Система автоматизованого проектування - це комплекс засобів автоматизації проектування, взаємопов’язаних з необхідними підрозділами проектної організації й колективом фахівців (користувачів системи), що виконують автоматизоване проектування.
Основна властивість САПР як системи проектування полягає в тому, що вона забезпечує одержання закінчених проектних рішень і відповідних цим рішенням проектних документів.
САПР складається з компонентів, що виконують певну функцію в системі, їх називають забезпеченням.
Технічне забезпечення – пристрої обчислювальної й організаційної техніки, засоби передачі даних, вимірювальні й інші пристрої або їхні сполучення, необхідні для автоматизованого проектування.
Математичне забезпечення – сукупність математичних методів, моделей і алгоритмів, необхідних для виконання проектування.
Програмне забезпечення – документи з текстами програм, програми на машинних носіях і інструктивні документи для використання програм. Програмне забезпечення (ПО) - це втілене на мовах програмування математичне забезпечення: математичні моделі й алгоритми. ПО, як правило, взаємодіє з інформаційним забезпеченням предметної області проектування.
Інформаційне забезпечення – документи, що містять описи типових проектних рішень, довідкової інформації, представлені у відповідній формі.
Лінгвістичне забезпечення – сукупність мов опису вихідних даних і завдань на проектування, результатів проектування, у тому числі й проміжних результатів, представлених у зручній для розуміння й практичного застосування формі. Для повноцінної роботи з використанням САПР користувач повинен освоїти лінгвістичне й методичне забезпечення конкретної системи.
Методичне забезпечення – документи, у яких відбиті склад, правила відбору й експлуатації засобів (технічних, математичних, програмних) забезпечення автоматизованого проектування.
Організаційне забезпечення – положення, інструкції, накази, штатні розклади, кваліфікаційні вимоги й інші документи, що визначають склад проектної організації і її підрозділів, зв'язки між ними, виконувані функції, форму подання результатів проектування й порядок проходження проектних завдань.
Перераховані компоненти виконують задані функції і є найменшими, неподільними, розробленими самостійно або покупними елементами САПР.
При проектуванні все компоненти САПР функціонують у взаємодії. Для користувача апаратні й програмні засоби виступають як єдине ціле, утворюючи інструмент проектування. Цей інструмент складний і неоднорідний, у ньому можна виділити окремі структурні одиниці: програмно-методичні (ПМК) і програмно-технічні комплекси (ПТК), підсистеми САПР (рис. 15.1).
Програмно-методичний комплекс – сукупність взаємозалежних частин програмного, математичного, інформаційного, лінгвістичного й методичного забезпечень, необхідна для одержання закінченого проектного рішення в цілому або для виконання певних процедур. Наприклад, виділяють ПМК оформлення документації, синтезу проектних рішень, моделювання й т.п.
Програмно-технічний комплекс – сукупність ПМК і засобів технічного забезпечення. Прикладами ПТК можуть служити автоматизовані робочі місця, що включають у себе ЕОМ, комплект периферійних пристроїв і ряд ПМК для виконання проектних процедур.
У конкретних САПР можна виділити підсистеми.
Підсистема САПР – це складова структурна частина САПР, що володіє всіма властивостями системи.
Підсистеми САПР можуть бути проектуючі і обслуговуючі.
Проектуючі підсистеми безпосередньо беруть участь у виконанні проектних процедур, реалізують певний етап проектування або групу зв'язаних проектних завдань. Прикладами проектуючих підсистем є: підсистема ескізного проектування; підсистема проектування корпусних деталей; підсистема проектування технологічного процесу механічної обробки.
Обслуговуючі підсистеми мають загальносистемне застосування й забезпечують функціонування проектуючих підсистем, а також оформлення, передачу й видачу отриманих у них результатів. Прикладами обслуговуючих підсистем є: система керування базами даних; підсистема документування; підсистема графічного введення - виведення.
1. Стадії й принципи розробки САПР
При розробці САПР виконуються наступні стадії.
Допроектні дослідження проводяться для обстеження організації на готовність до автоматизації процесу проектування. Результатом повинна бути відповідь на питання: чи раціонально функціонування САПР у даній організації на поточний період, або необхідно провести комплекс підготовчих робіт?
Технічне завдання (ТЗ) є вихідним документом для створення САПР, що повинен містити найбільш повні вихідні дані й вимоги. Цей документ розробляє організація - головний розроблювач системи. Технічне завдання повинне містити наступні основні розділи:
- «Найменування й область застосування» - повне найменування системи й коротку характеристику області її застосування;
- «Підстава для створення» - найменування директивних документів, на підставі яких створюється САПР;
- «Характеристика об'єкта проектування» - відомості про призначення, склад, умови застосування об'єкта проектування;
- «Мета й призначення» - ціль створення САПР, її призначення й критерій ефективності функціонування;
- «Характеристика процесу проектування» - загальний опис процесу проектування; вимоги до вхідної й вихідної інформації, а також вимоги по поділу проектних процедур (операцій), виконуваних за допомогою неавтоматизованого й автоматизованого проектування;
- «Вимоги до САПР» - вимоги до САПР у цілому й до складу її підсистем, до використання в складі САПР раніше створених підсистем і компонентів САПР і т.п.;
- «Техніко-економічні показники» - витрати на створення САПР, джерела одержання економії й очікувану ефективність від застосування САПР.
Технічна пропозиція, ескізне й технічне проектування є стадіями вибору й обґрунтування варіантів для прийняття остаточних рішень. На цих етапах виконують наступні основні роботи:
- визначають процес проектування (його алгоритм), де приймають основні технічні рішення;
- розробляють структуру САПР і взаємозв'язок її з іншими системами, де визначають ссклад проектних процедур і операцій по підсистемах, уточнюють склад підсистем і взаємозв'язки між ними; розробляють схему функціонування САПР.
При прийнятті рішень по математичному, лінгвістичному, технічному, інформаційному й програмному забезпеченню САПР у цілому й підсистемам визначають: склад методів, математичних моделей для проектних операцій і процедур; склад мов проектування; склад інформації, обсяг, способи її організації й види машинних носіїв інформації; склад загального й спеціального програмного забезпечення; склад технічних засобів (ЕОМ, периферійних пристроїв і інших обчислювальних і керуючих комплексів), розраховують техніко-економічні показники САПР.
При створенні САПР стадії технічної пропозиції й ескізного проектування не є обов'язковими, а роботи, що в них входять можуть виконуватися на наступній стадії.
Робоче проектування є стадією оформлення всієї документації, необхідної для створення й функціонування САПР.
Потім компоненти САПР розробляють (одержують) і відлагоджують. Роблять монтаж, налагодження й випробування комплексу технічних засобів автоматизації проектування й підготовляють організацію до запровадження в дію САПР.
Запровадження в дію системи здійснюють після експериментального функціонування й приймальних випробувань у замовника.
При створенні САПР використовуються наступні принципи:
1. САПР - це людино-машинна система, у якій для автоматизації діяльності фахівців є інформаційно-обчислювальна система. Процес проектування повинен бути організований у ній таким чином, щоб підвищити віддачу розумової праці, стимулювати його творчу активність.
2. САПР - це відкрита система, що розвивається, тобто створений варіант системи може бути розширений. Розвиток стосується всіх частин обчислювальної системи (технічної, інформаційної, програмної) і використовуваних алгоритмів рішення, тому що можливо поява нових, більше сучасних математичних моделей і програм, а також зміна об'єктів проектування.
3. САПР створюється як ієрархічна система, що реалізує комплексний підхід до автоматизації на всіх рівнях проектування. Блочно-модульний ієрархічний підхід проектування зберігається при застосуванні САПР. У систему технологічного проектування механоскладального виробництва звичайно включають наступні підсистеми: структурне, функціонально-логічне й елементне проектування (розробка принципової схеми ТП, проектування технологічного маршруту, проектування операції, розробка керуючої програми для верстатів із ЧПУ). Виникає необхідність забезпечення комплексного характеру САПР, тобто автоматизації на всіх рівнях проектування. Ієрархічна побудова САПР застосовується не тільки до програмного забезпечення, але й до технічних засобів (центральний обчислювальний комплекс і автоматизовані робочі місця).
4. САПР являє собою сукупність информаційно-узгодженних підсистем. Це означає, що обслуговування всіх або більшості послідовно розв'язуваних завдань ведеться информаційно-узгодженими програмами. Погана інформаційна погодженість приводить до того, що САПР перетворюється в сукупність автономних підсистем.
5. САПР будується на основі максимального використання уніфікованих складових частин (для зменшення витрат на її створення).
