Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы САПР в машиностроении. Учебное пособие
.pdf
К управляющему персоналу относятся руководители (менеджеры), непосредственно управляющие внедрением, функционированием
и развитием автоматизированной системы. За рубежом таких специалистов называют IT-менеджерами. На российских предприятиях существуют должности руководителей отделов автоматизации и информационных технологий, а также профессии системного администратора и администратора баз данных, которые регламентируют работу технических и программных средств, администрируют права
пользователей и управляют электронным документооборотом и трафиком компьютерных сетей.
Обеспечивающий персонал занимается так называемым ин-
формационным обслуживанием АС и предназначен для обеспечения
бесперебойного функционирования, ремонта, проведения плановых и
регламентных работ всех составляющих комплекса средств обеспечения. К этой важной категории персонала, без повседневной деятельности которого невозможно поддержание АС в рабочем состоянии, относятся инженеры электроники, системные программисты,
техники, операторы, лаборанты и другие специалисты, напрямую не
связанные с проектной деятельностью.
2.4.3. КОМПЛЕКС СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ АС
Комплекс средств автоматизации (комплекс средств обеспечения) автоматизированной системы (КСАП) – это совокупность взаимосогласованных компонентов и комплексов программного, технического и информационного обеспечения, разрабатываемая, изготовляемая и поставляемая как продукция производственно-технического
назначения (см. рис. 2.1).
В общем случае комплекс средств автоматизации любой автоматизированной системы состоит из программно-технических (ПТК),
программно-методических (ПМК) комплексов и отдельных компонентов следующих основных обеспечений:
− математического,
− программного,
− информационного,
51
− методического,
− лингвистического,
− организационного,
− технического.
Математическое обеспечение автоматизированной системы
включает в себя всю совокупность математических методов, моделей
и алгоритмов обработки информации, используемых при функционировании системы.
Форма представления математического обеспечения может быть
самой различной, например, в виде традиционных бумажных документов: книг, статей, описаний, руководств. В связи развитием сети
Интернет и web-технологий появилось множество источников научной информации в электронной форме, в том числе и на специализированных научных сайтах и в электронных библиотеках.
Главное требование к математическому обеспечению – это его
полнота, достаточная для обеспечения формализации процесса всего
проектирования в целом, а также удобство для анализа и обработки
человеком, поскольку его практическое использование происходит
после реализации в программном обеспечении.
Для осознанной и успешной работы пользователей в составе
САПР большое значение имеет возможность изучения и достижения
глубины понимания математического обеспечения.
Программное обеспечение - ПО (software) автоматизированной
системы представляет собой совокупность компьютерных программ
на электронных носителях информации с соответствующей программной документацией (по ГОСТ 19.101).
Согласно требованиям, ПО должно иметь иерархическую струк-
туру и быть составлено из отдельных модулей и подсистем. Программный модуль должен выполнять функционально законченное
преобразование информации, быть написанным на одном из стандартных языков программирования и удовлетворять соглашениям о
представлении данных, принятым в данной САПР.
Выделяют общее программное обеспечение АС (или общеси-
стемное – heave-duty software) как часть программного обеспечения,
52
представляющую собой совокупность программных средств, разработанных вне связи с созданием данной автоматизированной системы. Общесистемное ПО составляют программы, предназначенные
для организации вычислительного процесса, и программные решения
часто встречающихся задач обработки информации, например, операционные системы, системы управления базами данных, текстовые
и табличные редакторы и т. д.
Выделяют также специальное (или прикладное – application software) программное обеспечение автоматизированной системы, представляющее собой совокупность программ, разработанных при создании данной АС, и предназначенное для реализации проектных
процедур и информационных технологий.
Иногда употребляют термин базовое программное обеспечение,
чтобы выделить наиболее важную и часто употребляемую в других
программных моделях и подсистемах часть ПО, например, геометрическое ядро или блок управления САПР.
