Стадии создания и технологический процесс проектирования сапр

ВВЕДЕНИЕ

Ускорение темпов научно-технического прогресса является решающим условием повышения качества продукции. Высокие темпы научно-технического прогресса должны обеспечиваться разработкой, производством и массовым применением высокоэффективных машин, оборудования, приборов и технологических процессов. Объективным препятствием повышению качества проектов и сокращению сроков их разработки является несоответствие между сложностью объектов строительства и устаревшими методами и средствами их проектирования. Применение математических методов и ЭВМ при проектировании способствует повышению технического уровня и качества проектируемых объектов, сокращению сроков разработки и освоения их в производстве. Автоматизация проектирования особенно эффективна, когда от автоматизации выполнения отдельных инженерных расчетов переходят к комплексной автоматизации, создавая для этой цели системы автоматизированного проектирования (САПР).

При создании САПР различают два существенно разных подхода: с одной стороны - создание САПР в крупных, ведущих проектных и конструкторских организациях, а с другой - широкое распространение типовых расчетов, алгоритмов и программ в средних и заводских проектно-конструкторских организациях.

Возможность широко распространять в проектных организациях наиболее прогрессивные, а также типовые и стандартные методы расчетов, различные нормативные и справочные данные предопределяют высокую эффективность САПР. Даже небольшая проектная организация получает возможность применять самые современные и эффективные методы инженерных расчетов, заимствуя их у организаций-разработчиков САПР.

Как и другие типы автоматизированных систем, САПР является развивающейся системой. Технический прогресс в соответствующей отрасли должен сопровождаться непрерывным обновлением в САПР математических моделей, нормативов, данных о материалах комплектующих изделий.

САПР создается и функционирует в проектной организации как самостоятельная система. Она может быть связана с подсистемами и банками данных других автоматизированных систем. Системы автоматизированного проектирования имеют свои специфические особенности, принципы создания и развития.

САПР создаются в проектных, конструкторских, технологических организациях в целях:

- повышения качества и технико-экономического уровня проектируемой и выпускаемой продукции

- повышения эффективности и надежности объектов проектирования, уменьшения затрат на их создание и эксплуатацию

- сокращения сроков, уменьшения трудоемкости проектирования и повышения качества проектной документации.

- Достижение целей создания САПР обеспечивается путем:

- совершенствования систематизации и унификации процессов проектирования на основе применения математических методов и средств вычислительной техники

- комплексной автоматизации проектных работ в проектной организации с необходимой перестройкой ее структуры и кадрового состава

- повышения качества управления проектированием

- применения эффективных математических моделей проектируемых объектов, комплектующих изделий и материалов

- использования методов многовариантного проектирования и оптимизации

- автоматизации трудоемких и рутинных проектных работ

- замены натурных испытаний и макетирования математическим моделированием.

При создании и развитии САПР рекомендуется применять следующие общесистемные принципы:

- принцип включения

- принцип системного единства

- принцип развития

- принцип комплексности

- принцип информативного единства

- принцип совместимости

- принцип инвариантности

Принцип включения предполагает, что требования к созданию, функционированию и развитию САПР определяются со стороны более сложной, включающей в себя САПР системы, - отрасли и проектной организации.

Принцип системного единства состоит в том, что на всех стадиях создания, функционирования и развития САПР целостность системы должна обеспечиваться связями между подсистемами САПР, а также функционированием подсистемы управления САПР.

Принцип развития требует, чтобы САПР разрабатывалась и функционировала как развивающаяся система. Для этого в САПР должно предусматриваться наращивание и совершенствование компонентов и связей между ними, как в любой системе с переменной структурой.

Принцип комплексности требует, чтобы в САПР обеспечивалась связность проектирования отдельных элементов и всего объекта в целом на всех стадиях проектирования. Для этого в подсистемах должны предусматриваться компоненты САПР, осуществляющие комплексное согласование и контроль характеристик элементов и объекта в целом.

