­оставлять возможность:  кодирования и ввода    информации с ее визуальным контролем и редактированием; передачи информации по различным каналам связи; хранения, контроля и восстановле­ния информации; загрузки, хранения и исполнения программного обеспечения; оперативного предоставления запрашиваемой инфор­мации на устройства вывода.

Организацион­ное   обеспечение САПР.

Этот пункт предписывает комплектование подразделений САПР проффесионально 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).

Требования к компонентам организацион­ного   обеспечения

Компоненты организационного обеспечения должны уста­навливать организационную структуру системы и подсистем, включая взаимосвязи ее элементов; задачи и функции службы САПР и связанных с нею подразделений проектной организации; права и ответственность должностных лиц по обеспечению созда­ния и функционирования САПР; порядок подготовки и перепод­готовки пользователей САПР.

ГЛАВА II. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

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.

Пример формализованного описания САПР приведен в спра­вочном приложении 3.

Пояснения  к  отдельным   не стандартизованным  терминам приведены в справочном приложении 1.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ САПР

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.

По каждому признаку установлены классификационные группировки САПР. Классификационные группировки и их коды приведены в табл. 1—8 обязательного приложения 2.

Коды каждой классификационной группировки отделяют друг от друга точкой. Состав классификационных    группировок САПР приведен на схеме. Цифры 1, 2, 3, ... 8 на схеме обозна­чают номера позиций классификационных   группировок   САПР.

СОСТАВ КЛАССИФИКАЦИОННЫХ ГРУППИРОВОК САПР

При формировании формализованного описания САПР допускается добавлять классификационные группировки по дополнительным признакам, характеризующим систему, на­пример, по наличию и типу автоматизированного банка данных, операционной системы, наличию средств тестирования, сто методу проектирования и т. п.

Для решения отдельных задач допускается использовать часть классификационных группировок. Например, для обозначе­ния САПР используют две первые классификационные группи­ровки, для планирования и оценки уровня автоматизации проекти­рования — четвертую  классификационную    группировку    и  т.  п.

Классификационные группировки, кроме второй, имеют один разряд кодового обозначения. Для второй классификацион­ной группировки (по признаку «Разновидность объекта проекти­рования») количество разрядов (n) определяют в соответствии с принятой классификацией объектов, проектируемых системой, и уточняют на отраслевом уровне.

Примечание. Допускается код классификационной группировки «Разно­видность объекта проектирования» отделять от обозначений других классифика­ционных группировок не точками, а дефисами или круглыми скобками.

Коды классификационных группировок    определяют при­надлежность    создаваемой      системы    к    определенному    под­множеству (классу) САПР.

Коды  классификационных    группировок    по    признакам сложности объекта проектирования, уровню автоматизации проек­тирования,   комплексности    автоматизации      проектирования    и количеству выпускаемых документов определяют  (до утвержде­ния   общеотраслевых    методик)    по    отраслевым    нормативно-техническим документам.

3. ОБОЗНАЧЕНИЕ САПР

Установлена следующая структура обозначения САПР  и их подсистем:

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).