Реферат компьютерные технологии проектирования

Обновлено: 06.07.2024

Компьютерная технология призвана не автоматизировать традиционно существующие технологические звенья (так как это обычно не дает какого-либо эффекта, за исключением некоторого изменения условий труда), а принципиально изменить саму технологию проектирования и производства изделий. Только в этом случае можно ожидать существенного сокращения сроков создания изделий, снижения затрат на весь жизненный цикл изделия, повышения качества изделий.

Прежде всего, применительно к созданию сложных изделий машиностроения, в основе организации компьютерной технологии лежит создание полного электронного макета изделия, так как именно создание трехмерных электронных моделей, адекватных реально проектируемому изделию, открывает колоссальные возможности для создания более качественной продукции (особенно сложной, наукоемкой продукции) и в более сжатые сроки. В идеале в процессе проектирования и производства сложных и многокомпонентных изделий все участвующие в проектировании должны, работая одновременно и наблюдая работу друг друга, создавать сразу на компьютерах электронные модели деталей, узлов, агрегатов, систем и всего изделия в целом. При этом необходимо одновременно решать задачи концептуального проектирования, всевозможных видов инженерного анализа, моделирования ситуаций, а также компоновки изделия и формирования внешних обводов. Не дожидаясь полного окончания разработки нового изделия, эту информацию следует использовать для технологической подготовки производства и производства как такового. Кроме того, необходимо автоматизированно управлять и всеми создаваемыми данными электронной модели (то есть структурой изделия), и самим процессом создания изделия, и к тому же иметь возможность управлять структурой процесса создания изделия.

Для реализации именно компьютерной технологии проектирования и производства должны применяться системы автоматизированного проектирования инженерного анализа и технологической подготовки производства (CAD/CAE/CAM) высшего уровня, а также системы управления проектом (PDM — Product Data Management).

Отсюда следует, что любые системы низкого (типа AutoCAD) или даже среднего уровня, позволяя решать отдельные частные задачи, не в состоянии обеспечить радикального снижения сроков создания и повышения качества сложных изделий. Только системы высшего уровня в той или иной степени могут позволить приблизиться к реализации компьютерной технологии проектирования и производства.

Что такое Unigraphics

Система Unigraphics в своем сегодняшнем виде — система достаточно молодая. Она имеет совершенную внутреннюю архитектуру. С 1993 года Unigraphics строится на ядре Рarasolid, которое в значительной степени определило сегодняшний отрыв системы от основных конкурентов. Это ядро реализует совершенно новые принципы геометрического моделирования, структуры сборок, обеспечивая гибкую параметризацию и полную ассоциативность. Ядро Parasolid уже приобрели многие компании для разработок собственных систем, и в настоящее время число инсталляций ядра Parasolid в разных системах составляет в мире 550000. Постепенно Parasolid фактически становится стандартом CAD/CAE/CAM-систем.

Unigraphics имеет единую внутреннюю базу данных для всех приложений системы, которая построена на принципе мастер-модели, обеспечивающей надежный систематизированный подход к созданию и проверке геометрии изделия и связанных с ней процессов. Это позволяет легко манипулировать большими сборками в среде параллельного инжиниринга. Внутри системы существует единая среда хранения данных, и нет абсолютно никаких конверторов, поэтому все данные ассоциативны через все приложения системы. Unigraphics имеет твердотельный моделлер с встроенной гибкой параметризацией и глубокой ассоциативностью — самый совершенный среди всех систем. Все модели, создаваемые в UG, являются автоматически параметризованными и в любой момент доступными для различного вида модификаций. Причем параметризация — нежестко привязанная к порядку построения геометрии (как, например в системе Pro/Engineer), а гибкая, не заставляющая конструктора много раз переделывать геометрию в процессе моделирования и модификации, позволяющая в любой момент времени переопределять и перепривязывать связи, изменять порядок создания элементов в уже построенной модели. При этом средства создания жестко параметризованной геометрии в системе также присутствуют в полной мере, и в некоторых случаях это целесообразно. В системе не существует каких-либо внутрисистемных ограничений для конструктора. Например, внутри системы нет различий между объемным и листовым телом, поэтому с гранью твердого тела можно делать то же самое, что с поверхностью, а над листовыми телами (поверхностями) можно производить булевы операции, так что различие обусловливается только физическим смыслом.

