244

Лекция 17

1. Процесс проектирования как объект автоматизации

2. Функциональная структура и состав САПР

3. Технологическое и общеинженерное проектирование

4. Информационное обеспечение САПР

5. Прикладное математическое обеспечение САПР

1.1 Процесс проектирования как объект автоматизации

Длительность этапа традиционного проектирования сложного хими­ческого производства такова, что зачастую спроектированное произ­водство может морально устареть уже ко времени окончания его проектирования. Поэтому необходим пересмотр существующей практики проектирования, что сегодня находит отражение в развитии и внедрении автоматизированного проектирования. Автоматизирован­ное проектирование - это взаимодействие инженера-проектировщика с комплексом технических средств с целью разработки, анализа, усо­вершенствования или оптимизации проектных решений. При этом процесс переработки информации осуществляется при взаимодействии человека с ЭВМ в режиме активного диалога с использованием языков программирования.

Создание систем автоматизированного проектирования (САПР) технологических процессов состоит не только в автоматизации про­цессов сбора, накопления и обработки информации, изготовлении текстовой и графической документации (что само по себе существенно ускоряет сроки проектирования), но и (что более важно) в применении теории и методологии системного проектирования. Последнее заклю­чается в комплексном рассмотрении проблемы с детализацией на каждом уровне и этапе проектирования и в учете взаимосвязей между ними.

В качестве объекта автоматизации процесс проектирования хими­ческих производств представляет собой сложную кибернетическую систему сбора и целенаправленной переработки входной научно-тех­нической информации в выходную информацию в виде проекта нового производства.

Традиционный подход к проектированию имеет следующие недо­статки: а) не всегда используются новейшие достижения науки и техники в области технологии и организации строительства ввиду сложности поиска и анализа соответствующих разделов научной ин­формации; б) недостаточно прорабатываются вопросы повышения производительности труда и снижения расходов материальных и энер­гетических ресурсов из-за сложности анализа всего многообразия тех­нологических и иных проектных решений, что приводит к необходи­мости доработки принятых проектных решений на действующих про­изводствах; в) невозможны просмотр альтернативных вариантов организации технологического процесса и соответственно выбор оп­тимальных решений; г) отсутствует оптимизация функционирования отдельных процессов и производств в целом, что затрудняет создание рециклических схем и схем с использованием вторичных материальных и энергетических ресурсов; д) невозможны полный сбор, обработка и учет статистики отказов оборудования, аварийных случаев, что не позволяет гарантировать надежность функционирования технологи­ческой схемы; е) длительные сроки разработки процесса, проектиро­вания и вывода на проектную мощность не позволяют создавать производства, отвечающие уровню развития технологии к моменту их освоения; ж) система инженерных расчетов, излагаемая в методических рекомендациях по проектированию, обычно базируется на упрощен­ных методиках и не предусматривает широкого применения экономи­ко-математических методов; при этом рекомендуемые методы проект­ных расчетов не предусматривают совместного решения смежных задач, а окончательный вариант проекта принимается на основе ана­логий и опыта проектировщика.

Исследования действий отдельных проектировщиков и целых кол­лективов в процессе создания проекта показали, что 30-40% времени тратится на согласование отдельных частей проекта, около 50-60% - на выполнение эскизов, чертежей, расчетов, составление проектной документации, и только 10-20% - на творческое осмысление задачи. Кроме того, решения принимаются без вариантной проработки, а в основе расчетов и согласований обычно лежат укрупненные показа­тели, на базе которых и выполняется корректировка решений по совокупности показателей. При такой практике проектирования по­лучение технологически и экономически оптимального проекта про­блематично.

Один из радикальных способов решения проблем, стоящих перед проектными организациями, - автоматизация проектирования.

Выделены три основных этапа (уровня) автоматизации проекти­рования, качественно отличающихся друг от друга:

1) автоматизация отдельных рутинных работ и небольших инже­нерных расчетов;

2) автоматизация сложных задач и их комплексов, решение задач по оптимизации, хранение массивов информации в памяти ЭВМ (со­ответственно - информационное обеспечение традиционного проек­тирования), создание библиотек программ различной направленности;

3) создание САПР, которые на основе соответствующего матема­тического обеспечения позволяют автоматически принимать решения по многим вопросам стратегии проектирования и выбора адекватных методов решения из имеющихся библиотек.