33

Зміст

	Вступ ..................................................................................................................	4
1.	ЗАГАЛЬНІ ПИТАННЯ СТВОРЕННЯ САПР ………………........................	6
1.1.	Загальні відомості про проектування ............................................................	6
1.2.	Поняття САПР ...................................................................................................	6
1.3.	Переваги САПР .................................................................................................	8
2.	Класифікація і позначення ...............................................................................	9
2.1.	Структура САПР ..............................................................................................	9
2.2.	Різновиди САПР.................................................................................................	10
2.3.	Функції, характеристики і приклади CAE / CAD / CAM – систем ..............	12
2.4.	Поняття про CALS-технології ……………………………………………….	17
2.5.	Комплексні автоматизовані системи ..............................................................	18
2.6.	Переваги САПР / АСТПВ …….………………………………………………	21
3.	ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ АВТОМАТИЗОВАНОГО ПРОЕКТУВАННЯ …	22
3.1.	Проектні процедури .........................................................................................	25
3.2.	Еврістичні і систематичні рішення ………………………………………….	29
3.3.	Види проектних задач .......................................................................................	30
3.4.	Ідеологія САПР .................................................................................................	31
3.5.	Декомпозиція проектних задач і системний підхід ………………………..	31
3.6.	Концепція і методологія автоматизованого проектування ..........................	34
4.	СТРУКТУРА САПР ………………………………………………………….	34
4.1.	Лінгвистичне забезпечення САПР …………………………………………..	36
4.2.	Програмне забезпечення САПР ……………………………………………..	50
4.3.	Склад і функціональне призначення програмного забезпечення САПР …	52
4.4.	Основні принципи проектування ПЗ САПР .................................................	53
4.5.	Стадії розробки ПЗ ...........................................................................................	54
4.6.	Загальна характеристика методів проектування програмного забезпечення САПР ..........................................................................................	55
4.7.	Документування програмного забезпечення САПР ......................................	61
4.8.	Нисхідне і висхідне проектування ..................................................................	66
5.	МАТЕМАТИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ АВТОМАТИЗОВАНОГО ПРОЕКТУВАННЯ ...........................................................................................	67
6.	ІНФОРМАЦІЙНО- ПОШУКОВІ СИСТЕМИ САПР ....................................	72
7.	ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ САПР .............................................................................	75
8.	ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МАШИННОЇ ГРАФІКИ ..........................	76

ВСТУП

Автоматизація проектування займає особливе місце серед інформаційних технологій.

По-перше, автоматизація проектування – синтетична дисципліна, її складовими частинами є багато інших сучасні інформаційні технології. Так, технічне забезпечення систем автоматизованого проектування (САПР) засноване на використанні обчислювальних мереж і телекомунікаційних технологій, в САПР використовуються персональні комп’ютери й робочі станції, є приклади застосування мейнфреймів. Математичне забезпечення САПР відрізняється багатством і різноманітністю використовуваних методів обчислювальної математики, статистики, математичного програмування, дискретної математики, штучного інтелекту. Програмні комплекси САПР відносяться до числа найбільш складних сучасних програмних систем, заснованих на операційних системах Unix, Windows 2000/XP, мови програмування С, С + +, Java та інших, сучасних CASE технології, реляційних і об’єктно-орієнтованих системах управління базами даних (СУБД), стандартах відкритих систем і обміну даними в комп’ютерних середовищах.

По-друге, знання основ автоматизації проектування і вміння працювати із засобами САПР потрібно практично будь-якому інженерові-розробнику. Комп’ютерами насичені проектні підрозділи, конструкторські бюро та офіси. Робота конструктора за звичайним кульманом, розрахунки за допомогою логарифмічної лінійки або оформлення звіту на друкарській машинці стали анахронізмом. Підприємства, що ведуть розробки без САПР або лише з малим ступенем їх використання, виявляються неконкурентоспроможними як із-за великих матеріальних і часових витрат на проектування, так і з-за невисокої якості проектів.

Поява перших програм для автоматизації проектування за кордоном і в СРСР відноситься до початку 60-х рр.. Тоді були створені програми для розв’язання задач будівельної механіки, аналізу електронних схем, проектування друкованих плат. Подальший розвиток САПР йшов по шляху створення апаратних і програмних засобів машинної графіки, підвищення обчислювальної ефективності програм моделювання та аналізу, розширення областей застосування САПР, спрощення для користувача інтерфейсу, впровадження в САПР елементів штучного інтелекту.

До теперішнього часу створено велику кількість програмно-методичних комплексів, для САПР з різними ступенем спеціалізації та прикладної орієнтацією. У результаті автоматизація проектування стала необхідною складовою частиною підготовки інженерів різних спеціальностей; інженер, який не володіє знаннями і не вміє працювати в САПР, не може вважатися повноцінним фахівцем.