Unigraphics — хорошо сбалансированная система. Она содержит все средства инженерного анализа, присущие универсальным системам. Программное обеспечение UG в области программирования станков с ЧПУ обеспечивает функциональность на таком уровне, который недоступен для других систем. Позиции UG/CAM оцениваются в качестве мирового стандарта для всех других производителей NC-программ. Система содержит специализированные технологические приложения, функционирующие в единой базе данных Unigraphics, а значит, поддерживающие ассоциативность и целостность данных.

Совместное использование Unigraphics и Solid Edge

Еще одно ценное качество системы Unigraphics — интеграция с системой среднего уровня Solid Edge. В настоящее время обе системы имеют одинаковый интерфейс (Microsoft). Solid Edge сама имеет мощный моделинг, включающий твердотельное и поверхностное моделирование, очень хорошие средства проектирования листовых деталей, проектирования трубопроводов, возможность создания сборок с ассоциативными связями геометрии одного компонента с геометрией другого. С системой Solid Edge поставляются библиотеки стандартных элементов. Система позволяет создавать чертежи в соответствии с ЕСКД, имеет полную русскую локализацию, описание на русском языке, а также совершенную обучающую программу на русском языке. При этом система Solid Edge обладает уникальной интеграцией с системой высшего уровня Unigraphics. В UG можно открыть файл Solid Edge и наоборот. Детали и сборки, созданные в Solid Edge, могут входить в сборку Unigraphics c сохранением ассоциативности, а элементы, созданные в UG, могут входить в сборку Solid Edge также с сохранением ассоциативности. Таким образом, кроме решения самостоятельных задач, Solid Edge можно использовать для расширения фронта моделирования сложных изделий, проектируемых в Unigraphics, или в Solid Edge можно оформлять чертеж на изделие, созданное в UG. При изменении этого изделия в Unigraphics чертеж в Solid Edge обновится автоматически. На основе такого двухуровневого комплекса полностью обеспечивается концепция единой среды разработки изделия. Одновременно существенно удешевляется весь комплекс, что особенно актуально для России.

Реализация WAVE-технологии

Однако главным преимуществом системы Unigraphics является возможность в наибольшей степени, по сравнению с любой другой системой, создать полное цифровое представление сложных многокомпонентных изделий и организовать параллельное проектирование. Поскольку в процессе проектирования постоянно приходится проводить изменения, необходимо, чтобы система позволяла осуществлять изменения на всем дереве создаваемой цифровой модели многокомпонентного изделия. Эта задача очень сложна, и здесь недостаточно только наличия параметризации. Для этого в Unigraphics существует инженерная технология WAVE (What if Alternative Value Engineering), предназначенная для целевого управления глобальными модификациями, проводимыми в больших сборках сложных изделий. WAVE позволяет создавать любые ассоциативные структуры, осуществлять анализ ассоциативных связей и управлять их статусом, проводить оптимизации на концептуальной упрощенной электронной модели изделия и проводить управляемую трансляцию изменений в результате оптимизации на детальную электронную модель сколь угодно сложного изделия. Сочетание в системе UG гибкой параметризации, структуры организации сборок и технологии WAVE действительно позволяет реализовать даже на уровне CAD/CAE/CAM-системы процесс проектирования в параллельном режиме, c созданием единой виртуальной цифровой модели. Используя создаваемую с помощью WAVE ассоциативную структуру в Unigraphics, возможно даже реализовать процесс утверждения, после которого утвержденная модель попадает в виртуальную цифровую модель общего доступа. Это — уникальное качество системы. Поэтому взаимодействие Unigraphics с PDM-системой строится на более высоком уровне.

