2.6. Понятие об автоматизированном проектировании и системе автоматизированного проектирования

С развитием автоматизированного проектирования появилась потребность иметь однозначные определения его основных понятий, а также

36

соответствующую терминологию. Ряд таких определений и терминов регламентируется стандартом.

В настоящее время принято определение, в соответствие с которым проектирование - это процесс составления описания, необходимого для создания в заданных условиях еще не существующего объекта.

На рис. 12 дана простейшая схема проектирования. Проектирование любого объекта начинается с задания на проектирование и заканчивается проектом. Задание на проектирование - это первичное описание объекта проектирования, представленное в заданной форме.

Рис. 12 Простейшая схема проектирования

Процесс составления описания может быть представлен как последовательность проектных процедур, т.е. совокупностей действий, заканчивающихся проектными решениями (рис. 13).

Рис. 13 Схема проектирования как последовательность проектных процедур

Каждое проектное решение представляет собой промежуточное описание объекта, необходимое и достаточное для рассмотрения и определения дальнейшего направления или окончания проектирования.

Процесс составления описания является наиболее творческой частью проектирования, так как связан с принятием проектных решений. Совокупность проектных решений, необходимых для создания объекта проектирования,

37

представляет собой результат проектирования. Результат проектирования содержит всю информацию, необходимую для создания объекта проектирования, однако формы представления этой информации могут быть самыми различными (в мыслях проектанта, в памяти ЭВМ, в виде эскиза, в виде числовых значений параметров и т.д.), поэтому непосредственное использование результата проектирования для практических нужд затруднительно. С целью практического использования результата проектирования необходимо составляющие его проектные решения представить в виде документов, отвечающих установленной форме.

Совокупность проектных документов представляет собой проект, а процесс составления проектных документов - документирование результатов проектирования.

Документирование результатов проектирования является наименее творческой частью проектирования, однако трудоемкость этого этапа может быть очень большой, так как она определяется числом разрабатываемых проектных документов, которое в свою очередь, зависит от сложности объекта проектирования (количество параметров, деталей, сборочных единиц). Заметим, что в двигателе ЛА число деталей может составлять десятки тысяч, а число сборочных единиц сотни штук.

В настоящее время в зависимости от степени автоматизации различают неавтоматизированное, автоматизированное и автоматическое проектирование.

Неавтоматизированное проектирование - это проектирование, при котором все преобразования описаний объекта осуществляет человек (проектант). Заметим, что использование ЭВМ для автоматизации отдельных вычислений при проектировании (прочность, динамика, теплопередача и т.д.) не является автоматизацией проектирования, так как не затрагивает процесса преобразования описаний объекта проектирования.

Автоматизированное проектирование - это проектирование, при котором отдельные преобразования описаний объекта проектирования осуществляются во взаимодействии человека и ЭВМ. Основной особенностью АП является то, что проектные процедуры выполняются во взаимодействии (или диалоге) проектанта и ЭВМ.

Автоматическое проектирование - это проектирование, при котором все преобразования описаний объекта проектирования осуществляются без участия человека.

На первый взгляд кажется, что наиболее целесообразным является автоматическое проектирование. Ведь быстродействие современных ЭВМ огромно и можно ожидать резкого сокращения сроков проектирования, однако основным препятствием к этому является отсутствие в настоящее время

38

надежных числовых критериев выбора наилучших проектных решений для большинства объектов проектирования. Оценку промежуточных и окончательных решений в большинстве случаев должен выполнять проектант, поэтому проектирование протекает по итеративной схеме, изображенной на рис. 14. Кроме того, ряд проектных процедур (например, конструирование) очень трудно, а иногда и совсем невозможно формализовать и составить соответствующие алгоритмы и программы для ЭВМ. В то же время человек может выполнить такие процедуры достаточно легко, используя опыт, интуицию, ассоциативное мышление. Поэтому наиболее эффективным считается проектирование в режиме диалога человека и ЭВМ, в котором сочетаются творческие способности человека и огромное быстродействие, память и безошибочность ЭВМ, то есть автоматизированное проектирование.

Рис. 14 Схема проектирования как итеративный процесс

Автоматизированное проектирование выполняется в системе автоматизированного проектирования (САПР). САПР представляет собой организационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации, и выполняющую автоматизированное проектирование.

Составными структурными частями САПР являются подсистемы. Каждая подсистема обладает всеми своими свойствами системы в целом и может создаваться как самостоятельная система. Возможно разделение САПР на подсистемы по двум признакам: по назначению и по отношению к объекту проектирования.

По назначению подсистемы САПР делятся на проектирующие и обслуживающие.

Проектирующие подсистемы предназначены для выполнения проектных процедур, а обслуживающие - для поддержания работоспособности

39

проектирующих подсистем. К проектирующим подсистемам относятся, например, подсистема проектирования камеры, подсистема проектирования деталей. К обслуживающим подсистемам можно отнести, например, подсистему графического отображения объектов проектирования, подсистему информационного поиска.

Проектирующие подсистемы, в свою очередь, разделяются на объектно-ориентированные, или объектные, и объектно-независимые или инвариантные. Например, подсистема проектирования камер является объектной, а подсистема проектирования деталей - инвариантный.

Такие разделения САПР на подсистемы позволяет обеспечить рациональное разделение труда различных специалистов как при создании САПР, так и в процессе автоматизированного проектирования в ней.

Каждая подсистема имеет комплекс средств автоматизации проектирования с одинаковой структурой. В любой подсистеме такой комплекс включает семь компонентов: методическое, лингвистическое, математическое, программное, техническое, информационное и организационное обеспечение.

Методическое обеспечение представляет собой документы, в которых отражены состав, правила отбора и эксплуатации средств автоматизации проектирования.

Лингвистическое обеспечение - языки проектирования и терминология.

Техническое обеспечение (ТО) представляет собой сочетание устройств вычислительной и организационной техники средств передачи данных.

Математическое обеспечение (МО) - методы, математические модели и алгоритмы проектирования. Разработка математического обеспечения предшествует разработке других компонентов - программного обеспечения.

Программное обеспечение (ПО) представляет собой все имеющиеся в системе программы как на ручных, так и на машинных носителях, а также соответствующие эксплуатационные документы.

Информационное обеспечение (ИО) представляет собой документы с записью различных данных, а так же файлы и блоки данных на машинных носителях, с записью указанных документов.

В организационном обеспечении (ОО) представлены различные положения, инструкции, приказы и другие документы, регламентирующие организационную структуру подразделений и их взаимодействие с комплексом средств автоматизации проектирования.

40