Основные принципы построения САПР ТП

Существует значительное число отечественных и зарубежных разработок САПР ТП, существенно различающихся по базовым принципам построения, возможностям и, в целом, научно-тех­ническому уровню. С целью сравнения научно-технического уров­ня различных САПР ТП и оценки принципиальной возможности их использования для решения задач ТПП используют классифи­кацию САПР ТП.

В Российской Федерации принципы классификации и основные классификационные признаки САПР регламентированы ГОСТ 23501.108—85 «Системы автоматизированного проектирования. Классификация и обозначение». В соответствии со стандартом САПР характеризуют по следующим признакам: тип объекта проектиро­вания; разновидность объекта проектирования; сложность объекта проектирования; уровень автоматизации проектирования; комп­лексность автоматизации проектирования; характер выпускаемых проектных документов; количество выпускаемых проектных до­кументов; число уровней в структуре технического обеспечения САПР.

Для разновидностей объектов проектирования стандарт не устанавливает специальных обозначений, и поэтому часто используют для разделения САПР ТП макрооценки результатов их деятельно­сти: маршрутная технология, операционная технология, маршрутно-операционная технология, управляющая программа для стан­ка с ЧПУ.

Классификация САПР была рассмотрена при изучении дисциплины «Основы САПР», поэтому здесь остановимся на особенностях классификации САПР ТП.

По режиму обработки информации (ГОСТ 15971—90 «Систе­мы обработки информации. Термины и определения») различают САПР ТП:

• пакетные;

• интерактивные;

• диалоговые;

• системы реального времени.

В пакетных системах процесс проектирования осуществляется автоматически, после ввода необходимых исходных данных, без связи с лицами, поставившими задание на выполнение.

В интерактивных системах происходит взаимодействие процес­са обработки информации с человеком, выражающееся в разного рода воздействиях на этот процесс человека и вызывающих ответную реак­цию процесса.

В диалоговых САПР ТП человек и система обмениваются дан­ными в темпе, соизмеримом со скоростью обработки информа­ции человеком.

В САПР ТП реального времени обработка информации и полу­чение результатов происходят в темпе, соизмеримом со скоростью протекания проектируемых (технологических) процессов.

Реализующийся в пакетных САПР ТП процесс проектирова­ния полностью формализован и позволяет надежно получать ре­зультаты необходимого качества. В САПР ТП реального времени также реализован полностью формализованный процесс проекти­рования, однако работу рассматриваемой системы от предыдущей отличает высокое быстродействие, что может быть достигнуто за счет автоматизации ввода исходных данных, а также использова­ния методов и технических средств высокоскоростной обработки информации.

Современные САПР ТП практически на 100 % выполнены в интерактивном или диалоговом режимах работы. Диалоговые системы можно счи­тать разновидностью интерактивных. Интерактивный режим исполь­зуют в САПР ТП как средство преодоления трудно- и не формализуемых этапов технологического проектирования.

Обобщение опыта исследований и разработки САПР ТП по­зволило сформулировать основные общесистемные принципы их построения:

• полного соответствия цели ее создания;

• системного единства: система и создается, и эксплуатируется как единая совокупность взаимодействующих подсистем, работа которых подчинена общей цели;

• открытости системы: при эксплуатации системы, как един­ства подсистем, должна быть сохранена открытость ее структуры;

• интеграции: средства реализации САПР ТП должны обеспечивать возможность ее информационной интеграции с другими автоматизированными системами поддержки ЖЦИ;

• развития: структура системы должна обеспечивать возмож­ность наращивания и совершенствования компонентов САПР и связей между ними;

• инвариантности: по возможности система должна быть инва­риантной объекту проектирования и отрасли;

• тиражируемости и адаптации: система должна быть тиражи­руема и легко адаптируема к возможным изменениям объекта про­ектирования и условий эксплуатации;

•живучести: система должна обеспечивать выполнение задан­ных функций при воздействиях внешней среды и отказах ее ком­понентов в заданных пределах.

Интегрированной автоматизированной системой называют со­вокупность двух или более взаимосвязанных автоматизированных систем, в которой функционирование одной из них зависит от результатов функционирования другой (других) так, что эту сово­купность можно рассматривать как единую автоматизированную систему. Принцип интеграции исключительно важен для САПР и определяет одно из основных направлений их развития и совер­шенствования.

Под интегрированными понимают конструкторско-технологические САПР, осуществляющие комплексное проектирование изде­лия и технологической среды его производства. Уровень интеграции систем различен. К интегрированным относят системы CAD/CAM, CAE/CAD/CAM, CAE/CAD/CAPP и т.д.

Другим важнейшим аспектом принципа интеграции является объединение САПР с другими автоматизированными система­ми, обеспечивающими автоматизацию поддержки решений не только на производственно-технологических, но и на иных эта­пах ЖЦИ в рамках концепции CALS-технологий. К таким можно отнести, например CAE/CAD/CAM/CAPP/PDM или САЕ/САD/САМ/САРР/РDМ/РLМ - системы.

Система может быть универсальной или специализированной. Универсальная (многофункциональная) САПР ТП характеризу­ется широким применением, полноценной реализацией принци­па многовариантности. Ее создание гораздо дороже и сложнее по сравнению со специализированной САПР ТП, предназначенной для выполнения определенных, ограниченных процедур или име­ющих ограничения по объекту производства (например, САПР ТП изготовления деталей типа тел вращения, призматических дета­лей и т.д.).

Системы, имеющие ограничения по объекту проектирования, часто называют объектно-ориентированными. Чем выше уровень формализации процесса проектирования, тем больше ограниче­ний накладывают на объекты проектирования САПР ТП, т.е. сис­тема становится все более специализированной (объектно-ориен­тированной).

Полнота реализации изложенных принципов при разработке различных САПР ТП различна. Полноценная реализация любого из принципов связана со значительными затратами. Разработчики систем, как правило, пытаются достичь компромисса между уров­нем реализации принципа и соответствующими затратами.