Информационные технологии автоматизированного проектирования реферат

Обновлено: 02.07.2024

Система автоматизированного проектирования — 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. Также для обозначения подобных систем широко используется аббревиатура САПР.

Содержание работы

Файлы: 1 файл

По мнению ведущих мировых аналитиков.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых”

Кафедра Информационных систем и программной инженерии

Реферат на тему:

CAD-системы (область применения, примеры программных продуктов)

Выполнил ст.гр. ИСГ-110

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О CAD-СИСТЕМАХ………………………………. 4

Назначение…………………………………………………… …………. 4
Критерии выбора………………………………………………………….4
История развития………………………………………………………… 5
Лидеры рынка…………………………………………………………….. 7

Российские…………………………………………………… .……….…10
Иностранные………………………………………………… …………..15

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………..…25

По мнению ведущих мировых аналитиков, основными факторами успеха в современном промышленном производстве являются: сокращение срока выхода продукции на рынок, снижение ее себестоимости и повышение качества. К числу наиболее эффективных технологий, позволяющих выполнить эти требования, принадлежат так называемые CAD -системы.[2]

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О CAD-СИСТЕМАХ

CAD-системы (сomputer-aided design компьютерная поддержка проектирования) предназначены для решения конструкторских задач и оформления конструкторской документации (более привычно они именуются системами автоматизированного проектирования САПР). Как правило, в современные CAD-системы входят модули моделирования трехмерной объемной конструкции (детали) и оформления чертежей и текстовой конструкторской документации (спецификаций, ведомостей и т.д.). Ведущие трехмерные CAD-системы позволяют реализовать идею сквозного цикла подготовки и производства сложных промышленных изделий.[2]

1.2 Критерии выбора.

Правильный выбор САD — надежное условие эффективного проектирования.

1.3 История развития

История развития CAD-систем берет свое начало еще с 60-х годов, когда Ивану Сазерленду в 1963 году удалось подключить дисплей с возможностями CRT (традиционный тип проекторов) и вычислительными способностями компьютера. Процесс создания системы для проектирования механических частей стал возможен благодаря использованию светового пера.[3]

Позже Сазерленд и Дэвид Эванс основали фирму Evans и Sutherland Computer Corporation (E & S),которая стала одним из лидеров на рынке САПР на то время в области графических рабочих станций. В то же время вконце 60-х на арене появились и другие активные игроки GE, DEC,IBM,CalComp и т.д. которые начали создавать оборудование и программное обеспечение для этой отрасли.[3]

Первой твердотельной программой моделирования считают SynthaVision выпущенной компанией MAGI. Чарльз Истман вместе с Максом Генрионом разработали программное обеспечение для решения задач планирования пространства. Кевин Вейлер с Истманом опубликовали статью об использовании операторов Эйлера для геометрического моделирования.[3]

MCS, Applicon, SDRC, Auto-trol, United Computing (Unigraphics), McAuto, Intergraph (M&S Computing), Autodesk, Bentley Systems, Micro-Control Systems, Computervision, Dassault, Miscellaneous, CalComp являются наиболее важными компаниями, которые внесли вклад в стремительное развитие новой области.[3]

Аналитики считают, что именно компания Manufacturing and Consulting Services (MCS) оказала огромное влияние на развитие отрасли и 70 процентов современных САПР составляют идеи MCS.[3]

В 70-х годах внимание уделялось в основном системам автоматизированного черчения, так как стало ясно по результатам, что проектирование можно реализовать машинными средства ми.[3]

Наряду с CAD-системами активно развивались и CAM-системы. Еще в 1961 году появился язык программирования, который стал основой для других языков программирования применимые к оборудованию с числовым программным управлением. Этот язык назывался APT (Automatic Programming Tools).[3]

В 80-е годы компьютеры становятся доступными большому количеству крупных и даже мелких компаний. Появляется также 3D-моделирование. В начале было только поверхностное моделирование, при котором конструктор определял изделие семейством поверхностей. Оно получило большое распространение в инструментальном производстве. Со временем появилось твердотельное моделирование широко распространенное в машиностроении, когда конструктор строит модель из твердотельных примитивов. Они определяются формой, размерами, ориентацией и точкой привязки. Современные системы позволяют работать с телами и с отдельными поверхностями.[3]

