ГОСы ТХОм-51 2013 / САПР+КГ Флаксман Сергеев

-устр упр курсором: монипулятор мышь, трекбол, дигитайзер, световое перо, тактильный экран;

-устр передачи инф: модемы (Интернет), ДСЛ (скоростной Интернет

иданные типа голос), тарелки (аэронет), спутники (спутниковая связь)

17. Программное обеспечение САПР. Классификация ПО.

Совок-ть машинных программ, кое необх для проект-я – прогр-е обеспечение. Прогр-е обеспечение м/б общее и прикладное. Общее (общесистемное) - операционная сист, языки прогр-я. Опер-я сист обычно нах на внешнем носителе, имеющем орп строго заданную область данных, к кому происходит первоначальное обращение (область первоначального загрузчика).

Прикладное программное обеспечение:

1.Пакеты прикладных программ общего назначения;

2.Методоориентированное программное обеспечение;

3.Проблемноориентированное программное обеспечение.

Структура программного обеспечения: центральный процессор; базовая сист ввода-вывода (прошита на микросхеме и явл частью платы, своя для каждой платы); ОПС; ОП оболочки (для повышения удобства работы с функциями ОПС); спец прогр обеспечение.

Механизация и автоматизация процессов машиностроения яв-ся одн из осн направлений в работах по обеспечению кач-ва изделий и сокращению затрат на их производство. В р-те бурного развития пром предприятий появляется возм-ть создания производственных комплексов с ЧПУ под ЭВМ и т.д. Во всех пром развитых странах производится автоматизация не только производства, но и процессов его технолог подготовки. Технологическая подготовка производства в машиностроении разделена на взаимосвязанные работы:

1работы, осущ-ся в конструкторском бюро по созданию констр документации,

2работы в отраслевых НИИ по исследованию разрабатываемых в

констр бюро конструктивных решений и изысканию более эффективных решений,

3 работы в технологических НИИ и на заводах по разработке технологий, оснащению и освоению производства изделий,

Выполнение этих работ связано со знач затратами материальных и людских ресурсов. Сокращение этих затрат в КБ достигается с пом автоматизированных систем конструирования и проектирования. По ГОСТ 23501.8 существующие САПР класс-ся по разнородным признакам и имеют цепь их кодирования. Учитывая, что САПР – это система человеко-машинная, необх прим-ть др класс-цию, т.к. эффективность САПР зав не только от функциональных возм-тей ВТ, но и от квалификации пользователя.

Все системы проектирования с пом ЭВМ след разделить на 3 вида:

1) системы механизированного проектирования (СМПР), разработка алгоритма проектирования и процесс проектирования производится пользователем. Комп дополняет р-ты проектирования расчетными данными и выводит рез-т на печать. Применение СМПР в пром-ти яв-ся уже пройденным этапом – т.к. пользователь в этих системах доп загружается работой по взаимодействию с ЭВМ. СМПР не накапливает опыт проектирования, т.е. каж проект осущ-ся заново;

2) системы автоматизированного проектирования (САПР).В САПР пользователь постоянно поддерживает процесс проектирования, взаимодействуя с ЭВМ в режиме диалога по заранее составленным сценариям, используя ср-ва интерактивной работы. Рез-ты работы в эт

системах, как и в СМПР целиком зав от квалификации пользователя. Несмотря на то, что в ЭВМ хранятся процедуры выполнения расчетных, графических и др работ, ядром САПР (и СМПР) ост-ся специалист;

3) системы автоматического проектирования – пользователь вводит в

закодированном виде тех задание на проектирование, а в процессе ПР не участвует. Система снабжается информационным и программным обеспечением достаточным для ПР и контроля вводимой инф-ции и самого процесса ПР. Система снабжается подсистемой автом самообучения. Пример: интегрированная система тех подготовки производства (ЕСАКИП – единая с-ма автом конструирования и производства). Дан с-мы предст собой комплекс программно аппаратных ср-в, позволяющих без практического участия спец-ов осущ-ть конструкторско-технол подготовку произв-ва. Каж так с-ма предназначена для констр-технолог-ой подготовки изделий опред класса. Это связано с те , что с-ма должна снабжаться информационной базой, содержащей набор конструктивных решений, присущих опред классу изделий. В ходе вс процесса ПР с-ма им обратную связь, обеспеч-щая выявление узких участков нетехнологичности конструкции, к-я зав от базы, имеющегося на произв-ве технол оборудования.

