
- •Введение
- •1. Понятие проектирования как процесса.
- •1.1. Что такое проектирование?
- •1.2. Задачи проектировщика.
- •1.3. Трудности проектирования
- •1.4. Проектирование: искусство или наука
- •2. Сапр в машиностроении
- •2.1. Основные понятия и определения
- •2.1.1. Проектирование как объект автоматизации
- •2.1.2. Аспекты и иерархические уровни проектирования
- •2.1.3. Стадии, этапы и процедуры проектирования
- •2.2. Принципы создания сапр
- •2.3. Состав и структура сапр
- •2.4. Компоненты видов обеспечения сапр
- •2.5. Классификация сапр
- •2.6. Взаимодействие сапр с другими автоматизированными системами
2.6. Взаимодействие сапр с другими автоматизированными системами
В условиях реального производства все виды систем автоматизации (СА) в той или иной степени должны взаимодействовать друг с другом, а САПР — непосредственно с автоматизированными системами научных исследований (АСНИ), технологической подготовки производства (АСТПП), управления производством (АСУП). Взаимодействие указанных систем осуществляется путем обмена информацией, представленной в виде обычных документов и в машинных кодах или записанной на машинных носителях (доля такого обмена постепенно возрастает).
От АСУ все системы автоматизации должны получать управляющую информацию планового характера, а также информацию о фактическом наличии ресурсов. В свою очередь, СА направляют в АСУ данные о выполнении плановых заданий, о потребности в различных ресурсах, в том числе в материалах, комплектующих изделиях, инструменте, энергии.
Из АСНИ в САПР поступает информация о технических требованиях к проектируемому объекту, важных технических и конструкторских решениях, выработанных в результате математического моделирования объектов. Вообще в связи с развитием работ по комплексному моделированию проектируемых объектов границы между «чистыми» исследованиями и проектированием стираются.
Сложные и трудоемкие расчеты, осуществляемые на стадии исследовательского проектирования, во многих случаях целесообразнее выполнять на основе исследовательской модели объекта и формировать данные о проектируемом объекте для последующих проектных работ на машинных носителях в виде матриц коэффициентов и математических зависимостей, или в виде численных значений соответствующих параметров, но более эффективно - осуществлять в виде полной математической модели объекта, которую можно детализировать, уточнять и развивать. С точки зрения эффективности автоматизации создание модели объекта и ее использование при проектировании должны быть объединены. В ходе проектирования могут появиться решения, которые следует вновь проверить на исходной модели и подтвердить дополнительными расчетами. В этом случае такие решения из САПР необходимо передать обратно в АСНИ. Таким образом, деление на САПР и АСНИ весьма условное: оно в большей степени отражает сложившуюся практику организации работ, а не существо выполняемых этими системами функций.
Системная интеграция разработки и производства изделий на основе единых математических моделей позволит в рамках крупных предприятий объединить автоматизированные системы научных исследований, системы автоматизированного проектирования, автоматизированные технологические комплексы и общий банк данных АСУП в интегрированную гибкую производственную систему (ГПС). Это даст возможность в ряде случаев обходиться без выпуска традиционной проектно-конструкторской документации, так как результаты проектирования, полученные в САПР, будут использоваться непосредственно при составлении управляющих программ для станков с ЧПУ и роботами для изготовления деталей и сборочных единиц.
Наибольший эффект дает автоматизация проектирования наиболее сложных объектов, включая начальные стадии проектирования. Принимаемые на этих стадиях проектные решения наиболее важны:
качественное решение дает наибольший эффект, упрощая дальнейшую работу и улучшая характеристики будущего изделия;
ошибочное решение, если оно не будет исправлено на следующих стадиях, повлечет за собой большие потери при эксплуатации объекта.
Активность, проявляемая в последние годы зарубежными фирмами и отечественными предприятиями и организациями в области автоматизации проектирования узлов и деталей, вызвана тем, что это необходимо для обеспечения работы ГПС, число которые быстро увеличивается, и тем, что этому направлению ранее уделялось мало внимания и оно отстало от уровня автоматизации проектирования крупных и сложных объектов, так как связано с автоматизацией конструкторских работ.
Следует отметить и другие важные направления развития автоматизации проектирования:
развитие и совершенствование методов оптимизационного проектирования;
развитие автоматизации собственно конструирования;
совершенствование технологии автоматизированного проектирования.
Интеграция СА потребует существенного расширения состава БД и объединения их в единую базу интегрированной системы; создания отраслевых и межотраслевых банков данных нормативно-технической, технико-экономической и научно-технической информации; создания многоуровневых вычислительных систем коллективного пользования с различными типами ЭВМ, унификации структур передаваемых массивов информации; развития операционных систем и дополнения прикладного программного, обеспечения (ППО) многочисленными интерфейсами для сопряжения с новыми подсистемами.
Развитие и совершенствование методов оптимизационного проектирования потребует разработки новых математических методов, соответствующего ППО и увеличения производительности вычислительного комплекса САПР.
Развитие автоматизации собственно конструирования приведет прежде всего к развитию в САПР средств обработки геометрической информации трехмерных объектах, позволяющих осуществлять сложные преобразования, получать проекции и пространственные отображения объектов на базе высокопроизводительных 32-разрядных ЭВМ (и ЭВМ с большей разрядностью), графических дисплеев, графопостроителей и соответствующего программного обеспечения.
Совершенствование технологии автоматизированного проектирования повлечет за собой изменение деления проектирования на стадии и перераспределение проектных работ между стадиями. В частности, решение общих вопросов должно осуществляться на ранних стадиях, работы по оформлению проектных решений — на заключительной стадии. Режим работы проектировщиков с ЭВМ будет полностью интерактивным. Основным рабочим инструментом пользователей будут персональные ЭВМ, подключенные к общей вычислительной сети.
Языки общения проектировщиков с системой должны быть максимально приближены к естественному языку, возможен переход к устному общению. Все промежуточные проектные решения будут храниться в памяти ЭВМ, окончательные решения — передаваться в производство на машинных носителях.
Совершенствование технологии проектирования потребует существенного изменения состава технических средств САПР, программного и организационного обеспечения. .
Развитие САПР отразится на содержании автоматизируемых проектных работ. Наиболее совершенные САПР будут автоматизировать все проектные операции, за исключением принятия решений, согласовании их с соисполнителем, составления пояснительных записок и т.п. работ. Более того, в ряде случаев система будет формировать решение и проектировщику останется только согласиться с ним или потребовать переработки части проекта.