Интеграция с PDM-системой iMAN

Особенно глубокая интеграция системы UG реализована с PDM-системой iMAN, (также продукт компании Unigraphics Solutions). iMAN — полнофункциональная и легко настраиваемая система PDM, позволяющая управлять всеми знаниями об изделии и процедурами как на стадии проектирования и производства, так и на стадии эксплуатации и утилизации. Графические интерфейсы в iMAN используют современные решения Web-технологий, что дает оптимальное использование Internet- и Intranet-технологий. iMAN является системой PDM, реально работающей на российских предприятиях.

Гост

ГОСТ

Сегодня информационные технологии стали неотъемлемой частью нашей жизни, мы используем их в личных и профессиональных целях. Далее мы расскажете, как компьютерные технологии применяются в проектировании и какие возможности предоставляют проектировщику.

Основные инструменты проектировщика

Рабочее место архитектора сегодня состоит из мощного процессора и пары-тройки мониторов, на которых легко разместятся все необходимые окна и вкладки. Компьютер стал основным инструментом проектирования, заменив бумагу, карандаш, рапидограф, кульман, линейку и рейсшину, справочник архитектора и большую библиотеку нормативной документации. Целый ряд программ сегодня заменяет все те приспособления, которыми пользовались многие поколения архитекторов.

Среди программ, которые используют проектировщики в своей работе, можно выделить:

  • программы проектирования (Ревит, Автокад и другие), в которых ведется непосредственное выполнение чертежей;
  • программы, в который можно найти необходимые требования и нормативы (КонсультантПлюс, Техэксперт и другие);
  • программы для оформления пояснительной записки;
  • программы для выполнения специальный расчетов (Солярис, Компас и другие);
  • программы для координации работы команды и выдачи заданий (Битрикс и прочие).

Компьютер предоставляет весь спектр возможностей для выполнения проектной и рабочей документации на высоком уровне, при этом с помощью компьютера можно оптимизировать часть операций, но все решения принимаются проектировщиком.

Рисунок 1. Архитектор работает сразу на нескольких мониторах, это позволяет ему видеть все окна, которые должны оставаться открытыми. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Готовые работы на аналогичную тему

Возможности компьютерных программ

Любой качественный продукт располагает к себе и имеет больше шансов на успех, это правило касается и проектирования. Красивая картинка всегда оказывается выигрышней, поэтому оформлению и разработке фасадов, 3д-модели и красивых визуализаций необходимо уделять много времени. До внедрения компьютера в повседневную практику все действия по вычерчиванию фасадов зданий и видовых картинок выполнялись вручную и от качества графики исполнителя зависел весь успех проекта, сегодня же компьютер предлагает настолько мощные инструменты обработки моделей, что кажется, что перед тобой фотография уже реализованного объекта, а не эскиз идеи.

Среди тех возможностей, которые предоставляет компьютер, перечислим основные:

  • создание единой информационной виртуальной модели проекта;
  • выявление разногласий, несостыковок, ошибок и дефектов на стадии проектирования;
  • организация взаимодействия команды разработчиков;
  • выполнение сложных расчетов на основании исходных данных;
  • выполнение инсоляционных расчетов, расчетов на прочность жесткость и устойчивость;
  • моделирование различных ситуаций для оценки правильности принятых решений;
  • обновление устаревшей информации;
  • бесконечные возможности для хранения информации;
  • обработка 3д-моделей (рендеринг) на основании заданных материалов и свойств, освещенности и экспозиции для получения итогового изображения.

Рендеринг – это процесс получения изображения на основании заранее созданной модели.

Сегодня повсеместно проектные компании разрабатывают свои стандарты БИМ- проектирования, которое позволяет не просто выполнять чертежи с помощью компьютера, а создавать информационные модели зданий, строить в объеме то, что спустя время будет возводиться на строительной площадке. Этот подход позволяет уменьшить количество ошибок и вывести качество продукта на новый уровень, с подобной моделью проще работать и заказчику, и проектировщикам. Она позволяет в точности воспроизвести все технические нюансы сопряжения различных конструкций, выявить проблемные места.