Принцип информационного единства состоит в том, что в подсистемах, средствах обеспечения и компонентах САПР должны использоваться термины, символы, условные обозначения, проблемно-ориентированные языки программирования и способы представления информации, установленные в отраслях соответствующими нормативными документами.

Принцип совместимости состоит в том, что языки, символы, коды, информационные и технические характеристики структурных связей между подсистемами, средствами обеспечения и компонентами САПР должны быть согласованы так, чтобы обеспечивалось совместное функционирование всех подсистем и сохранилась открытая структура системы в целом.

Принцип инвариантности предопределяет, что подсистемы и компоненты САПР должны быть по возможности универсальными или типовыми, т. е. инвариантными к проектируемым объектам и отраслевой специфике.

Применение указанных принципов в разработках конкретных САПР должно быть логически непротиворечивым, не допускающим возникновения абсурдных локальных решений, ведущих к сбоям и распаду системы в целом.

С развитием САПР существенно улучшается качество проектов, проектировщик получает возможность использовать эффективные математические модели, методы моделирования и оптимизации на всех основных стадиях проектирования.

СТАДИИ СОЗДАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ САПР

 

Содержание раздела:

Стадии создания САПР, подсистем и компонентов САПР

Цель работ на стадии предпроектного исследования

Разработка технического задания

Цель работ на стадии технического предложения

Цель работ на стадии технического проекта

Цель работ на стадии рабочего проекта

Стадия ввода в действие

 

Стадии создания САПР, подсистем и компонентов САПР

Создание и развитие САПР ведется очередями. Каждая из очередей САПР является расширением предыдущей, что достигается путем внедрения новых подсистем и компонентов САПР.

 

Дальнейшее развитие САПР осуществляется путем совершенствования имеющихся подсистем и компонентов САПР, их связей между собой и с подразделениями проектной организации.

Стадии:

1. предпроектные исследования;

2. техническое задание;

3. техническое предложение;

4. технический проект;

5. рабочий проект;

6. ввод в действие;

Цель работ на стадии предпроектного исследования

Изучение существующих в проектной организации процессов проектирования, закономерностей совершенствования объектов проектирования, оценка технико-экономической целесообразности создания САПР и формирования совокупности исходных требований к функциям и структуре САПР.

Вверх

 

Разработка технического задания

проводится на основании результатов предпроектных исследований, а также обобщения опыта работ в области САПР.

Техническое задание после согласования и утверждения является основным документом, регламентирующим проведение работ на последующих стадиях создания САПР, подсистемы или компонента САПР.

Вверх

 

Вверх

 

Вверх

 

Вверх

 

Стадия ввода в действие

включает опытную эксплуатацию и приёмочные испытания подсистем и компонентов САПР.

Ввод в действие последующей очереди САПР осуществляется путём ввода в действие новых или модифицированных подсистем САПР.

При создании САПР стадия технического предложения не является обязательной, а входящие в неё результаты выполняются на стадии технического проекта.

При создании подсистем САПР стадии предпроектных исследований и технического предложения не являются обязательными.

При создании компонентов САПР стадии предпроектных исследований, технического предложения и технического проекта не явля­ются обязательными.

Виды обеспечения САПР

Классификация САПР

 

Вверх

 

Виды обеспечения САПР

Математическое обеспечение (МО) АП - это совокупность математических методов, математических моделей и алгоритмов проектирования, необходимых для выполнения АП, представленных в заданной форме.

Техническое обеспечение (ТО) АП - это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения АП.

Технические средства (ТС) представляют собой компоненты ТО. Различают следующие группы ТС:

1.Подготовка и ввод данных.

2.Передача данных.

3.Программная обработка данных.

4.Отображение и документирование данных.

5.Архив проектных решений.

Программное обеспечение (ПО) АП - совокупность машинных программ, необходимых для выполнения АП, представленных в заданной форме. Часть ПО АП предназначенную для управления проектированием называют операционной системой (ОС) АП.

 

Совокупность машинных программ (МП), необходимых для выполнения какой-либо проектной процедуры и представленных в заданной форме, называют пакетом прикладных программ (ППП).