В начале 80-х стоимость одного рабочего места, т.е одной лицензии составляла примерно 90-100 тысяч $.Возможности систем на то время определялись характеристиками имеющихся графических аппаратных средств. В основном использовались графические терминалы, которые подключались к мэйнфреймам, или к мини-ЭВМ типа PDP/11.применялись компьютеры компаний CDC и IBM.[3]

Вначале 90-х системы стали доступней, стоимость снизилась до 20000 $.Поставщики средств автоматизации проектирования использовали компьютеры на базе RISC-процессоров. Они работали под управлением ОС Unix и были намного дешевле мини-машин, мэйнфреймов. Позже Autodesk разработала пакет AutoCAD, который стоил всего одну тысячу долларов и приобрел довольно большую популярность среди пользователей. Итак, были созданы предпосылки для создания CAD-систем для более широкого применения.[3]

В 90-х годах на рынке появились новые компании, которые заполнили пробел между дорогими продуктами и программами типа AutoCAD, они обладали богатыми функциональными возможностями. Это стало возможным благодаря появлению системы Windows NT, а компания Intel выпустила процессор Pentium Pro. Как раз в то время САПР разделился на классы: тяжелый, средний и легкий, они различны по цене и по функциональным возможностям. К тяжелому классу относятся продукты : Unigraphics NX,Pro/Engineer,CATIA, EUCLID, I-DEAS к среднему классу SolidWorks, CadKey, Inventor и Mechanical Desktop PowerSolutions, Cimatron, T-Flex, КОМПАС (CAD/CAM/CAE/PDM), в легкий класс входят системы AutoCAD, DataCAD, SurfCAM 2D, IntelliCAD, Medusa, TrueCAD и т.д. Это лишь часть довольно известных продуктов, представленных на мировом рынке. Кроме этого существуют еще и специализированные САПР для строительного, промышленного, архитектурного проектирования.[3]

Для дальнейшего развития после 90-х годов характерна интеграция CAD-систем с системами PDM, другими средствами информационной поддержки изделий.[3]

1.4 Лидеры рынка
В настоящее время крупнейшими разработчиками CAD/CAM-систем являются компании Parametric Technology Corporation (PMTC); Dassault Systemes (DASTY); Autodesk (ADSK); Unigraphics Solutions (UGS) и Structural Dynamics Research Corporation (SDRC). Правда, следует отметить, что 23 мая 2001 г. компания Unigraphics Solutions (а точнее, стоящая за ней корпорация EDS) заявила о покупке SDRC за $950 млн. То есть теперь на рынке остались, фактически, 4 крупных компании. Если рассматривать показатель доходов от продажи лицензий компаниями-лидерами за 2 последних года, то здесь наблюдается следующая картина:
•Компания Dassault Systemes (ПО CATIA, SolidWorks, ENOVIA CATIA, DELMIA) является лидером рынка и из года в год демонстрирует уверенный рост объемов продаж новых лицензий более 20% в год (от примерно $115 млн в первом квартале 2000г. до примерно $135 млн в четвертом квартале 2000 г.).
•Компания PTC (ПО Pro/Engineer, Windchill) в отношении продажи лицензий пережила длительный период спада (хотя и осталась крупнейшей на рынке CAD/CAM/PDM). За 2 года РТС потеряла более 30% объема доходов от продажи лицензий на ее CAD/CAM/CAE-систему Рrо/Еngineer, лишь частично компенсировав эту потерю увеличением продажи PDM-системы Windchill. И только начиная с 3-го квартала 2000 г., РТС удалось добиться небольшого роста продаж новых лицензий и получить прибыль (от $85 млн в первом квартале 2000г. до $95 млн в четвертом квартале 2000 г.).
•Объемы продаж новых лицензий компании Unigraphics Solutions (ПО Unigraphics, Solid Edge, iMAN, Parasolid) достаточно устойчивы (от $55 млн в первом квартале 2000 г. до $65 млн в четвертом квартале 2000 г.).
•Cложное положение у компании SDRC и ее ПО I-DEAS (и в первом, и в четвертом кварталах 2000 г. объем продаж новых лицензий составил около $40 млн).
•Показатели компании Autodesk анализировать достаточно непросто в связи с тем, что в своих публичных отчетах компания не разделяет доходы, полученные от продажи лицензий, с доходами от оказания услуг. Судя по отчету Autodesk, в 4-м квартале 2000 г. общий объем продаж компании составил $243 млн (на $16 млн больше, чем в 4-м квартале 1999 г.), а чистая прибыль компании составила $28млн. Общий объем продаж по итогам 2000 г. составил $936,3 млн, а общая прибыль компании составила $93 млн (на $83 млн больше, чем в 1999 финансовом году).[2]