18 Математическое обеспечение САПР. Требования к математическим моделям.

МО вкл в себя

математическую модель - ММ

методы численного решения дифференциальных и интегральных уравнений

методы поиска экстремумов

Элементы МО чрезвычайно разнообразны.

Предмет. область использования МО определяется прежде всего ММ К ММ предъявляется ряд требований:

Степень универсальности характеризует полноту отображения в модели свойств реального объекта и применимость модел. к классу.

При использовании САПР м/б применены более универсальные модели, в отличие от ручных расчетов.

Точность оценивается в степени совпадения значений реального объекта и тех же параметров, рассчитываемых с помощью ММ.

Оценка точности осуществляется с помощью специальных

вычислительных экспериментов. В них же используется так называемые текстовые задачи, в которых определяется количественная оценка погрешности результата.

Адекватность – это способность отображать заданные свойства объекта с погрешностью не выше допустимой.

Количественной оценкой адекватности служит вероятность получения правильных результатов при соблюдении оговоренного ограничения. Если вероятность = 1 или близка к ней, то модель считается адекватной.

Как правило ММ имеет адекватность в ограничительной области изменения внешних параметров – эту область называют областью адекватности модели.

Определение области адекватности модели является наиболее важной и сложной задачей при математическом моделировании.

Экономичность – характеризуется затратами машинного времени и памяти на реализацию модели, чем более универсальной является модель, тем больший объем вычислений необходим, т.к.увеличивается размерность задачи.

Обычно именно затратами машинного времени является ограничительным фактором повышенной сложности проектирования объектов.

При использовании многооперационных вычислительных систем можно уменьшить время с помощью параллельных вычислений. Поэтому одним из показателей ММ является ее приспособленность к распараллеливанию процессов.

Затраты памяти являются вторым после маш.времени показателем экономичность. Они определяются длинной прогр. и объемом использования массивов данных.

Несмотря на большой объем памяти современные ЭВМ эта проблема остается актуальной. Улучшение экономичности по затратам памяти можно путем использования внеш.памяти, но при этом необходимо дополнительное маш.время на обмен данными м/д внешней и операционной памятью, что ведет к росту маш.времени.

Общий случай методики получения ММ:

1)Выбор свойств объекта подлежащих отображению модели – этот этап определяет степень универсальности модели.

2)Сбор исходной информации о выбранных свойствах объекта выполняемых на базе опыта и знаний инженера, науч тех литература и

по результатам эксперимента 3) Синтез структуры ММ – определяет внешний вид

математич.соотношением без конкретизации числовых значений параметров, этап наиболее ответственный.

4) Расчет и назначение числовых значений параметров ММ. Параметры определяются по результатам эксперимента либо физ, либо числ с использованием более точных, если таковые имеются, в иерархическом ряду.

5) Оценка точности и определение области адекватности ММ.

19. КЛАССИФИКАЦИЯ САПР

Механизация и автоматизация процессов машиностроения на протяжении многих лет являются основными направлениями в работах по обеспечению качества изделий и сокращению затрат на их производство.

В результате бурного развития электронной техники и оснащения промышленности мощными вычислительными системами появилась возможность создания "гибких" производственных комплексов оборудования с числовым программным управлением, управляемых ЭВМ, и автоматических "безлюдных" производств.

Во всех промышленно развитых странах проводятся по автоматизации не только производства, но и процессов его технической подготовки. Техническая подготовка производства изделий в машиностроении и в приборостроении разделена на взаимосвязанные работы:

1) работы осуществляемые в конструкторском бюро по созданию конструкторской документации;

2) работы в отраслевых НИИ — по исследованию разрабатываемых в КБ конструктивных решений, по изысканию более эффективных решений;

3) работы в технологических НИИ и на заводах - по разработке технологии, технологическому оснащению и освоению производства изделий.

Выполнение этих работ связано с значительными затратами материальных и людских ресурсов. Сокращение этих затрат в КБ достигается с помощью автоматизированных систем проектирования и конструирования. Многие разработанные системы автоматизированного проектирования технологических процессов реализуют диалог проектировщика с ЭВМ, а в зарубежных системах CAD/CAM под автоматизацией подготовки производства подразумевается лишь автоматизация подготовки управляющих программ для металлорежущего оборудования с ЧПУ.

Одной из причин создавшейся ситуации является представление технологии производства в виде слабо структурированной среды, многие процессы которой считаются неформализуемыми из-за незнания законов их функционирования.

В результате работ по созданию САПР были сделаны выводы, что ориентация на чисто автоматический режим работы не позволяет создавать программные средства для автоматизации трудно формализуемых задач, решение которых требует участия человека. Поэтому рекомендуется развивать методы диалогового проектирования и таким образом совершенствовать, но не изменять существующую систему технической подготовки производства. Решающим звеном в системе остается человек, а для решения задач ему передается сложный инструмент - ЭВМ. Однако, чем сложнее инструмент проектировщика, тем выше должна быть его квалификация. Для этого в стране создаются инженерные центры по подготовке специалистов такого уровня.

По ГОСТ 23501.8-80 классификация САПР по разнородным признакам имеет целью их кодирование. Учитывая, что САПР - это система человеко-машинная, эффективность которой зависит не только от функциональных возможностей вычислительной техники, но и от квалификации пользователей, примем иную систему классификации в зависимости от трудоемкости работ человека и его места в процессах проектирования.

Все системы проектирования с помощью ЭВМ разделим на три вида:

1) системы механизированного проектирования (СМПР);

2) системы автоматизированного проектирования (САПР);

3) системы автоматического проектирования.

В системах механизированного проектирования (СМПР) разработка алгоритма проектирования и процесс проектирования производятся пользователем. ЭВМ дополняет результаты проектирования расчетными данными и выводит результат работы пользователя на печать. В СМПР пользователь взаимодействует с ЭВМ не только в пакетном, но и в диалоговом режиме. В качестве примеров СМПР могут служить системы технического нормирования технологических процессов(расчет и оптимизация режимов резания), проектирования элементов конструкций (расчет коробок скоростей, валов и т.п.).

Подавляющее большинство теоретических исследований и разработок посвящено созданию САПР. В САПР пользователь постоянно поддерживает процесс проектирования, взаимодействуя с ЭВМ в режиме диалога по заранее составленным сценариям с помощью меню, или других средств проектирования в интерактивном режиме.

Результаты проектирования в этих системах, как и в СМПР, целиком зависят от квалификации пользователя, несмотря на то, что во внешней памяти ЭВМ хранятся процедуры выполнения расчетных, графических и других задач. Так же, как в СМПР, ядром системы, ее основным решающим звеном является специалист.

В системе автоматического проектирования пользователь вводит в

закодированном виде техническое задание на проектирование, а в процессе проектирования не участвует. Система снабжается информационным и программным обеспечением, достаточным для проектирования, получения оптимальных результатов и автоматического контроля вводимой информации и самого процесса проектирования, а также подсистемой автоматизированного самообучения ЭВМ.

С появлением мощной вычислительной техники появилась возможность создания интегрированных систем автоматизации технической подготовки производства изделий. Такие системы получили название единой системы автоматического конструирования и производства (ЕСАКИП)

Проблема создания ЕСАКИП решается разработкой подсистем автоматического конструирования, технологического проектирования, организации и планирования производства и объединения их в единую систему организационно, алгоритмически и программно.

Обеспечение работоспособности и быстродействия системы ЕСАКИП при разнообразии функций, которые будут выполнять различные подсистемы, приводит к необходимости создания единой информационной базы процессов технической и организационной подготовки производства изделий.

Основное влияние на конструктивное оформление будущего объекта производства в процессе его конструирования оказывает содержание технического задания на проектирование и технологические возможности производства. Объединение процессов технической подготовки производства в единую систему станет возможным, если на этапах проектирования изделия конструкторская информация будет формироваться с учетом технологических возможностей ее воспроизведения в автоматизированном производстве.

20. Выбор САПР

Выбор рабочей системы автоматизированного проектирования САПР, а тем более САПР трехмерного моделирования твердотельных объектов не является тривиальной задачей. Критериев выбора достаточно много и они могут сильно меняться в зависимости от конкретного пользователя и выполняемой работы — вида и сложности решаемой задачи, ее объема и конечного вида, срока выполнения работ, квалификации и количества специалистов.

В общем случае основными критериями выбора САПР могут быть следующие:

1.Функциональные возможности системы

Этот критерий напрямую связан с решаемыми предприятием задачами. Современные системы САПР принято подразделять на три уровня — легкие, среднего и высокого уровня (тяжелые). Рамки такого деления давно уже размылись, но право на существование подобная классификация имеет.

Системы легкого уровня ориентированы на выпуск рабочей документации и работают, как -правило, в двумерном пространстве. Сейчас это наиболее распространенные системы САПР, поскольку рабочая документация по-прежнему является результатом конструкторской проработки изделия, а разработка и оформление рабочей документации занимает в конструкторской подготовке производства большую часть времени.

Системы следующего класса нацелены на задачи трехмерного уровня и выступают в роли базовых систем, дополняемых разнообразными приложениями. Задачи, решаемые системами этого класса, очень разнообразны, а функциональные возможности позволяют проектировать сложные детали и достаточно крупные изделия. Эти системы уже весьма популярны как в мире, так и на российском рынке. С их помощью готовят виртуальные модели изделий, анализируют их, создают программы для станков с ЧПУ. Они удобны в использовании, наглядно представляют будущее изделие, но имеют ряд ограничений и по объему изделия (который принято исчислять в количестве компонентов, входящих в изделие), и по скорости расчета сложных моделей деталей.

Системы высокого уровня не так удобны в изучении, зато обладают значительно более широкими возможностями расчета и способны работать с изделиями больших объемов. Как правило, это комплексы, представляемые одним разработчиком и построенные по модульному принципу. Модули являются дополнением к основному ядру, добавляющим специализированные средства (инженерный анализ, оснастка, ЧПУ и т.д.). Имеются также дополнительные приложения, встраивающиеся в среду системы высокого уровня.

2.Интерфейс и удобство использования

Этот критерий во многом определяет, как быстро новый пользователь адаптируется к системе, сложно ли будет на нее переключиться. Современные требования в этом направлении полностью ориентируются на продукты компании Microsoft — Windows и Office. Причина очень проста: Windows — доминирующая операционная система, а Microsoft Office -— наиболее популярный пакет для оформления документов, в котором работают миллионы

пользователей. Главным критерием при выборе САПР определенного класса среди аналогичных систем является скорость достижения требуемого результата. При этом модификации и улучшения касаются, прежде всего, пользовательского интерфейса, общей организации структуры данных и механизмов решения конкретных задач моделирования, например, создания сборочных моделей и получения двумерных чертежей по трехмерным моделям.

3.Локализация и соответствие стандартам

В нашей стране это один из наиболее важных критериев. Выбор системы САПР во многом зависит от того, есть ли у нее русскоязычный интерфейс и документация на русском языке, а также весьма важна возможность выпуска документации в соответствии с ГОСТ и ЕСКД.

4.Специализированные приложения.

Если вам необходимо решать специфичные задачи (например, проектировать изделия из пластмасс или тонколистового материала, анализировать модель или готовить программы для станков с ЧПУ), понадобятся дополнительные модули или приложения сторонних разработчиков. Наличие таких приложений позволит в будущем расширить спектр задач, решаемых на вашем на предприятии с помощью автоматизированных средств.

5.Представляющая систему фирма и инсталлированная база данной системы

Эта характеристика является показателем сервиса, на который может рассчитывать заказчик в случае приобретения пакета. Имя фирмы, размер команды разработчиков, качество службы технической поддержки, представительская сеть (дистрибьюторы, дилеры, учебные и системные центры) — всё это показатели того, кто и как часто будет с вами работать, помогая в разрешении возникающих вопросов, будут ли выходить новые версии продукта и появляться новые возможности.

Инсталлированная база данной системы (количество проданных рабочих мест), во-первых, показывает способность пакета решать поставленные задачи (ведь не просто под влиянием рекламы выбирают такие инструменты) и, во-вторых, позволяет в своей или родственной отрасли найти коллег, уже работающих с этой системой.

6.Системные требования и совместимость с периферийным оборудованием

Несмотря на то что за последние годы компьютеры стремительно подешевели, перед предприятием, решившим приобрести систему САПР, все равно встает вопрос, надо ли будет производить обновление компьютерной техники или можно использовать уже существующее «железо». Другие немаловажные вопросы: можно ли будет на имеющемся принтере/плоттере нормально напечатать документ из данной системы, можно ли работать с планшетом и т.п.

7.Стоимость

Цена решения всегда играет существенную роль, хотя и напрямую зависит от предоставляемого разработчиком набора функций и сервиса. Поэтому любой выбор становится компромиссом между решением стоящих перед предприятием задач и финансовыми возможностями.