I. Базовые понятия автоматизированного проектирования.
Терминология.
Классификация САПР
Организация САПР/АСТПП/САИТ.
САПР — система автоматизированного проектирования.
АСТПП — автоматизированная система технологической подготовки производства.
САИТ — система автоматизации инженерного труда.
CAD — computer automation design.
CAM — computer automation manufacturing.
CAE — computer automation engineering.
Проектирование — это процесс создания описания необходимого для построения в заданных условиях ещё несуществующего объекта на основе его первичного описания.
Проектирование разделяют на:
· неавтоматизированное;
· автоматизированное;
· автоматическое.
Мы будем рассматривать автоматизированное проектирование, так как оно занимается сложными объектами из большого количества составных частей и позволяет найти рациональное решение задачи проектирования.
Основные задачи САПР/АСТПП/САИТ:
· анализ;
· синтез.
Задача анализа связана с определением функций объекта или системы по заданному описанию и оценкой возможных проектных решений.
Задача синтеза связана с описанием самого объекта и разработкой проектной документации.
Синтез бывает:
o структурным (получение структурной схемы объекта, формирование сведений о составе элементов и способов их соединения между собой);
o параметрическим (определение числовых значений параметров элементов или системы).
Синтез называется оптимизацией, если определяются наилучшие в заданном смысле структуры (это структурная оптимизация) или параметры (это параметрическая оптимизация). Проведение оптимизации требует задания критерия оптимизации.
|
|
|
Если критерий оптимизации один, то это скалярная оптимизация, если критериев несколько, то это векторная оптимизация.
Критерии оптимизации бывают:
o частные;
o аддитивные;
o мультипликативные;
o минимаксные.
Для решения задачи анализа применяют специальные языки моделирования VHDL и Verilog. Если анализируется динамика работы объекта, то тогда это называется имитационным моделированием. А если исследуются статические свойства объекта, то используются математические модели и методы интеллектуального анализа. Также для анализа статических и динамических свойств объекта на сегодня применяют экспертные системы и системы поддержки принятия решения (СППР).
Виды обеспечения САПР:
1. математические (МО) — это совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, представленных в заданной форме;
2. техническое (ТО) — это совокупность связанных и взаимодействующих
технических средств (плоттеры, графопостроители и т.д.);
3. программное (ПО) — это совокупность машинных программ, необходимых для обеспечения процесса проектирования, включающая в
|
|
|
себя как системное, так и прикладное ПО;
4. информационное (ИО) — это совокупность сведений, необходимых для процесса проектирования. Включает СУБД, непосредственно саму
Базу Данных и Базу Знаний*;
5. лингвистическое (ЛО) — это совокупность языков программирования. Включает термины, определения, правила формализации естественного языка и методы сжатия и развертывания текста;
6. методическое (МТО) — это совокупность документов, устанавливающих состав,
правила отбора и эксплуатации средств обеспечения
системы;
7. организационное (ОО) — это совокупность документов, определяющих состав проектной организации, связь между подразделениями, а также форму представления результатов проектирования и порядок рассмотрения проектных документов.
Классификация САПР:
по разновидности и сложности объектов проектирования:
· САПР низкосложных объектов (количество составных частей до 100);
· САПР среднесложных объектов (количество составных частей от 100 до 10 тысяч);
· САПР высокосложных объектов (количество составных частей от 10 тыс. и более).
по уровню автоматизации:
· неавтоматизированные (до 25% проектных процедур автоматизирования);
|
|
|
· среднеавтоматизированные (от 25 до 50% проектных процедур автоматизир-я);
· высокоавтоматизированные (от 50 до 75% проектных процедур автоматизир-я).
по уровню комплексности:
· одноэтапные (выполняют один этап проектирования);
· многоэтапные (выполняют несколько этапов проектирования);
· комплексные (выполняют весь цикл проектирования объектов).
по характеру и числу выпускаемых проектных документов:
· низкой производительности (от 100 до 10 тысяч проектных документов);
· средней производительности (от 10 тыс. до 100 тыс. проектных документов);
· высокой производительности (от 100 тысяч и более проектных документов).
по числу уровней технического обеспечения
· одноуровневые (строятся на основе ЭВМ среднего и/или высокого класса со штатным периферийным оборудованием);
· двухуровневые (строятся на основе ЭВМ среднего или высокого класса, которая в качестве интеллектуальных терминалов использует персональные ЭВМ);
· комплексные (строятся на основе ЭВМ среднего или высокого класса, которые объединяются в сеть, и каждый из этих ЭВМ имеет свою сеть персональных ЭВМ).
Сейчас развиваются мощные ЭВМ, которые переходят в класс средних ЭВМ, но которые их не заменяют. Они решают очень серьезные задачи и персональные ЭВМ для этого не подходят.
|
|
|
Организация САПР/АСТПП/САИТ
Составными структурными частями САПР являются подсистемы, обладающие всеми свойствами системы и разрабатываемые как самостоятельные системы.
Подсистема САПР - выделенная по некоторым признакам часть САПР, позволяющая
получать законченное решение.
САПР бывают:
· обслуживающие
o система информационного поиска;
o система документирования;
o система графического отображения объектов проектирования.
· проектирующие
o подсистема функционального логического проектирования. (функциональная, логическая, принципиально -электрическая схема)
o подсистема конструкторского проектирования;
(конструкция устройства и конструкторская документация, которая включает в себя схему расположения элементов на поверхности модуля и топологию печатных соединений между схемами и т.д.;
o подсистема технологической подготовки производства.
маршрутная карта производственного процесса и программы, управляющие станками с числовым программным управлением.
В состав как обслуживающих, так и проектирующих систем могут входить:
§ экспертные системы — это системы, в основе которых лежат базы знаний, представленные либо в виде системы продукций, либо в виде фреймов, либо в виде семантических сетей.
§ системы принятия — это системы, позволяющие производить выбор решений эффективных проектных решений в условиях определенности и неопределенности исходной информации на основе формальных методов и процедур.
Для оценки проектных решений могут применяться нейронные технологии; системы поддержки — это системы, в которых равно участие ЭВМ и пользователя принятия решений / лица принимающего решения (ЛПР). К ним относятся системы поиска данных.
Принципы создания САПР:
1. принцип включения — обеспечивает разработку систем на основе требований, позволяющих включать эти системы в САПР более высокого уровня.
2. принцип системного единства — при создании, функционировании и развитии САПР связь между подсистемами должна обеспечивать целостность всей системы.
3. принцип развития — САПР должна создаваться и функционировать с учетом появления, совершенствования и обновления её подсистем и компонентов.
4. принцип комплексности — обеспечивает связность процесса проектирования элементов и объекта в целом на всех уровнях проектирования, позволяя согласовывать и контролировать характеристики элементов и объекта в целом.
5. принцип информационного единства — состоит в использовании в подсистемах, компонентах и средствах обеспечения САПР единых условных обозначений, терминов, символов, проблемно-ориентированных языков и способов представления данных в соответствии с принятыми нормативными документами.
6. принцип совместимости — языки, символы, коды, информационные и технические характеристики, связи между подсистемами, средствами обеспечения САПР и компонентами должны обеспечить эффективное функционирование подсистем и сохранять открытую структуру системы в целом. Открытой называют систему, в которой интерфейсы взаимодействия с внешней средой стандартизованы.
7. принцип стандартизации — состоит в проведении унификации, оптимизации, стандартизации подсистемы компонентов инвариантных к проектируемым объектам и отраслевой специфики, а так же в установлении правил с целью упорядоченья деятельности по созданию и развитию САПР.
Стадии создания САПР:
· внешнее проектирование
o стадия предпроектных исследований;
o разработка ТЗ на проект;
· внутреннее проектирование
o разработка технических предложений;
o рабочий проект;
o эскизный проект;
o технический проект;
o изготовление, отладка, испытание системы в действии.
Исследования объектов проектирования с помощью их математических моделей составляют суть системного подхода.
Выделают следующие принципы системного подхода:
1. иерархичность — каждая система или элемент может рассматриваться как отдельная система;
2. структурность — состоит в возможности описания системы через описание коммутационных связей между её элементами;
3. взаимозависимость — заключается в проявлении свойств системы, только при взаимодействии с внешней средой;
4. множественность — заключается в описании системы на основе множества описания взаимодействующих математических моделей;
5. целостность — свойства всей системы определяются на основе анализа
свойств её частей.
Суть системного подхода — это проектирование части с учетом целого.
Лекция №33: «Базовые технологии проектированияСПР/АСТПП/САИТ».
Дата добавления: 2018-05-30; просмотров: 400; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!