Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Системы автоматизированного проектирования изделий и процессов. Учебное пособие
.pdf
71
Рис. 7. Информационный аспект структуры САПР
Обслуживающие подсистемы имеют общесистемное применение и
обеспечивают поддержку функционирования проектирующих подсистем, а
также оформление, передачу и вывод полученных в них результатов.
Например, автоматизированный банк данных, подсистемы ввода-вывода.
При проектировании каждой подсистемы и системы в целом должны
учитываться общесистемные принципы взаимодействия человека и ЭВМ,
иерархической структуры построения системного единства, развития,
информационного единства, инвариантности, специализации.
При разработке САПР швейных изделий сохраняются все принципы
построения, присущие САПР в других отраслях промышленности.
Разнообразие конструкторских работ определяет структуру и взаимосвязь всех
разрабатываемых подсистем САПР:
- подсистема ввода-вывода, формирования и ведения информации;
- подсистема управления вычислительным процессом;
- информационно-поисковая подсистема;
- подсистема проектирования базовых основ конструкции; подсистема
проектирования новых моделей одежды;
- подсистема проектирования основных лекал и лекал производных
деталей;
72
- подсистема градации лекал;
- подсистема проектирования одежды промышленного производства по
индивидуальным заказам населения;
- подсистема управления качеством;
- подсистема проектирования схем раскладок;
- подсистема проектирования норм расхода материалов и др.
Первые три подсистемы являются обслуживающими, остальные —
объектно-ориентированными.
Подсистемы должны быть разбиты на компоненты по видам обеспечения.
Подсистема ввода-вывода, формирования и ведения исходной и
промежуточной информации включает следующие процедуры: ввод с
промежуточного носителя; непосредственный ввод информации в память ЭВМ;
вывод на промежуточный носитель; вывод на периферийные устройства;
формирование и ведение информационных массивов; обеспечение
достоверности входной и выходной информации. Назначение данной
подсистемы — обеспечение всех подсистем САПР.
Подсистема управления вычислительным процессом включает
следующие процедуры: организацию информационного обслуживания
вычислительного процесса; организацию диалогового режима
функционирования; управление вычислительным процессом. Назначение
данной подсистемы — обеспечение устойчивого функционирования САПР.
Информационно-поисковая подсистема включает процедуры: поиск
готовой модели из числа хранящихся в банке данных; поиск компоновки
моделей из деталей разработанных ранее конструкций; поиск
унифицированных деталей и конструктивно-декоративных элементов; поиск
деталей, подлежащих преобразованию при конструктивном моделировании.
Назначение данной подсистемы — поиск готовых моделей или компоновка из
деталей, хранящихся в базе данных.
Структура функциональной части (ФЧ) определяется на основе анализа
целей и функций системы управления, для обеспечения деятельности которой
создается автоматизированная система управления (АСУ), т. е. ФЧ определяет
цели и основные функции АСУ и включает подсистемы и задачи, выбранные
для автоматизации.
Структура обеспечивающей части (ОЧ) включает различные виды
обеспечения (организационное, информационное, техническое, программное,
лингвистическое, эргономическое и т. п.), необходимые для реализации
подсистем и задач ФЧ АСУ, т. е. ОЧ представляет собой средства для
достижения целей, реализации задач АСУ.
Проектирующие подсистемы непосредственно выполняют проектные
процедуры. Примерами проектирующих подсистем могут служить подсистемы
73
трехмерного моделирования объектов, изготовления конструкторской
документации, схемотехнического анализа и т. п.
Обслуживающие подсистемы обеспечивают функционирование
проектирующих подсистем, их совокупность часто называют системной средой
(или оболочкой САПР). Типичными обслуживающими подсистемами являются
подсистемы управления проектными данными (PDM), управления процессом
проектирования (DesPM — Design Process Management), пользовательского
интерфейса для связи разработчиков с ЭВМ, CASE для разработки и
сопровождения программного обеспечения САПР, обучающие подсистемы для
освоения пользователями технологий, реализованных в САПР.
Структурирование САПР по различным аспектам обусловливает
появление видов обеспечения САПР, рассмотренных выше и включающих в
себя техническое, математическое, программное, информационное,
лингвистическое, методическое и организационное обеспечение.
Функциональные подсистемы выполняют проектные процедуры и
операции, используя при этом в общем случае все средства обеспечивающих
подсистем.
