2. Системы автоматизированного проектирования: учеб. пособие / сост. С.В. Доронин. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2014. - 81 с.

Подобные документы

Структура и классификация систем автоматизированного проектирования. Виды обеспечения САПР. Описание систем тяжелого, среднего и легкого классов. Состав и функциональное назначение программного обеспечения, основные принципы его проектирования в САПР.

курсовая работа [37,7 K], добавлен 18.07.2012

Предпосылки внедрения систем автоматизированного проектирования. Условная классификация САПР. Анализ программ, которые позволяют решать инженерные задачи. Система управления жизненным циклом продукта - Product Lifecycle Management, ее преимущества.

контрольная работа [1,3 M], добавлен 26.09.2010

Технологии автоматизированного проектирования, автоматизированного производства, автоматизированной разработки и конструирования. Концептуальный проект предполагаемого продукта в форме эскиза или топологического чертежа как результат подпроцесса синтеза.

реферат [387,2 K], добавлен 01.08.2009

Анализ существующих систем автоматизированного проектирования. Преимущества и недостатки универсальных сборочных приспособлений, их конструирование и сборка, современное информационное обеспечение. Создание базы данных для САПР сборочных приспособлений.

дипломная работа [403,9 K], добавлен 26.03.2012

Понятие и функции систем автоматизированного проектирования (САПР), принципы их создания и классификация. Проектирующие и обслуживающие подсистемы САПР. Требования к компонентам программного обеспечения. Этапы автоматизации процессов на предприятии.

Современные геоинформационные системы (ГИС) представляют собой новый тип интегрированных информационных систем, которые, с одной стороны, включают методы обработки данных многих ранее существовавших автоматизированных систем (АС), с другой - обладают спецификой в организации и обработке данных. Практически это определяет ГИС как многоцелевые, многоаспектные системы.

Файлы: 1 файл

Геоинф (1).doc

Таким образом, независимо от вида инструментальной системы, составляющей основу конкретной ГИС, любая ГИС должна обладать общими признаками и свойствами обобщенной ГИС.

Определим ГИС как полную (информационную систему), если в ней присутствуют все три системных уровня, определенных выше. В противном случае будем говорить о неполной ГИС.

Данный метод анализа применим не только к ГИС, но и к любой автоматизированной системе, включая САПР, АСИС, АСУ. Таким образом, любая информационная система, система управления при аналогичных заданных условиях (1.2) представима в виде трехуровневой системы. Эта общность структур систем, различающихся задачами и целями, а также общность преобразования информации дает основание говорить и об общности концепций и методов обработки данных в этих системах. Следовательно, на уровне системной структуры ГИС и других АС существует общность принципов обработки данных для широкого круга прикладных задач, включая управление, организацию производства, проектирование, хранение и обновление данных. Эта общность является следствием интеграции.

ВЫВОД

Системный подход позволяет построить схему ГИС в виде основных уровней обработки информации и проводить сравнительный анализ как с другими автоматизированными системами, так и среди геоинформационных систем, предназначенных для решения различных задач.

2 Место ГИС среди других автоматизированных систем

Автоматизированная обработка информации в ГИС предполагает использование ряда технологических процессов из различных смежных предметных областей: фотограмметрии, САПР, АСНИ и т. д. В силу этого целесообразно рассмотреть технологии функционирования достаточно апробированных автоматизированных систем, таких, как АСНИ, САПР, АСИС, экспертные системы (ЭС), что позволит при оптимальном учете их специфики использовать технологические достижения и решения, применимые во всех исследуемых предметных областях.

2.1. Основные принципы функционирования АСНИ

АСНИ технологически настроена на сбор и первичную обработку разнообразной информации, что является также и потребностью ГИС. По этой причине можно рассматривать АСНИ как систему, наиболее близкую к ГИС на этапах сбора и первичной обработки данных.

Относительно обобщенной ГИС (см. рис. 1.4) технологии АСНИ приемлемы на уровне УСО.

По формам организации АСНИ делятся на три группы: специальные, локальные и глобальные.

Специальные АСНИ решают узкий класс задач на заданном наборе параметров. Их основная задача - контроль протекания процессов и предотвращение нежелательных ситуаций. Наиболее широко эта группа АСНИ представлена в интегрированном производстве, она в большой степени использует измерительно-вычислительные комплексы и относится функционально к классу контрольно-измерительных. Эта группа не имеет аналогов в среде ГИС.

Локальные АСНИ функционируют в рамках лабораторий. Их развитие связано с "персонализацией" технологий вычислительной техники, в частности с появлением ЭВМ, персональных баз данных, интеллектуальных терминалов и т.п. По организации эта группа наиболее близка ГИС, функционирующим на уровне города, области.

Глобальные АСНИ создаются в рамках института, КБ, НПО и т.п. ГИС аналогичного класса обслуживают страну или большой регион. Одним из направлений развития систем этой группы является создание распределенных систем (АСНИ, ГИС), в том числе и на основе локальных вычислительных сетей (ЛВС).

По функциям можно также выделить три группы АСНИ: информационно-поисковые, подсказывающие и обучающие; расчетные на основе модельного машинного эксперимента; экспериментальных исследований. В свою очередь каждая из этих групп может быть разбита на подгруппы, однако для анализа ГИС это не играет существенной роли.

Возможности АСНИ во многом определяются уровнем вычислительных средств и набором периферийных устройств к ним.

Интеграция предъявляет новые требования к базовым техническим средствам, входящим в состав АСНИ. Для реализации возможности интегрированной обработки информации эти средства должны либо являться элементами распределенной вычислительной системы или локальной сети, либо базироваться на более сложных вычислительных системах по сравнению с применяемыми для лабораторных АСНИ.

В настоящее время характерен рост интегрированных систем, которые включают технологии АСНИ на уровнях сбора и первичной обработки данных.

Большое значение при интеграции АСНИ имеют выбор единой информационной основы, составление классификаторов информации и способов ее кодирования. Эффективным средством, повышающим скорость кодирования, являются системы речевого ввода-вывода, разработка которых в нашей стране идет с 60-х гг. Однако эти системы не находят достаточно широкого применения при кодировании первичных данных в ГИС.

2.2. Системы автоматизированного

проектирования.

Технологии САПР служат основой интеграции всех прочих технологий в ГИС. Основное назначение САПР - получение оптимальных проектных решений - отвечает требованиям ГИС на уровне моделирования и хранения (формирования ЦММ) и проектирования (карт) на основе уже собранной, унифицированной информации.

Проектирование в САПР осуществляется путем декомпозиции проектной задачи с последующим синтезом общего проектного решения. В процессе синтеза проекта используются информационные ресурсы базы данных в условиях диалогового взаимодействия проектировщиков с комплексом средств автоматизации проектирования.

Технологии проектирования в САПР базируются на следующих принципах:

• использование комплексного моделирования;
• интерактивное взаимодействие с цифровой моделью;
• принятие проектных решений на основе математических моделей и проектных процедур, реализуемых средствами вычислительной техники;
• обеспечение единства модели проекта на всех этапах и стадиях проектирования;
• использование единой информационной базы для автоматизированных процедур синтеза и анализа проекта, а также для управления процессом проектирования;
• проведение многовариантного проектирования и комплексной оценки проекта с применением методов оптимизации;
• обеспечение максимальной инвариантности информационных ресурсов, их слабой зависимости от конкретной области применения, простоты настройки на отраслевую специфику.

Все перечисленные принципы приемлемы для моделирования и проектирования в ГИС.

Проектирование. Анализ технологических процессов в САПР позволяет дать простую классификацию типов проектных работ по степени (уровню) интеграции процессов, вполне подходящую для решения задач ГИС:

• процедура - элементарная операция обработки информации;
• задача-совокупность процедур для получения одного вида проектной продукции;
• функция (группы специализированных задач) - технологический процесс, в ходе которого выпускается специализированный комплект проектных документов;
• комплекс работ - совокупность работ, заканчивающихся выпуском общего комплекта проектных документов;
• интегрированные работы - выпуск комплекта документов; поддержка и автоматическое обновление базы данных; внесение данных в экспертную систему; выдача наряду с типовым комплектом документации прогнозов, рекомендаций, экспертных оценок проекта; информационный обмен с сетями баз данных.

Одна из основных технологических групп задач - разработка и автоматизация типовых проектных процедур, включающих декомпозицию, симплификацию, унификацию, композицию и синтез, взаимосвязана с группой задач оптимальной классификации и кодирования входной информации.

Поскольку невозможно для ряда задач полностью автоматизировать процесс проектирования, актуальным является эффективное интерактивное общение пользователя с ЭВМ. Этот подход особенно важен при использовании ГИС, так как большое количество информации в таких системах требует специальных экспертных решений, не входящих в методы типового проектирования или моделирования. Интерактивная обработка для удобства общения пользователя с ЭВМ требует специального лингвистического обеспечения. Как вспомогательная возникает задача автоматизированного обучения пользователя ГИС.

В процессе проектирования наиважнейшими остаются задачи оптимизации, например задача оптимального выбора структуры процесса проектирования или оптимизации самого проектного решения. Оптимальные решения можно выбирать разными путями, используя метод имитационного моделирования, векторные критерии оценки качества и т.п.

В большинстве САПР проект создается на основе типовых проектных процедур, типовых проектных решений, типовых элементов проекта. Этот подход полностью приемлем для ГИС, но при наличии хорошо организованной базы данных и интегрированной информационной основы.

Таким образом, эффективность применения технологий САПР в ГИС определяется прежде всего степенью интеграции информационной основы ГИС

Отметим различие на уровне УМХ между ГИС и САПР. В ГИС графическая информация значительно сложнее и больше по объему по сравнению с аналогами в САПР. Кроме того, в ГИС возможно наличие видео баз данных для хранения видеоинформации, а в САПР такие базы, как правило, отсутствуют. Следовательно, разработка и эксплуатация БД в ГИС должны проводиться более углубленно по сравнению с САПР. Простой перенос технологий БД или использование систем управления базами данных (СУБД) без технологических изменений, учитывающих специфику данных и их методов обработки в ГИС, не обеспечит максимального эффекта от применения баз данных в ГИС.

Моделирование. Выбор методов моделирования определяется главным образом предметной областью объекта моделирования. Построение моделей основано на их представлении в виде совокупностей декларативных, процедурных, семантических, метрических информационных массивов.

Моделирование с использованием аналитических моделей находит широкое применение для тех классов объектов, которые легко описываются аналитическими выражениями.

В случае использования неоднородных компонентов применяется структурно-процедурная модель процессов автоматизации проектирования, учитывающая свойства этих компонентов.

Для моделирования проектируемого объекта используют двухкомпонентную модель, включающую структурно-иерархическую и функционально-геометрическую части. Такой же подход применяется в некоторых ГИС.

Для САПР, имеющих разнородную (гетерогенную) структуру, на ранней стадии проектирования целесообразно моделирование для устранения погрешностей и сокращения общего времени проектирования.

В большинстве случаев эффективность проектирования обусловлена возможностью использования наборов базовых моделей для решения многих задач Для многократного использования модели целесообразно ее хранение в виде компонентов, определенных на заданных общих типах или подклассах моделей данных. Это относится как к цифровой модели местности, так и к цифровой модели объекта.

В САПР применяют только цифровые модели объекта с высокой степенью типизации информации. В ГИС цифровое моделирование значительно сложнее, а класс цифровых моделей включает большее число типов, чем в САПР, причем типизация цифровых моделей в ГИС меньше, чем в САПР.

При проектировании нетиповых и сложных объектов используют интерактивное и логическое проектирование, реализуемое в большинстве случаев с помощью сценария как в САПР, так и в ГИС.

Процессы моделирования в САПР могут включать совокупность разных уровней: схемного, логического, вентильного, системного.

В ГИС не применяются схемный и вентильный уровни, поэтому их рассмотрение будет опущено.

Системный уровень моделирования позволяет оценивать общие свойства проектируемой системы при функционировании ее в заданном окружении. Во многих ГИС на этом уровне описываются только начальная стадия обработки или основные концепции. Однако до формализованного описания технологий моделирование на этом уровне не доводится.

Логический уровень дает возможность построить логические схемы и использовать исчисление предикатов для оценки оптимальности процессов обработки в системе или структуры самой системы. В ГИС на этом уровне осуществляют проектирование ГИС как системы, проектирование процессов обработки информации, описание обработки некоторых данных.

