10.3 Концепции автоматизации проектирования

Термин «автоматизация проектирования» предполагает не автоматическое проектирование вплоть до получения готового результата, а средства, предоставляемые проектанту для проектирования.

Эти средства охватывают очень много различных по своему содержанию понятий. Например:

- чисто технологические средства для решения рутинных и шаблонных задач автоматизации графических работ, обработки данных, СУБД;

- создание «виртуальных макетов» проектируемых объектов;

- технико-экономическое обоснование проектных решений, прогноз и контроль процессов производства.

Концепции САПР рассматривается на основании системного подхода с учетом истории ее развития.

История развития сапр

Историю развития САПР можно достаточно условно разбить на три основных этапа, каждый из которых длился, примерно, по 10 лет, начиная с 70-х годов.

На начальном этапе, в 70-е годы показана принципиальная возможность автоматизации проектирования. Наиболее простой, соответствующей тогдашнему уровню техники, стала задача автоматизации графических работ. Появились графические системы для вычерчивания на экране узлов и деталей конструкций, позволяющие ускорить разработку и доработку конструкций, уменьшить вероятность появления технических ошибок, интерактивные графические системы подготовки производства. Появились первые системы подготовки технической документации, обеспечивающие автоматизированный выпуск рабочих чертежей. В это время и появился впервые термин САПР. На этом этапе проектанты работали на громоздких компьютерных системах с разделением ресурсов (по устанавливаемым приоритетам).

В 1971-м появилась компания Manufacturing and Consulting Services (MCS), оказавшая огромное влияние на развитие САПР - идеи MCS составили основу почти 70% современных САПР. Большинство таких систем предлагали фирмы, продававшие одновременно аппаратные и программные средства.

На втором этапе, в 80-е годы графические системы стали превращаться в графоаналитические САПР: на экране формируется изображение или расчетная схема проектируемого объекта, что эквивалентно введению информации в память ЭВМ, затем с помощью расчетных модулей решаются задачи анализа конструкции. Полученные результаты обрабатываются и выдаются на экране графического дисплея в виде эпюр, гистограмм, графиков и т. д. – появились пакета анализа сложных конструкций. В первоначальный проект могут быть внесены изменения - за определенное число итераций может быть получено оптимальное проектное решение. Подобные графоаналитические САПР в основном ориентированы на проектирование небольших узлов и деталей.

В этот период появились первые пакеты, позволяющие частично автоматизировать процесс подготовки производства с помощью программ для станков с ЧПУ. К концу 80-х годов начали появляться специализированные САПР (электрические, механические, САПР летательных аппаратов, судов, автомобилей, электрических машин), стоимость графоаналитических систем снизилась, примерно, с 90 тыс.дол. до 20 тыс. дол. Системы постепенно стали переводиться на персональные компьютеры, появилась возможность работать в интерактивном режиме. Вычислительная мощность компьютеров значительно выросла.

Третий этап (90-е годы) характеризуется совершенствованием функциональности систем - появились расчетно-оптимизационные САПР, позволяющие осуществлять поиск оптимальных конструкций.

Одно из новых направлений - программно-экспериментальные комплексы, позволяющие осуществлять автоматизацию экспериментальных исследований. На крупных предприятиях организовываются замкнутые системы получения, обработки и передачи экспериментальной информации на вход других подсистем САПР, что позволяет осуществлять экспериментальную оценку полученных аналитических результатов.

Удешевилось производство технического обеспечения, повысилась его производительность, началось массовое распространение САПР.