Системные принципы и свойства систем автоматизированного проектирования.

СИСТЕМА - целостное образование, состоящее из взаимосвязанных

(взаимодействующих) компонент, (элементов, частей) и обладающее свойствами,не сводимыми к свойствам этих компонент и не выводимыми из них.

МОДЕЛЬ - (некоторой исходной системы) система, в которой отражаются по определенным законам те или иные стороны исходной системы.

СИСТЕМА - определяется заданием некоторой совокупности базисных

множеств (элементов, компонент системы), связанных между собой рядом отношений, удовлетворяющих тем или иным правилам (аксиомам) сочетания как элементов множеств, так и самих отношений.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ - комплекс работ по исследованию, расчетам и

конструированию нового изделия или нового процесса.

В основе проектирования - первичное описание - техническое задание.

Проектирование называют АВТОМАТИЗИРОВАННЫМ, если осуществляется преобразование первичного описания при взаимодействии человека с ЭВМ, и автоматическим, если все преобразования выполняются без вмешательства человека только с использованием ЭВМ.

СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ - организационно-техническая система, представляющая собой подразделения проектной организации и комплекс средств автоматизированного проектирования.

Автоматизация приводит к существенному изменению методов проектирования.

Вместе с тем, сохраняются многие положения и принципы традиционного проектирования, такие как:

- необходимость блочно-иерархического подхода,

- деление процесса проектирования на этапы,

- деление на уровни представления об объектах.

Система автоматизированного проектирования — автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности. Также для обозначения подобных систем широко используется аббревиатура САПР.

Проектирование технического объекта — создание, преобразование и представление в принятой форме образа этого еще не существующего объекта. Об раз объекта или его составных частей может создаваться в воображении человека в результате творческого процесса или генерироваться в соответствии с некоторыми алгоритмами в процессе взаимодействия человека и ЭВМ. В любом случае инженерное проектирование начинается при наличии выраженной потребности общества в некоторых технических объектах, которыми могут быть объекты строительства, промышленные изделия или процессы. Проектирование включает в себя разработку технического предложения и (или) технического задания (ТЗ), отражающих эти потребности, и реализацию ТЗ в виде проектной документации.

Проектирование, при котором все проектные решения или их часть получают путем взаимодействия человека и ЭВМ, называют автоматизированным в отличие от ручного (без использования ЭВМ) или автоматического (без участия человека на промежуточных этапах). Система, реализующая автоматизированное проектирование, представляет собой систему автоматизированного проектирования (в англоязычном написании CAD System — Computer Aided Design System).

Основной общий принцип системного подхода заключается в рассмотрении частей явления или сложной системы с учетом их взаимодействия. Системный подход выявляет структуру системы ее внутренние и внешние связи.

Системы автоматизированного проектирования и управления относятся к числу наиболее сложных современных искусственных систем. Их проектирование и сопровождение невозможны без системного подхода. Поэтому идеи и положения системотехники входят составной частью в дисциплины, посвященные изучению современных автоматизированных систем и технологий их применения.

В настоящее время под термином «машиностроительная САПР» у нас в стране и за рубежом однознач­но подразумевается комплексная автоматизированная систе­ма, состоящая как минимум из CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM-подсистем.

CAD-системы (Computer-Aided Design — компьютерная под­держка конструирования) предназначены, прежде всего, для решения конструкторских задач и автоматизации оформления проектно-конструкторской документации. Современные уни­версальные CAD-системы позволяют выполнять в интерактив­ном режиме как 2D, так и ЗD -геометрическое моделирование де­талей и сборок, а также разрабатывать на основе геометрических Моделей полный комплект технической документации: чертежи, спецификации, ведомости и т.д. Сюда же относятся и многочисленные проблемно-ориентированные программы и подсистемы, автоматизирующие частные задачи проектирования (моделиро­вание деталей, изготавливаемых из листовых материалов, объ­емной штамповки, трассировки трубопроводов, расчеты типовых изделий и их элементов — тел вращения, пружин, зубчатых сое­динений и т.д.).

САМ-системы (Computer-Aided Manufacturing — компьютерная поддержка изготовления) предназначены в основном для проек­тирования процессов обработки изделий на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) и генерации программ для этих станков (фрезерных, сверлильных, токарных, шлифоваль­ных и др.). К САМ-системам логично отнести и другие компоненты САПР, решающие многочисленные проблемно-ориентированные задачи технологической подготовки произ­водства (моделирование и расчет заготовок, подбор оптималь­ных режимов обработки, вычисление параметров техпроцессов и т.д.).

САЕ-системы (Computer-Aided Engineering — компьютерная поддержка инженерного анализа), как правило, реализуют уни­версальные подходы метода конечных элементов, с помощью которого можно проводить моделирование и численные расчеты практически любых физических полей. К САЕ можно отнести обширный класс подсистем, каждая из которых позво­ляет автоматизировать определенную инженерную задачу (класс однородных задач): от расчетов на прочность, анализа аэро-, ги-дро-, термодинамических процессов — до моделирования функ­ционирования машин и механизмов, расчетов процессов литья, штамповки и пр.

САРР (СААР)-системы (Computer-Aided Process Planning (Assembly Planning) — компьютерная поддержка планирования технологических процессов (процессов сборки). Предназначены для проектирования технологических процессов, трудового и ма­териального нормирования и разработки технологической доку­ментации. Эти системы совместно с компонентами CAD/CAM/САЕ-систем составляют современную основу САПР ТП.

PDM-системы (Product Data Management - управление дан­ными о продукте) предназначены для интеграции и хранения комплексной информационной модели изделия, включая геоме­трические и инженерно-физические модели, исходные данные и результаты расчетов, чертежи, программы для станков с ЧПУ» другие конструкторские и технологические документы, результаты измерений и контроля, материалы системы качества и т.д.

Наклонные линии в аббревиатуре CAD/CAM/CAE/... скорее не делят, а объединяют подсистемы САПР. Интеграция икомплексное использование инженерных подсистем являются магистральным путем развития современных систем автоматизированного проектирования и обосновываются необходимостью создания комплексных моделей, наиболее полно и всесторонне отражающих свойства изделия, а также удобством и экономической целесообразностью комплексного решения проблем авто­матизации КТПП.