3.6. Комплексная микроминиатюзация блоков и узлов конструктивных мо­дулей приборов и аппаратов. Автоматизация конструкторского проек­тирования приборов и аппаратов

Микроминиатюризация электронной аппаратуры

Под микроминиатюризацией понимают системный подход, заключающийся в применении всех средств микроэлектроники и отображающий внедрение новых принципов создания различных устройств ЭВМ на базе микросхем, а также разработок математического, программного и технического обеспечения для автоматизированных систем проектирования.

Основные задачи:

- обеспечение повышенных электрических и конструируемых показателей (массогабаритные показатели, электропотребление);

- высокая надежность;

- улучшение эксплуатационных характеристик;

- высокая технологичность;

- низкая стоимость.

Успешное решение задач возможно, если все составные конструктивные части имеют соизмеримые значения основных конструктивно-технологических показателей. В противном случае возникают диспропорции, приводящие к неэффективности микроминиатюризации.

Задачи микроминиатюризации конкретизируются в зависимости от назначения ЭВМ.

Дальнейшее развитие микроминиатюризации связано с внедрением:

- новейшей элементной конструктивной базы;

- новых принципов схемотехники и микросхемотехники;

- новых способов и средств коммутации, новых высокоэффективных миниатюрных систем охлаждения;

- новых видов лёгких, прочных, жёстких и теплопроводящих материалов, несущих конструкции;

- автоматизации проектирования и производства.

Автоматизация проектно-конструкторских работ

На многих предприятиях автоматизация конструкторской подготовки производства началась достаточно давно, и конструкторы в этом отношении — одни из наиболее передовых участников процесса. Проектно-конструкторская проработка представляет собой важную часть жизненного цикла будущего изделия: принятые уже на этом этапе решения во многом определяют эффективность производства, сбыта и эксплуатации. В процессе конструкторской проработки формируется состав изделия, а закладываемая конструктором информация о применяемых материалах, сортаменте, назначаемых допусках и отклонениях впоследствии оказывает существенное влияние на технологичность конструкции, сроки производства и стоимость продукции.

В зависимости от решаемых задач (формирование облика изделия, выпуск конструкторской документации, построение электронного макета) конструкторскими подразделениями могут применяться системы различного уровня (например, ряд предприятий одновременно применяет AutoCAD, Autodesk Inventor или Solid edge и Unigraphics), но для многих российских предприятий выполнение проектно-конструкторских работ средствами какой-либо обособленной системы автоматизированного проектирования (САПР) оказывается либо невозможным в силу очень широкого спектра задач, либо недоступным из-за высокой стоимости многофункциональных программных средств. На основе предпроектного обследования специалисты CSoft формируют сбалансированные по функциональным возможностям и стоимости предложения, касающиеся автоматизации конструкторской подготовки производства. При реализации единого информационного пространства на базе комплексной системы автоматизации и информационной поддержки ТПП эти решения будут интегрированы в единый комплекс и обеспечат слаженную работу различных служб и подразделений предприятия. Для ряда САПР специалистами компании реализованы прямые механизмы взаимодействия с системой ТПП TechnologiCS.

К каждому внедрению специалисты CSoft подходят с учетом положения дел и реальных возможностей предприятия. Если какие-то САПР или справочники (номенклатуры, материалов, инструмента, техмаршрутов) уже используются, они будут включены в единую информационную среду: справочники импортируются, а САПР интегрируются. Если предприятие только приступает к автоматизации конструкторской области, то на этапе предпроектного обследования будут подобраны решения, соответствующие текущим и возможным будущим задачам предприятия. Причем все решения уже будут интегрированы в единую среду.

В дополнение к базовым программным продуктам автоматизации проектно-конструкторских работ CSoft поставляет широкий спектр специализированных программных средств для решения различных задач: проектирование конструкций по ГОСТ и оформление чертежей по ЕСКД (MechaniCS и Mechanics Эскиз), проектирование электрических и электронных систем (ElectriCS), гидропневмооборудования и других систем (Schematics), трехмерной прокладки кабельных трасс и разводки проводов (ElectriCS 3D, Connect ug), проектирование изделий из листового материала (Copra MetalBender), проектирование и оптимизация холодного проката (Copra rollform). Производится внедрение этих программных средств и обучение работе с ними.

Современные средства пространственного моделирования (Autodesk Inventor Series, Unigraphics, Solid Edge) незаменимы при проверке и оптимизации компоновки изделия, конечно-элементном анализе конструкции и технологичности изделия (Инженерный анализ), сложной многокоординатной ЧПУ-обработке (Управление станками), составлении эксплуатационной документации, справочных руководств, каталогов запасных частей, представленных в электронном виде.

А уникальный комплекс средств Autodesk Alias Studio позволит перейти к совершенно новому уровню промышленного дизайна и визуализации будущих изделий.

Таким образом, компоненты решений CSoft в сочетании с уникальными программными разработками и широким спектром услуг позволят сформировать единую цепочку проектирования и сопровождения жизненного цикла изделия начиная непосредственно с идеи и заканчивая взаимодействием с потребителем готовой продукции.

Автоматизация конструкторского проектирования

Как уже отмечалось в теме, посвященной аспектам проектирования, помимо ММ, отражающих функциональный аспект проектирования, в САПР рассматриваются модели, отражающие конструкторский или структурный аспект проектирования. В этом классе выделяют топологические модели (без уточнения геометрических размеров, аналог системного уровня функциональных моделей) и геометрические модели (аналог макроуровня в функциональных моделях).

Подсистемы машинной графики и геометрического моделирования (МГиГМ) занимают центральное место в машиностроительных САПР-К. Конструирование изделий в них, как правило, проводится в интерактивном режиме путем оперирования геометрическими моделями, т.е. математическими объектами, отображающими форму деталей, состав сборочных узлов и возможно некоторые дополнительные параметры (масса, момент инерции, цвет поверхности и т.п.).

В подсистемах МГиГМ типичный маршрут обработки данных включает в себя получение проектного решения в прикладной программе, его представление в виде геометрической модели (геометрическое моделирование), подготовку проектного решения к визуализации, собственно визуализацию в аппаратуре рабочей станции и, при необходимости, корректировку решения в интерактивном режиме. Две последние операции реализуются на базе аппаратных средств машинной графики. Когда говорят о МО МГиГМ , имеют в виду прежде всего модели, методы и алгоритмы для геометрического моделирования и подготовки к визуализации. При этом часто именно МО подготовки к визуализации называют МО машинной графики.