- •Е.Л. Евсин, JI.X. Зубаирова
- •2-е издание стереотипное
- •Пермь 2005
- •ВВЕДЕНИЕ
- •ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ
- •1.1. Становление науки о проектировании
- •13. Основные аспекты системного подхода к проектированию
- •1.4. Структура жизненного цикла технической системы
- •1.5. Разновидности проектирования
- •1.6. Принципы проектирования
- •1.7. Стадии и процедуры проектирования
- •1.8. Формализация проектирования и режимы работы САПР
- •ГЛАВА 2. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
- •2.1. Процедуры на стадии разработки технического задания
- •2.3. Процедуры на стадии разработки эскизного проекта
- •ГЛАВА 3. КОНСТРУКТОРСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
- •3.1. Задачи конструкторского проектирования
- •3.2. Геометрическое моделирование
- •3.3. Автоматическое создание чертежей
- •ГЛАВА 4. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •4.1. Технологическая подготовка производства
- •4.2. Машиностроительное иронзводство и его характеристики
- •43. Основные понятия технологического проектирования
- •4.5. Методы обработки поверхностен
- •4.6. Припуски и допуски на обработку
- •4.7. Базирование и базы в машиностроении
- •4.8. Формирование структуры технологического процесса
- •4.9. Технологическая унификация
- •4.Н. Классификация и кодирование исходной информации
- •4.12. Структура технологического проектирования
- •4.13. Математические модели технологического проектирования
- •ГЛАВА 5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА
- •5.1. Функции и средства автоматизация ТПП
- •53. Организационная структура АСТПП
- •5.4. Функциональная структура АСТПП
- •5.5. Подсистема проектирования технологических процессов
- •5.6. Методы автоматизированного проектирования ТП
- •5.7. Методы прямого документирования и параметрического проектирования
- •5.9. Проектирование ТП по методу синтеза
- •5.10. Экспертные системы
- •5.11. Моделн представления знаний
- •5.12. Язык таблиц решений
- •ГЛАВА 6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПО МЕТОДУ СИНТЕЗА
- •6.1. Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления
- •Т012. Выбор вида заготовки в серийном, крупносерийном и массовом производствах для трех групп материала
- •62. Установление маршрутов обработки отдельньи поверхностей
- •6.3. Разработка принципиальной схемы технологического процесса
- •6.5. Расчет технологических размеров
- •6.6. Проектирование операций
- •6Л. Расчет управляющих программ для ставков с ЧПУ
- •6.8. Проектирование технологических процессов сборки изделия
- •ГЛАВА 7. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •7.1. Состав и структура САПР
- •7.3. Классификация САПР
- •7.4. Интеграция САПР
- •7.6. Математическое обеспечение САПР
- •7.9. Лингвистическое обеспечение САПР
- •7.10. Методическое н организационное обеспечение САПР
- •7.12. Сравнительный анализ интегрированных CAD/CAM-систем
- •7.13. Проектирование надежных систем
- •Вопросы к главе 7
- •Библиографический список
ГЛАВА 7. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
7.1. Состав и структура САПР
Система автоматизированного проектирования - это комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации и коллективом специалистов (пользователей системы), выполняющими автоматизированное проектирова ние.
Основное свойство САПР как системы проектирования состоит в том, что она обеспечивает получение законченных проектных решений и соответ ствующих этим решениям проектных документов. САПР состоит из компо нентов, выполняющих определенную функцию в системе, их называют обес печением.
Техническое обеспечение - устройства вычислительной и организа ционной техники, средства передачи данных, измерительные и другие уст ройства или их сочетания, необходимые для автоматизированного проекти рования.
Математическое обеспечение - совокупность математических мето дов, моделей и алгоритмов, необходимых для выполнения проектирования.
Программное обеспечение - документы с текстами программ, про граммы на машинных носителях и инструктивные документы для использо вания программ. Программное обеспечение (ПО) - это воплощенное на язы ках программирования математическое обеспечение: математические модели и алгоритмы. ПО, как правило, взаимодействует с информационным обеспе чением предметной области проектирования.
Информационное обеспечение - документы, содержащие описания типовых проектных решений, справочной информации, представленных в требуемой форме.
Лингвистическое обеспечение - совокупность языков описания ис ходных данных и заданий на проектирование, результатов проектирования, в том числе и промежуточных результатов, представленных в удобных для по нимания и практического применения формах. Для полноценной работы с использованием САПР пользователь должен освоить лингвистическое и ме тодическое обеспечение конкретной системы.
Методическое обеспечение - документы, в которых отражены состав, правила отбора и эксплуатации средств (технических, математических, про граммных) обеспечения автоматизированного проектирования.
Организационное обеспечение - положения, инструкции, приказы, штатные расписания, квалификационные требования и другие документы, определяющие состав проектной организации и ее подразделений, связи ме жду ними, выполняемые функции, форму представления результатов проек тирования и порядок прохождения проектных задач.
Перечисленные компоненты выполняют заданную функцию и явля ются наименьшими, неделимыми, разработанными самостоятельно или по купными элементами САПР.
При проектировании все компоненты САПР функционируют во взаи модействии. Для пользователя аппаратные и программные средства высту пают как единое целое, образуя инструмент проектирования. Этот инстру мент сложен и неоднороден, в нем можно выделить отдельные структурные единицы: программно-методические (ПМК) и программно-технические ком плексы (ПТК), подсистемы САПР (рис. 7.1).
Программно-методический комплекс - совокупность взаимосвязан ных частей программного, математического, информационного, лингвисти ческого и методического обеспечений, необходимая для получения закон ченного проектного решения в целом или для выполнения определенных процедур. Например, выделяют ПМК оформления документации, синтеза проектных решений, моделирования и т.п.
Программно-технический комплекс - совокупность ПМК и средств технического обеспечения. Примерами ПТК могут служить автоматизиро ванные рабочие места, включающие в себя ЭВМ, комплект периферийных устройств и ряд ПМК для выполнения проектных процедур.
ПТК
Рис. 7.1. Структура САПР: ПМК - программно-методический ком плекс; ПТК - программно-технический комплекс
В конкретных САПР можно выделить подсистемы.
Подсистема САПР - это составная структурная часть САПР, обла
дающая всеми свойствами системы.
Подсистемы САПР могут быть проектирующими и обслуживающими.
Проектирующие подсистемы непосредственно участвуют в выполне нии проектных процедур, реализуют определенный этап проектирования или ipynny связанных проектных задач. Примерами проектирующих подсистем являются: подсистема эскизного проектирования; подсистема проектирова ния корпусных деталей; подсистема проектирования технологического про цесса механической обработки.
Обслуживающие подсистемы имеют общесистемное применение и обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, а также оформление, передачу и выдачу полученных в них результатов. 11римерами обслуживающих подсистем являются: система управления базами данных; подсистема документирования; подсистема графического ввода - вывода.
7.2. Стадии и принципы разработки САПР
При разработке САПР выполняются следующие стадии. Предпроектные исследования проводятся для обследования организа
ции на готовность к автоматизации процесса проектирования. Результатом должен быть ответ на вопрос: рационально ли функционирование САПР в данной организации на текущий период или необходимо провести комплекс подготовительных работ?
Техническое задание (ТЗ) является исходным документом для создания САПР, который должен содержать наиболее полные исходные данные и тре бования. Этот документ разрабатывает организация - головной разработчик системы. Техническое задание должно содержать следующие основные раз делы:
-«Наименование и область применения» - полное наименование сис темы и краткую характеристику области ее применения;
-«Основание для создания» - наименование директивных документов, на основании которых создается САПР;
-«Характеристика объекта проектирования» - сведения о назначении, составе, условиях применения объекта проектирования;
-«Цель и назначение» - цель создания САПР, ее назначение и крите рий эффективности функционирования;
-«Характеристика процесса проектирования» - общее описание про цесса проектирования; требования к входным и выходным данным, а также требования по разделению проектных процедур (операций), выполняемых с помощью неавтоматизированного и автоматизированного проектирования;
-«Требования к САПР» требования к САПР в целом и к составу ее подсистем, к использованию в составе САПР ранее созданных подсистем и компонентов САПР и т.п.;
-«Технико-экономические показатели» - затраты на создание САПР,
источники получения экономии и ожидаемую эффективность от применения САПР.
Техническое предложение, эскизное и техническое проектирование яв ляются стадиями выбора и обоснования вариантов для принятия окончатель ных решений. На этих этапах производят следующие основные работы:
-выявляют процесс проектирования (его алгоритм), где принимают основные технические решения;
-разрабатывают структуру САПР и взаимосвязь ее с другими систе мами, где определяют состав проектных процедур и операций по подсисте мам, уточняют состав подсистем и взаимосвязи между ними; разрабатывают схему функционирования САПР;
-при принятии решений по математическому, лингвистическому, тех ническому, информационному н программному обеспечению САПР в целом
иподсистемам определяют: состав методов, математических моделей для проектных операций и процедур; состав языков проектирования; состав ин формации, объем, способы ее организации и виды машинных носителей ин формации; состав общего и специального программного обеспечения; состав технических средств (ЭВМ, периферийных устройств и других вычисляю щих и управляющих комплексов), рассчитывают технико-экономические по казатели САПР.
При создании САПР стадии технического предложения и эскизного проектирования не являются обязательными, а входящие в них работы могут выполняться на последующей стадии.
Рабочее проектирование является стадией оформления всей докумен тации, необходимой для создания и функционирования САПР.
Затем компоненты САПР изготовляют (получают) и отлаживают. Про изводят монтаж, наладку и испытание комплекса технических средств авто матизации проектирования и подготавливают организацию к вводу в дейст вие САПР.
Ввод в действие системы осуществляют после опытного функцио нирования и приемочных испытаний у заказчика.
При создании САПР используются следующие принципы:
1. САПР - это человеко-машинная система, в которой для автомати зации деятельности специалистов имеется информационно-вычислительная система. Процесс проектирования должен быть организован в ней таким об разом, чтобы повысить отдачу умственного труда, стимулировать его творче
скую активность.
2. САПР - это открытая развивающаяся система, т.е. созданный вари ант системы может быть расширен. Развитие касается всех частей вычисли тельной системы (технической, информационной, программной) и исполь зуемых алгоритмов решения, так как возможно появление новых, более со временных математических моделей и программ, а также изменение объек тов проектирования.