Важным показателем экономического благополучия фирмы-разработчика является объем доходов от оказания услуг. Как правило, большую их часть составляют доходы от годовых контрактов на поддержку и обновление пакетов (Maintenance, Subscription Service, Update Plan, Annual Update Contract и др.). Эти доходы обычно стабильны и характеризуют базу реальных пользователей пакетов, степень заинтересованности пользователей в дальнейшем развитии пакетов и важность для пользователя поддержки на профессиональном уровне. В процентном отношении доходы от оказания услуг в общем объеме доходов в 2000 г. составили: Dassault Systemes 14%; UGS 54%; РТС 59%; SDRC 65% . [2]

Важным фактором ускорения научно-технического прогресса является создание и широкое внедрение в сферу производственной деятельности автоматизированных систем, в том числе систем автоматизированного проектирования (САПР).

Развитие САПР требует решения комплекса сложных научно-технических проблем, связанных как собственно с разработкой систем, предназначенных для проектирования конкретных объектов, так и с применением этих систем для решения практических задач в рамках целостной технологии автоматизированного проектирования.

Я думаю, что необходимым условием широкого и эффективного внедрения методов и средств автоматизации в практику проектирования является простота и доступность их использования проектировщиками. При этом наибольший эффект может быть достигнут, когда автоматизация не ограничивается рамками отдельных процедур или этапов процессов разработки, а охватывает всю деятельность проектно-конструкторских организаций, осуществляющих научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки. Также САПР является системой верхнего уровня, на базе которой формируются и решают возлагаемые на них задачи других систем более низких уровней. В роли таких систем выступают проектные модули, целеполагающими задачами для которых являются проектные операции.

Основные компоненты САПР

Таким образом, коллектив людей, участвующих в процессе проектирования, и вычислительная система являются основными составляющими САПР — автоматизированной системы, для которой исходной информацией являются технические требования к создаваемому изделию, а результатами функционирования — соответствующие этим требованиям проекты, имеющие к тому же наиболее высокие критериальные показатели.

Для реализации успешного взаимодействия двух названных составляющих в системе должны также присутствовать организационное и методическое обеспечения.

Необходимость наличия организационного обеспечения следует, в частности, из условия обобщения всех ресурсов вычислительной системы в процессе проектирования. Этот вид обеспечения предназначен для упорядочения использования имеющихся ресурсов при решении задач различными исполнителями. Простейшими примерами элементов организационного обеспечения являются документы, регламентирующие использование содержащейся в системе информации различными проектировщиками, а также расписание использования ресурсов системы для решения различных задач. В более сложных случаях организационное обеспечение может представлять собой данные о приоритетности решаемых в процессе проектирования задач для алгоритмов распределения ресурсов на основе принципов целевого планирования и управления.

Методическое обеспечение призвано нормализовать взаимодействия людей с вычислительной системой в процессе решения возлагаемых на них задач. Примерами методического обеспечения могут служить различного рода инструкции и руководства по использованию вычислительной системы, ориентированные на различные категории ее пользователей.

В дальнейшем коллектив людей, участвующих в процессе автоматизированного проектирования, будем определять как организационную систему, в которой заданы функции и взаимоподчиненность каждого члена этого коллектива. Вычислительная система представляется совокупностью входящих в нее составляющих, а именно: комплексом технических (аппаратных) средств, программным и информационным обеспечениями.

Если рассматривать организационное и методическое обеспечение как среду, через которую осуществляется упорядоченное взаимодействие организационной и вычислительной систем, то в таком случае их назначение в большой степени аналогично программному и информационному обеспечению как среды связи с комплексом технических средств. Поэтому в дальнейшем все названные виды обеспечений (организационное, методическое, программное, информационное) объединим понятием информационной среды, через которую происходит взаимодействие организационной системы с комплексом технических средств в процессе автоматизированного проектирования.

Очевидно, что организационная система, информационная среда и комплекс технических средств взаимосвязаны. Также очевидна их связь с проектной задачей, для решения которой их и объединяют в единую систему. Так, например, решаемая задача порождает необходимость в специалистах соответствующего профиля и квалификации, что должно найти отражение при определении состава организационной системы. Вычислительная трудоемкость решаемой задачи определяет необходимый для ее решения комплекс технических средств, а ее содержание — программное и информационное обеспечения, которые, в свою очередь, должны также отражать и методику ее решения. Если при этом задача достаточно сложна и требует участия нескольких проектировщиков, то это влечет за собой необходимость наличия соответствующего организационного обеспечения, определяющего, в частности, условия взаимодействия проектировщиков между собой. Эти условия могут контролироваться вычислительной системой и, соответственно, должны быть отражены в ее программном и информационном обеспечениях.

