Системы автоматизированного проектирования (САПР).
Понятие автоматизированного проектирования.
Структура САПР.
Техническое обеспечение САПР.
Понятие автоматизированного проектирования.
Проектирование технического объекта — создание, преобразование и представление в принятой форме образа этого еще не существующего объекта.
Проектирование:
· ручное;
· автоматическое;
· автоматизированное.
Автоматическое проектирование – проектирование без участия человека на промежуточных этапах.
Автоматическое проектирование возможно лишь в отдельных частных случаях для сравнительно несложных объектов. Превалирующим в настоящее время является автоматизированное проектирование.
Проектирование, при котором все проектные решения или их часть получают путем взаимодействия человека и ЭВМ, называют автоматизированным проектированием.
Система, реализующая автоматизированное проектирование, представляет собой систему автоматизированного проектирования (САПР, в англоязычном написании CAD System — Computer Aided Design System).
Структура САПР.
Как и любая сложная система, САПР состоит из подсистем. Различают подсистемы проектирующие и обслуживающие.
Проектирующие подсистемы непосредственно выполняют проектные процедуры. Примерами проектирующих подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов, изготовления конструкторской документации, схемотехнического анализа, трассировки соединений в печатных платах.
Обслуживающие подсистемы обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, их совокупность часто называют системной средой (или оболочкой) САПР. Типичными обслуживающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными, подсистемы разработки и сопровождения программного обеспечения CASE (Computer Aided Software Engineering), обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР.
Структурирование САПР по различным аспектам обусловливает появление видов обеспечения САПР. Принято выделять семь видов обеспечения:
Ø техническое обеспечение (ТО), включающее различные аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое коммутационное оборудование, линии связи, измерительные средства);
Ø математическое обеспечение (МО), объединяющее математические методы, модели и алгоритмы для выполнения проектирования;
Ø программное обеспечение (ПО), представляемое компьютерными программами САПР;
Ø информационное обеспечение (ИО), состоящее из баз данных (БД), систем управления базами данных (СУБД), а также включающее другие данные, используемые при проектировании;
Ø лингвистическое обеспечение (ЛО), выражаемое языками общения между проектировщиками и ЭВМ, языками программирования и языками обмена данными между техническими средствами САПР;
Ø методическое обеспечение (МетО), включающее различные методики проектирования, иногда к МетО относят также математическое обеспечение;
Ø организационное обеспечение (ОО), представляемое штатными расписаниями, должностными инструкциями и другими документами, регламентирующими работу проектного предприятия.
Вся совокупность используемых при проектировании данных называется информационным фондом САПР.
Базой данных называют упорядоченную совокупность данных, отображающих свойства объектов и их взаимосвязи в некоторой предметной области.
Классификацию САПР осуществляют по ряду признаков:
· по приложению;
· целевому назначению;
· масштабам (комплексности решаемых задач);
· характеру базовой подсистемы — ядра САПР.
По приложениям наиболее представительными и широко используемыми являются следующие группы САПР.
САПР для применения в отраслях общего машиностроения. Их часто называют машиностроительными САПР или MCAD (Mechanical CAD) системами.
САПР в области радиоэлектроники: системы ECAD (Electronic CAD) или EDA (Electronic Design Automation).
САПР в области архитектуры и строительства.
Кроме того, известно большое число специализированных САПР. Примерами таких систем являются САПР летательных аппаратов; САПР электрических машин и т.п.
По масштабам различают отдельные программно-методические комплексы (ПМК) САПР (например, комплекс анализа прочности механических изделий в соответствии с методом конечных элементов (МКЭ); комплекс анализа электронных схем).
По характеру базовой подсистемы различают следующие разновидности САПР.
1. САПР на базе подсистемы машинной графики и геометрического моделирования. Эти САПР ориентированы на приложения, где основной процедурой проектирования является конструирование, т.е. определение пространственных форм и взаимного расположения объектов. Поэтому к этой группе систем относится большинство САПР в области машиностроения, построенных на базе графических ядер.
2. САПР на базе СУБД. Они ориентированы на приложения, в которых при сравнительно несложных математических расчетах перерабатывается большой объем данных. Такие САПР преимущественно встречаются в технико-экономических приложениях, например, при проектировании бизнес-планов, но имеют место также при проектировании объектов, подобных щитам управления в системах автоматики.
3. САПР на базе конкретного прикладного пакета. Фактически это автономно используемые программно-методические комплексы, например, имитационного моделирования производственных процессов, расчета прочности по методу конечных элементов, синтеза и анализа систем автоматического управления и т.п. Примерами могут служить программы логического проектирования, математические пакеты типа MathCAD.
4. Комплексные (интегрированные) САПР, состоящие из совокупности подсистем предыдущих видов.