Информационное обеспечение - ИО (information support) авто-
матизированной системы составляет совокупность разнородной информации, используемой в процессах автоматизированного проектирования. ИО может быть представлено на любых носителях и включает в себя архив технических документов, справочники, классификаторы, комплекс нормативной документации, набор входных и выходных данных компьютерных программ и т. п.
Преимущественно ИО должно быть записано на электронных носителях и должно содержаться в базах данных (БД). Совокупность БД
САПР обязана обеспечивать информационную совместимость и независимость данных на логическом и физическом уровнях, в том числе
инвариантность к программному обеспечению.
Создание, поддержка и использование БД может осуществляться
системой управления базами данных (СУБД), являющейся как общесистемной, так и специальной частью ПО.
Выделяют системно-ориентированные данные, описывающих
принятый в системе словарь базовых описаний (классификаторы, типовые модели, форматы документации и т. д.), и актуализируемые
53
данные, содержащие информацию о состоянии информационной модели объекта проектирования на всех этапах его жизненного цикла.
Методическое обеспечение (methodical support) автоматизиро-
ванной системы представляет собой совокупность документов, описывающих технологию функционирования АС, методы выбора и
применения пользователями технологических приемов для получения
конкретных результатов при функционировании АС.
Отечественный стандарт на автоматизированные системы дает до-
статочно пространный список документов, составляющих комплект эксплуатационных документов методического обеспечения, составляемых
разработчиком. Основные виды этих документов следующие:
− ведомость эксплуатационных документов;
− общее описание САПР;
− инструкция по эксплуатации КСАП;
− общее описание программного обеспечения;
− описание языков проектирования и программирования;
− руководство по техническому обслуживанию.
Чаще всего методическое обеспечение коммерческих программ-
но-методических комплексов представлено в виде разного рода руководств, поставляемых производителями программного обеспечения в
виде текстов как на бумажных, так и на электронных носителях:
− руководство пользователя АС;
− руководство администратора АС;
− руководство системного и прикладного программиста, оператора
и т. д.
Многие разработчики программно-методических комплексов
включают в стандартную поставку сборники типовых решений (Ex-
amples) и учебники, в которых подробно разбираются приведенные
примеры (например, «практическое руководство» у АСКОН).
В последние годы хорошим тоном стало создание встроенных
или автономных электронных учебников и ИЭТР (интерактивных
электронных руководств), которые существенно ускоряют и облегчают процесс освоения системы пользователями.
54
Лингвистическое обеспечение (linguistic support) автоматизированной системы определяется как совокупность средств и правил для
формализации естественного языка, используемых при общении персонала АС с комплексом средств автоматизации.
В состав лингвистического обеспечения входит совокупность
языков, применяемых при создании программного обеспечения, разработке других средств обеспечения, а также приемов и способов интерактивного взаимодействия «человек – машина», используемых в
проектных процедурах САПР.
Это могут быть и универсальные алгоритмические языки программирования, и специализированные проблемно-ориентированные
языки проектирования (ЯП), на которых кодируются входные данные. Например, язык управления заданиями в пакетных режимах работы или графический интерфейс пользователя (GUI) при интерактивном взаимодействии. В СУБД используются информационнопоисковые языки (ИПЯ), обеспечивающие описание условий поиска.
В состав большинства современных программно-методических
комплексов входят специализированные объектно-ориентированные
языки и средства прикладного пользовательского интерфейса (API), позволяющие дорабатывать и дополнять программное обеспечение САПР.
Организационное обеспечение (organizational support) автоматизированной системы представлено совокупностью документов,
устанавливающих организационную структуру системы, права и обязанности пользователей и эксплуатационного персонала, необходимых для выполнения конкретных автоматизируемых функций; принципы деятельности в условиях функционирования системы, а также
формы представления результатов деятельности.
По форме организационное обеспечение может состоять из положений, инструкций, приказов, штатных расписаний, должностных
инструкций и других организационно-распорядительных документов,
регламентирующих организационную структуру подразделений проектной организации и их взаимодействие с комплексом средств автоматизированного проектирования.