В дальнейшем будем считать, что каждая автоматизированная система определяется следующим набором взаимосвязанных компонент:

решаемой задачей;
организационной системой;
информационной средой в составе программного, информационного, методического и организационного обеспечений-
техническими средствами.

Отсутствие какой-либо из этих компонент делает описание системы неполным и не гарантирует ее успешное функционирование.

Информационное обеспечение САПР

представляет собой как данные о прошлом опыте, так и текущую информацию различного характера, выступающую в качестве исходной при реализации методик и программ. В частности, необходимость обращения к примерам решения проблем, аналогичных возникающим в ходе конкретного процесса проектирования, вызвана стремлением ускорить проектирование, уменьшить возможное число ошибок, повысить качество работ. Сами по себе эти сведения могут выступать лишь в качестве образцов для копирования. Большое значение имеет также наличие информации о физических явлениях и эффектах, используемых при выборе принципа действия проектируемой системы. Кроме того, значительную долю конкретной информации составляют текущие данные, характеризующие состояние проектируемого объекта и протекание процесса проектирования.

В соответствии с этим совокупность данных, входящих в информационное обеспечение САПР можно представить состоящей из двух больших групп элементов первого уровня:

данные постоянного характера;
данные временного характера.

Данные постоянного характера включают информацию, постоянно хранимую в САПР. Данные этого типа могут дополняться и обновляться. Они могут включать следующие четыре вида данных:

- справочную информацию — данные, необходимые для ведения проектирования (например, таблицы стандартов, нормалей, таблицы характеристик материалов, прототипов и аналогов разрабатываемого объекта, таблицы математических и физических формул);

- архивную информацию — редко используемые массивы данных, а также копии других видов данных, имеющихся в системе;

- библиографическую информацию — данные, необходимые для библиографического сопровождения проекта;

- системную информацию — данные, необходимые для обеспечения функционирования комплекса технических средств и работы служб сопровождения программного, информационного, методического и организационного обеспечений САПР.

- текущая оперативная информация по проекту — исходные, промежуточные данные и результаты ведущейся с помощью технических средств САПР работы;

- текущая организационная информация — данные, связанные с участием в работе по проекту различных подсистем САПР.

В состав программного обеспечения входят программы, инвариантные по отношению к характеру задач, решаемых в процессе проектирования, и совокупность прикладных программ, ориентированных на решение конкретных проектных задач.

Основными элементами проблемно-ориентированного ПО являются пакеты (библиотеки) программ, в которых содержатся в запрограммированном виде:

- математические модели, описывающие проектируемые изделия;

- стандартные математические методы решения различных классов задач численного анализа, оптимизации и т. д.;

- методы и методики выполнения различных проектных процедур.

Этапы построения сапр

организация автоматизированного проектирования на базе проектных модулей состоит из двух частей:

формирования проектирующей САПР;
функционирования сформированной САПР в процессе непосредственного проектирования.

Формирование САПР состоит в определении сбалансированной совокупности трудовых, материальных и информационных ресурсов, достаточных для реализации процесса проектирования в рассматриваемой ПКО. Данное формирование базируется, в основном, на оценках, вытекающих из анализа состава и структуры задач, которые необходимо решать в процессе проектирования соответствующих рассматриваемому ПКО изделий, а также ряда ограничений, накладываемых на этот процесс (лимита времени, отводимого на проектирование; достигнутого уровня развития средств вычислительной техники; лимитов по труду и фондов заработной платы, установленных для ПКО и т. п.). Все эти ограничения, как и сами объекты проектирования, с течением времени изменяются. В то же время формируемая САПР в контексте излагаемого подхода является системой с длительным периодом существования. Отсюда можно сделать вывод, что оценки, на базе которых производится формирование САПР, носят существенно прогнозный характер, а сам процесс формирования должен носить эволюционный характер и состоять как из процесса начального формирования, так и процессов модификации и развития существующей системы.

Формирование САПР начинается с обследования проектно-конструкторской организации, анализа процесса проектирования и формирования технического задания на САПР.