Набор функциональных подсистем в общем случае для каждой САПР
различен и зависит от задач, на решение которых ориентирована данная САПР,
однако функциональные подсистемы любой САПР можно разделить на четыре
основных вида и представить в виде типового набора функциональных
подсистем (ФП), т. е. набора подсистем, которые содержатся в любой САПР
объекта:
- ФП1 — поиск аналогов;
- ФП2 — инженерный синтез;
- ФП3 — инженерный анализ;
- ФП4 — формирование и ведение проектной документации.
ФП1 выполняет поиск аналогов разрабатываемого изделия. Аналог
нового изделия — это такое известное изделие, которое отвечает большинству
заданных характеристик. Работа в ФП1 заключается в анализе существующих
технических решений, находящихся в базах данных (желательно мирового
уровня).
ФП2 и ФП3 — это подсистемы, обеспечивающие поиск и генерацию
вариантов технического решения и определения характеристик объекта
(качественных показателей). В данной подсистеме осуществляется
моделирование структуры и поведения объекта, а также оптимизация
характеристик объекта; ведется выполнение всех вычислительных процедур и
процедур текущего отображения.
ФП4 обеспечивает формирование и ведение проектной документации.
Эта подсистема в соответствии с существующими ГОСТами и другими
нормативами формирует всю необходимую проектную документацию. Ведение
74
документации предполагает классифицированное хранение всей документации
для выдачи копий, а также для возможности небольших коррекций.
В зависимости от отношения к объекту проектирования различают два
вида ФП:
- объектно-ориентированные (объектные);
- объектно-независимые (инвариантные).
К объектным подсистемам относят подсистемы, выполняющие одну или
несколько проектных процедур или операций, непосредственно зависимых от
конкретного объекта проектирования. Например, подсистема проектирования
технологических систем; подсистема моделирования динамики, проектируемой
конструкции и др.
К инвариантным подсистемам относят подсистемы, выполняющие
унифицированные проектные процедуры и операции. Например, подсистема
расчетов деталей машин; подсистема расчетов режимов резания; подсистема
расчета технико-экономических показателей и др.
Процесс проектирования реализуется в функциональных подсистемах в
виде определенной последовательности проектных процедур и операций.
Структура САПР швейных изделий аналогична другим отраслям
промышленности и определяется разнообразием конструкторских работ.
1. Подсистема ввода-вывода, формирования и введения информации:
- ввод из промежуточного носителя;
- непосредственный ввод информации в память машины;
- вывод на промежуточный носитель;
- вывод на периферийные устройства;
- формирование и введение информационных массивов;
- обеспечение достоверной входной и исходной информации.
2. Подсистема управления вычислительным процессом:
- организация информационного обслуживания вычислительного
процесса;
- организация диалогового режима функционирования;
- управление вычислительным процессом.
Назначение подсистемы — обеспечение стойкого функционирования
САПР.
3. Информационно-поисковая подсистема:
- поиск готовой модели из числа хранящихся в банке данных;
- поиск и компоновка моделей из деталей, которые разрабатывались
раньше;
- поиск унифицированных деталей и конструктивно-декоративных
элементов;
- поиск деталей, которые подлежат изменениям при конструктивном
моделировании.
75
Назначение подсистемы — поиск готовых моделей или компоновка
деталей, которые хранятся в базе данных.
4. Подсистема проектирования базовых основ конструкции:
- выбор исходной информации для проектирования;
- расчет координат конструкции узловых точек базовой основы;
- оптимизация конструктивных параметров;
- расчет контуров основных деталей базовой конструкции;
- формирование, чертеж деталей базовой конструкции;
- построение чертежа на проектный размер всех деталей конструкции.
5. Подсистема проектирования новых моделей одежды (конструктивное
моделирование):
- преобразование контуров деталей с учетом модельных особенностей;
- построение чертежей лекал новой модели в натуральную величину и в
масштабе с использованием средств обработки графической информации;
- коррекция спроектированных лекал и уточнение декоративно-
конструктивных элементов с использованием дисплея в диалоговом режиме.
Назначение подсистемы — проектирование новых моделей одежды в
диалоговом режиме.
6. Подсистема проектирования основных лекал и лекал производных
деталей:
- превращение контуров основных деталей с учетом выходных
технологических допущений;
- построение чертежа основных лекал новой модели;
- преобразование контуров основных деталей в лекала деталей подкладки;
- преобразование контуров лекал основных деталей в контуры лекал
бортовой прокладки во вспомогательные лекала;
- построение лекал деталей подкладки бортовой прокладки,
вспомогательных лекал.
