Системный подход. Основные принципы системного подхода

Уровень знаний научно-технич. обеспечения позволяет создавать объекты с заранее заданными св-ми и числовыми характеристиками, что подтверждается испытаниями изготовленных машин, устройств и т. д. Вся эта сложная и разветвленная система обеспечивает разработку функционирующих объектов, соответствующих своему назначению.

Системный анализ это как базовая отрасль знаний, развивающая методы проектирования больших и сложных систем и объектов на начальных стадиях разработки и обоснования проектных решений.

В системном анализе использ. как математ. аппарат общей теории систем, так и др. качественные и колич. методы из области математич. логики, теории принятия решений, теории эффективности, теории информации, структурной лингвистики, теории нечетких множеств, методов искусственного интеллекта, методов моделирования.

Метод системного анализа вкл.:· разработку общей схемы решения поставленной проблемы;· декомпозицию сложных систем, сложных объектов и операций их разработки и применения;· методические основы формирования альтернатив;· способы формирования целей и задач, назначение и согласование критериев;· общую методологию подготовки и обоснования решений.

Системный подход позволяет решить проблему построения сложной системы с учетом всех факторов и возможностей на всех этапах исследования системы и построения модели. Системный подход означает, что каждая система явл. интегрированным целым даже тогда, когда она состоит из отдельных разобщенных подсистем.

САD/CAM/CAE системы в САПР ТО

САПР на базе подсистемы машинной графики и геометрич. моделирования (собственно CAD - Computer Aided Design) решают задачи, в кот. основной процедурой проектирования явл. создание геометрич. модели, поскольку любые предметы описываются в первую очередь геометрич. параметрами.

САПР системы технологич. подготовки производства (CAM - Сomputer Aided Manufacturing) осущ. проектирование технологич. процессов, синтеза программ для оборудования с ЧПУ, моделирование механич. обр-ки и т.п. в соответствии с созданной геометрич. моделью.

САПР системы инженерного анализа (CAE - Computer Aided Engineering) позволяют анализировать, моделировать или оптимизировать механич., температурные, магнитные и иные физич. характеристики разрабатываемых моделей, проводить симуляцию различных условий и нагрузок на детали.

Классификация задач конструкторского проектирования

Одна группа задач конструкт-го проектирования определяет геометрич. параметры конструкции (формы) - задачи геометрич. проектирования.

Другая группа задач проектирования предназначена для синтезирования структуры, конструкции с учетом ее функц-ных характ-тик - задачи топологич. проектирования. Также к задачам технологич. проектирования относят анализ качества получаемых конструкторских решений.

Геометрич. проектирование вкл. в себя задачи геометрич. моделир., синтеза и оформления конструкт-кой и технол. док-ции.

Геометрич. моделир. вкл. решение позиционных и метрич. задач на основе преобразования геометрич.моделей. Элементарн. геом. объектами явл. точка, прямая, окружность, плоскость, цилиндр, шар и т.д. К типовым позиционным задачам относят: определения координат точки пересечения прямой с кривым контуром или поверхностью, установившееся пересечение контуров, вычисление координат и их точек пересечения, определение взаимного расположения плоских или пространственных областей. На основе кот. решаются конструкторские задачи: определение факта касания или столкновение движения деталей, наложение деталей, проверка горизонтальн. зазоров между деталями, оценка погрешности обр-ки контуров и пов-тей детали на станках.

К метрич. задачам относят: вычисления длины, площади, периметра, центра масс моментов инерции.

Геометрический синтез вкл. решение задачи формирования сложных геометрич. объектов из элементарных геометрич. объектов заданий структуры. Основным критерием геометрич. синтеза сложных геометрич. объектов (ГО) явл. точность их воспроизведения. Также задачи оформления конструкторской докумен-ции: изготовление текстовых и графических документов. К графич. относятся детализированные и сборочн. чертежи, графики строительных сеток кинематич. цепей, циклограммы, структурные, функциональные, принципиальные схемы.

Техническое обеспечение в САПР

- вкл. в себя различн. технич. средства (hardware), используемые для выполнения автоматизированного проектирования, а именно ЭВМ, периферийные устройства, сетевое оборудование, а также оборудование некот. вспомог. систем, поддерживающих проектирование.

Используемые в САПР технич. средства должны обеспечивать: 1. выполнение всех необходимых проектных процедур, для кот. имеется соответствующее ПО; 2. взаимодействие между проектировщиками и ЭВМ, поддержку интерактивного режима работы; 3. взаимодействие между членами коллектива, выполняющими работу над общим проектом.

Первое из этих требований выполняется при наличии в САПР выч. машин и систем, с достаточными производительностью и емкостью памяти. Второе относится к пользовательскому интерфейсу и выполняется за счет вкл. в САПР удобных средств ввода-вывода данных и прежде всего устройств обмена графич. информацией. Третье требование обусловливает объединение аппаратных средств САПР в выч. сеть.

В результате общая структура ТО САПР представляет собой сеть узлов, связанных между собой средой передачи данных. Узлами(станциями данных) явл. рабочие места проектировщиков, часто называемые автоматизированными раб. станциями (АРМ) или раб. станциями (WS - Workstation), ими могут быть также большие ЭВМ (мейнфреймы), отдельные периферийные и измерительн. устройства. Именно в АРМ должны быть средства для интерфейса проектировщика с ЭВМ. Что касается выч. мощности, то она может быть распределена между различными узлами выч. сети.

Базы данных в САПР

Данные группируются в отдельные массивы, каждый из кот. относится к определенному объекту описания. Такие массивы наз. файлами. Вся совокупность файлов образует базу данных, кот. можно многократно использовать при проектировании. Для создания, расширения, корректировки и коллективного использования данных создаются спец. системы управления базами данных (СУБД). Совокупность баз данных, систем управления файлами, а также к ним программных, языковых, технич. и организационных средств наз. банком данных. Банки данных (БНД) явл. составной частью САПР и состоят из баз данных (БД) и систем управления базами данных (СУБД). БНД создаются как обслуживающие подсистемы САПР и предназначены для автоматизированного обеспечения необходимыми данными проектирующих подсистем САПР.

Состав БД определяют с учетом характеристик объектов проектирования, характеристик процесса проектирования, действующих нормативных и справочн. данных, ранее созданных в организации информационных массивов.

Требования к базам данных: пропускная способность; минимальная избыточность по затратам на создание и эксплуатацию БД; целостность и возможность поиска данных; безопасность и секретность от несанкционированного доступа; связь с разработанными и проектируемыми БД; простота; возможность настройки и перемещения данных. База данных характеризуется двумя аспектами: информационным и манипуляционным. Первый отражает структуру данных, наиб. подходящую для данной предметной области; второй - действия над структурами данных: выборку, добавление, удаление, обновление и преобразование данных.

При построении БД должен выполняться принцип информационного единства, то есть должны применяться термины, символы, условные обозначения, проблемно-ориентированные языки и другие способы представления информации, принятые в САПР.