Важным этапом в процессе разработки САПР является построение модели процесса проектирования. Модель должна отражать состав типовых проектных работ и связей между ними для класса объектов, на которые ориентирована САПР, устанавливать структуру задач, решаемых на различных этапах проектирования, классифицировать работы, определять источники и характер информации, используемой в процессе проектирования, и т.д. Для анализа процесса проектирования можно использовать сетевые графики, с помощью которых показываются взаимосвязи между работами, исполнителями и затратами.

Пример готового реферата по предмету: Информационные технологии

Содержание

1.1. История развития САПР 8

1.2. Классификация систем САПР 10

2. Система трехмерного моделирования КОМПАС и ее использование 15

2.1. Основные компоненты системы 16

2.2. Базовые возможности системы 17

2.3. Преимущества и недостатки системы 19

Список литературы 23

Выдержка из текста

Автоматизация проектирования занимает особое место среди информационных технологий.

Автоматизация проектирования — синтетическая дисциплина, ее составными частями являются многие другие современные информационные технологии. Так, техническое обеспечение систем автоматизированного проектирования (САПР) основано на использовании вычислительных сетей и телекоммуникационных технологий, в САПР используются персональные компьютеры и рабочие станции, есть примеры применения мейнфреймов. Математическое обеспечение САПР отличается богатством и разнообразием используемых методов вычислительной математики, статистики, математического программирования, дискретной математики, искусственного интеллекта.

Программные комплексы САПР относятся к числу наиболее сложных современных программных систем, основанных на операционных системах Unix, Windows 2000/XP, языках программирования С, С++, Java и других, современных CASE технологиях, реляционных и объектно-ориентированных системах управления базами данных (СУБД), стандартах открытых систем и обмена данными в компьютерных средах.

Знание основ автоматизации проектирования и умение работать со средствами САПР требуется практически любому инженеру-разработчику. Компьютерами насыщены проектные подразделения, конструкторские бюро и офисы. Работа конструктора за обычным кульманом, расчеты с помощью логарифмической линейки или оформление отчета на пишущей машинке стали анахронизмом. Предприятия, ведущие разработки без САПР или лишь с малой степенью их использования, оказываются неконкурентоспособными как из-за больших материальных и временных затрат на проектирование, так и из-за невысокого качества проектов.

К настоящему времени создано большое число программно-методических комплексов, для САПР с различными степенью специализации и прикладной ориентацией. В результате автоматизация проектирования стала необходимой составной частью подготовки инженеров разных специальностей; инженер, не владеющий знаниями и не умеющий работать в САПР, не может считаться полноценным специалистом. Именно поэтому тема данной работы является столь актуальной.

Список использованной литературы

1. ГОСТ 34.003-90 “Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Термины и определения”

2. ГОСТ 23501.101-87 “Системы автоматизированного проектирования. Основные положения”

3. Боровков А.И. и др. Компьютерный инжиниринг. Аналитический обзор — учебное пособие. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012.

4. Гаврилов М. В., Климов В.А. Информатика и информационные технологии. 3-е изд., пер. и доп. Учебник для бакалавров. – М.: Юрайт, 2013.

5. Козырев А. Ю. История развития систем проектирования / А. Ю. Козырев, А. Я. Клочков // Технические науки: традиции и инновации: материалы междунар. науч. конф. (г. Челябинск, январь 2012 г.).

— Челябинск: Два комсомольца, 2012.

6. Кондаков А. И. САПР технологических процессов. — М.: Academia, 2010.

7. Латышев П.Н. Каталог САПР. Программы и производители: Каталожное издание. — М.: ИД СОЛОН-ПРЕСС, 2011.

8. Малюх В. Н. Введение в современные САПР: Курс лекций. — М.: ДМК Пресс, 2010.

9. Муромцев Ю. Л., Муромцев Д. Ю., Тюрин И. В. и др. Информационные технологии в проектировании радиоэлектронных средств: учеб. пособие для студ. высш. учебн. заведений. — М.: Издательский центр "Академия", 2010.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Государственный комитет РФ по высшему образованию

Электромеханический факультет

Кафедра: Систем автоматизированного проектирования.

по теме: СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

Выполнил студ.:

Проверил преп. : Столбов А.А.

Увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение сроков проектирования, повышение качества разработки проектов - важнейшие проблемы, решение которых определяет уровень ускорения науно-технического прогресса общества. Развитие систем автоматизированого проектирования (САПР) опирается на прочную научно-техническую базу. Это - современные средства вычислительньной техники, новые способы представления и обработки информа-ции, создание новых численных методов решения инженерных задач и оптимиза-ции. 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 при-меняются в основном средства и методы, обеспечивающие автоматизацию рутин-ных процедур и операций, таких, как подготовка текстовой документации, преоб-разование технических чертежей, построение графических изображений и т.д..

1.Понятие о системах CAD/CAM/CAE (сквозные САПР).

Сквозные системы - это всеобъемлющий набор средств для автоматизации процессов и технологической подготовки производства, а также различных объек-

тов промышленности.Системы включают в себя полный набор промышленно адап-

тированных и доказавших свою эффективность программных модулей, функцио-нально охватывающих анализ и создание чертежей, подготовку производства на всех этапах, а также обеспечивающих высокую функциональную гибкость всего цикла производства.

Данная система позволяет выполнять разработку самых сложных технических изделий: жгуты электропроводки, детали из пластмассы, различные механические

конструкции. Это достигается с помощью единного набора программных средств

удовлетворяющих специальным требованиям производства.

Системы представляют собой не просто объединенный набор отдельных програм-

мных решений, а целостную интегрированную систему взаимосвязанных инструме-нтальных модулей способных функционировать на различных технических плат-

формах, взаимодействовать с другим производственным оборудованием, обраба-тывать данные, полученные путем достижения разработок новейшей технологии.

Системы CAD/CAM/CAE позволяют в масштабе целого предприятия логически

связывать всю информацию об изделии, обеспечивать быструю обработку и дос-

туп к ней пользователей работающих в разнородных системах. Так же они поддер-

живают технологию параллельного проектирования и функционирования различных подразделений согласовано выполняющих в рамках единой компьютерной моде-ли операции проектирования, сборки, тестирование изделия, подготовку произ-водства и поддержку изделия в течение всего его жизненного цикла.

Создаваемая системой модель основывается на интеграции данных и представ-ляет собой полное электронное описание изделия, где присутствует, как конструк-

торская, технологическая, производственная и другие базы данных по изделию.

Это обеспечивает значительное улучшение качества, снижение себестоимости и сокращение сроков выпуска изделия на рынок.

Каждая система разрабатывается руководствуясь задачами объединения и опти-

мизации труда разработчиков и принимаемых при этом технологий в масштабах всего предприятия для поддержания данной системой стратегии автоматического

2. Классификация ЭВМ.

Технические средства и общее системное программное обеспечение являются инструментальной базой САПР. Они образуют физическую среду, в которой реализуются другие виды обеспечения САПР. Инженер, взаимодействуя с этой средой и решая различные задачи проектирования, осуществляет автоматическое

проектирование технических объектов. Технические средства и общее програм-мное обеспечение в процессе проектирования выполняют и решают такие задачи

а) ввода исходных данных описания объекта проектирования;

б) отображения введенной информации с целью ее контроля и редактиро-

в) преобразования информации;

г) хранение и оперативного общения проектировщика с системой;

и многие другие функции.

Для решения этих задач технические средства САПР должны содержать процес-соры, оперативную память, внешние запоминающие устройства, устройства ввода-

вывода информации, технические средства машинной графики и многие др. устрой-ства. На сегодняшний день существует очень много разнообразных ЭВМ. Основные технические характеристики по которым ЭВМ разделены на группы это: производи-тельность, емкость оперативного запоминающего устройства, пропускная способ-ность подсистемы ввода-вывода информации, надежность функционирования и др.

ЭВМ, используемые в САПР, можно разделить на две группы: 1) универсальные общего назначения; 2) специализированные.

Специализированные ЭВМ предназначены для решения узкого круга задач проектирования конкретных технических объектов. Можно условно разделить ЭВМ

на группы по цене/производительности, но очень быстрый прогресс в области разработки вычислительной техники размывают эту границу, превращая сегод-нящнюю супер-ЭВМ в простой калькулятор.

Разделяют вычислительные машины на супер-ЭВМ, ЭВМ высокой производи-тельности и ЭВМ средней производительности, они используются в основном для решения сложных вычислительных задач (например, моделирования, параметри-

ческой оптимизации и т.п.); мини-ЭВМ служат основой для создания типовых проблемно-ориентированных комплексов; персональные ЭВМ предназначены для

текущей повседневной работы инженера; микро-ЭВМ получили широкое распрост-ранение, поскольку легко встраиваются в различные устройства САПР. Приведем несколько примереров, где можно проанализировать технические характеристики

разных типов ЭВМ (таб.1) .

