Проектные процедуры

Анализ

Синтез

Одновариантный анализ

Многовариантный анализ

Параметрический синтез

Структурный синтез

Расчет характеристик технического устройства при одном наборе параметров.

Расчет характеристик на некотором наборе возможных параметров технического устройства.

Выбор параметров технического устройства, обеспечивающий выполнение некоторых требований.

Разработка технического устройства, включающая создание его структуры.

Схема процесса проектирования.

Проектирование начинается с решения задачи структурного синтеза, т.е. принятия технического решения о начальном варианте структура объекта (блок 1).

Затем исходный вариант оценивается с позиции удовлетворения требованиям Т3 (блоки 2…5).

Блоки 1…5 составляют ветвь детерминированного проектирования (расчет на номинальные значения).

Если требования Т3 не удовлетворены, то проводят:

• модификацию параметров (параметрическую оптимизацию): т.е. изменяют параметры согласно различным критериям (блок 7);

• выбирают другую структуру объекта проектирования (блок 8);

• изменяют требования Т3 к выходным параметрам изделия (блок 9).

В случае положительного результата расчетов оформляется техническая документация (блок 10) для следующего этапа проектирования (если данный этап не последний), либо подготавливается информация на машинных носителях для технологического оборудования.

Структурный синтез

Параметрический синтез

2.Системы автоматизированного проектирования.

2.1. Проблемы построения и задачи по созданию сапр.

Проблемы построения САПР включают следующие аспекты:

• технологические;

• концептуальные;

• методологические;

• теоретические.

Технологические аспекты касаются построения системного программного комплекса САПР, состоящего из:

• структуры банков данных (БнД);

• систем управления базами данных (СУБА);

• операционных систем;

• управляющих программ;

• языков проектирования и программирования;

• средств автоматизации графических работ;

• средств подготовки документации.

Концептуальные аспекты касаются построения системы принципов автоматизированного проектирования. САПР определяется как система для создания объекта проектирования средствами автоматизации вычислений.

Концептуальная структура САПР состоит из:

• библиотеки моделей объекта и процесса проектирования;

• библиотеки решающих процедур обеспечивающих построение проектных решений;

• системы информации, построенной из моделей объекта и процесса проектирования, преобразований этих моделей и совокупности оценок проектных решений;

• инструментальных средств построения баз данных, систем управления ими и технологий создания прикладных, системных или сервисных программ;

• программных и технических средств модификаций моделей, построения новых решающих процедур, преобразования и обновления информации в базах данных.

Методологические аспекты касаются построения системы научных взглядов и структуры отношений создателя и пользователя САПР. Эти же аспекты определяют выбор маршрута проектирования.

Теоретические аспекты касаются формирования задач автоматизированного проектирования и создания аппарата такой теории. К таким задачам относятся:

• анализ разрешимости общей задачи проектирования РЭА как объекта;

• декомпозиция объекта проектирования;

• анализ общего проектного решения;

• построение заказов функционирования САПР и её подсистем на всех уровнях и этапах проектирования.

Основные задачи по созданию САПР

1. Разработка методики проектирования РЭА:

• определение этапов проектирования;

• математическая формулировка задач каждого этапа;

• выбор численных методов решения задач проектирования;

• анализ возможности решения этих задач с помощью ЭВМ.

2. Разработка математического обеспечения для автоматизации работ

• определение структуры и состава математического обеспечения;

• выбор математического аппарата;

• разработка моделей объектов проектирования;

• выбор численных методов и алгоритмов решения наиболее трудоёмких задач.

3. Создание системы технического обеспечения

Для решения этой задачи необходимы:

• высокопроизводительные ЭВМ;

• периферийные средства проектирования для отображения редактированных и документирования информации в процессе проектирования.

Здесь же решаются задачи создания системного программного обеспечения. В отдельные группы выделяются:

- программное обеспечение;

- информационное обеспечение;

• лингвистическое обеспечение.

4. Организация работ на САПР при автоматизированном проектировании

Эта задача решается с помощью методологического и организационного обеспечения.

2.2 Требования, предъявляющие к САПР.

САПР должна обладать следующими свойствами:

• необходимой производительностью;

• разнообразием форм взаимодействия проектировщика и САПР;

• инвариантностью структуры к изменению средств, методов проектирования и технологии изготовления РЭА;

• возможностью накопления опыта системы;

• возможностью одновременного проектирования нескольких изделий;

• независимого ввода действие отдельных подсистем;

• информационной согласованностью подсистем и пакетов прикладных программ для различных этапов проектирования РЭА;

• высокой надёжностью и приемлемой стойкостью:

Перечисленные свойства можно реализовывать в САПР. При построении которой учитывались следующие принципы:

- комплексность (комплексная автоматизация всех уровней проектирования),

т.е. должны решаться задачи по всему циклу проектирования изделия (от составления ТЗ до получения информации на машинных носителей для технологического оборудования);

• Совместимость автоматизированного, автоматического традиционного проектирования.

а) в общем цикле проектирования имеются задачи формализуемые и не формализуемые

б) при внедрении САПР на уже действующем предприятии

Эволюционный путь внедрения САПР.

• Однократность описания используемых данных и проектных данных в общем банке данных. К общему банку данных обращение осуществляется из различных подсистем и прикладных программ.

• Модульность (открытость САПР), дающая возможность реализации отдельных подсистем в виде функционально самостоятельных модулей с последующей их заменой по мере развития технических средств, программного обеспечения.

• Мультидоступность, САПР должна быть системой … пользования. 2.3 Структура САПР

САПР

ТО ППО ЛО организационное

обеспечение

ОПО ИО методическое

обеспечение

САПР состоит из следующих составляющих:

• прикладное программное обеспечение (ППО);

• техническое программное обеспечение (ТО);

• общесистемное программное обеспечение (ОПО);

• информационное обеспечение (ИО);

• лингвистическое обеспечение (ЛО);

• методическое обеспечение;

• организационное обеспечение;

Прикладное программное обеспечение (ППО) помогает проектировщику выполнять работу на всех этапах проектирования таких так:

• проектирование алгоритма функционирования и структурной схемы РЭА, функциональных блоков, принципиальных схем блоков,

• подготовка информации на магнитных носителях для программ управления технического оборудования.

Техническое обеспечение

Это совокупность ЭВМ и периферийных средств для ввода, хранения, переработки, передачи программ и данных, организации взаимодействия проектировщика с ППО САПР и изготовления машинными методами проектной документации.

Общесистемное программное обеспечение

Это совокупность системных программ, организующих выполнение прикладных программ на технических средствах САПР.

Часть программного обеспечения, предназначенная для планирования и организации процесса ввода-вывода, подготовки и отладки программ, распределения ресурсов называется операционной системой (ОС).

Информационное обеспечение позволяет выполнять следующие процедуры:

• накопление, документирование, хранение, и выдачу не обходимой для проектирования информации;

• автоматическую передачу между решаемыми задачами, в том числе из различных этапов проектирования;

• выдачу справочных данных;

• накопление и предоставление возможности и использование опыта проектировщиков (создание и использование базы знаний.)

Лингвистическое обеспечение содержит следующую совокупность языков:

1. Алгоритмические языки высокого уровня (….)

2. Входные языки;

3. Языки систем управления базами данных (СУБД);

4. Выходные языки.

Алгоритмические языки высокого уровня используются для написания текстов прикладных и системных программ.

Входные языки проектирования обеспечивают описание знания на проектирование.

Включают следующие языки описания:

• объектов проектирования;

• проектных процедур и операций;

• процессов проектирования.

Языки СУБД содержит средства для:

Создания, редактирования и эксплуатации базы данных.

Выходные языки обеспечивают вывод результатов проектирования в соответствии с действующими стандартами и совместимость выходной информации САПР с технологическим оборудованием.

Методическое обеспечение

Это ряд документов, описывающих маршрут проектирования изделия и содержащих правила и инструкции по исследования программного обеспечения.

Организационное обеспечение – это перечень документов, регламентирующих взаимодействие и функции подразделений, участвующих в процессе автоматизированного проектирования изделия, а так же материально-техническое обеспечение САПР.

2.4 Техническое обеспечение САПР.

Требование к техническому обеспечению САПР

1. удобство использования проектировщиками, возможность оперативного взаимодействия с ЭВМ

2. достаточная производительность и объём оперативной памяти ЭВМ для решения задач всех этапов проектирования за приемлемое время

3. возможности одновременной работы с техническими средствами необходимого числа пользователей

4. открытость комплекса технических средств для расширения и модернизации системы.

Удовлетворить этим требованиям может только специализированная вычислительная система, называемая комплексом технических средств САПР.

Автоматизированные рабочие места проектировщиковРеализация первого требования обслуживает включение в комплекс технических средств как стандартного комплекта внешних устройств ЭВМ, так и дополнительных устройств оперативного ввода-вывода информации. Этот комплект внешних устройств устанавливается в помещении простого подразделения и называется автоматизированным рабочим местом (АРМ) и проектировщика. Состав АРМ зависит от характера задач, решаемых в проектном подразделении. Наличие в одной САПР многих АРМ, возможность одновременного использования нескольких АРМ в различных местах, все это диктует необходимость иерархического построения комплекса технических средств с выделением в нем по крайней мере двух уровней ЭВМ.

На высшем уровне находится одно или несколько ЭВМ большой производительности. Эти ЭВМ составляют ценный вычислительный комплекс (ЦВК), предназначенный для решения сложных задач проектирования. Наличие высокопроизводительной ЭВМ обеспечивает выполнение второго требования.

На низшем уровне находится входящие в АРМ мини-ЭВМ (терминальные ЭВМ). Они управляют работой комплекса высших устройств, обменом информации между АРМ и ЦВК, решает сравнительно не сложные проектные задачи.

Схема двух уровней конфигурации технических средств САПР

ЦВК

АРМ АРМ АРМ