 

Компонентами ПО являются документы с текстами программ на всех видах носителей, эксплуатационные документы. ПО разделяют на общесистемное (ОПО) и прикладное (ППО). Компонентами ОПО являются трансляторы (Т) с алгоритмических языков, эмуляторы (Э), супервизоры (С) и др. Компонентами ППО являются программы (МП) и пакеты прикладных программ для АП.

Информационное обеспечение (ИО) АП - это совокупность сведений, необходимых для выполнения АП. Основной частью ИО являются автоматизированные банки данных, которые состоят из баз данных (БД) САПР) и систем управления базами данных (СУБД). В ИО входят нормативно справочные документы, задания государственных планов, прогнозы технического развития, типовые проектные решения, системы классификации и кодирования технико-экономической информации системы документации типа ЕСКД, ЕСТД, файлы, блоки данных на машинных носителях, фонды нормативные, плановые, прогнозные, типовых решений, алгоритмов и программ и т.п. При создании автоматизированных банков данных одним из основных является принцип информативного единства, заключающегося в использовании единой терминологии, условных обозначений, символов, единых проблемно-ориентированных языков, способов представления информации, единой размерности данных физических величин, хранящиеся в БД. База данных составляется с учетом характеристик объектов проектирования, процесса проектирования, действующих нормативов и справочных данных.

Лингвистическое обеспечение (ЛО) АП - совокупность языков проектирования (ЯП), включая термины и определения, правила формализации естественного языка и методы сжатия и развертывания текстов, необходимых для выполнения АП, представленных в заданной форме.

Методическое обеспечение (МТО) - совокупность документов устанавливающих состав и правила отбора и эксплуатации средств обеспечения АП, необходимых для выполнения АП.

Организационное обеспечение (ОО) АП - совокупность документов, устанавливающих состав проектной организации и ее подразделений, связи между ними, их функции, а также форму представления результата проектирования и порядок рассмотрения проектных документов, необходимых для выполнения АП. Компонентами ОО САПР являются методические и руководящие материалы, положения, инструкции, приказы и другие документы обеспечивающие взаимодействие подразделений проектной организации при создании и эксплуатации САПР.

 

Интегрированной называют САПР, имеющую альтернативное ПО и ОС АП и позволяющую выбирать совокупность машинных программ применительно к заданному объекту или классу объектов проектирования.

 

Функционирование САПР - выполнение проектирования в САПР в соответствии с заданным алгоритмом проектирования. Функционирование САПР должно обеспечивать получение проектных решений, т. е. промежуточных и конечных описаний объекта проектирования, необходимых для его окончания. Результатом проектирования в САПР считают совокупность законченных проектных решений, удовлетворяющих ТЗ и необходимых для создания объекта проектирования.

Алгоритм функционирования САПР - совокупность предписаний, необходимых для функционирования САПР.

Управление САПР - совокупность воздействий извне, предусмотренных алгоритмом функционирования САПР.

Вверх

 

Классификация САПР

Классификация фиксирует место объекта в системе, которое указывает на его необходимые свойства или определяется свойствами. В связи с этим она служит средством хранения и поиска информации, содержащейся в ней самой. Классификация создает условия для разработки технически обоснованных норм обеспечения процесса создания, функционирования и стандартизации в области САПР.

Под организационной системой понимают совокупность, состоящую из коллектива специалистов и комплекса средств, взаимодействий и взаимосвязей между ними и с внешней средой и алгоритма процесса проектирования, необходимого для выполнения АП.

Классификация САПР по сложности объекта.

1. Текстовые: выполняют только текстовые документы на бумажной ленте или листе.

2. Текстовые и графические: текстовые и графические документы на бумажной ленте или листе.

3. На магнитных носителях: документы на магнитных носителях (магнитных лентах, дисках, дискетах и CD дисках).

4. На фото носителях: документы на микрофильмах, фотошаблонах и т. п.

5. На 2-х типах носителей.

6. На всех типах носителей.