Підготовка інженерів різних спеціальностей в області САПР включає базову та спеціальну частини. Найбільш загальні положення, моделі та методики автоматизованого проектування входять в програму курсу, присвяченого засадам САПР, більш детальне вивчення тих методів і програм, які специфічні для конкретних спеціальностей, передбачається у профільних дисциплінах.

Збільшення продуктивності праці розробників нових виробів, скорочення термінів проектування, підвищення якості розробки проектів – найважливіші проблеми, вирішення яких визначає рівень прискорення науково-технічного прогресу суспільства. Розвиток систем автоматизованого проектування (САПР) спирається на міцну науково-технічну базу. Це – сучасні засоби обчислювальної техніки, нові способи подання та обробки інформації, створення нових чисельних методів вирішення інженерних завдань та оптимізації. Системи автоматизованого проектування дають можливість на основі новітніх досягнень фундаментальних наук відпрацьовувати і вдосконалювати методологію проектування, стимулювати розвиток математичної теорії проектування складних систем і об’єктів. В даний час створені і застосовуються в основному засоби і методи, що забезпечують автоматизацію рутинних процедур і операцій, таких, як підготовка текстової документації, перетворення технічних креслень, побудова графічних зображень і т.д.

1. Загальні питання створення сапр

1.1. Загальні відомості про проектування

Проектування - процес складання опису, необхідного для створення в певних умовах ще не існуючого об’єкта, на основі опису цього об’єкту і /або/ алгоритму його функціонування. Проектування включає в себе комплекс робіт по пошуку, дослідженню, розрахунку і конструюванню, які мають за мету отримати опис предмета проектування, необхідний і достатній для створення нового виробу або реалізації нового процесу.

Якщо цей процес здійснюється людиною при взаємодії з комп’ютером, то проектування називається автоматизованим, якщо ні, то, відповідно, – неавтоматизованому.

Проектування, при якому всі перетворення опису об’єкта і алгоритму його функціонування здійснюються комп’ютером без участі людини, називається автоматичним.

Система автоматизованого проектування /САПР/ - це комплекс засобів автоматизації проектування, взаємозв’язаних з необхідними підрозділами проектної організації чи колективом спеціалістів /користувачами системи/, що виконує автоматизоване проектування.

1.2. Поняття сапр

CAD – computer Aided Design (САПР)

Загальний термін для позначення всіх аспектів проектування з використанням засобів обчислювальної техніки. Зазвичай охоплює створення геометричних моделей вироби. (Твердотільні, 3D). А також генерацію креслярських виробів і їх супроводів. Слід відрізняти що цей термін САПР по відношенню до промислових систем має більш широке тлумачення ніж CAD. Він включає в себе як CAD так і CAM і CAE.

CAM – Computer Aided Manufacturing. Загальний термін для позначення системи автоматизованої підготовки виробництва, загальний термін для позначення ВС підготовки інформації для верстатів з ЧПК. Традиційно вихідними даними для таких систем були геометричні моделі деталей, отриманих із систем CAD.

CAE – Computer Aided Engineering. Система автоматичного аналізу проекту. Загальний термін для позначення інформаційного забезпечення умов автоматизованого аналізу проекту, має на меті виявлення помилок (міцнісні розрахунки) або оптимізація виробничих можливостей.

PDM – Product Data Management. Система управління виробничою інформацією. Інструментальне засіб, який допомагає адміністраторам, інженерам, конструкторам і так далі управляти як даними так і процесами розробки виробу на сучасних виробничих підприємствах чи групі суміжних підприємств.

CAD / CAM / CAE / PDM = САПР

Прогрес науки і техніки, потреби суспільства, що розвивається в нових промислових виробах обумовлено необхідність виконання проектних робіт. Вимога до якості проектів, до термінів їх виконання стають все більш жорсткими у міру збільшення складності об’єктів, що проектуються. Крім того, темпи морального старіння виробів сьогодні такі, що поставлені на конвеєр нові зразки часто вже не відповідають сучасним вимогам.

Здійснення цих вимог стало можливим на основі широкого застосування засобів ЕОМ на усіх етапах виробництва:

– Контроль проектування, де зароджується вихідна модель виробу, технологічного проектування.

– Проектування організації управління виробництвом з формуванням даних про матеріальні та інформаційні потоки виробництва.

– Виготовлення виробів шляхом виконання операцій над матеріальним об’єктом на основі створеної на попередніх етапах інформації.

– Оцінки якості виробу на основі порівняння потрібних і реальних характеристик.

В САПР забезпечується зручність використання програм за рахунок застосування засобів оперативного зв’язку інженера з ЕОМ, спеціальних проблемно-орієнтованих мов та інформаційно-довідкової бази.

Для створення САПР необхідно:

• вдосконалення проектування на основі застосування математичних методів і засобів обчислювальної техніки;

• автоматизація процесу пошуку, обробки і видачі інформації;

• використання методів оптимізації і багатоваріантного проектування;

• створення банків даних, які включають систематизовану інформацію довідкового характеру, необхідну для автоматизованого проектуван­ня об’єктів;

• підготовка і перепідготовка відповідних спеціалістів.