7. Подсистема проектирования комплектов лекал:
- аппроксимация контуров лекал;
- градация лекал;
- формирование чертежей лекал новой модели на все размеры и роста по
базовому размеру и росту, полученному при градации;
- построение чертежей лекал модели на все размеры и роста с
использованием средств обработки графической информации;
- расчет площади лекал на все размеры и роста модели, которая
проектируется.
Назначение подсистемы — разработка комплекта всех лекал одного
размера и роста, градация лекал, получение эталонных лекал в натуральную
величину.
76
8. Подсистема проектирования одежды промышленного производства по
индивидуальным заказам населения:
- получение исходной информации о размерах, форме фигуры заказчиков;
- превращение полученной информации для установления
индивидуальных особенностей телосложения заказчика;
- подбор базовой основы или модельной конструкции и ее модификация в
соответствии с индивидуальными особенностями фигуры заказчика, расчет
координат конструктивных точек лекал деталей модифицированной
конструкции.
Назначение — проектирование лекал деталей конструкций одежды на
фигуры различного телосложения без примерки.
9. Подсистема управления качеством:
- изучение потребительского спроса;
- формирование рациональной структуры промышленной коллекции
одежды с учетом направления моды и потребительского спроса;
- прогнозирование оптимального уровня качества одежды, которая
проектируется;
- контроль достигнутого уровня качества на каждой стадии
проектирования и принятия управляющих решений;
- оценка уровня качества проекта.
10. Подсистема проектирования норм отходов материалов:
- расчет норм отходов основных материалов на модель всех размеров и
ростов;
- расчет норм отходов неосновных и вспомогательных материалов на
модели всех размеров и ростов.
В создании одежды процесс моделирования новых образцов —
начальный и очень важный шаг, поскольку на этом этапе закладывается идея
будущего изделия, и эта идея должна совмещать в себе красоту, практичность и
удобство, а также отвечать последним тенденциям моды и вкусам
потребителей.
Современная швейная промышленность предъявляет высокие требования
не только к качественной составляющей разработанных моделей. На
сегодняшний день время на создание образцов одежды и расход материалов на
их разработку должны быть минимальными. Создание модели может
начинаться с творческого эскиза. Но переработка такого эскиза в конструкцию
нового изделия занимает немало времени. Гораздо быстрее и качественнее
процесс моделирования перейдет в процесс конструирования в случае, если
исходной точкой создания модели станет технический рисунок, выполненный в
необходимых пропорциях и ясно выражающий все ее конструктивные
особенности. Выполнение такого рисунка при помощи компьютерной
графической системы значительно упрощает работу модельера-конструктора.
77
Поэтому на первое место при проектировании одежды выходят
конструктивное моделирование и расчетно-графические методы
конструирования при помощи компьютерных программ. На основе этих
методов разработаны САПР одежды. Моделирование в САПР позволяет
перевести творческий процесс разработки новых моделей на более
качественный и продуктивный уровень. Уже на этапе создания технического
рисунка программа решает ряд конструкторских задач.
3.2.1 Функциональная модель САПР
Функциональная модель САПР всегда отражает ее назначение. Основные
стрелки в модели указывают на направленность процесса проектирования,
тонкие стрелки указывают на возможность корректирования проектных
решений на каких-либо этапах.
Структура САПР одежды — художник, конструктор, технолог,
нормировщик, лекальщик, раскладчик и т.д. отражает функциональное
взаимодействие подсистем (рис. 8).
ТЗ
подсистема
"ХУДОЖНИК"
подсистема
"КОНСТРУКТОР"
подистема
"НОРМИРОВЩИК"
подсистема
"ТЕХНОЛОГ"
ПКД
Рис. 8. Функциональная модель САПР одежды
Подсистема проектирования базовых основ конструкции включает
процедуры:
- выбор исходной информации на проектирование;
- расчет координат конструктивных (узловых) точек базовой основы;
- оптимизация конструктивных параметров;
- расчет контуров основных деталей базовой конструкции;
- формирование чертежей деталей базовой конструкции;
- построение чертежей на проектируемый размер всех деталей
конструкции.
Подсистема проектирования новых моделей одежды (конструктивное
моделирование) включает процедуры:
- преобразование контуров деталей с учетом модельных особенностей;
- построение чертежей лекал новой модели в натуральную величину и в
масштабе с использованием средств обработки графической информации;
78
- корректировка спроектированных лекал и уточнение декоративно-
конструктивных элементов с использованием дисплея в диалоговом режиме.
Назначение данной подсистемы — проектирование новых моделей
одежды в диалоговом режиме.
Подсистема проектирования основных лекал и лекал производных
деталей включает процедуры:
- преобразование контуров основных деталей с учетом технологических
припусков;
- построение чертежей основных лекал новой модели;
- преобразование контуров лекал основных деталей в лекала деталей
подкладки;
- преобразование контуров лекал основных деталей в контуры лекала
бортовой прокладки и вспомогательные лекала;
- построение лекал деталей подкладки, бортовой прокладки и
вспомогательных лекал.
Подсистема проектирования комплектов лекал включает следующие
процедуры:
- аппроксимация контуров лекал;
- градация лекал;
- формирование чертежей лекал новой модели на все размеры и роста по
базовому размеру и росту, полученных при градации;
- построение чертежей лекал модели на все размеры и роста с
использованием средств обработки графической информации;
- расчет площади лекал на все размеры и роста проектируемой модели.
Назначение данной подсистемы — разработка комплекта всех лекал
одного размера и роста, градация лекал, получение эталонных лекал в
натуральную величину.
Подсистема проектирования одежды промышленного производства
по индивидуальным заказам населения включает следующие процедуры:
- получение исходной информации о размерах и форме фигур заказчиков;
- преобразование полученной информации для установления
индивидуальных особенностей телосложения заказчика;
- подбор базовой основы или модельной конструкции и ее модификация в
соответствии с индивидуальными особенностями фигуры заказчика;
- расчет координат конструктивных точек лекал деталей
модифицированной конструкции.
Назначение данной подсистемы — проектирование лекал деталей
конструкции одежды на фигуры различного телосложения без выполнения
примерок.
Подсистема управления качеством включает следующие процедуры:
- изучение потребительского спроса;
79
- формирование рациональной структуры промышленной коллекции
одежды с учетом направления моды и потребительского спроса;
- прогнозирование оптимального уровня качества проектируемой
одежды;
- контроль достигнутого уровня качества на каждой стадии
проектирования и принятие управляющих решений;
- оценка уровня качества.
Подсистема проектирования схем раскладок включает следующие
процедуры:
- расчет суммарной площади лекал на комплект моделей;
- зарисовка раскладок лекал на заданные сочетания размеров и ростов;
- расчет процента межлекальных отходов для проектирования схем
раскладок.
Назначение данной подсистемы — проектирование оптимальных схем
раскладок в диалоговом режиме, формирование миниатюрных схем раскладок.
Подсистема проектирования норм расхода материалов включает
следующие процедуры:
- расчет норм расхода основных материалов на модель всех размеров и
ростов;
- расчет норм расхода неосновных и вспомогательных материалов на
модель всех размеров и ростов.
Для подсистем в САПР в легкой промышленности необходимо учитывать
совместимость ручного, автоматизированного и автоматического способов,
накопление опыта в системе (хранение проектов и использование их как
прототипов или аналогов для новизны проектируемого изделия, для повторного
использования и т. д.), выбор графических стандартов.
3.2.2. Информационная модель САПР
Одним из аспектов представления структуры САПР является ее
информационная модель, позволяющая оценить информационные потоки, их
направленность и интенсивность, а также разработать состав и содержание
выполняемых функций (рис. 9).
80
СУБД
мультимедиа
процессоры
и др.
системы
распознавания
графические
оболочки
информация
запроса
результаты обработки запроса
(информация, действие)
инструментальные подсистемы
(системы программирования, объекты библиотек и т.д.)
функциональные подсистемы
(применительно к предметной области)
информационные и графические подсистемы
Рис. 9. Информационная модель САПР
3.2.3. Структурная модель САПР
Физическая модель САПР (рис. 10) отображает состав и структурные
особенности изучаемой системы. В качестве подсистем может рассматриваться
информационное, техническое, математическое, функциональное и т. д.
представление системы. Физическая модель САПР, как правило,
характеризуется иерархической структурой, присущей подобным системам, и
может содержать различные связи между элементами.
компонента
1.1
компонента
1.2
компонента
1.3
компонента
2.1
компонента
2.2
компонента
2.3
компонента
3.1
компонента
3.2
компонента
3.3
подсистема 1
подсистема 2
подсистема 3
САПР
Рис. 10. Физическая модель САПР
3.3. Математический аппарат САПР
Эффективность САПР во многом определяется качеством
математического обеспечения, поэтому к последнему предъявляются
следующие требования:
- точность — степень совпадения расчетных и реальных результатов
должна быть достаточно высокой без излишнего усложнения модели;
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]