1. Проектирование. Этапы проектирования: синтез и анализ.

Проектирование – это процесс создания описания, необходимого для построения в заданных условиях еще не существующего объекта, на основе его первоначального описания.

Выделяют две следующие основные задачи при проектировании в САПР.

1. Задача анализа - связана с определением функции объекта или системы по заданному описанию и оценкой проектных полученных решений.

2. Задача синтеза - связана с созданием самого объекта (проекта) и проектных документов.

Синтез бывает:

• структурным (его цель - получение структурной схемы объекта, формирование сведений о составе элементов и способах их соединения между собой);

• параметрическим (его цель - определение численных значений параметров элементов).

Синтез называется оптимизацией, если определяются наилучшие в заданном смысле структуры (структурная оптимизация) и параметры (параметрическая оптимизация).

Проведение оптимизации требует наличия спектра критериев оптимизации, которые бывают:

• частными

• аддитивными

• мультипликативными

• минимаксными.

Для проведения задач анализа применяются специальные языки моделирования, позволяющие создавать математические модели объектов, определять схемы их функционирования и производить оценку принимаемых решений.

2. Виды обеспечения сапр

Виды обеспечения САПР:

1. Математическое обеспечение (М.О.)

2. Техническое обеспечение (Т.О.)

3. Программное обеспечение (П.О.)

4. Информационное обеспечение (И.О.)

5. Лингвистическое обеспечение (Л.О.)

6. Методическое обеспечение (М.Т.О.)

7. Организационное обеспечение (О.О.)

М.О.- это совокупность математических методов, моделей, алгоритмов проектирования, представляемых в заданной форме.

Т.О.- это совокупность связанных и взаимодействующих технических средств (средства вычислительной техники, плоттеры, дигитайзеры, средства архивирования данных и т.д.)

П.О.- совокупность машинных программ, состоящая из прикладного и системного программного обеспечения.

И.О.- совокупность сведений, необходимых для выполнения процесса проектирования (СУБД, сами базы данных и базы знаний)

Л.О.- совокупность языков проектирования, включающих термины, определения, правила формализации естественного языка и методы сжатия и развертывания текстов.

М.Т.О.- совокупность документов устанавливающих состав, правила отбора и эксплуатацию средств обеспечения системы.

О.О.- совокупность документов, определяющих состояние проектной организации, связь между ее подразделениями, а также форму представления результатов проектирования и порядок рассмотрения проектных документов.

3. Классификация сапр. Пример классификации

САПР классифицируется по:

1) По области применения

• САПР машиностроения, приборостроения

2) разновидности и сложности объектов проектирования;

• САПР низкосложных объектов (количество сост. частей - до 100);

• САПР среднесложных объектов (от 100 до 10 000 элементов);

• САПР высокосложных объектов (от 10 000 и выше).

3) уровню и комплексности автоматизации;

• низкоавтоматизированные (автоматизировано до 25% процедур);

• среднеавтоматизированные (автоматизировано 25%-50% процедур);

• высокоавтоматизированные (автоматизировано 50%-75% процедур).

4) характеру и числу выпускаемых проектных документов;

• САПР низкой производительности (100-10 000 проектных документов в год);

• САПР средней производительности (10 000-100 000);

• САПР высокой производительности (100 000 и выше).

5) числу уровней в структуре технического обеспечения;

• одноуровневые - строятся на основе ЭВМ среднего или высокого класса, со штатным периферийным оборудованием, которое в отдельных случаях может быть дополнено специальным (например, плоттерами);

• двухуровневые - строятся на основе ЭВМ среднего или высокого уровня, которые в качестве интеллектуальных терминалов подключаются к ЭВМ;

• комплексные - строятся на основе ЭВМ среднего или высокого уровня, которые объединены в сеть и каждая из этих ЭВМ дополнительно имеет персональную ЭВМ.

6) по комплексности.

• одноэтапные (выполняют только один этап проектирования);

• многоэтапные (выполняют несколько этапов проектирования);

• комплексные (выполняют весь процесс создания изделия).

4. Технологии проектирования в САПР - Сквозное проектирование

Данная технология базируется на модульном построении САПР, на использовании общих баз данных и баз знаний, и характеризуется широкими возможностями моделирования и контроля на всех этапах проектирования.

Сквозные САПР, как правило, имеют альтернативные алгоритмы реализации отдельных этапов проектирования.

Смысл сквозной технологии состоит в эффективной передаче данных и результатов конкретного этапа проектирования сразу на все последующие в цепочке.

В общем случае концепция сквозного проектирования с использованием CAD/CAM/CAE-систем должна включать ряд этапов:

• Начальный этап концептуального проектирования объединяет процедуры структурного синтеза изделия и общеинженерные расчеты, определяющие основные параметры и характеристики изделия.

• Создание геометрической модели изделия.

• Инженерный анализ.

• Выпуск конструкторской документации.

• Разработка технологии обработки изделия на оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ).

5. Технологии проектирования в САПР - Параллельное проектирование

При параллельном проектировании информация относительно каких-либо промежуточных и окончательных характеристик разрабатываемого изделия формируется и предоставляется всем участникам работ на ранних этапах проектирования. В этом случае информация носит прогностический характер. Ее получение базируется на математических модулях и методах прогностической оценки.

Технология параллельного проектирования реализуется на основе интегрированных инструментальных средств прогностической оценки и анализа альтернативных проектных решений с последующим выбором базового проектного решения.

В состав этой среды входят следующие компоненты.

1. Среда управления проектированием.

2. Система управления данными проекта.

3. Система поддержки принятия решений (СППР).

Особенности параллельной технологии:

- Охват всех условий и факторов повышения жизненного цикла изделия;

- Более тесная связь между группами специалистов;

- С-технологии индивидуализированы, так как её конкретная реализация учитывает особенности предприятия, на котором она внедряется, а также требования заказчиков;

- Обычно внедряется в рамках уже действующего предприятия, конкретные экономические параметры которого и условия функционирования оказывают существенное влияние на результативность её внедрения;

6. Технологии проектирования в САПР - Нисходящее проектирование

Технология нисходящего проектирования предполагает, что инженер начинает работать над проектом на высоком уровне абстракции с последующей детализацией.

Основной задачей руководителя или инженера является определение оптимального концептуального решения (как правило, ищется более рациональное) выбора алгоритмов проектирования, а так же эффективных инструментальных средств проектирования. Другими словами - определение правильной стратегии проектирования на основе достаточно общей и неопределенной информации.

Данная задача решается на основе придиктивных инструментальных средств, т.е. программ, обеспечивающих связь этапов функционально-логического, технического (конструкторского) этапа проектирования и этапа технологической подготовки производства.

При этом, придиктивный инструментарий используется как на уровне отдельных проектных процедур, так и на уровне проекта в целом.

Нисходящее проектирование позволяет получать изделие с более высокими эксплуатационными характеристиками и создавать надежное устройство.

Все современные производители САПР базируются на технологии нисходящего проектирования.