55
Иногда в рамках организационного обеспечения может выде-
латься правовое обеспечение автоматизированной системы – совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при
функционировании автоматизированной системы и юридический статус результатов ее функционирования.
Как показывает практика, успешное внедрение и эксплуатация
САПР в современных рыночных условиях во многом зависят от полноты и качества организационного обеспечения.
Техническое обеспечение ТО (hardware, или технические средства)
автоматизированной системы включает совокупность всех технических
(аппаратных) средств, задействованных при функционировании АС.
Компоненты ТО можно разделить по назначению на несколько
функциональных групп.
Терминальное оборудование включает персональные компьютеры
и рабочие станции, используемые для организации автоматизированных рабочих мест (АРМ), стандартное периферийное оборудование
ввода-вывода информации, специализированные средства ввода и
отображения вывода графической информации, контрольноизмерительную аппаратуру – то есть все оконечные цифровые
устройства, управляемые пользователями и используемые для организации интерактивной работы.
Средства обработки, передачи и хранения информации состав-
ляют группу средств ТО, включающих собственно компьютеры и
компьютерные кластеры, аппаратуру организации и поддержания
массивов внутренней и внешней памяти и хранилищ данных различной физической природы, оборудование локальных и глобальных
компьютерных сетей – то есть ту часть компьютерных аппаратных
средств, которые не поддерживают непосредственного взаимодействия с целевым персоналом.
Вспомогательное оборудование используется для обеспечения
функционирования основных устройств, входящих в две первые
группы. Сюда можно отнести устройства бесперебойного питания
(UPS), приборы диагностики и тестирования, инструменты и средства
ремонта и профилактического обслуживания, кондиционеры, чистя-
56
щие устройства, а также другое оборудование, необходимое для поддержания здоровья и производительной работы целевого и обеспечивающего персонала в составе автоматизированной системы.
К техническому обеспечению можно отнести и эргономическое
обеспечение, которое представляет собой совокупность решений по
согласованию психологических, психофизиологических, антропометрических, физиологических характеристик и возможностей пользователей с техническими характеристиками комплекса средств автоматизации и параметрами рабочей среды на рабочих местах персонала.
2.4.4. ПРОГРАММНЫЕ КОМПЛЕКСЫ И ПОДСИСТЕМЫ
В соответствии с системным принципом декомпозируемости АС,
составными структурными частями САПР, связанными с функциональным назначением или организационной структурой предприятия,
являются подсистемы, на которые можно расчленить комплексную
автоматизированную систему (рис. 2.2).
КОМПЛЕКСНАЯ САПР
Подсистема
Подсистема
Подсистема
КСАП
Подсистемы 1:
ПО;
ИО;
МО;
……
КСАП
Подсистемы 2:
ПО;
ИО;
МО;
……
КСАП
Подсистемы 3:
ПО;
ИО;
МО;
……
КСАП Си-
Общие технические средства,
организационное,
информационное (ИО)
и методическое обеспечения (МО)
Базовое геометрическое ядро 3D-моделирования
Вспомогательная подсистема ввода-вывода
57
Р и с. 2.2. Иерархическая структура автоматизированной системы
Подсистемы могут функционировать автономно или быть встро-
енными в состав основной системы. В свою очередь, подсистемы могут иметь собственное внутреннее деление на уровни – подсистемы,
для которых уровень, расположенный выше, рассматривается как родительская система.
Например, CAD-, CAM-, CAE-системы можно рассматривать как
подсистемы интегрированной САПР предприятия, а в состав CADсистемы входят подсистемы геометрического моделирования и разработки проектно-конструкторской документации.
По назначению подсистемы разделяются на проектирующие и об-
служивающие. Кроме этого, можно выделить базовую часть системы.
Базовые модули системы выполняют наиболее важные универ-
сальные, интегрирующие функции.
Проектирующие подсистемы имеют объектную ориентацию и
реализуют определенный этап (стадию) проектирования, например,
подсистема проектирования деталей из листовых материалов или
подсистема расчета технологических процессов механообработки.
Обслуживающие подсистемы имеют общесистемное применение
и обеспечивают поддержку функционирования проектирующих (прикладных) подсистем, например, подсистемы трансляции данных, ввода-вывода файлов и печати документов, удаленного доступа, архивирования и восстановления данных и т. д.
Важными системными понятиями, используемым в САПР, обла-
дают определения терминов «программно-методический» и «программно-технический» комплексы.
Программно-методический комплекс системы автоматизирован-
ного проектирования ПМК САПР (CAD software-methodical complex)
представляет собой взаимосвязанную совокупность компонентов программного, информационного и методического обеспечения, включая
58
иногда компоненты математического и лингвистического обеспечения,
необходимую для получения законченного проектного решения по объекту проектирования или выполнения унифицированной процедуры.
Как правило, ПМК и является коммерческим информационным
продуктом, разрабатываемым фирмами-производителями, специализирующимися в области САПР. При внедрении на конкретном предприятии ПМК оснащается организационным обеспечением и другими
недостающими компонентами, а затем интегрируется в состав системы автоматизации.
Программно-технический комплекс (ПТК) автоматизированной системы состоит из взаимосвязанного программного и технического обеспечений, достаточных для автоматизированного выполнения определенной задачи.
Например, автоматизированное рабочее место пользователя
САПР определяется как программно-технический комплекс, предназначенный для автоматизации деятельности определенного вида.
Цифровая контрольно-измерительная машина может поставляться
вместе со специализированным ПО в составе программнотехнического комплекса.
Системное единство автоматизированной системы обеспечивается
наличием комплекса взаимосвязанных моделей, определяющих объект
проектирования, а также комплексом системных интерфейсов, обеспечивающих взаимодействие подсистем. В качестве примера системных
интерфейсов можно привести семиуровневую иерархию интерфейсов
открытых систем (ISO/OSI) [1], первоначально разработанную для создания компьютерных сетей, а в последнее время используемую для
построения и описания взаимодействия подсистем АС.
2.5. СИСТЕМНЫЕ ПРИНЦИПЫ И СВОЙСТВА АС
Обобщение опыта исследований и разработки автоматизированных систем, и в том числе САПР, позволило сформулировать в стандартах основные общесистемные принципы их построения.
59
Принцип системного единства (системности) утверждает, что си-
стема и создается, и эксплуатируется как единая совокупность взаимодействующих подсистем, работа которых подчинена общей цели.
Принцип системности заключается в том, что при декомпозиции
системы должны быть установлены такие связи между структурными
элементами системы, которые обеспечивают цельность АС и ее взаимодействие с другими системами.
Принцип совместимости (интеграции) должен обеспечивать
совместное функционирование составных частей САПР и сохранять
открытость системы в целом.
Принцип интеграции заключается в том, что при создании систе-
мы должны быть реализованы информационные интерфейсы, благодаря которым она может взаимодействовать с другими системами в
соответствии с установленными правилами и стандартами, что должно обеспечивать возможность ее информационной интеграции с другими АС и комплексами поддержки ЖЦИ.
Принцип типизации (стандартизации и унификации) заключа-
ется в ориентации на преимущественное создание и использование
типовых и унифицированных элементов при проектировании и внедрении системы.
Принцип унификации распространяется, в том числе, и на про-
ектные решения, пакеты прикладных программ, комплексы, компоненты автоматизированных систем.
Принцип развития состоит в необходимости обеспечения по-
стоянного пополнения, совершенствования, расширения и обновлении системы. Он логически сочетается с принципом открытости. При
создании объектов автоматизации сразу должна быть предусмотрена
возможность проведения работ по их модернизации.
Принцип открытости заключается в том, что исходя из пер-
спектив развития объекта автоматизации АС должна создаваться с
учетом возможности пополнения и обновления функций и состава
АС без нарушения ее функционирования.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]