Выполнил(а):
Студент (ка) группы З-19ИСТ(мг)

канд. техн. наук, доц Тищенко А. А.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ. 3

2. МОДЕЛИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ИС . 6

3.ТЕХНОЛОГИЯ RAD. 10

3.1. Особенности технологии RAD . 10

3.2. Виды прототипов . 13

4. МЕТОДОЛОГИЯ MSF. 17

5. AGILE -МЕТОДИКИ . 27

6. ТЕХНОЛОГИЯ XP. 30

7. МЕТОДОЛОГИЯ RUP. 33

8. МЕТОД DSDM . 36 9. МЕТОДОЛОГИЯ SCRUM. 40 ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 43

Эксплуатации ИС на предприятии предшествует создание ее проекта. Под проектом ИС будем понимать документацию, в которой представлено описание проектных решений по созданию и эксплуатации ИС. Проектные решения определяют архитектуру системы, структуру хранения информации, состав и функциональные характеристики программных компонентов, характеристики технических средств.

Под проектированием ИС понимается процесс преобразования входной информации – сведений об объекте автоматизации и требований заказчика – в проект ИС. При этом существенным образом используются знания о методах проектирования ИС и системах-аналогах. Объектами проектирования являются отдельные элементы системы или их комплексы, относящиеся к функциональным или обеспечивающим подсистемам. Функциональные подсистемы реализуют основные функции системы (бизнес-функции), а обеспечивающие подсистемы поддерживают сервисные функции (архивирование данных, авторизацию пользователей и пр.).

В основе метода проектирования (также употребляются термины методика или методология) лежит алгоритм, который определяет проектные действия, их последовательность, состав исполнителей, средства и ресурсы, требуемые для выполнения этих действий. Процесс проектирования ИС делится на совокупность взаимосвязанных действий, каждое из которых может иметь свой объект.

Действия могут быть

 проектировочными, формирующими или изменяющими текущий проект;

 оценочными, вырабатывающими по установленным критериям оценку результатов проектирования. Совокупность состояний, которые проходит ИС в своем развитии, от момента принятия решения о создании системы до момента прекращения ее функционирования, называется жизненным циклом (ЖЦ) информационной системы.

К основным требованиям, предъявляемым к выбираемой технологии проектирования, относятся следующие:

 созданный с помощью этой технологии проект должен максимально соответствовать требованиям заказчика, причем требования могут меняться уже в ходе создания ИС;

 технология должна максимально отражать все этапы жизненного цикла проекта и служить основой связи между проектированием и сопровождением системы в процессе ее эксплуатации;

 технология должна обеспечивать минимальные затраты времени и средств на проектирование и сопровождение системы при условии обеспечения должного качества конечного продукта. Методы проектирования ИС можно классифицировать по уровню автоматизации и степени использования типовых проектных решений.

По степени автоматизации методы проектирования разделяются на:

 типового проектирования, предполагающего сборку или конфигурацию ИС из готовых типовых компонентов.

1. Планирование и анализ требований (предпроектная стадия). Включает исследование и анализ объекта и существующей информационной системы, определение требований к ИС, оформление технико-экономического обоснования (ТЭО) и технического задания (ТЗ) на разработку системы. В ТЭО должны быть представлены экономические расчеты, подтверждающие целесообразность разработки ИС. В ТЗ отражаются назначение ИС, требования к ИС, ее подсистемам и видам обеспечения, а также ограничения на ресурсы проектирования.

2. Проектирование (техническое проектирование, логическое проектирование). Разработка в соответствии со сформулированными требованиями состава автоматизируемых функций и состава обеспечивающих подсистем, структуры хранения информации, оформление технического проекта ИС.

3. Реализация (рабочее проектирование, физическое проектирование). Включает разработку программ, информационное наполнение баз данных, создание рабочих инструкций для персонала, оформление рабочего проекта. Реализация основывается на техническом проекте ИС.

4. Внедрение (тестирование, опытная эксплуатация). Комплексная отладка подсистем ИС, обучение персонала, поэтапное внедрение ИС по подразделениям предприятия, проведение приемо-сдаточных испытаний, передача ИС в эксплуатацию.

5. Эксплуатация (сопровождение, модернизация). Сбор рекламаций и статистики о функционировании ИС, исправление ошибок и недоработок,

адаптация системы к изменившимся условиям функционирования, формулирование требований к следующей версии ИС. С точки зрения реализации этапов модели ЖЦ претерпели определенную эволюцию. Среди известных моделей ЖЦ можно выделить следующие:

 итерационная (итеративная) модель;

Хронология появления этих моделей соответствует их позиции в списке: каскадная модель датируется периодом до 70-х годов ХХ века, итерационная – 70–80 гг., спиральная – начиная с 80-х годов. И по сей день в разных проектах может использоваться любая из трех моделей, но по частоте применения преобладает спиральная модель.


Рис. 1. Каскадная модель ЖЦ


Использование итерационной модели ЖЦ призвано минимизировать риски ошибок, совершенных на ранних стадиях разработки, а также облегчить взаимодействие с заказчиками системы за счет использования предварительных версий (прототипов). Итерационная модель предполагает возможность возврата к предыдущим стадиям жизненного цикла, если выявлена необходимость дополнительных работ по этим стадиям, или произошло изменение требований к системе (рис. 2). Как правило, о существляется возврат к предыдущей стадии, хотя возможен вариант и более далекого возврата.

Рис. 2. Итерационная модель ЖЦ

Таким образом, каждая стадия жизненного цикла может простираться на весь процесс разработки и внедрения ИС.


Рис. 3. Спиральная модель ЖЦ

Цель состоит в том, чтобы как можно быстрее предъявить заказчикам системы работоспособный продукт для оценки ими направления и хода работы, внесения уточнений и дополнений в свои требования.

Для реализации спиральной модели нужно правильно определить время перехода к очередному витку – к разработке следующей версии системы. Переход осуществляется в соответствии с планом, который составляется на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах, а также личного опыта разработчиков.

1. Требования к программному обеспечению (ПО) определены нечетко или не полностью. Во многих случаях заказчик весьма приблизительно представляет себе работу будущей системы и не может четко сформулировать все требования к ней.

2. Интерфейс пользователя является для заказчика главным фактором. RAD-технология дает возможность продемонстрировать этот интерфейс в прототипе почти сразу после начала проекта.

3. Требуется выполнение проекта в сжатые сроки. Быстрое выполнение проекта позволяет создать систему, отвечающую требованиям сегодняшнего дня. Если система проектируется долго, то высока вероятность того, что за это время существенно изменятся условия деятельности организации, т. е. система морально устареет еще до завершения ее проектирования.

4. Проект выполняется в условиях ограниченности бюджета. Разработка ведется небольшими RAD-группами в короткие сроки, что обеспечивает минимум трудозатрат и позволяет вписаться в бюджетные ограничения.

5. ПО не обладает большой вычислительной сложностью.

RAD применима для систем средней сложности, обладающих элементами новизны. Если проектируемая система велика, то она должна допускать разбиение на более мелкие функциональные компоненты.

Они могут выпускаться последовательно или параллельно. К основным приемам RAD относятся следующие.

1. Использование прототипирования, позволяющего полнее выяснить потребности пользователей.

2. Вовлечение пользователей в процесс разработки системы.

3. Разработка приложений итерациями, многократное возвращение к более ранним этапам ЖЦ.

4. Необязательность полного завершения работ на одном этапе жизненного цикла для начала работ на следующем этапе. При итеративном подходе пропущенные работы можно выполнить впоследствии. Переход к следующему этапу ЖЦ осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена. План составляется на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах.

5. Высокая степень параллельности работ.

6. Повторное использование частей проекта.

7. Применение CASE-средств (CASE – Computer Aided System Engineering), обеспечивающих техническую целостность проекта на всех этапах проектирования, в том числе использование генераторов (мастеров).

8. Применение средств управления конфигурациями, облегчающее внесение изменений в проект и сопровождение готовой системы.

Как уже отмечалось, технология RAD является примером использования спиральной модели жизненного цикла ИС. Жизненный цикл ИС состоит из многократно повторяемых четырех стадий:

1. Анализ требований и планирование.

4. Внедрение версии.

Работа над проектом ведется группами. Типичный состав группы – руководитель, аналитик, два-три программиста, технический писатель. Если проект сложный, то для него может быть выделено несколько RAD-групп. При этом системы разбиваются на подсистемы, и каждая подсистема разрабатывается независимой группой. Проект выполняется в условиях тесного взаимодействия между разработчиками и заказчиком.

RAD-группа всегда работает только над одним прототипом. Это обеспечивает единство целей, лучшую наблюдаемость и управляемость процессом разработки, что в итоге повышает качество конечного продукта. Используемые инструментальные средства должны обеспечивать групповую разработку и конфигурационное управление проектом. Ключевой фактор успеха здесь – правильное разбиение системы на подсистемы. Все группы должны использовать общие стандарты проектирования. Обязательно проводится финальное тестирование всей системы.

Традиционно для проектов среднего уровня сложности разрабатываются три прототипа. Первый содержит весь пользовательский интерфейс с нулевой функциональностью. Он дает возможность собрать замечания заказчика и после их устранения утвердить экранные формы и документы. Второй прототип содержит реализованную на 70–80 % функциональность системы, третий – полностью реализованную функциональность.

Задание воздействий и нагрузок3. 1. Сочетания нагрузок. Конструирование и расчет фундаментов. Подготовка модели к расчету2. 1. Выравнивание осей для вывода напряжений. Пробный расчет. Последовательность проектирования промышленного здания в компьютерной программе1. 1. Построение параметрической модели в Allplan1. 1. 1. Особенности построения модели в Allplan для последующего расчета. Введение… Читать ещё >

Компьютерные методы проектирования ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Содержание

  • Введение
  • 1. Последовательность проектирования промышленного здания в компьютерной программе
    • 1. 1. Построение параметрической модели в Allplan
      • 1. 1. 1. Особенности построения модели в Allplan для последующего расчета
      • 2. 1. Выравнивание осей для вывода напряжений
      • 2. 2. Пробный расчет
      • 3. 1. Сочетания нагрузок
      • 3. 2. Ввод нагрузок и загружений

      Актуальность темы

      В общем случае графический метод отвечает условиям проектирования всех частей сооружения, промышленного предприятия, района (технологии, архитектуры, конструкций, санитарной техники, энергетики, планировки и т. д. ), не требует сложного оборудования и инструмента, доступен каждому технически грамотному специалисту и может применяться в предельно широком диапазоне, допуская изображения любых величин — от целого района до мельчайших деталей зданий и сооружений.

      Эти достоинства послужили причиной того, что он по сути дела, стал международным языком во всех областях научной и проектной деятельности. В проектировании применяют и другие методы, но в них, однако, нельзя обойтись без графических изображений. Поэтому графический метод проектирования (изображения проектных решений) по праву следует считать основным.

      Графический метод основан на условном изображении пространства и предметов на плоскости по законам начертательной геометрии. Сущность этого метода проектирования заключается в том, что весь аналитический процесс изучения задания на проектирование, творческий процесс поисков идеи будущего сооружения и детальная техническая разработка проекта для передачи на строительство сопровождаются графическим изложением мыслей, образов, сравнений, технических решений и деталей с помощью эскизов, чертежей, графиков, таблиц, схем, текстов и т. д.

      Многие вопросы решаются прямо по ходу проектирования в рабочем порядке. Другими словами, согласование разделов проекта (чертежей) происходит ежедневно. Меньше времени тратится на подготовку и выдачу заданий в другие отделы. Оформление чертежей выполняется на завершающем этапе проектирования, после создания модели и согласования разделов проекта.

      Цель работы заключается в рассмотрении принципа проектирования промышленных зданий с помощью компьютерных программ (на примере программы Allplan).

      Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

      — последовательно рассмотреть последовательность проектирования здания в программе в Allplan;

      — сделать заключение о преимуществах компьютерных методов проектирования.

      Читайте также: