В соответствии с требованиями системного подхода разработка САПР должна удовлетворять принципам системного единства, развития, инвариантности и единства информационной базы. Это позволяет вести создание САПР систем ЭО по очередям, что обусловлено требованием адекватности между процессом наращивания решаемых задач и имеющимися ограниченными ресурсами. При этом обеспечивается совместимость существующего и автоматизированного проектирования за счет эволюционного пути развития САПР систем ЭО, который характерен при создании САПР на действующем предприятии.
Этапность развития программного обеспечения позволяет создать и внедрить в отделе электрооборудования автомобилестроительного КБ комплекс расчетных программ , в который вошли:
1. Программа "ВЫБОР", предназначенная для автоматизированного выбора типономиналов аппаратов защиты в распределительных электрических сетях.
2. Программа "СЕЧЕНИЕ", предназначенная для оптимизации сечений проводов распределительной сети.
3. Программа "РАЗВОДКА", предназначенная для решения задачи оптимальной разводки электрических соединений.
4. Программа "АНАЛИЗ", предназначенная для автоматизированного анализа режимов работы распределительной сети с целью проверки обеспечения требуемого качества электроснабжения потребителей электроэнергии и защиты системы при коротких замыканиях.
5. Подсистема информационного обеспечения на базе СУБД db_VISТА.
Основным назначением указанного комплекса программ является решение задач структурного и параметрического синтеза систем ЭО и анализ режимов работы систем распределения электроэнергии.
Для создания системы сквозного проектирования систем распределения электроэнергии действующий комплекс расчетных программ необходимо расширить, включив подсистему проектирования пучков проводов, позволяющую осуществлять прокладку пучков проводов непосредственно на модели автомобиля и получать фактические длины проводов.
В качестве такой подсистемы используется модуль трехмерного проектирования пучков проводов СimaСаblе САD\САМ системы Сimаtrоn.
На кафедре элекрооборудования КГТУ им. А. Н. Туполева проводилось тестирование модуля СimaСаblе версии 1.6 применительно к задачам автомобилестроительных КБ.
СimaСаblе позволяет:
1) создавать собственную базу данных элементов;
2) проектировать схему электрических соединений;
3) формировать конструкцию пучка проводов;
4) размещать элементы систем ЭО на трехмерной компоновочной модели автомобиля;
5) автоматически прокладывать пучки проводов на модели автомобиля;
6) рассчитывать длину проводов в пучке;
7) разрабатывать чертеж пучка проводов;
8) выпускать таблицы пучков проводов.
Основными недостатками модуля СimaСаblе, по которым он не может непосредственно использоваться при проектировании пучков проводов отечеcтвенных автомобилей, являются неадаптированность к российским стандартам и необходимость доработки программ для решения задач КБ в комплексе. По результатам тестирования были выработаны замечания и предложения по доработке, направленные на улучшение характеристик модуля с целью его соответствия задачам, решаемым подразделениями КБ при проектировании внешнего монтажа систем ЭО, которые были учтены в последующих версиях СimaСаblе.
Поэтапный ввод проектирующих процедур не противоречит принципам создания САПР, хотя несколько нарушает требование функциональной полноты при проектировании сложных объектов. Принятый подход "снизу" к созданию САПР предусматривает автоматизацию выполнения проектирующих процедур на стадии разработки рабочей документации внешнего монтажа систем ЭО и уже на ранней стадии разработки САПР систем ЭО позволяет получить практические результаты, значительный технический и экономический эффект.
Дополнение комплекса расчетных программ "ВЫБОР", "РАЗВОДКА", "СЕЧЕНИЕ", "АНАЛИЗ" модулем трехмерного проектирования СimaСаblе позволяет организовать итерационный процесс проектирования систем ЭО автомобилей (рис. 1), являющийся фрагментом общего алгоритма синтеза. В этом процессе выделены следующие операции:
1. На основании разработанной принципиальной электрической схемы определяется состав изделий (отдельных элементов) ЭО. По количеству зон монтажного пространства, на которые разделяется конструкция автомобиля, определяется количество пучков проводов, и распределение изделий ЭО по зонам.
2. Используя модуль СimaСаblе, конструктор осуществляет размещение изделий ЭО на компоновочной модели автомобиля, которая создается средствами САD/САМ системы Сimаtrоn.
3. Конструктор средствами СimaСаblе формирует конфигурации пучков проводов. Сформированная конфигурация пучков проводов описывает модель монтажного пространства прокладки пучков проводов.
4. Осуществляется разводка электрических цепей с использованием программы "РАЗВОДКА". По результатам разводки разрабатывается схема электрических соединений, вычерчивается эскиз схемы средствами СimaСаblе.
5. С помощью программы "ВЫБОР" осуществляется выбор аппаратов защиты.
6. Формируются расчетные режимы работы цепей питания групп потребителей, и осуществляется параметрическая оптимизация сечений проводов с помощью программы "СЕЧЕНИЕ".
7. С помощью программы "АНАЛИЗ" осуществляется анализ режимов работы электрической сети.
8. Выпуск технической документации, включающей в себя электрические схемы системы ЭО в целом и отдельных ее систем, чертежи пучков проводов, таблицы проводов.
Выделены следующие итерации:
1. "4 - 2" - повторное решение задачи разводки электрических цепей при другом размещении изделий ЭО, координатами мест установки которых можно варьировать, и выбор оптимального решения;
2. "6 - 4" - повторное решение задачи разводки электрических цепей после уточнения сечений проводов, полученных при их оптимизации;
3. "7-6-5"- повторное решение задачи выбора аппаратов защиты и корректировка сечений проводов при их повторной оптимизации после проведения процедуры анализа режимов работы электрической сети и выявления некорректных решений.
Алгоритм проектирования заключается в последовательном выполнении операций 1, 2, 3, 4, "4 - 2", 5, 6, "6 - 4", 7, "7 - 6 - 5", 8. При существенном изменении решения операций 4, 6 после выполнения итераций "6 — 4" и "7 - 6 - 5" соответственно, необходимо выполнить соответственно предыдущие итерации "4 - 2" и "6 - 4", в которых данные операции задействованы. Возможна выдача результатов расчетов на промежуточных этапах проектирования с целью корректировки конструктором дальнейшего хода процесса проектирования.