По количеству выпускаемых проектных документов.

1. Одноуровневая: построена на основе ЭВМ среднего или высокого класса со штатным набором периферийных устройств, который может быть дополнен средствами обработки графической информации.

2. Двухуровневая: построена на основе ЭВМ среднего или высокого класса и одного или нескольких АРМ, включающих мини-ЭВМ.

3. Трехуровневая: построена на основе ЭВМ высокого класса, АРМ и периферийного программно-управляемого оборудования.

Теория автоматизации проектирования непрерывно развивается. Появляются новые технические и программные средства ЭВМ, комплексные

САПР, поэтому существующие схемы классификаций САПР будут видоизменяться и совершенствоваться.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КОМПЛЕКСУ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ (КТС) САПР

 

Содержание раздела:

Общие требования

Системные

Функциональные

Технические

Вверх

 

Системные:

1) эффективность - КТС должен обеспечивать эффективное выполнение всей совокупности функций АП с целью получения достаточно качественных решений и проектной документации в приемлемые сроки.

2) универсальность - обеспечение выполнения всего процесса проектирования без перестройки КТС.

3) совместимость - средства входящие в КТС САПР, должны быть технически, информационно, программно и эксплуатационно совместимы.

4) гибкость и открытость - т. е. допускать перестройку КТС в достаточно широких пределах и позволять замену устаревших средств, модернизацию и расширение состава.

5) надежность - необходима для нормального функционирования в течении всего цикла проектирования

6) точность (достоверность) - КТС должен обеспечить требуемый уровень точности (достоверности) принимаемых решений и данных. Точность зависит от точности ТС (методов округления, разрядности), сбоев в оборудовании, защищенности от внешних воздействий.

7) защищенность - КТС САПР должен быть защищен от внешних воздействий (помех, сбоев в системе питания, некомпетентного и несанкционированного вмешательства).

8) возможность одновременной работы достаточно широкого круга пользователей - КТС д. п. реализовать САПР, являющуюся системой коллективного пользования для достаточно большого количества специалистов (разработчиков САПР, проектировщиков и т. д.)

9) приемлемая стоимость - стоимость КТС должна быть такая, чтобы созданная на его базе САПР обеспечила приемлемый экономический эффект.

Вверх

 

Функциональные:

- реализацию математических моделей

- задач принятия решений и проектных процедур

- архивов, библиотек проектных решений и типовых элементов.

- системы поиска данных

- обеспечение наглядности информации

- работы с графическим изображением

- возможность работы, как в пакетном, так и в диалоговом режиме

- документирование результатов проектирования

- выдача результатов на технологическое оборудование

Вверх

 

Технические:

Закладываются на этапе разработки ТС. Выражаются в виде количественных, качественных и номенклатурных значений характеристик и параметров:

- производительность

- быстродействие

- пропускная способность

- разрядность

- система кодирования информации

- емкость ОЗУ

- виды носителей данных

Вверх

 

Организационно-эксплуатационные:

Предъявляются к КТС, вспомогательному оборудованию, рабочим местам, помещениям, персоналу с целью обеспечения нормальных условий эксплуатации и обслуживания САПР.

- Эргономика и техническая эстетика

- Безопасность персонала при эксплуатации (требования электробезопасности и пожарной безопасности)

- Подготовка персонала (уровень обученности и квалификации персонала)

- Централизованное техническое обслуживание

- Климатические условия помещений (температура влажность, атмосферное давление)

- Звукоизоляция

По функциональному признаку

Группа ТС подготовки и ввода данных

Группа ТС передачи данных

По структурному признаку

По функциональному признаку

1. Подготовки и ввода данных

2. Передачи данных

3. Программной обработки данных

4. Отображения и документирования данных

5. Архива проектных решений

6. Организационной техники

Вверх

 

Группа ТС подготовки и ввода данных

Назначение: автоматизация подготовки, ввода, первичной обработки и редактирования исходных и нормативно-справочных данных для АП, а также для ввода запросов и директив САПР. ТС подготовки и ввода данных должны обеспечивать кодирование информации, нанесение данных на машинные носители и визуальный контроль и редактирование данных.

 

Устройства:

1. Подготовки данных на машинных носителях (перфоносителях, магнитных носителях, микрофишах).

2. Ввода данных с машинных носителей (с микрофишей, ЗУ на МЛ и МД)

3. Ввода графической информации (дигитайзеры, плоттеры)

4. Клавиатура.

Вверх

 

Группа ТС передачи данных

Назначение: обеспечение дистанционной связи средств САПР по каналам связи.

Обеспечивают: передачу данных между удаленными компонентами САПР по телефонным, телеграфным каналам связи.

 

Устройства:

1. Аппаратура передачи данных (модемы, устройства преобразования сигналов, устройства защиты от ошибок)

2. Аппаратура сопряжения и концентрации (устройства дистанционной связи, адаптера, мультиплексора передачи данных, процессора телеобработки данных)

Вверх

 

Вверх

 

Вверх

 

Вверх

 

Группа ТС оргтехники и оформления документации

Назначение: облегчение и рационализация труда проектировщиков.

Устройства:

1. Шкафы, стеллажи, столы, и т.д.

2. Копировально-множительное, переплетно-брошюровочное оборудование и т.д.

Вверх

 

По структурному признаку

Рассматриваются комплексы средств САПР.

Под комплексом средств понимают совокупность компонентов и комплексов средств, предназначенную для тиражирования и ориентированную на проектирование объектов определенного класса или выполнение унифицированных процедур, используемую в соответствующих проектных или обслуживающих подсистемах САПР.

 

ПРОГРАММНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ (ПМК)

Включают компоненты методического (в том числе, при необходимости, математического и лингвистического), информационного и программного обеспечения и предназначены для реализации проектных, управляющих и вспомогательных процедур САПР на базе определенной совокупности ТС в составе комплексов средств САПР.

 

ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ (ПТК)

Представляют собой взаимосвязанную совокупность ПМК с комплексами и компонентами ТО.

ПТК содержит компоненты:

-центрального вычислительного комплекса (ЦВК).

-автоматизированные рабочие места (АРМ).

ЦВК представляет собой ПТК, предназначенный для объединения действий совокупности АРМ в единый процесс проектирования, хранения и предоставления общесистемной информации, а также для дополнения вычислительных мощностей отдельных АРМ.

 

АРМ представляет собой ПТК, предназначенные для выполнения следующих функций:

- оперативного ввода, вывода, отображения, редактирования и преобразования текстовой и графической информации;

- настройки, редактирования, контроля и исполнения программ пользователей в диалоговом режиме;

- формирование архива проектных решений и библиотеки стандартных элементов и процедур (меню);

- осуществление взаимодействия с другими АРМ и, при необходимости, с ЦВК;

- дополнения проектных структур.

По принципу взаимодействия между собой различают независимые АРМ и локальные вычислительные сети АРМ.

 

ВВЕДЕНИЕ

Ускорение темпов научно-технического прогресса является решающим условием повышения качества продукции. Высокие темпы научно-технического прогресса должны обеспечиваться разработкой, производством и массовым применением высокоэффективных машин, оборудования, приборов и технологических процессов. Объективным препятствием повышению качества проектов и сокращению сроков их разработки является несоответствие между сложностью объектов строительства и устаревшими методами и средствами их проектирования. Применение математических методов и ЭВМ при проектировании способствует повышению технического уровня и качества проектируемых объектов, сокращению сроков разработки и освоения их в производстве. Автоматизация проектирования особенно эффективна, когда от автоматизации выполнения отдельных инженерных расчетов переходят к комплексной автоматизации, создавая для этой цели системы автоматизированного проектирования (САПР).

При создании САПР различают два существенно разных подхода: с одной стороны - создание САПР в крупных, ведущих проектных и конструкторских организациях, а с другой - широкое распространение типовых расчетов, алгоритмов и программ в средних и заводских проектно-конструкторских организациях.

Возможность широко распространять в проектных организациях наиболее прогрессивные, а также типовые и стандартные методы расчетов, различные нормативные и справочные данные предопределяют высокую эффективность САПР. Даже небольшая проектная организация получает возможность применять самые современные и эффективные методы инженерных расчетов, заимствуя их у организаций-разработчиков САПР.

Как и другие типы автоматизированных систем, САПР является развивающейся системой. Технический прогресс в соответствующей отрасли должен сопровождаться непрерывным обновлением в САПР математических моделей, нормативов, данных о материалах комплектующих изделий.

САПР создается и функционирует в проектной организации как самостоятельная система. Она может быть связана с подсистемами и банками данных других автоматизированных систем. Системы автоматизированного проектирования имеют свои специфические особенности, принципы создания и развития.

САПР создаются в проектных, конструкторских, технологических организациях в целях:

- повышения качества и технико-экономического уровня проектируемой и выпускаемой продукции

- повышения эффективности и надежности объектов проектирования, уменьшения затрат на их создание и эксплуатацию

- сокращения сроков, уменьшения трудоемкости проектирования и повышения качества проектной документации.

- Достижение целей создания САПР обеспечивается путем:

- совершенствования систематизации и унификации процессов проектирования на основе применения математических методов и средств вычислительной техники

- комплексной автоматизации проектных работ в проектной организации с необходимой перестройкой ее структуры и кадрового состава

- повышения качества управления проектированием

- применения эффективных математических моделей проектируемых объектов, комплектующих изделий и материалов

- использования методов многовариантного проектирования и оптимизации

- автоматизации трудоемких и рутинных проектных работ

- замены натурных испытаний и макетирования математическим моделированием.

При создании и развитии САПР рекомендуется применять следующие общесистемные принципы:

- принцип включения

- принцип системного единства

- принцип развития

- принцип комплексности

- принцип информативного единства

- принцип совместимости

- принцип инвариантности

Принцип включения предполагает, что требования к созданию, функционированию и развитию САПР определяются со стороны более сложной, включающей в себя САПР системы, - отрасли и проектной организации.

Принцип системного единства состоит в том, что на всех стадиях создания, функционирования и развития САПР целостность системы должна обеспечиваться связями между подсистемами САПР, а также функционированием подсистемы управления САПР.

Принцип развития требует, чтобы САПР разрабатывалась и функционировала как развивающаяся система. Для этого в САПР должно предусматриваться наращивание и совершенствование компонентов и связей между ними, как в любой системе с переменной структурой.

Принцип комплексности требует, чтобы в САПР обеспечивалась связность проектирования отдельных элементов и всего объекта в целом на всех стадиях проектирования. Для этого в подсистемах должны предусматриваться компоненты САПР, осуществляющие комплексное согласование и контроль характеристик элементов и объекта в целом.

Принцип информационного единства состоит в том, что в подсистемах, средствах обеспечения и компонентах САПР должны использоваться термины, символы, условные обозначения, проблемно-ориентированные языки программирования и способы представления информации, установленные в отраслях соответствующими нормативными документами.

Принцип совместимости состоит в том, что языки, символы, коды, информационные и технические характеристики структурных связей между подсистемами, средствами обеспечения и компонентами САПР должны быть согласованы так, чтобы обеспечивалось совместное функционирование всех подсистем и сохранилась открытая структура системы в целом.

Принцип инвариантности предопределяет, что подсистемы и компоненты САПР должны быть по возможности универсальными или типовыми, т. е. инвариантными к проектируемым объектам и отраслевой специфике.

Применение указанных принципов в разработках конкретных САПР должно быть логически непротиворечивым, не допускающим возникновения абсурдных локальных решений, ведущих к сбоям и распаду системы в целом.

С развитием САПР существенно улучшается качество проектов, проектировщик получает возможность использовать эффективные математические модели, методы моделирования и оптимизации на всех основных стадиях проектирования.

СТАДИИ СОЗДАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ САПР

 

Содержание раздела: