Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы САПР в машиностроении. Учебное пособие
.pdf
− САПР сложных объектов с числом составных частей 103-104;
− САПР очень сложных объектов с числом составных частей 104-106;
− САПР объектов очень высокой сложности с числом составных
частей свыше 106.
При оценке сложности конструкторской подсистемы изделий
машиностроения можно считать количество деталей в сборке. Для
САПР ТП за составную часть ТП принимают его основной элемент –
технологическую операцию или элементарный переход, в зависимости от глубины проработки процесса.
Для документо-ориентированных подсистем сложность можно
оценивать в соответствии с номенклатурой выпускаемой технической
документации.
Уровень автоматизации проектирования количественно мож-
но оценить по числу автоматизированных проектных процедур из
общего числа работ, выполняемых при проектировании объекта:
− низкоавтоматизированная система – компьютерная поддержка
до 25% проектных процедур;
− среднеавтоматизированная система – 25-50%;
− высокоавтоматизированная система – свыше 50%.
Практически достаточно сложно точно выделить все этапы, стадии и операции реальных проектных работ, выполняемых проектировщиком, работающим в составе интерактивной системы. В этом
случае прибегают к экспертной оценке. Причем, чтобы считать систему высокоавтоматизированной, необходимо, чтобы в ней применялись методы оптимального проектирования. В противном случае
систему относят к группе среднеавтоматизированных.
В [97] предлагается оценивать уровень по соотношению объема
или трудоемкости автоматизированных и неавтоматизированных работ.
Характер выпускаемых проектных документов, который
определяет форму представления проектной документации в соответствии с ГОСТ 2006 г. [36-37], предлагается определять по статусу
подлинников (электронный или бумажным документ), регламентированных в организационном обеспечении САПР.
41
Используемые в ГОСТ 1985 г. рекомендации учитывать тип но-
сителей информации (бумажный, магнитный и т. п.) следует считать
утратившим свое значение [3].
По количеству выпускаемых проектных документов разли-
чают системы:
− малой производительности (до 105 проектных документов в год
в пересчете на формат А4);
− средней производительности (105-106);
− высокой производительности (свыше 106).
По числу уровней в структуре технического обеспечения вы-
деляют системы:
− одноуровневые;
− двухуровневые;
− трехуровневые.
С учетом развития вычислительной техники предлагается также
модернизировать термины и определения ГОСТ-85. В этом случае
одноуровневой системой можно считать локальное автоматизированное рабочее место на базе персонального компьютера или рабочей
станции со штатным набором периферийных устройств.
Под двухуровневой системой следует подразумевать систему кол-
лективного пользования, функционирующую в локальной компьютерной сети, с выделенным сервером и клиент-серверной архитектурой ПО.
Трехуровневая система подразумевает комплексное объединение
разнородных групп автоматизированных рабочих мест и подсистем
на основе единого информационного центра (в терминах 1985 г.: «на
основе центрального компьютера большой мощности и группы АРМ,
объединенных в вычислительную сеть»).
Наряду с изложенными стандартными классификационными при-
знаками используют и другие критерии, принятые в различных приложениях информационных технологий.
По режиму обработки информации (ГОСТ 15971-90 «Системы
обработки информации. Термины и определения») различают следующие автоматизированные системы:
42
− пакетные системы, в которых проектные процедуры выпол-
няются автоматически после ввода массива исходных данных без
связи с лицами, поставившими задание на выполнение;
− интерактивные системы, работающие под управлением чело-
века, вызывающего ответную реакцию процесса;
− диалоговые, в которых человек и система обмениваются дан-
ными в темпе, соизмеримом со скоростью обработки информации человеком. То есть диалог может не предусматривать непосредственной
ответной реакции системы (например, диалоговая подготовка данных
для последующей пакетной обработки);
− системы реального времени, в которых обработка информации
и получение результатов происходят в темпе, соизмеримом со скоростью протекания проектируемых процессов.
Практически все современные конструкторские САПР ТП на
100% являются интерактивными и диалоговыми [3]. В пакетном режиме работают только расчетные программы с многочасовым циклом
вычислений в САМ/СAE-подсистемах.
2.3. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
И АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
ПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Для компьютерных наук (computer science) и технического образования принципиально важной является методологическая основа,
образуемая стандартами, задающими и разъясняющими термины и
определения соответствующих предметных областей знаний и наук.
Однозначная и единообразная трактовка терминов необходима ученым, специалистам и пользователям автоматизированных систем для
изучения, разработки, комплексирования и эффективной эксплуатации АС и их компонент. Для правильного понимания роли, места и
содержания компьютерных технологий, используемых при создании
и применении систем промышленной автоматизации, одними из самых важных можно считать следующие определения [33-35].
43
Автоматизированная система – АС (automated system – AS)
представляет собой организационно-техническую систему, обеспечивающую выработку решений на основе автоматизации информационных процессов в различных сферах деятельности (управление, проектирование, производство и т. д.) или их сочетаниях.
В зависимости от вида деятельности выделяют следующие виды
АС: автоматизированные системы управления (АСУ), системы автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированные системы научных исследований (АСНИ) и др. При этом в зависимости
от вида управляемого объекта (процесса) АСУ делят на АСУ технологическими процессами (АСУТП), АСУ предприятиями (АСУП) и
т. д.
AC состоит из персонала и комплекса средств автоматизации
его деятельности, реализующих информационную технологию выполнения установленных функций. При этом понятие «комплекс
средств автоматизации» подразумевает все компоненты АС, за исключением людей.
Пользователь автоматизированной системы (AS user) – лицо,
участвующее в функционировании АС или использующее результаты
ее функционирования.
Автоматизированное рабочее место (АРМ) – программно-
технический комплекс АС, предназначенный для автоматизации деятельности определенного вида.
Интегрированная автоматизированная система (integrated AS)
– совокупность двух или более взаимоувязанных АС, в которой
функционирование одной из них зависит от результатов функционирования другой (других) так, что эту совокупность можно рассматривать как единую АС. То есть промышленная интеграция всегда связывается с определенной взаимозависимостью и последовательностью решаемых инженерных задач.
Комплекс средств автоматизации КСА (AS automation means
complex) автоматизированной системы представляет собой совокуп-
ность взаимосогласованных программно-технических (ПТК), про-
44
граммно-методических комплексов (ПМК) и компонент программного, технического и информационного обеспечения, изготовляемых и
поставляемых с необходимой эксплуатационной документацией как
продукция производственно-технического назначения.
Программно-методический комплекс системы автоматизированного проектирования - ПМК САПР (CAD software- methodical
complex) – взаимосвязанная совокупность компонентов программного, информационного и методического обеспечения системы автоматизированного проектирования, включая, при необходимости, компоненты математического и лингвистического обеспечения, необходимая для получения законченного проектного решения по объекту
проектирования или выполнения унифицированной процедуры.
Технологический объект управления (technological control ob-
ject) – объект управления, включающий технологическое оборудова-
ние и реализуемый в нем технологический процесс.
Автоматизированный производственный комплекс – автомати-
зированный комплекс, согласованно осуществляющий автоматизированную подготовку производства, само производство и управление им.
Автоматизированное проектирование – процесс, осуществляемый при совместном участии человека и средств автоматизации.
Автоматическое проектирование – процесс, осуществляемый
без участия человека.
Научно-технический уровень автоматизированной системы –
показатель или совокупность показателей, характеризующая степень
соответствия технических и экономических характеристик АС современным достижениям науки и техники.
Информационное средство – комплекс упорядоченной относительно постоянной информации на носителе данных, описывающей
параметры и характеристики заданной области применения и соответствующей документации, предназначенный для поставки пользователю. При этом документация информационного средства может
поставляться на электронном носителе данных.
45
Информационная технология – приемы, способы и методы
применения средств вычислительной техники при выполнении функций сбора, хранения, обработки, передачи и использования данных.
Информационная модель – модель объекта, представленная в
виде информации, описывающей существенные для данного рассмотрения параметры и переменные величины объекта.
Информационная модель изделия – совокупность данных и от-
ношений между ними, описывающая различные свойства реального
изделия, интересующие разработчика модели и потенциального или
реального пользователя.
Модель данных – способ представления данных информацион-
ной модели в вычислительной среде.
Электронный макет – электронная модель изделия, описывающая
его внешнюю форму и размеры, позволяющая полностью или частично
оценить его взаимодействие с элементами производственного и/или эксплуатационного окружения, служащая для принятия решений при разработке изделия и в процессе его изготовления и использования.
Виды обеспечений автоматизированной системы. В процессе
проектирования АС (ее частей) разрабатывают, в общем случае, следующие виды обеспечений: техническое (hardware); программное
(software); информационное (information support); организационнометодическое (organizational and methodical support); правовое, математическое (mathematical support); лингвистическое (linguistic
support); эргономическое (antropo-technical support).
На практике правовое обеспечение, как правило, объединяют с
организационным обеспечением, а вопросы эргономики рассматривают в комплексе с техническими средствами.
Если проанализировать приведенные стандартные обозначения,
то можно заключить, что под интеграцией АС понимается последовательная связь (во времени) подсистем, автоматизирующих работы
на этапах жизненного цикла изделия. Понятие комплексности связы-
46
вается с объединением компонент АС, необходимых единовременно
для решения одной или нескольких инженерных задач, то есть подразумевает связь в пространстве.
2.4. СТРУКТУРА, СОСТАВ И
КОМПОНЕНТЫ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
Анализ научных основ и направлений развития стандартизации в
области компьютерных технологий и систем показывает выраженную
тенденцию к выделению общих (инвариантных) принципов, методов
и подходов создания автоматизированных систем различного назначения. Формализация и абстрагирование от специфики предметной
области характерно практически для всех наук, особенно естественнонаучного направления. Это позволяет усилить концентрацию и
прогностические возможности научного знания. Однако для практической реализации выявленных наукой принципов и закономерностей
необходим механизм конкретизации и развертывания абстрактных
понятий в совокупность предметно-ориентированных рекомендаций
и описаний, достаточных для решения задач исполнительного уровня.
Как и в случае проектирования изделий машиностроения, при создании новых информационных технологий и автоматизированных систем
осуществляется многоуровневое итерационное расширение и уточнение
описаний (проектов) от общей концепции системы вплоть до рабочего
проекта, представленного в виде комплекта технической документации.
В качестве примера рассмотрим концептуальный уровень расширения стандартных определений и научных принципов системного
подхода (принципов системотехники) к описанию машиностроительных систем автоматизированного проектирования.
2.4.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ САПР
Под системой автоматизированного проектирования на бытовом
уровне часто понимают программу для проектирования машиностроительных изделий и процессов и оформления соответствующей тех-
47
нической документации. Однако такое определение является неполным и, главное, совершенно исключает из системы человека, выступающего в качестве основного элемента – субъекта процесса автоматизированного проектирования.
В процессах технической подготовки производства всегда присут-
ствует значительный ряд задач, решение которых возможно только на
основе использования творческих способностей человека, его опыта и
интуиции [50]. Поэтому при разработке промышленных автоматизированных систем большое внимание уделяется проблеме разделения
функций и организации эффективного взаимодействия между человеком и компьютером с учетом их качеств и возможностей.
По своей сути САПР – это человеко-машинная система, инициируе-
мая и управляемая пользователем. Вернее, целым коллективом пользователей, составляющих неотъемлемую организационную часть системы.
Согласно принципам системного подхода, предлагается рассмат-
ривать САПР в процессе ее функционирования в единстве и взаимовлиянии всех составляющих систему компонент.
Достаточно точное и полное системное определение САПР со-
держит действующий ГОСТ на САПР [31].
САПР – это организационно-техническая система, входящая в
структуру проектной организации и осуществляющая проектирование при помощи комплекса средств автоматизации проектирования
(КСАП).
Или «система, состоящая из персонала и комплекса средств ав-
томатизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций» (по ГОСТ 34.003-90).
Иначе говоря, САПР – это совокупность коллектива проектиров-
щиков (персонала) и набора (комплекса) компьютерных средств и
технологий, объединенных в рамках единой организационной структуры для решения задач разработки и сопровождения изделий машиностроения.
48
2.4.2. СТРУКТУРА САПР
Принятое нами определение указывает на то, что автоматизированную систему следует рассматривать, в первую очередь, с организационной точки зрения, учитывая персонал, принимающий решения
и выполняющий другие управляющие действия, поддержанный программными и техническими и иными средствами (рис. 2.1).
Понятие «персонал» отличается от простой совокупности людей
или абстрактных пользователей АС тем, что это тщательно подобранный и подготовленный коллектив специалистов, организационно
структурированных и выполняющих согласованную деятельность в
соответствии со своими должностными обязанностями.
Из состава коллектива АС можно выделить, прежде всего, целе-
вой персонал, в который входят инженерно-технические работники,
выполняющие основные проектные операции и процедуры.
К пользователям автоматизированной системы (users) можно отнести не только специалистов, непосредственно участвующих в моделировании изделий и разработке технической документации, но и
других сотрудников предприятия, использующих электронные модели и документы и участвующих в операциях их прохождения и преобразования содержательной информации. Например, работники отдела маркетинга участвуют в разработке и согласовании технического задания на изделие, производственники используют документацию, модели, программы для станков и формируют сведения о результатах прохождении производственных процессов, служба управления качеством анализирует данные о продукции и формирует результаты контроля и измерений и т. д.
Пользователями автоматизированных систем предприятия являются и руководители всех звеньев, получающие сводные отчеты и
аналитическую информацию о процессах жизненного цикла изделия
и оказывающие на основе полученных данных своевременные опера-
49
тивные воздействия на соответствующие их компетенции автомати-
(
users
)
(
maintenance
staff
)
(
managers
)
граммное
ское
зированные процессы.
Обеспечивающий
матема-
тическое
персонал
Комплекс средств автоматизации (КСАП) – обеспечения:
информа-
Целевой персонал
и
пользователи АС
Персонал (организационная часть системы)
Автоматизированная система
(САПР)
про-
ционное
Программнометодический комплекс (ПМК)
Терминальное
оборудование
Программно-технический комплекс (ПТК)
методи-
ческое
Технические средства
Средства
обработки,
передачи и хранения
информации
Управляющий
персонал
лингви-
стиче
организа-
ционное
Вспомога-
тельное
оборудова-
ние
Р и с. 2.1. Структура автоматизированной системы (САПР)
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]