Этапы проектирования сапр, структура современной сапр.

Структура и состав САПР

САПР объединяет следующие компоненты:
-технические или аппаратные средства (Совок аппар ср-в, по средствам которых ведется проектирование)
-математич. Обеспечение (матем. методы, приёмы и модели, используемые в автоматизируемом проектировании)
-программное обеспечение (Совок программ, инструкции в т.ч. пакетов программ. Сост. На основе мат.обесп-я и предназначенная для реальзации проектных процедур на ЭВМ)
-информационное обеспечение
-лингвистическое обеспечение (совокупность языковых средств, которые позволяют разрабатывать программы.)
-организационное (совок док-тов устанавливающих структуру САПР, формы и порядок прохождения проектных документов)

-методическое (документы правила)

 

 

Классификация САПР.

1. По типу объекта проектирования:
-изделия машиностроения
-изделия приборостроения
-техпроцессы в машинно и приборостроении
-объекты строительства
-технологические объекты в строительстве
-программные изделия
-организационные системы
2. По равноправности объекта проектирования
3. По сложности объекта проектирования
простые – до 100 компонентов
средней сложности 100-1000 компонентов
сложные 1000-10000
очень сложные 10000-1000000
суперсложные свыше 1000000
4. По уровню автоматизации проектирования
-низко автоматизированные – до 25% проектных процедур автоматизированы
-среднеавтоматизированы 25%-50%
-высокоавтоматизированные сывше 50%
5. По комплектности проектирования (какой этап проектирования автоматизирован)
-одноэтапные (всё делается за 1 этап)
-многоэтапные
-комплексные
6. По выпускаемым проектным документам
-на бумажных носителях и листах
-на машинных носителях
-на фотоносителях
-комбинированные
-резервные

7. По числу проектных документов
-САПР малые до 1000 документов в год
-средние 1000-100000
-высокой – больше 100000 документов
8. По числу уровней в структуре технологического обеспечения
-одно (наличие базового комплекса рабоч. станций и периферийного оборудования)
-двух (разделение этапа проектирования на 2 уровня)
-трёхуровневые

 

 

Этапы проектирования САПР, структура современной САПР.

 

Стадии проектирования

1. Предпроектная стадия (НИР).

Изучаются потребности, анализируются ресурсы, основные принципы построения и формируется техническое задание для изделий.

В обязательном порядке проводится обследование всех литературных источников на данную тему, проводится полное патентное исследование, и анализируются все подобные системы.

2. Стадия эскизного проекта (ОКР).

ОКР - опытно-конструкторские работы, проверяется корректность и реализуемость основных принципов.

3. Стадия технического проекта.

Выполняется всесторонняя проработка всех частей проекта и детализируются все технические решения.

4. Стадия рабочего проекта.

Формируется вся необходимая документация для изготовления изделий.

5. Стадия испытаний.

Приемочные испытания.

6. Стадия опытной эксплуатации.

5 и 6 стадии позволяют выявить недостатки, и уточнить технические решения.

7. Стадия внедрения.

Передается вся необходимая документация для выпуска готового изделия. Каждый этап делится на процедуры, а они подразделяются на операции.

Различают две технологии проектирования:

 восходящее проектирование;

 нисходящее проектирование.

Производится унификация отдельных процедур по изготовлению отдельных узлов, элементов, которые выполняются многократно. Инструментарии предназначаются для текстовой и графической информации.

Маршрут проектирования - это последовательность этапов и процедур для проектирования объекта. Маршруты для многих процессов могут быть одинаковыми. Это типовые маршруты.

Пример: построение любой БД начинается с построения информационной модели; далее - выбор СУБД; производится формирование логической структуры БД, проектирование физической структуры БД; и т.д.

Классификация типовых проектных процедур

Процедуры:

Синтеза

1. Структурный синтез:

 выбор структуры принципов

 выбор технических режимов

 формирование документации

2. Параметрический синтез:

формирование технических требований устройства и назначение

формирование параметров элементов

идентификация математической модели.

