1.4 Интеграция процессов анализа и проектирования в сапр/саит эва

Системы автоматизированного интегрированного производства (САИП) включают в себя комбинацию программных и аппаратных средств для проектирования модулей, планирования производства и управления им, а также для автоматизации технологических процессов.

Основой успешного внедрения САИП служит интеграция средств автоматизации проектирования (САПР) и производства (САП), основанная на использовании общей проектной и производственной базы данных. В этой базе данных на этапе проектирования формируется модель производственного продукта, а на этапе производства эта модель используется в различных процессах. включая числовое управление, планирование производства, разработку оборудования и оснастки, контроль качества продукции и так далее. Одним из основных звеньев САИП является система сквозного автоматизированного проектирования. Современные системы сквозного автоматизированного проектирования обеспечивают взаимосвязь каждого предыдущего этапа разработки с последующим и эффективную передачу завершенных проектных решений каждой стадии на следующую ступень. САПР должны обладать следующими свойствами.

1. Охватывать все стадии проектирования электронных модулей от ввода описания проектируемого объекта до получения проектной документации.

2. Иметь на отдельных стадиях альтернативные алгоритмы и программы с оценочными критериями, позволяющими выбирать комплексы программ применительно к конкретным объектам или их классам.

3. Отличаться модульным построением.

4. Обладать развитыми базами данных.

5. Характеризоваться широкими возможностями моделирования контроля на различных этапах проектирования, обеспечивающими соответствие полученных проектных решений заданному алгоритму функционирования проектируемого объекта.

Необходимо отметить, что при разработке современных САПР следует учитывать интерактивный характер процесса, так как автоматический режим проектирования реально возможен лишь для простых объектов.

Реализация интерактивного режима при проектировании предполагает наличие в САПР человеко-машинных процедур, позволяющих производить оперативный анализ альтернативных решений.

Одним из ключевых этапов при создании изделия в САИП является этап конструкторского проектирования, так как он фактически предшествует этапу производства. Рассмотрим особенности решения коммутационно-монтажных задач на этапе конструкторского проектирования в сквозной САПР.

1. В настоящее время этап конструкторского проектирования реализуется преимущественно на основе технологий сквозного, параллельного или нисходящего проектирования. Поэтому необходима разработка инструментальных средств поддержки процесса аванпроектирования, обеспечивающих эффективность применения указанных выше технологий проектирования путём сокращения числа циклов реализации проектных процедур, которое возможно за счет разработки и внедрения средств предварительной оценки и анализа проектного решения с точки зрения успешного выполнения коммутационно - монтажных процедур при заданных конструктивно-технологических параметрах и ограничениях.

2. Наличие в математическом обеспечении современной САПР набора альтернативных алгоритмов для решения задач компоновки блоков, размещения элементов и трассировки связей, что ведет к возникновению проблемы оценки и выбора того или иного алгоритма для реализации соответствующей проектной процедуры с учетом особенностей схемы разрабатываемого модуля и заданных конструктивно-технологических ограничений.

Решение данной задачи возможно при включении в САПР подсистем поддержки принятия проектного решения, позволяющих производить анализ сложности конкретной задачи конструкторского проектирования и в соответствии с этим производить обоснованный выбор программных модулей для реализации проектных процедур.

3. Современный этап развития средств САПР характеризуется все более широким применением персональных ЭВМ (ПЭВМ) и инженерных рабочих станций (ИРС). Инженерная станция представляет собой средство для диалогового проектирования электронных модулей. Инженерные станции и ПЭВМ при организации сквозного автоматизированного проектирования, как правило, соединены через локальную вычислительную сеть большой ЭВМ, которая предназначена для выполнения наиболее ресурсоемких задач, таких как задачи трассировки и поддержания общего банка данных.

Таким образом, актуальной становится задача эффективного использования возможностей инженерных рабочих станций и персональных ЭВМ в системе «инженерная станция - персональная ЭВМ - большая ЭВМ», особенно при многопользовательском режиме работы в САПР. Решение данного вопроса может быть получено путем разработки для ИРС компактных программ прогностической оценки и выбора базового проектного решения, удовлетворяющего заданным критериям и обеспечивающего успешную реализацию последующих коммутационно-монтажных процедур, и , в частности, решение задачи трассировки соединений, так как сокращение числа циклов трассировки за счет предварительного анализа проектного решения на ИРС позволит сократить количество обращений к большой ЭВМ в процессе проектирования модуля.

4. Включение сквозной САПР в систему автоматизированного интегрированного производства требует создания такой методики проектирования, которая обеспечила бы уже на самых ранних этапах правильный выбор основных параметров конструкций и оценку различных характеристик ее качества с учетом задачи планирования, производства и управления технологическими процессами, так как ошибку, допущенную на этапе конструкторского проектирования, уже не исправить совершенством остальных компонентов САИП. Решение данной проблемы может быть получено путем включения в САПР буферной подсистемы, производящей прогностическую оценку и оптимизацию конструктивно-технологических параметров модуля с учетом требований задач проектирования и производства на базе теоретико-расчетных методов, в основе которых лежит математическое описание связей между параметрами, характеризующими этапы функционально-логического проектирования, конструкторского проектирования и технологической подготовки производства.

Таким образом, анализ рассмотренных выше особенностей реализации этапа конструкторского проектирования в современных САПР ЭВА показывает, что одной из важнейших задач является задача разработки и использования экспертных и консультационных подсистем, систем поддержки принятия решений, различных средств прогностической оценки для выбора проектного решения на этапе аванпроектирования.