Увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение сроков проектирования, повышение качества разработки проектов - важнейшие проблемы, решение которых определяет уровень ускорения научно-технического прогресса общества.
Развитие систем автоматизированного проектирования (САПР) опирается на прочную научно-техническую базу. Это - современные средства вычислительной техники, новые способы представления и обработки информации, создание новых численных методов решения инженерных задач и оптимизации. Системы автоматизированного проектирования дают возможность на основе новейших достижений фундаментальных наук отрабатывать и совершенствовать методологию проектирования, стимулировать развитие математической теории проектирования сложных систем и объектов. В настоящее время созданы и применяются в основном средства и методы, обеспечивающие автоматизацию рутинных процедур и операций, таких, как подготовка текстовой документации, преобразование технических чертежей, построение графических изображений и т.д.
Основными причинами создания автоматизированных систем проектирования являются следующие.
1. Разрозненность отдельных методов автоматизации (подготовка документации, чертежей, моделирование технических систем, оптимизация параметров, организация экспертиз, обработка результатов, принятие решений при многокритериальной постановке задач), отсутствие методологического единства, не позволяющие создать эффективную систему
2. Выполнение большого объема работ в сжатые сроки.
3. Повышение требований к качеству проектов (изделий, машин и механизмов).
Удовлетворить эти противоречивые требования с помощью простого увеличения численности проектировщиков нельзя, так как возможность параллельного проведения проектных работ ограничена.
Цель САПР – это повышение качества проектов, снижение материальных затрат, сокращение сроков проектирования и ликвидация тенденции к росту числа проектировщиков, а также повышение производительности их труда.
Для САПР характерно системное использование ЭВМ при рациональном распределении функций между человеком и ЭВМ. С помощью ЭВМ решаются задачи, поддающиеся формализации (решение системы уравнений).
Предметом САПР являются формализация проектных процедур, структурирование и типизация процессов проектирования, постановка, модели, методы и алгоритмы решения проектных задач, способы построения технических средств, создания языков, описания программ, банков данных, а также вопросы их объединения в единую проектирующую систему проектирования.
Для создания САПР необходимы:
1. Совершенствование проектирования на основе применения математических методов и средств вычислительной техники.
2. Автоматизация процесса поиска, обработки и выдачи информации.
3. Использование методов оптимизации и многовариантного проектирования.
4. Применение математических моделей проектируемых объектов.
5. Создание банков данных, содержащих сведения справочного характера.
6. Повышение качества оформления проектной документации.
7. Увеличение творческой доли труда проектировщиков за счет автоматизации нетворческих работ.
8. Унификация и стандартизация методов проектирования.
9. Подготовка и переподготовка специалистов в области САПР.
10. Взаимодействие САПР с автоматизированными системами различного уровня.
Основными достоинствами САПР являются следующие:
1. Более быстрое выполнение чертежей. Конструктор, использующий САПР, выполняет чертежи в 3 раза быстрее, чем традиционно.
2. Повышение точности выполнения чертежей. Точность чертежа, выполненного вручную, определяется остротой зрения конструктора и толщиной грифеля карандаша. На чертеже, выполненном с помощью САПР, любое место точки определено точно, а для более детального просмотра его элементов любая часть чертежа может быть увеличена.
3. Повышение качества выполнения чертежей. Качество изображения на обычном чертеже полностью зависит от мастерства конструктора, тогда как плоттер САПР рисует линии и тексты независимо от индивидуальных способностей человека.
4. Возможность многократного использования чертежа. Память ЭВМ хранит библиотеку символов, стандартов, геометрических форм. В состав чертежа входит ряд компонентов, имеющих одинаковую форму. Запоминание этих компонентов и многократное их использование позволяют повысить эффективность проектирования.
5. Специальные чертежные средства. Исследование объекта в трехмерном пространстве, в динамике.
6. Ускорение расчетов и анализа при проектировании. Разнообразное и математическое обеспечение позволяют произвести расчет заранее.
7. Высокий уровень проектирования. Средства ЭВМ позволяют оптимизировать объект проектирования, перебрать варианты.
8. Сокращение затрат на усовершенствование. Средства имитации и анализа в САПР позволяют усовершенствовать прототип.
9. Интеграция проектирования с другими видами деятельности: АСНИ, АСТПП, ГАП. АСТПП (автоматизированная система технологической подготовки производства – станки с ЧПУ; изготовление и сборка ЭВМ с помощью роботов; гибкие производственные системы (ГПС); средства автоматизированного тестирования).
САПР – это комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с проектными организациями (пользователями системы).
САПР включает технические средства, математическое и программное обеспечение, информационное обеспечение, лингвистическое обеспечение (специальные языки, проблемно-ориентированные).
