Технические средства, обеспечивающие диалоговый режим САПР.

- устройства графического ввода

- устройства графического вывода

Диалоговый режим - режим связи пользователя с ЭВМ, при котором операции приема и передачи данных чередуются.

В диалоговом (интерактивном) режиме решаются задачи, для которых отсутствуют или являются неэффективными формальные правила принятия решений в точках ветвления алгоритмов и выполняются условия предпочтительности диалогового режима:

- время реакции системы на запрос пользователя не превышает некоторого предела;

- объем информации, вводимой пользователем в ЭВМ в диалоговом режиме, относительно мал, и поэтому процедура общения человека с ЭВМ непродолжительна.

Наличие диалогового режима - характерная черта комплекса технических средств в САПР. Диалоговый режим обеспечивается программно-методическими комплексами (ПМК), осуществляющими ввод и вывод информации на диалоговый терминал (в виде буквенного и/или графического дисплея); выдачу пользователю справок, инструкций и сообщений об ошибках; регистрацию процесса диалога и управления им, в том числе формально-логический контроль диалога и защиту от ошибок пользователя; редактирование данных и манипулирование ими. Монитор-клавиатура.

Математическое обеспечение САПР технологии и инструмента для ОМД.

Это основной вид обеспечения, предшествующий программному.

Алгоритмизация:

1) математические модели – совокупность математических зависимостей и их взаимосвязь, которая адекватно отражает необходимые свойства объекта проектирования. Абстрактно представляют необходимые свойства объекта. Отражения необходимых свойств и удобство использования ММ включает в себя совокупность зависимостей и ограничений, на которых зависимость функционирует.

Свойства ММ: точность отображения необходимых свойств объекта проектирования (адекватность), простота модели – минимальные затраты вычислительных ресурсов (объема памяти, времени вычисления).

Уровни ММ: микроуровень (уровень физических явлений в виде физических зависимостей, законов, чаще в виде дифф.уравнений), средний уровень (взаимодействие элементов), макроуровень (поведение всего объекта).

2) математические методы решения задач – методы решения уравнений, поиска экстремумов, оптимизации проектных решений.

3) алгоритмы проектирования – последовательность операция при АПР.

Оптимизация при проектировании. Задачи оптимизации. Структурный синтез и параметрическая оптимизация. Алгоритмы проектирования.

Оптимизация используется в случае многовариантного процесса решения задач.

Задачи оптимизации предусматривают выбор такого объекта, который удовлетворяет всем требованиям технического задания, при этом один из параметров данного объекта (критерий оптимизации) принимает наилучшее значение.

Критерий оптимизации – это функция цели, в качество которой принимается производительности, минимальный расход материала (максимальный выход годного), минимум станко-часов, максимальный критерий качества.

При оптимизации решаются задачи:

1) определяется множество параметров, которые можно варьировать, определяются области ограничений, накладываемые на данные параметры

2) выделяется критерий оптимальности

3) осуществляется поиск оптимального решения – которое находится внутри или на границе области ограничения и соответствует максимальному или минимальному значению критерия оптимальности

Алгоритмы проектирования – это совокупность предписаний, определяющих последовательность вычислительных и логических операций при АПР.

В процессе проектирования решаются 2 задачи:

1. Выбор структуры объекта проектирования – структурный синтез (рабочий инструмент, станина, привод, двигатель, совокупность технологических операций)

2. Расчет параметров получаемого объекта и выбор оптимальных значений – параметрическая оптимизация (сравнение параметров с допустимыми и цикл, если не подходит)

Структурный синтез - проектная процедура, заключающаяся в определении числовых значений параметров элементов при заданной структуре объекта проектирования.

Сама задача представляет собой математическую задачу, задачу математического программирования.

В задачах линейного программирования оптимальное решение находится на границах области определения. В задачах нелинейного программирования оптимальное решение может находиться как

внутри области определения, так и на ее границах. Для задач дискретного программирования теоретический оптимум часто не совпадает с фактическим оптимумом в виду представления реальных объектов.

Состав информационного обеспечения САПР для процессов ОМД.

Это совокупность информации (данных), необходимой для АПР – техническое задание, справочная информация, промежуточные и конечные результаты. Для хранения информации используются БД, которые обслуживаются СУБД.

БД – базы данных - совокупность организованных данных, рассчитанная на использование в большом количестве прикладных программ причем в требуемом для каждой задаче составе и представлении.

СУБД – системы управления БД - это специальный вид программ, предназначенных для записи данных в виде соответствующей структуры, поиск и доступ к необходимым данным, обработку данных в базе данных и другие манипуляции с данными. СУБД

Информационное обеспечение = БД + СУБД.

СУБД соответствует принятой модели данных:

- иерархическая модель

- сетевая модель

- табличная (реляционная) модель

Файл данных – имеет одно представление и может быть использован ТВ любом кол-ве задач

База данных – для каждой задачи свое представление данных, обеспечивает минимум избыточных данных.

Информацию, используемую, в САПР можно подразделить на декларативную (описание типовых элементарных поверхностей, элементов формы и деталей; типовых ТП обработки указанных элементов или заготовки в целом) и процедурную (процедуры формирования технологических маршрутов сборки, механической обработки).

Состав программного обеспечения САПР процессов ОМД.

Программное обеспечение САПР представляет собой совокупность машинных программ и сопутствующих им эксплуатационных документов, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования. Полнота, свойства и характеристики ПО - определяют функциональные возможности, область и эффективность использования САПР.

- общее ПО – необходимо для функционирования всей компьютерной системы (операционная система)

- специальное ПО – пакеты прикладных программ (ППП). Прикладное ПО ориентировано на конкретную предметную область автоматизированного проектирования. Каждый из этих пакетов имеет четкую профессиональную направленность и обслуживает определенный этап процесса проектирования или группу аналогичных задач внутри различных этапов.

Требования к ПО:

- экономичность использования ресурсов ЭВМ (памяти и времени процессора)

- надежность

- структурность и модульность (сложная задача разделена на более простые, каждой соответствует определенный программный модуль)

- модифицируемость (вносимые в программы изменения не должны ухудшать их качества)

- переносимость на новые виды вычислительной техники и технологических задач

- согласованность (данные, которые используются в двух и более программах, должны входить в числовые массивы, не требующие коррекций при переходе от одной программы к другой)

- "дружественность" (удобны для пользования)

Основные понятия о CALS – технологиях.

Это технологии комплексной компьютеризации сфер промышленного производства на основе стандартизированных спецификаций промышленной продукции на всех этапах ее жизненного цикла. Используются для унификации системы передачи данных между компьютерными системами.

Основные спецификации на этапах жизненного цикла:

- проектная

- технологическая

- производственная

- маркетинговая

- эксплуатационная

CALS-технология позволяет:

- сократить объемы и время проектирования работ за счет единого информационного пространства

- повысить степень адаптации систем к условиям эксплуатации

- использовать виртуальное пространство при проектировании, технологическом обеспечении произ-ва и тд.

- использовать WEB-технологии (сетевые)

- обеспечивает единообразие описания и интеграцию данных

Основное – т.н. STEP-стандарты - стандарты по обмену данных о промышленных изделиях.

13. Компьютерные системы, используемые при проектировании, подготовке производства и при производстве изделий.

CAE/CAD/CAM-системы. См. вопрос 1.