Анализа

1. Одновариантный анализ:

 анализ статики

 анализ динамики

 анализ частотной области

 анализ устойчивости

2. Многовариантный анализ:

 чувствительность

 статистический анализ

 расчет зависимостей

 расчет выходных параметров

 

 

4 Функции, хар-ки и примеры CAE/CAD/CAM систем.

Системы CAE предназначены для прогнозирования, создания облика проектируемого изделия, мат. Моделирования и расчета задач кинематики, динамики и прочности оптимизации его параметров. В пакетах CAE особое место занимает прогр. Планирования, проведение и обработка автоматизир. экспериментов.

 

Система CAD предназначена для получения рабочих чертежей проектируемого объекта.

Система CAM осуществляет управление изготовл. произв. программы на станках с ЧПУ и обраб-х центрах производственной системы. Дальнейшее развитие связано непосредственно с разработкой технологических процессов изготовления изделий. Вкл-т разработку маршрутных и операционных карт, выдачу программ, для станков с ЧПУ и обраб-х центров производственной системы.

CALS-технологии (англ. Continuous Acquisition and Life cycle Support — непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла) — современный подход к проектированию и производству высокотехнологичной и наукоёмкой продукции, заключающийся в использовании компьютерной техники и современных информационных технологий на всех стадиях жизненного цикла изделия. За счет непрерывной информационной поддержки обеспечиваются единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции, поставщиков/производителей продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала. Информационная поддержка реализуется в соответствии с требованиями системы международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными. Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объёмы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в унифицированных форматах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологий CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т. п. Предполагается, что успех на рынке сложной технической продукции будет немыслим вне технологий CALS.

Техническое обеспечение

Техническое обеспечение САПР представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения автоматизированного проектирования.

Требования:

o Применение тех. средств непосредственно на местах проектирования

o Обеспечение наибольших удобств и наглядности работы проектировщиков соотв. инструментами САПР.

o Возможность параллельной работы многих проектировщиков над одним проектом

o Эффективность вв, хранения и отображения проектной ин-ции

o Высокая скорость и точность вычислений

o Выдача результатов в виде проектной документации.

Структура комплекса технических средств и его состав

1. Одноуровневая система. Наиболее распространен вариант - одна суперЭВМ с большим количеством терминалов.

2. Многоуровневая система. Существует иерархия. Чаще всего на нижнем уровне - высокопроизводительные интеллектуальные терминалы (ПК). На втором уровне ставятся миниЭВМ, на верхнем уровне - большие, суперЭВМ.

3. Двухуровневая система. На верхнем (втором) - cуперЭВМ, на нижнем- индивидуальные терминалы, связь между которыми осуществляется на уровне файлов

 

Лингвистическое обеспечение

ЛО- совок языков проектирования, программирования и управления для выполнения автоматизированного проектирования.

Языки проектирования – это проблемно-ориентированные языки для обмена ин-цией между проектировщиком и ЭВМ в процессе проектирования. Они разделяются на Вх, Вых, промежуточные и внутренние.

Языки программирования необходимы для разработки и редактирования системного и прикладного ПО САПР.

Языки управления необходимы для формирования непоср команд описания их параметров и условий исполнения либо непоср аппаратной САПР, либо с помощью спец ПО вычисляющих или управляющий устройств

 

Рекомендации по проектированию корпоративных сетей

Следует упомянуть:

a. Информатизацию и автоматиз-ю деят-ти предприятия необходимо начинать с анализа процесса ф-я его подразделений. Следует выявить инф потоки между подразделениями, установить какие процессии требуют авт-и и компьютеризации и в какую очередь.

b. Если сеть создается заного целесообразен комплексный подход к проектированию кабельной системысети.

c. При выборе типа линий связи между отдельно стоящими зданиями необх провести сравнительный анализ проводных линий и радиоканалов

d. В наиб популярном вар-те кабельной системы и размещения компьютерного оборудования внутри здания рекомендуется под коммутац оборудование отводить помещение. Гориз проводку выполнять витой парой категории 5 или коаксиальным кабелем. Верт проводку – оптоволоконным или коаксиальным

e. Относит выбора одного из 2х популярных вариантов построения подсетей. Шинная или кольцевая топология однозн выводы отсутсвуют. Если нагрузки могут превышать 35% - кольцевую.

f. При выборе типов коммут оборудования полезней ориентироваться на ср-ва предост-е одной фирмой

g. Если сеть связывает удаленные друг от друга здания, то возможны варианты исп-я внеш каналов связи или сетей общего назначения

h. Для корректировки проекта сети нужно использовать имеющиеся ср-ва имитационного оборудования

i. Разрабатывается конф-я сети, все узлы сети распр-ся по рабочим группа а затем рабочие группы по подсетям. Исходя из оценок прогн-го графика и его характера, числа узлов, подсетей выбирается структура сети и типы сетевого оборудования

 

Структура и состав САПР

САПР объединяет следующие компоненты:
-технические или аппаратные средства (Совок аппар ср-в, по средствам которых ведется проектирование)
-математич. Обеспечение (матем. методы, приёмы и модели, используемые в автоматизируемом проектировании)
-программное обеспечение (Совок программ, инструкции в т.ч. пакетов программ. Сост. На основе мат.обесп-я и предназначенная для реальзации проектных процедур на ЭВМ)
-информационное обеспечение
-лингвистическое обеспечение (совокупность языковых средств, которые позволяют разрабатывать программы.)
-организационное (совок док-тов устанавливающих структуру САПР, формы и порядок прохождения проектных документов)

-методическое (документы правила)

 

 

Классификация САПР.

1. По типу объекта проектирования:
-изделия машиностроения
-изделия приборостроения
-техпроцессы в машинно и приборостроении
-объекты строительства
-технологические объекты в строительстве
-программные изделия
-организационные системы
2. По равноправности объекта проектирования
3. По сложности объекта проектирования
простые – до 100 компонентов
средней сложности 100-1000 компонентов
сложные 1000-10000
очень сложные 10000-1000000
суперсложные свыше 1000000
4. По уровню автоматизации проектирования
-низко автоматизированные – до 25% проектных процедур автоматизированы
-среднеавтоматизированы 25%-50%
-высокоавтоматизированные сывше 50%
5. По комплектности проектирования (какой этап проектирования автоматизирован)
-одноэтапные (всё делается за 1 этап)
-многоэтапные
-комплексные
6. По выпускаемым проектным документам
-на бумажных носителях и листах
-на машинных носителях
-на фотоносителях
-комбинированные
-резервные

7. По числу проектных документов
-САПР малые до 1000 документов в год
-средние 1000-100000
-высокой – больше 100000 документов
8. По числу уровней в структуре технологического обеспечения
-одно (наличие базового комплекса рабоч. станций и периферийного оборудования)
-двух (разделение этапа проектирования на 2 уровня)
-трёхуровневые

 

 

Этапы проектирования САПР, структура современной САПР.

 

Стадии проектирования

1. Предпроектная стадия (НИР).

Изучаются потребности, анализируются ресурсы, основные принципы построения и формируется техническое задание для изделий.

В обязательном порядке проводится обследование всех литературных источников на данную тему, проводится полное патентное исследование, и анализируются все подобные системы.

2. Стадия эскизного проекта (ОКР).

ОКР - опытно-конструкторские работы, проверяется корректность и реализуемость основных принципов.

3. Стадия технического проекта.

Выполняется всесторонняя проработка всех частей проекта и детализируются все технические решения.

4. Стадия рабочего проекта.

Формируется вся необходимая документация для изготовления изделий.

5. Стадия испытаний.

Приемочные испытания.

6. Стадия опытной эксплуатации.

5 и 6 стадии позволяют выявить недостатки, и уточнить технические решения.

7. Стадия внедрения.

Передается вся необходимая документация для выпуска готового изделия. Каждый этап делится на процедуры, а они подразделяются на операции.

Различают две технологии проектирования:

 восходящее проектирование;

 нисходящее проектирование.

Производится унификация отдельных процедур по изготовлению отдельных узлов, элементов, которые выполняются многократно. Инструментарии предназначаются для текстовой и графической информации.

Маршрут проектирования - это последовательность этапов и процедур для проектирования объекта. Маршруты для многих процессов могут быть одинаковыми. Это типовые маршруты.

Пример: построение любой БД начинается с построения информационной модели; далее - выбор СУБД; производится формирование логической структуры БД, проектирование физической структуры БД; и т.д.

Классификация типовых проектных процедур

Процедуры:

Синтеза

1. Структурный синтез:

 выбор структуры принципов

 выбор технических режимов

 формирование документации

2. Параметрический синтез:

формирование технических требований устройства и назначение

формирование параметров элементов

идентификация математической модели.

Анализа

1. Одновариантный анализ:

 анализ статики

 анализ динамики

 анализ частотной области

 анализ устойчивости

2. Многовариантный анализ:

 чувствительность

 статистический анализ

 расчет зависимостей

 расчет выходных параметров

 

 

4 Функции, хар-ки и примеры CAE/CAD/CAM систем.

Системы CAE предназначены для прогнозирования, создания облика проектируемого изделия, мат. Моделирования и расчета задач кинематики, динамики и прочности оптимизации его параметров. В пакетах CAE особое место занимает прогр. Планирования, проведение и обработка автоматизир. экспериментов.

 

Система CAD предназначена для получения рабочих чертежей проектируемого объекта.

Система CAM осуществляет управление изготовл. произв. программы на станках с ЧПУ и обраб-х центрах производственной системы. Дальнейшее развитие связано непосредственно с разработкой технологических процессов изготовления изделий. Вкл-т разработку маршрутных и операционных карт, выдачу программ, для станков с ЧПУ и обраб-х центров производственной системы.

CALS-технологии (англ. Continuous Acquisition and Life cycle Support — непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла) — современный подход к проектированию и производству высокотехнологичной и наукоёмкой продукции, заключающийся в использовании компьютерной техники и современных информационных технологий на всех стадиях жизненного цикла изделия. За счет непрерывной информационной поддержки обеспечиваются единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции, поставщиков/производителей продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала. Информационная поддержка реализуется в соответствии с требованиями системы международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными. Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объёмы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в унифицированных форматах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологий CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т. п. Предполагается, что успех на рынке сложной технической продукции будет немыслим вне технологий CALS.

Техническое обеспечение

Техническое обеспечение САПР представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения автоматизированного проектирования.

Требования:

o Применение тех. средств непосредственно на местах проектирования

o Обеспечение наибольших удобств и наглядности работы проектировщиков соотв. инструментами САПР.

o Возможность параллельной работы многих проектировщиков над одним проектом

o Эффективность вв, хранения и отображения проектной ин-ции

o Высокая скорость и точность вычислений

o Выдача результатов в виде проектной документации.

Структура комплекса технических средств и его состав

1. Одноуровневая система. Наиболее распространен вариант - одна суперЭВМ с большим количеством терминалов.

2. Многоуровневая система. Существует иерархия. Чаще всего на нижнем уровне - высокопроизводительные интеллектуальные терминалы (ПК). На втором уровне ставятся миниЭВМ, на верхнем уровне - большие, суперЭВМ.

3. Двухуровневая система. На верхнем (втором) - cуперЭВМ, на нижнем- индивидуальные терминалы, связь между которыми осуществляется на уровне файлов