Лекция 3. Глава 2. Автоматизация проектирования

2.1. Введение

Автоматизация проектирования характеризуется систематическим применением персонального компьютера (ПК) для выполнения проектных операций и процедур при рациональном использовании творческих способностей человека и вычислительных возможностей ПК, призвана обеспечить принципиальную возможность проектирования новых, сверхсложных систем, а при разработке объектов умеренной сложности – получить более высокие показатели, чем при ручном проектировании.

К основным показателям проектирования относятся:

1. качество проектируемого объекта (системы или приборов);

2. снижение материальных затрат;

3. сокращение сроков проектирования;

4. ускорение научно-технического прогресса.

Автоматизация проектирования проявляется в следующих основных аспектах:

1. Первый аспект связан с автоматизацией проектирования трудоемких рутинных работ, не требующих творческого подхода для своего выполнения (коммутационно-монтажное проектирование и оформление конструкторской документации).

Создание и совершенствование математического и программного обеспечений конструкторского проектирования ведутся довольно интенсивно в связи с большим экономическим эффектом, получаемым в результате выполнения таких работ.

Пример: Автокад, КОМПАС – программные пакеты.

2. Второй аспект автоматизации проектирования выражается в том, что вместо дорогостоящей и длительной экспериментальной обработки проектируемого объекта на макетах стали применять численные эксперименты - исследование математической модели объекта на компьютере.

Пример: Эксель, MathCad, Математика и др.

3. Третий аспект автоматизации проектирования связан с решением задач по выбору структуры и принципов организации проектируемых систем.

Особенно эффективна автоматизация проектирования в тех случаях, когда от отдельных инженерных расчетов переходят к созданию систем автоматизированного проектирования, в которых взаимосогласованы все стадии проектирования, конструирования и технологическая подготовка производства.

К наиболее сложным современным техническим системам относятся системы, разрабатываемые и изготовляемые электронной и радиотехнической промышленностью. Поэтому автоматизация проектирования здесь особенно актуальна.

2.2. Задачи автоматизации проектирования

Ускорение темпов развития науки и техники в последние годы обуславливает:

- непрерывный рост технических требований к изделиям новой техники и её усложнение, что приводит к увеличению сроков проектирования;

- сокращение срока морального старения изделий новой техники;

• увеличение стоимости разработок;

• уменьшение сроков, отводимых на разработку изделий.

Разработка и освоение изделий новой техники превращается в весьма сложный процесс, в котором участвуют представители различных областей человеческой деятельности. С помощью классических методов и средств «ручного» проектирования теперь невозможно качественно и в установленные сроки выполнить работы по проектированию и технической подготовке производства, а в ряде случаев, например, при разработке аппаратуры на основе БИС, особая сложность проектируемых объектов делает невозможным выдачу достаточно качественной проектно-конструкторской документации в приемлемые сроки.

Разрабатываемые в настоящее время системы автоматизации проектирования – это сложные человеко-машинные комплексы, осуществляющие весь процесс создания сложных систем: формировку задачи (техническое задание - ТЗ); выбор принципиальной схемы, составление математических моделей функционирования, определение оптимальных параметров изделия, разработку конструкции, подготовку производства, изготовление опытных и серийных образцов, проведение успешных испытаний в условиях эксплуатации.

В человеко-машинной системе разработчик выступает не только как потребитель конечных результатов, получаемых с ПК, но и как активный участник процесса проектирования. В основе таких систем лежит поиск решений, осуществляемых ПК совместно с проектировщиком. В диалоге разработчик – компьютер наиболее эффективно используются характерные особенности каждой стороны, участвующей в диалоге. У человека – интуиция, опыт, изобретательность, способность к принятию решения. А у ПК – высокое быстродействие, большой объем памяти, высокая надёжность. Компьютер за короткий срок может просмотреть сотни вариантов, чего не может сделать ни один разработчик обычными методами.

Основная задача системы автоматизированного проектирования состоит не в том, чтобы заменить человека-разработчика, а в том, чтобы оказать ему помощь в повышении качества и производительности процесса проектирования.

Система автоматизации проектирования (САПР) призвана осуществлять процесс проектирования с оптимальным распределением функций между разработчиком и ПК и обеспечивать максимальную автоматизацию всех процедур проектирования.

Основными задачами автоматизации проектирования являются:

1. сокращение сроков проектирования сложных объектов;

2. повышение качества проектирования и технической подготовки производства;

3. снижение стоимости проектирования;

4. значительное расширение класса принципиально осуществимых по своей сложности проектов