Классификация сапр

Современные САПР можно классифицировать по ряду признаков – по целевому назначению, приложению, масштабам (комплексности решаемых задач), характеру базовой подсистемы – ядра САПР.

По целевому назначению различают САПР, обеспечивающие различные аспекты проектирования (системы функционального проектирования):

- системы конструкторского проектирования (черчение) - CAD (Computer Aided Design);

- системы проектирования технологических процессов (организация производства) - CAМ (Computer Aided Manufacturing);

‑ системы инженерных расчетов и анализа – системы CAE (Computer Aided Engineering).

По приложениям широко используются группы САПР для применения в различных отраслях: САПР машиностроительных отраслей – системы MCAD (Mechanical Computer Aided Design), САПР для радиоэлектроники - системы ECAD (Electronic Computer Aided Design). Среди них могут быть выделены специализированные САПР (летательных аппаратов, электрических машин).

По характеру базовой подсистемы различают:

САПР на базе машинной графики и геометрического моделирования – определение пространственных форм и взаимного расположения объектов – для автоматизации процесса конструирования.

САПР на базе СУБД – переработка большого объема данных при сравнительно несложных расчетах.

САПР на базе конкретного прикладного пакета – автономно используемые пакеты - системы расчетов и инженерного анализа – системы CAE.

Обслуживающие подсистемы – разработки и сопровождения программного обеспечения CASE (Computer Aided Software Engeneering).

По уровням решаемых задач может быть и такая классификация САПР:

- по уровню формализации решаемых задач - системы, построенные на полностью формализуемых методах решения проектных задач; ведущие проектные работы, не поддающиеся полной формализации; организующие поиск решения неформализуемых задач;

- по функциональному назначению - системы расчетно-оптимизационные; графические; автоматизированного проектирования конструкций; графоаналитические; подготовки технической документации; обработки результатов экспериментальных исследований; информационные; технологической подготовки производства (программ для станков с ЧПУ);

- по специализации - системы специализированные и инвариантные;

- по технической организации - системы с центральным процессорным управлением; комплектуемые автоматизированными рабочими местами конструктора (АРМ) с собственными вычислительными ресурсами.

Стратегическое развитие сапр Современное состояние сапр

Современное состояние САПР уже позволяет решать замкнутые задачи – реализовать сквозной процесс, включающий несколько этапов: анализ требований к изделию, разработка трехмерной модели изделия (в ряде случаев не только компьютерной, но и физической), разработка конструкторской документации, анализ функционирования спроектированного изделия в различных заданных условиях применения, изготовление технологической оснастки, подготовка производства.

Процесс автоматизации проектирования идет от полностью автоматически выполняемых проектных операций и процедур до систем, обеспечивающих неформализованное представление процесса проектирования – предоставление проектанту синтеза объекта и возможности оценки проектных решений.

Такие сквозные САПР создаются обычно только в крупных фирмах и предназначаются для проектирования и конструирования всего изделия в целом (самолета, корабля, автомобиля, трактора, строительного объекта и т. д.) В основном они строятся на дифференциальной основе, когда проектирование крупных узлов изделия осуществляется подсистемами проектирования. В этих подсистемах присутствуют составные структурные части САПР, которые представляют все обеспечения автоматизированного проектирования, необходимые для выполнения подсистемой ее функций. Такие подсистемы по своим свойствам и функциям могут рассматриваться как отдельные системы.

Укрупненно структуру САПР можно представить в виде подсистем:

- проектно-независимые подсистемы – для выполнения типовых проектных процедур;

- проектно-зависимые подсистемы – для выполнения проектных процедур, специфических для определенного класса объектов;

- обслуживающие подсистемы – для обеспечения функционирования проектных подсистем.

Построение каждой из подсистем имеет свои особенности.

Принято выделять следующие виды обеспечений САПР:

Техническое – аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое оборудование, линии связи), которые обеспечивают выполнение всех проектных процедур, взаимодействие между проектантом и ЭВМ, взаимодействие между членами коллектива

Математическое – методы, методики, модели, логическая схема проектирования, проектные процедуры и операции, алгоритмы

Программное – компьютерные программы САПР

Информационное – совокупность используемых данных (базы данных, СУБД)

Организационное – документы, регламентирующие работу с САПР.

По функциональному признаку можно выделить подсистемы: формирования входной информации - PREPROCESSOR, собственно проектирования – PROCESSOR - (пакеты прикладных и управляющих программ), формирования выходной информации - POSTPROCESSOR.

Проектные подсистемы на уровне системы автоматизированного проектирования объекта на данном этапе - это сложные комплексы проектирования, направленные на автоматизацию проектирования отдельных узлов сложных изделий. Проектные подсистемы на уровне формализации решаемых задач - автоматизация отдельных элементов наиболее трудоемких процессов проектирования (ввода и вывода информации, изготовления документации и т. д.).

Например, для самолета это подсистемы проектирования крыльев, фюзеляжа, хвостовой части, системы жизнеобеспечения, для автомобиля - подсистема проектирования передних и задних мостов, кабины и т. д.

Каждая подсистема САПР может создаваться как отдельный элемент процесса проектирования. В дальнейшем, при наличии достаточной базы типовых структур возможно объединение их в рамках единой САПР. Для обеспечения этого подсистемы должны создаваться по открытому принципу.

Создание открытых систем – одна из главных тенденций современной информатики. Основа создания открытых систем – стандартизация и унификация в области информационных технологий.

Открытость системы предполагает следующее.

Мобильность программного обеспечения – возможность перенесения на различные аппаратные платформы

Интегрируемость – приспособленность системы к ее модификациям и комплексированию с другими системами.

Выделение в системе интерфейсной части (входов и выходов), обеспечивающей сопряжение с другими системами.

Системный подход к построению САПР.

САПР как сложная система строится на основе принципов системного подхода. Главная цель – повышение эффективности проектных работ. Ответить на вопрос что именно автоматизировать можно только при системном взгляде на задачи проектирования.

Это предполагает:

- повышение технической эффективности проектируемой системы (анализ аналогов, статистических данных, множества альтернативных вариантов, имитационное моделирование),

- снижение трудоемкости проведения проектных работ (проведение большого объема расчетных и графических работ).

Основной принцип - САПР должна работать с информацией в общем виде: моделями любого объекта, степень подобия которых натуральному объекту определяется задачами конкретного этапа проектирования.