2.3. Автоматизированные справочно-информационные системы

Автоматизированная справочно- информационная система использует ЭВМ на этапах ввода, обработки и выдачи справочных данных по различным запросам потребителей. Она представляет собой развитие информационно-поисковых систем, обеспечивающих ранее выполнение функций автоматизации архивов и информационного поиска.

Существует ряд специфических ГИС, рассматриваемых как архивы. Подобно архиву каждая ГИС хранит какую-либо информацию. Поэтому технологии АСИС интересны для использования в ГИС именно с целью организации хранения архивных данных.

Концепция создания автоматизированных архивов актуальна и сегодня, поскольку многие учреждения имеют и используют архивы, которые необходимо внедрять в ГИС-технологии.

Технологии АСИС эффективны на втором и третьем системных уровнях обобщенной ГИС (см. рис. 1.4). Технологическая совместимость АСИС и ГИС проявляется на этапах хранения, обновления информации (второй уровень) и выдачи разного рода справок, отчетов, графических отображений (третий уровень).

В современных интегрированных информационных системах АСИС утратили значение независимых систем и преобразовались в более мобильные и универсальные подсистемы документационного обеспечения. Другим направлением их развития явились экспертные системы, о которых речь пойдет ниже.

Поиск физических эффектов, способных решить задачу, стоящую перед изобретателем – самый трудный этап для автоматизации. Он требует от системы автоматизации наличия банка физических эффектов и умения использовать хранящуюся в нем информацию для поиска ответа на вопрос: пригодны ли эти эффекты для реализации замысла. Несмотря на сложность этого этапа, создаются так называемые изобретательские машины. Их основной блок - большая по объёму база данных о физических эффектах и набор процедур позволяющих работать с этой базой. Два последних этапа, связанных с задачами конструирования и расчета, поддаются автоматизации уже сегодня. Для этого создаются системы автоматизированного проектирования (САПР).

Содержание

Прикрепленные файлы: 1 файл

РефератпоСАПР.doc

Организационное обеспечение (ОО) — совокупность документов, определяющих состав проектной организации, связь между подразделениями, организационную структуру объекта и системы автоматизации, деятельность в условиях функционирования системы, форму представления результатов проектирования. В ОО входят штатные расписания , должностные инструкции , правила эксплуатации, приказы, положения и т. п.

В САПР как проектируемой системе, выделяют также эргономическое и правовое обеспечения.

Эргономическое обеспечение объединяет взаимосвязанные требования, направленные на согласование психологических, психофизиологических, антропометрических характеристик и возможностей человека с техническими характеристиками средств автоматизации и параметрами рабочей среды на рабочем месте. Правовое обеспечение состоит из правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании САПР, и юридический статус результатов ее функционирования.

Рис. 1. Структура САПР

Существует большое разнообразие систем автоматизированного проектирования, которые используются на различных стадиях создания объекта. Можно привести следующую классификацию САПР.

1. По уровню формализации решаемых задач:

а) автоматические – системы, которые позволяют полностью описать решение задачи математически (на языке, понятном для ЭВМ). Эти системы состоят из трех частей: формирование входной информации, проектирование (проведение расчетов), формирование выходной информации. Для решения задачи используются универсальные алгоритмы обработки информации. Такие системы обычно работают в автоматическом режиме;

б) автоматизированные – системы, позволяющие решать задачи, не поддающиеся полному математическому описанию. Проектирование в таких системах осуществляется под непосредственным контролем человека-оператора, чаще всего на уровне человеко-машинного диалога. Человек сам принимает решение там, где процесс проектирования не поддается математическому описанию или оценка проектных решений не имеет количественного выражения. При работе с такими системами активно используется профессиональный уровень проектировщика;

в) эвристические – системы, организующие поиск решения задач, которые невозможно описать математически. Это чаще всего графические системы, которые служат как бы контролером правильности действия конструктора-проектировщика, так как задача создания новой конструкции стоит перед ним, а не перед ЭВМ. Например, конструктор формирует изображение проектируемого объекта, что эквивалентно введению информации в память компьютера. Затем с помощью расчетных модулей осуществляется анализ конструкции. Полученные результаты тут же обрабатываются и выдаются на экране графического дисплея в виде эпюр, гистограмм, графиков и т. д. Далее, в зависимости от поставленной задачи, конструктор вносит изменения в первоначальный проект геометрии образа, и указанный процесс осуществляется заново. Таким образом, за определенное число графических итераций (итераций процесса) может быть получено оптимальное проектное решение.

2. По специализации:

а) специализированные – САПР, область применения которых ограничивается определенным классом конструкций, например, САПР грузового автомобиля, строительных конструкций, авиастроения и т.д.

б) универсальные (инвариантные) – САПР, область применения которых не ограничена определенными сферами применения.

3. По технической организации:

а) с центральным процессорным управлением. В таких системах вся основная информация, связанная с проектированием, обрабатывается мощной ЭВМ, а корректировка и ввод информации на местах осуществляются с помощью персональных компьютеров, соединенных интерфейсом с головной машиной. Данная технология сложилась исторически, т.к. сначала появились большие ЭВМ, для которых начали создаваться САПР. Позднее, с появлением более компактных компьютеров, начали создаваться различные средства автоматизации конструкторских работ.

б) на базе автоматизированных рабочих мест (АРМ) конструктора с собственными вычислительными ресурсами. В таких системах весь процесс проектирования осуществляется на АРМах за счет собственных вычислительных и графических средств, а более мощный компьютер служит только передаточным звеном с общей базой знаний. Данное направление является более прогрессивным по многим аспектам, главные из которых следующие: во-первых, процесс проектирования не зависит от выхода из строя одного из рабочих мест, как это имеет место в системах первого направления, где выход из строя основной ЭВМ практически срывает весь процесс проектирования; во-вторых, независимая обработка данных избавляет конструктора от потерь времени, связанных с выполнением задания другого конструктора, упрощает управление процессом проектирования.

В заключение отметим, благодаря системам автоматического проектирования САПР существенно (в несколько раз) сокращаются сроки исполнения и подготовки конструкторской и технической документации. Такой выигрыш во времени достигается за счет автоматизации большинства действий, связанных с этим процессом.

Кроме того, в результате использования машинного проектирования ощутимо улучшается качество, как технической документации, так и непосредственно самих конструкторских разработок. Конструктору, инженеру, проектировщику больше не приходится значительную часть своих усилий тратить на рутинные операции. Он может целиком сконцентрироваться на самом творческом процессе разработки.

САПР позволяют практически полностью исключить повторение одних и тех же действий. Например, если вы создали чертеж детали, а потом вам нужно эту же деталь начертить на другом чертеже (например, в составе сборочного чертежа), то вам не надо будет вычерчивать ее снова. Достаточно будет двух-трех секунд, чтобы скопировать построение с одного чертежа на другой. Стоит также отметить, что современные системы автоматического проектирования позволяют решать конструкторские задачи комплексно: от постановки задачи до получения чертежей и программ для оборудования (станков) с числовым программным обеспечением (ЧПУ). В конечном итоге это позволяет в несколько раз ускорить не только выполнение чертежей, но и изготовление самих деталей.

Системы автоматизированного проектирования совершили революцию в промышленности, сократив объем ручного труда, повысив точность конструирования, уменьшив количество ошибок, увеличив производительность проектировщиков и улучшив качество проектов. Но, как это обычно бывает, одни проблемы были решены, зато появились другие.

Дело в том, что в погоне за функционалом многие разработчики САПР подзабыли о том, для кого он предназначен. В результате на рынке появились системы, которые содержат массу возможностей для автоматизации работы конструктора или технолога, но специалисты не в состоянии воспользоваться этим богатством из-за сложности освоения. Поэтому разработчикам САПР следует не только расширять, но и усиливать функциональность своих продуктов, т. е. делать наиболее востребованные инструменты более простыми в изучении и эффективными в использовании.

Список литературы

1. Назаров С.А. Информатика. Учебное пособие для студентов технических специальностей. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2008. – 222 с.

4. Кондаков А.И. САПР технологических процессов. – Академия, 2008. – 272 с.

Читайте также:

  
• Наполеон бонапарт реферат казакша
  
• Бесколлекторный двигатель постоянного тока реферат
  
• Критерии гидродинамического подобия реферат
  
• Охрана труда на тэц реферат
  
• Лицензирование медицинской деятельности реферат