ЭВМ высо-кой произв.

В начале 90-х годов в нашу страну хлынул большой поток зарубежной вычисли-тельной техники, произошел резкий скачок в развитии Российского рынка компь-

терной и оргтехники. Нам стали доступны последние достижения в мире Hardware, Software, Multimedia. Так имея денежные средства можно без лишних усилий приобрести ЭВМ любого класса и любой конфигурации. Принцип открытой архитектуры, впервые используемый фирмой IBM, сделал самыми распрост-раненными IBM-совместимые компьютеры. По классам их можно подразделить на офисные компьютеры, сетевые рабочие станции, графические станции, файл-серверы, видео-серверы, компьютеры мультимедиа, Desktop, Laptop. Представители каждой группы имеют различные технические характеристики.

Эти небольшие на вид машины несут в себе огромный вычислительный поте-нциал, который нашел свое применение в системах автоматизированного прое-ктирования, анимации, банковского дела, образования и многих других сферах. Так, например, Cray Research единственная компания, выпускающая вычисли-тельную технику для научных высокопроизводительных вычислений. Современные дорогостоящие ЭВМ содержат по несколько десятков и даже сотен процессоров (например, MasPar MP-2 содержит 16000 процессоров) достигая при этом пиковой производительности в несколько сотен Мфлоп. Простые же ЭВМ содержат обычно один процессор ( процессоры условно подразделяют на поколения 286, 386, 486, 586”Pentium”), несколько мегабайт оперативной памяти (обычно она наращивает-ся), жесткий диск (постоянное запоминающее устройство - “винчестер”, емкость от нескольких Мб до нескольких Гбайт), адаптеры видео-, мульти- и др. (для поддер-жания работы различных устройств, как монитор, винчестер и т. д.). Все перечи-сленные устройства устанавливаются на материнскую плату, к ней от блока пита-ния подается электрическая энергия и ЭВМ может работать. Это конечно не пол-ный состав компьютера (на самом деле он намного сложнее), но уже достаточно, чтобы представить себе его сущность.

3. Организационное обеспечение САПР.

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 проект-ной организации и взаимодействие подразделений с комплексом средств автоматизированного проектирования. Функционирование САПР возможно только при наличии и взаимодействии перечисленных ниже средств:

а) математического обеспечения;

б) программного обеспечения;

в) информационного обепечения;

г) технического обеспечения;

д) лингвистического обеспечения;

е) методического обеспечения;

ж) комплектование подразделений САПР профессиональными кадрами.

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-при-

нципы построения функциональных моделей, методы численного решения алгебраических и дифференциальных уравнений, постановки экстремальных задач, поиски экстренума. Разрабтка математического обеспечения является самым сложным этапом создания САПР, от которого в наибольшей степени зависят произ-

водительность и эффективность функционирования САПР в целом.

Программное обеспечение САПР. Программное обепечение САПР представляет собой совокупность всех программ и эксплуатационной документации к ним, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования. Программное обеспечение делится на общесистемное и специальное (прикладное) ПО. Общесистемное ПО предназначено для организации функционирования техничес-ких 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, графопо-строителей, 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.

Комплектование подразделений САПР профессиональными кадрами. Этот пункт предписывает комплектование подразделений САПР проффесионально-гра-

мотными специалистами, имеющими навыки и знания для работы с перечислен-ными выше компонентами САПР. От их работы будет зависеть эффективность и качество работы всего комплекса САПР (может даже всего производства).

4. САПР плазаво-шаблонных работ.

Ранее в машиностроительном производстве все сложные детали изготавливали

плазово-шаблонным методом. С внедрением вычислительных средств, как большие, малые и микро-ЭВМ, чертежные автоматы, станки с ЧПУ появилась

возможность отказаться от этого трудоемкого с многими недостатками метода про-

изводства. На его его смену пришел расчетно-плазовый метод, это комбинирован-ный способ увязки, более прогрессивный, чем плазово-шаблонный метод, но ещё не достигший комплесной автоматизации. Расчетно-плазовому методу (РПМ) при-

сущи все черты будущего метода автоматизированного формообразования: широ-кое применение математического аппарата, комплексная нормализация и типиза-

ция конструкторского и технологического процессов, их естественное совмещение

и развитие, широе использование различных по мощности вычислительных средств и оборудования с ЧПУ во всех звеньях основного производства и его под-

готовки. С другой стороны, целые группы элементов конструкции и оснастки при этом методе проектируют, увязывают и изготавливают по традиционной, но модер-

низированной технологии плазово-шаблонного метода.

Сущность РПМ заключается в таком построении системы конструкторско-техно-логической подготовки производства, при котором обеспечивается единство исход-ной информации, используемой в процессе проектирования управляющих прог-рамм обработки деталей на станках с ЧПУ, с другой стороны, и при создании плазово-шаблонной и объёмной оснастки, с другой. Это достигается:

а) разработкой и применением единой исходной геометрической информации в виде математических, информационных и графических моделей коллективного пользования;

б) более полным проставлением размеров на чертежах с записью в них сведений, необходимых и достаточных для однозначного их чтения различными исполнителями;

в) внедрением широко варьируемой схемы параллельно-последовального формообразования объектов производства и их геометрической увязки, позволя-ющей согласовывать формы и размеры деталей в процессе их параллельного изготовления различными способами.

Особенности проектирования и задания поверхностей при РПМ заключается прежде всего в широком применении для этих целей современных вычислительных

и технических средств, что позволяет выдать в производство любое число точных и полноценных по объему информации расчетных таблиц. Важным звеном процесса

формообразования деталей является увязка поверхностей, которая представляет

собой их взаимное согласование по геометрическим параметрам. Увязка является одним из основных факторов моделирования геометрических объектов, обеспечи-вающим получение правильной информации. Графоаналитическая увязка при РПМ

является наиболее распрастраненным и рациональным способом согласования форм и размеров элементов конструкций. При расчётно-плазовом методе важным источником согласования стыкуемых участков поверхностей являются информа-ционные модели. Информационную модель обычно представляют в виде таблицы

координат точек и других геометрических параметров. При РПМ широко использу-ется возможность получения с ЭВМ и расчётных таблиц, и управляющей информа-ции для вычерчивания геометрической модели на чертёжном инструменте. При расчетно-плазовом методе сокращается общее число операций по переносу форм и размеров, тем самым уменьшаются потери точности, неизбежные при графиче-ских и визуальных способах передачи и оценки геометрической информации. Кроме того, автоматизируется процесс изготовления основных обводообразующих

шаблонов на базе математических моделей, ЭВМ и станков с ЧПУ, что также сок-

ращает количество вспомогательной оснастки. Точность изготовления шаблонов,

качество их взаимной увязки всё больше зависят от объективных факторов, под-

дающихся учёту и регулированию.

РПМ создаёт широкие перспективы для автоматизации технологических процес-сов не только в области подготовки производства, но и в сфере основного произ-

водства-заготовительного, сборочного и особенно механообработке. При РПМ тех-

нический и экономический эффекты достигаются благодаря:

а) сокращению сроков подготовки производства;

б) уменьшению технологического цикла изготовления опытных и серийных

в) повышению качества увязки и точности воспроизведения внешних форм

всех элементов каркаса;

г) улучшению геометрической взаимозаменяемости деталей и узлов агрегата .

Сокращение сроков подготовки производства и уменьшение производственного цикла обуславливается не только применением высокопроизводительного оборудо-

вания, но и возможностью заранее, еще до запуска очередного изделия, провести

большую работу по подготовке прикладного программного обеспечения.

Наряду с вышеперечисленным внедрение расчётно-плазового метода позво-ляет получить и другие положительные результаты:

а) последовательную ликвидацию тяжёлых работ и сокращение общей доли

физического труда в процессе подготовки основного производства;

б) стирание грани между физическим и умственным трудом, что находит вы-

ражение в появлении смешанных специальностей, например, инженера-настройщи-

ка, техника-оператора и др.;

в) разностороннее интелектуальное развитие рабочего, занятого обслужива-нием новейшей программно-управляемой и электронно-вычислительной техники;

г) создание более высокой культуры производства, лучших условий труда на

участках, оснащенных новым автоматическим оборудованием.

Одной из характерных особенностей РПМ является возможность широкой коопе-рации на всех стадиях проектирования и производства новых образцов техники, а

также гибкость, возможность широко варьировать организацию технологического процесса в целях максимального использования производственных мощностей и в

первую очередь - современного оборудования с ЧПУ.

РПМ является связующим звеном между двумя различными принципами формообразования и базой для последовательного перехода от традиционного,

но устаревшего плазаво-шаблонного метода к методу автоматизированного фор-

Читайте также: