Заключение

В вводном разделе даны начальные сведения о процессе проектирования технических объектов, изложены основные понятия системотехники, пояснены структура САПР и ее место в ряду других промышленных автоматизированных систем.

В пособии рассмотрены виды обеспечения систем автоматизированного проектирования, содержатся сведения о моделях и методах, используемых для анализа проектных решений на различных иерархических уровнях, начиная с метода конечных элементов для анализа полей физических величин и кончая основами имитационного моделирования систем массового обслуживания.

Изложены методы параметрического и структурного синтеза проектных решений, дан обзор критериев оптимальности и методов математического программирования для расчета оптимальных значений проектных параметров. Пояснены трудности формализации структурного синтеза и охарактеризованы перспективные методы его выполнения. Также представлена общая структура программного и информационного обеспечения САПР. Основное внимание уделено обслуживающим подсистемам, в том числе CASE-подсистемам разработки программного обеспечения.

Учебное пособие знакомит читателя с современными средствами концептуального проектирования сложных систем, с подходами к созданию интегрированных систем проектирования и управления.

Библиографический список

1. Липаев В.В., Филинов Е.Н. Мобильность программ и данных в открытых информационных системах. — М.: Научная книга, 1997.

2. Острейковский В.А. Теория систем. — М.: Высш. шк., 1997.

3. Системы автоматизированного проектирования: Учеб. пособие для втузов: В 9 кн./Под ред. И.П.Норенкова. — М.: Высш. шк., 1986.

4. Черненький В.М. Имитационное моделирование. — М.: Высш. шк., 1990.

5. Аверченков В.И. САПР технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов / В.И.Аверченков, И.А.Каштальян, А.П.Пархутик. - Мн.: Выс. шк., 993. - 288с.

6. Петров А.В. Разработка САПР. Проблема и принципы создания САПР.- М.: Высш. шк., 1990.-143 с

7. Горанский Г. К. Элементы теории автоматизации машиностроительного проектирования с помощью вычислительной техники / Г. К. Горанский, А. Г. Ракович. – Мн.: Наука и техника, 1981. – 335с.

8. Ипатов М.И. Организация и планирование машиностроительного производства. -М.: Высш. Шк., 1988. - 367 с.

Оглавление

Издание соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 654600 «Информатика и вычислительная техника», специальности 230104 «Системы автоматизированного проектирования», пособие предназначено для студентов 5 курса всех форм обучения. 2

ВВЕДЕНИЕ 3

1. СТРУКТУРА И КЛАССИФИКАЦИЯ САПР 5

1.1. Разновидности САПР 5

1.2. Функции, характеристики и примеры CAE/CAD/CAM-систем 7

1.3. Понятие о CALS-технологии 10

1.4. Комплексные автоматизированные системы 12

1.5. Системы управления в составе комплексных автоматизированных систем 15

1.6. Автоматизированные системы делопроизводства (АСД) 19

2. Системы автоматизированного проектирования и их место среди других автоматизированных систем 23

3. Системные среды и программно-методические комплексы САПР 25

3.1. Функции сетевого программного обеспечения 25

3.1.1. Системы распределенных вычислений 27

3.1.2. Прикладные протоколы и телекоммуникационные информационные услуги 31

3.1.3. Информационная безопасность 45

3.2. Назначение и состав системных сред САПР 48

3.2.1. Системные среды автоматизированных систем 48

3.2.2. Подходы к интеграции ПО в САПР 53

3.2.3. Технологии интеграции ПО типа DDE и OLE 56

3.2.4. Управление данными в САПР 58

3.2.5. Варианты управления данными в сетях АС 63

3.2.6. Интеллектуальные серверы БД 65

3.2.7. Распределенные базы данных (РБД) 66

3.2.8. Программные средства управления проектированием в САПР 70

3.2.9. Примеры подсистем управления данными и проектированием 74

3.3. Инструментальные среды разработки программного обеспечения 77

3.3.1. Среды быстрой разработки приложений 77

3.3.2. Компонентно-ориентированные технологии 81

3.3.3. Пример реализации компонентно-ориентированной технологии в САПР 90

4. Системный подход к проектированию 95

4.1. Понятие инженерного проектирования 95

4.2. Принципы системного подхода 96

4.3. Основные понятия системотехники 99

5. Структура процесса проектирования 103

5.1. Иерархическая структура проектных спецификаций и иерархические уровни проектирования. 103

5.2. Стадии проектирования 106

5.3. Содержание технических заданий на проектирование 107

5.4. Классификация моделей и параметров, используемых при автоматизированном проектировании 108

5.5. Типовые проектные процедуры 111

6. Виды обеспечения и требования к их компонентам (ГОСТ 23501.101-87) 115

6.1. Программное обеспечение САПР 115

6.2. Информационное обеспечение САПР 117

6.3. Методическое обеспечение САПР 120

6.4. Математическое обеспечение САПР 122

6.5. Лингвистическое обеспечение САПР 124

6.6. Техническое обеспечение САПР 127

6.7. Организационное обеспечение САПР 130

7. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ 135

7.1. Математическое обеспечение анализа проектных решений 135

7.1.1. Математический аппарат в моделях разных иерархических уровней 135

7.1.2. Требования к математическим моделям и численным методам в САПР. 136

7.1.3. Место процедур формирования моделей в маршрутах проектирования 137

7.2. Математические модели в процедурах анализа на макроуровне 139

7.2.1. Исходные уравнения моделей 139

7.2.2. Примеры компонентных и топологических уравнений 141

7.2.3. Представление топологических уравнений 146

7.2.4. Особенности эквивалентных схем механических объектов. 148

7.2.5. Характеристика методов формирования ММС 149

7.2.6. Узловой метод 151

7.3. Методы и алгоритмы анализа на макроуровне 155

7.3.1. Выбор методов анализа во временной области 155

7.3.2. Алгоритм численного интегрирования СОДУ 159

7.3.3. Методы решения систем нелинейных алгебраических уравнений 160

7.3.4. Методы решения систем линейных алгебраических уравнений 162

7.3.5. Анализ в частотной области 166

7.3.6. Многовариантный анализ 166

7.3.7. Организация вычислительного процесса в универсальных программах анализа на макроуровне. 170

7.4. Имитационное моделирование 173

7.4.1. Имитационное моделирование систем массового обслуживания 173

7.4.2. Событийный метод моделирования 176

7.4.3. Краткое описание языка СРSS 178

7.4.4. Сети Петри 185

7.4.5. Анализ сетей Петри 189

7.5. Математическое обеспечение синтеза проектных решений 192

7.5.1. Постановка задач параметрического синтеза 192

7.5.1.1. Место процедур синтеза в проектировании 192

7.5.1.2. Критерии оптимальности 193

7.5.1.3. Задачи оптимизации с учетом допусков 197

7.5.2. Обзор методов оптимизации 199

7.5.2.1. Классификация методов математического программирования 199

7.5.2.2. Методы одномерной оптимизации 201

7.5.2.3. Методы безусловной оптимизации 203

7.5.2.4. Необходимые условия экстремума 210

7.5.2.5. Методы поиска условных экстремумов. 211

7.5.3. Постановка задач структурного синтеза 217

7.5.3.1. Процедуры синтеза проектных решений 217

7.5.3.2. Задача принятия решений 219

7.5.3.3. Представление множества альтернатив 222

7.5.3.4. Морфологические таблицы 223

7.5.3.5. Альтернативные графы 225

7.5.3.6. Исчисления 227

7.5.4. Методы структурного синтеза в САПР 228

7.5.4.1. Системы искусственного интеллекта. 228

7.5.4.2. Дискретное математическое программирование 229

7.5.4.3. Элементы теории сложности 231

7.5.4.4. Эволюционные методы. 234

7.5.4.5. Постановка задачи поиска оптимальных решений с помощью генетических алгоритмов 236

7.5.4.6. Простой генетический алгоритм 237

7.5.4.7. Разновидности генетических операторов 239

7.5.4.8. Генетический метод комбинирования эвристик 242

8. ЭФФЕКТИВНОСТЬ САПР 244

9. ПОНЯТИЕ ОБ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМАХ 249

9.1. История развития открытых систем 249

9.2. Существующие определения открытых систем и терминология 257

9.3. Различные подходы к понятию "открытые системы" 261

10. ТЕХНОЛОГИИ И СТАНДАРТЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЙ 262

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 272

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 273

Подписано к изданию __________. 279

Уч.-изд. л. 15,2. 279

Учебное издание

Рыжков Владимир Анатольевич

Федорков Евгений Дмитриевич

РАЗРАДБОТКА САПР

В авторской редакции

Компьютерный набор В.А. Рыжкова

Подписано к изданию __________.

Уч.-изд. л. 15,2.

«ГОУВПО» Воронежский государственный

технический университет