Что называют техническим обеспечением сапр тп

Обновлено: 15.05.2024

Система автоматизированного проектирования (САПР) – сложный комплекс средств, предназначенный для автоматизации проектирования.

Согласно принятым в 1980-х годах стандартам, САПР – это не просто некая программа, установленная на компьютере, это информационный комплекс, состоящий из аппаратного обеспечения (компьютера), программного обеспечения, описания способов и методов работы с системой, правил хранения данных и многого другого.

Однако, с приходом на отечественный рынок иностранных систем, широкое распространение получили аббревиатуры CAD (Computer Aided Design), которую можно перевести, как проектирование с применением компьютера, и CAD-system, которую можно перевести, как система для проектирования с помощью компьютера.

В настоящее время в среде специалистов по САПР многие термины утратили свой первоначальный смысл, а термин САПР теперь обозначает программу для автоматизированного проектирования. Другими словами, то, что раньше называлось ПО САПР или CAD-системой, теперь принято называть системой автоматизированного проектирования (САПР). Также можно встретить названия CAD-система, КАД-система, система САПР и многие другие, но все они обозначают одно – некую программу для автоматизированного проектирования.

На современном рынке существует большое количество САПР, которые решают разные задачи. В данном обзоре мы рассмотрим основные системы автоматизированного проектирования в области машиностроения.

Базовые и легкие САПР

Легкие системы САПР предназначены для 2D-проектирования и черчения, а также для создания отдельных трехмерных моделей без возможности работы со сборочными единицами.

Безусловный лидер среди базовых САПР – AutoCAD.

AutoCAD

AutoCAD — это базовая САПР, разрабатываемая и поставляемая компанией Autodesk. AutoCAD – самая распространенная CAD-система в мире, позволяющая проектировать как в двумерной, так и трехмерной среде. С помощью AutoCAD можно строить 3D-модели, создавать и оформлять чертежи и многое другое. AutoCAD является платформенной САПР, т.е. эта система не имеет четкой ориентации на определенную проектную область, в ней можно выполнять хоть строительные, хоть машиностроительные проекты, работать с изысканиями, электрикой и многим другим.

Система автоматизированного проектирования AutoCAD обладает следующими отличительными особенностями:

Стандарт “де факто” в мире САПР
Широкие возможности настройки и адаптации
Средства создания приложений на встроенных языках (AutoLISP и пр.) и с применением API
Обилие программ сторонних разработчиков.

Кроме того, Autodesk разрабатывает вертикальные версии AutoCAD - AutoCAD Mechanical, AutoCAD Electrical и другие, которые предназначены для специалистов соответствующей направленности.

Bricscad

В настоящее время на рынке появился целый ряд систем, которые позиционируются, как альтернатива AutoCAD. Среди них можно отдельно отметить Bricscad от компании Bricsys, которая очень активно развивается, поддерживает напрямую формат DWG и имеет целый ряд отличий, включая инструменты прямого вариационного моделирования, поддержку BIM-технологий.

САПР среднего уровня

Средние системы САПР — это программы для 3D-моделирования изделий, проведения расчетов, автоматизации проектирования электрических, гидравлических и прочих вспомогательных систем. Данные в таких системах могут храниться как в обычной файловой системе, так и в единой среде электронного документооборота и управления данными (PDM- и PLM-системах). Часто в системах среднего класса присутствуют программы для подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ (CAM-системы) и другие программы для технологического проектирования.

САПР среднего уровня – самые популярные системы на рынке. Они удачно сочетают в себе соотношение “цена/функциональность”, способны решить подавляющее число проектных задач и удовлетворить потребности большей части клиентов.

Autodesk Inventor

Профессиональный комплекс для трехмерного проектирования промышленных изделий и выпуска документации. Разработчик – компания Autodesk.

Среди особенностей Inventor стоит отметить:

Продвинутые инструменты трехмерного моделирования, включая работу со свободными формами и технологию прямого редактирования
Поддержку прямого импорта геометрии из других САПР с сохранением ассоциативной связи (технология AnyCAD)
Тесную интеграцию с программами Autodesk - AutoCAD, 3ds Max, Alias, Revit, Navisworks и другими, что позволяет использовать Inventor для решения задач в разных областях, включая дизайн, архитектурно-строительное проектирование и пр.
Поддержку отечественных стандартов при проведении расчетов, моделировании и оформлении документации
Обширные библиотеки стандартных и часто используемых элементов
Обилие мастеров проектирования типовых узлов и конструкций (болтовые соединения, зубчатые и ременные передачи, проектирование валов и колес и многое другое)
Широкие возможности параметризации деталей и сборок, в том числе управление составом изделия
Встроенную среду создания правил проектирования iLogic.

Для эффективного управления процессом разработки изделий, управления инженерными данными и организации коллективной работы над проектами, Autodesk Inventor может быть интегрирован с PLM-системой Autodesk Vault и схожими системами других разработчиков.

SolidWorks

Трехмерный программный комплекс для автоматизации конструкторских работ промышленного предприятия. Разработчик – компания Dassault Systemes.

Черты системы, выгодно отличающие ее от других CAD-систем:

Продуманный интерфейс пользователя, ставший образцом для подражания
Обилие надстроек для решения узкоспециализированных задач
Ориентация как на конструкторскую, так и на технологическую подготовку производства
Библиотеки стандартных элементов
Распознавание и параметризация импортированной геометрии
Интеграция с системой SolidWorks PDM

SolidEdge

Система трехмерного моделирования машиностроительных изделий, которую разрабатывает Siemens PLM Software.

Среди преимуществ системы можно выделить:

Комбинацию технологий параметрического моделирования на основе конструктивных элементов и дерева построения с технологией прямого моделирования в рамках одной модели
Расчетные среды, включая технологию генеративного дизайна
Поддержку ЕСКД при оформлении документации
Расширенные возможности проектирование литых деталей и оснастки для их изготовления
Встроенный модуль автоматизированного создания схем и диаграмм
Тесную интеграцию с Microsoft SharePoint и PLM-системой Teamcenter для совместной работы и управления данными

Компас-3D

Компас-3D – это система параметрического моделирования деталей и сборок, используемая в областях машиностроения, приборостроения и строительства. Разработчик – компания Аскон (Россия).

Преимущества системы Компас-3D:

Простой и понятный интерфейс
Использование трехмерного ядра собственной разработки (C3D)
Полная поддержка ГОСТ и ЕСКД при проектировании и оформлении документации
Большой набор надстроек для проектирования отдельных разделов проекта
Гибкий подход к оснащению рабочих мест проектировщиков, что позволяет сэкономить при покупке
Возможность интеграции с системой автоматизированного проектирования технологических процессов ВЕРТИКАЛЬ и другими системами единого комплекса.

T-FLEX

Отечественная САПР среднего уровня, построенная на основе лицензионного трехмерного ядра Parasolid. Разработчик системы – компания ТопСистемы (Россия).

Отличительные черты системы:

Мощнейшие инструменты параметризации деталей и сборок
Продвинутые средства моделирования
Простой механизм создания приложений без использования программирования
Интеграция с другими программами комплекса T-FLEX PLM
Инструменты расчета и оптимизации конструкций.

“Тяжелые” САПР

Тяжелые САПР предназначены для работы со сложными изделиями (большие сборки в авиастроении, кораблестроении и пр.) Функционально они делают все тоже самое, что и средние системы, но в них заложена совершенно другая архитектура и алгоритмы работы.

PTC Creo

Система 2D и 3D параметрического проектирования сложных изделий от компании PTC. САПР PTC Creo широко используется в самых разных областях проектирования.

Выгодные отличия системы от конкурирующих решений:

Эффективная работа с большими и очень большими сборками
Моделирование на основе истории и инструменты прямого моделирования
Работа со сложными поверхностями
Возможность масштабирования функциональности системы в зависимости от потребностей пользователя
Разные представления единой, централизованной модели, разрабатываемой в системе
Тесная интеграция с PLM-системой PTC Windchill.

NX – флагманская система САПР производства компании Siemens PLM Software, которая используется для разработки сложных изделий, включающих элементы со сложной формой и плотной компоновкой большого количества составных частей.

Ключевые особенности NX:

Поддержка разных операционных систем, включая UNIX, Linux, Mac OS X и Windows
Одновременная работа большого числа пользователей в рамках одного проекта
Полнофункциональное решение для моделирования
Продвинутые инструменты промышленного дизайна (свободные формы, параметрические поверхности, динамический рендеринг)
Инструменты моделирования поведения мехатронных систем
Глубокая интеграция с PLM-системой Teamcenter.

CATIA

Система автоматизированного проектирования от компании Dassault Systemes, ориентированная на проектирование сложных комплексных изделий, в первую очередь, в области авиастроения и кораблестроения.

Стандарт “де факто” в авиастроении
Ориентация на работу с моделями сложных форм
Глубокая интеграция с расчетными и технологическими системами
Возможности для коллективной работы тысяч пользователей над одним проектом
Поддержка междисциплинарной разработки систем.

Облачные САПР

В последнее время активно начали развиваться “облачные“ САПР, которые работают в виртуальной вычислительной среде, а не на локальном компьютере. Доступ к этим САПР осуществляется либо через специальное приложение, либо через обычный браузер. Неоспоримое преимущество таких систем – возможность их использования на слабых компьютерах, так как вся работа происходит в “облаке”.

Облачные САПР активно развиваются, и если несколько лет назад их можно было отнести к легким САПР, то теперь они прочно обосновались в категории средних САПР.

Fusion 360

САПР Fusion 360 ориентирована на решение широкого круга задач, начиная от простого моделирования и заканчивая проведением сложных расчетов. Разработчик системы – компания Autodesk.

Особенности Fusion 360:

Продвинутый интерфейс пользователя
Сочетание разных методов моделирования
Продвинутые инструменты работы со сборками
Возможность работы в онлайн и оффлайн режимах (при наличии и отсутствии постоянного подключения к сети Интернет)
Доступная стоимость приобретения и содержания
Расчеты, оптимизация, визуализация моделей
Встроенная CAM-система
Возможности прямого вывода моделей на 3D-печать.

Onshape

Полностью “облачная” САПР Onshape разрабатывается компанией Onshape.

На что стоит обратить внимание при выборе Onshape:

Доступ к программе через браузер или мобильные приложения
Работа только в режиме онлайн
Узкая направленность на машиностроительное проектирование
Полный набор функций для моделирования изделий машиностроения
Контроль версий создаваемых проектов
Поддержка языка FeatureScript для создания собственных приложений на основе Onshape.

Заключение

В настоящее время на рынке присутствуют самые разные современные CAD системы, которые отличаются между собой как по функциональности, так и по стоимости. Выбрать подходящую систему автоматизированного проектирования среди многих CAD – непростая задача. При принятии решения необходимо ориентироваться на потребности предприятия, задачи, которые стоят перед пользователями, стоимость приобретения и содержания системы и многие другие факторы.

Техническое обеспечение представляет совокупность устройств вычислительной и организационной техники, предназначенных для выполнения автоматизированного проектирования. Технические средст-ва решают следующие основные задачи: ввод исходных данных описания объекта проектирования, отображение информации с целью ее контроля и редактирования, оперативное взаимодействие проек-тировщика с системой в процессе решения задач, хранение информации. Комплекс технических сре-дств САПР включает следующие основные устройства ЭВМ: аппаратные средства, внешние запоми-нающие устройства, технические средства теледоступа и сетей ЭВМ, устройства ввода-вывода инфор-мации, устройства документирования информации.

Организационное обеспечение САПР

Организационное обеспечение - это комплект документов (приказов, положений, расписаний, инструк-ций, графиков работ и др.), устанавливающих правила выполнения автоматизированного проектирова-ния. Оно определяет взаимодействие всех проектирующих и обслуживающих подразделений, участву-ющих в автоматизированном проектирова-нии, ответственность специалистов за все виды работ в про-цессе автоматизированного проектирования, правила выпуска, использования и корректировки выход-ных документов САПР, правила доступа к базам данных, приоритеты пользования средствами САПР.

Автоматизированное проектирование технологического процесса методом адресации.

Метод адресации основан на принципе унификации - рациональном сокращении количества вариан-тов проектирования конструкций и технологических процессов. Для использования этого метода в САПР К и ТП предварительно создают унифицированные конструкторские решения (например, комп-лексные детали) и унифицированные технологические решения (например, групповые технологичес-кие процессы). Метод заключается в нахождении для заданного конкретного случая подходящего унифицированного решения и его настройки в соответствии с заданными конкретными параметрами проектируемого объекта. Поиск осуществляется с помощью поискового описа-ния (адреса), которое определяется кодом, полученным в результате классификации и кодирования проектируемого объек-та. При этом возможны три варианта реализации метода адресации: если проектируемый объект создан ранее, то задача заключается лишь в его нахождении и соответствующем использовании (доку-ментировании на бумажных носителях, использовании для дальнейших этапов подготовки произ-водства и т.д.); поэтому этот метод называют полным заимствованием;

если проектируемый объект отличается от найденного унифицированного только параметрами (раз-мерами, моделями оборудования и др.) и полностью совпадает по структуре (топологии конструкции, количестве и содержанию операций и др.), то задача зак-лючается в настройке (изменении) значений параметров унифицированного объекта (размерных, моделей оборудования и др.); поэтому этот метод называют заимствова-нием с параметрической настройкой;

если проектируемый объект отличается от найденного унифицированного как структурой (топологией конструкции, количеством и содержанием операций технологического процесса и др.), так и парамет-рами (размерами, моделями оборудования и др.) то задача заключается в изменении структуры уни-фицированного решения путем исключения из него отдельных фрагментов или элементов (элементов конструкции, операций технологического процесса и др.) и в настройке (изменении) значений пара-метров унифицированного объекта; поэтому этот метод называют заимствованием со структурной и параметрической настройкой; Этот метод основан на принципе унифи-кации изделий и ТП их изготовления. При этом состав и структура разрабатываемого ТП определяется на базе унифицирован-ного ТП последовательным уточнением решений. Поэтому использование таких САПР ТП вклю-чает два основных этапа: 1создание базы данных индивидуальных или унифицированных ТП; 2вы-бор из базы данных подходящих индивидуальных или унифицированных ТП и формирование на их основе проектируемых ТП.

На этапе создания базы данных выполняются следующие действия: 1изделия группируются по ко-нструкторско-технологическим признакам (с помощью системы класссификации и кодирования); 2для каждой группы разрабатывается комплексная деталь и унифицированный (например, групповой) ТП; 3унифицированные ТП заносятся в базу данных САПР ТП;

На этапе формирования индивидуальных ТП: 1 осуществляется классификация и кодирование изделия по конструкторско-технологическим признакам; 2-ю. с помощью полученного кода (адреса) осуществляется поиск и извлечение из базы данных индии-видуального или унифицированного (если отсутствует индивидуальный) ТП; осуществ-ляется модификация (редактирование) унифицированого ТП, в результате чего разрабатывается проектируемый ТП.

Автоматизированное проектирование технологического процесса методом

Синтеза.

Метод синтеза основан на создании конструкции или технологического процесса из отдельных, бо-лее простых составляющих - фрагментов и/или элементов. Очевидно, что этот метод наиболее рацио-нально использовать в тех случаях, когда отсутствуют унифицированные решения создания объекта в целом, то есть невозможно применение метода адресации. Кроме того, этот метод используется для создания унифицированных решений, которые впоследствии будут использованы для проектирования методом адресации. Различаются три варианта реализации метода синтеза :

в случае, если имеются ранее созданные унифицированные фрагменты решений (фрагменты конст-рукций и технологических процессов), то они используются как отдельные модули, в результате объе-динения которых осуществляется синтез объекта проектиро-вания; поэтому этот метод называется синтезом из фрагментов;

в случае, если унифицированные фрагменты отсутствуют, то в качестве объектов, из которых осуще-ствляется синтез, используются простейшие элементы (например, для проектирования графических изображений в качестве таких элементов могут быть: точка, отрезок, окружность, дуга, цилиндр, приз-ма, конус, шар и др.; для проектирования технологических процессов в качестве элементов могут использоваться: технологические операции, переходы, модели технологического оборудования, обоз-начения инструментов и др.); поэтому этот метод называется синтезом из элементов;

третья разновидность метода синтеза основана на использовании логических правил и аналитических зависимостей между входными (исходными) данными для проек-тирования (например, для разработки технологического процесса в качестве таких данных используются данные из рабочего чертежа детал-ли) и возможными вариантами проектируемого объекта (например, технологического процесса); этот метод называется чистым синтезом. При проектировании методом синтеза отсутствуют разработан-ные ранее ТП (индивидуальные или унифицированные). Использование этого метода предполагает синтез ТП из отдельных составляющих

45 Системы автоматизированного подготовки программ для оборудования с ЧПУ.

Подготовка программ - трудоемкий процесс, требующий переработки большого объема технологичес-кой и геометрической информации. Поэтому с целью повышения производительности и уменьшения трудоемкости этого процесса разработаны системы автоматизированной подготовки программ (САП). Исходная информация, используемая при подготовке программы для станка с ЧПУ, выбирается из чертежа детали и из технологического процесса ее изготовления. Для ввода исходной информации на естественном и удобном для разработчика языке используются специализированные языки, в кото-рых информация представляется в упорядоченной словарной, табличной или графической форме. Препроцессор - это программа, которая служит для преобразования исходной информации, записан-ной на специализированном входном языке, в данные, пригодные для обработки с помощью ЭВМ. Процессор - это программа, которая осуществляет разработку программы для станка с ЧПУ на проме-жуточном языке CLDATA (специальный унифицированный международный язык для обмена инфор-мацией в САП). В постпроцессоре осуществляется преобразование программы в коды команд задан-ной системы ЧПУ, то есть для каждой системы команд ЧПУ должна быть своя конкретная программа-постпроцессор.

Автоматизированная подготовка программ с помощью САП осуществляется в следующей последовательности: 1подготовка исходных данных из рабочего чертежа детали и технологического процесса ее изготовления;2ввод информации на входном языке;3разработка управляющей программы с помощью САП;4контроль траектории на экране дисплея (или на графопостроителе);5если есть ошибки – коррекция програ-ммы и повторная разработка;6если ошибок нет – контроль на оборудовании с ЧПУ;7вывод необходимой документации.

Автоматизация проектирования занимает особое место среди информационных технологий. Знание основ автоматизации проектирования и умение работать со средствами САПР требуется практически любому инженеру разработчику. САПР, являясь разновидностью информационных систем, классифицируемых по сфере применения, относятся к сложным многоуровневым структурам, образуемым совокупностью средств вычислительной техники, различными видами обеспечения и обслуживающим их персоналом. 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 накоплен большой опыт создания САПР и систем автоматизации инженерного труда. Разрабатываются интегрированные САПР, которые включают в свой состав подсистемы: поддержки принятия решений, самоорганизации, адаптации, моделирования, обучения, экспертные системы. Пользователь современной САПР имеет в своем распоряжении богатый выбор стандартных элементов, избавляющий от необходимости многократно проделывать одну и ту же работу и унифицирующий стандартные проектные процедуры. В данное работе рассматривается структурирование систем автоматизированного проектирования и функциональное назначение каждой из подсистем, а также совокупность однотипных компонентов, т.е. средств обеспечения САПР, обеспечивающих функционирование подсистемы.

3. Лазарева Т.Я., Мартемьянов Ю.Ф., Схиртладзе А.Г. Л17 Интегрированные системы проектирования и управления. Структура и состав: Учеб. пособие. М.: "Издательство Машиностроение-1", 2006, С. 160-163.

8. А.П. Петров Основы САПР в машиностроении: Учебное пособие. – Курган: Издательство Курганского гос.университета, 2001, С. 21-25.

Автоматизация проектирования – неотъемлемая составляющая современного научно-технического прогресса. Проектирование технических объектов без систем автоматизированного проектирования требует достаточно больших временных и людских ресурсов вследствие чего на предприятиях идёт активное развитие конкурентоспособных систем автоматизированного проектирования. Также в сфере САПР постоянно вводятся новые технологии для увеличения возможностей настоящих и разработки новых систем и подсистем автоматизированного проектирования, что даёт существенный толчок к разработке качественно новых методов разработки САПР, анализируя уже существующие.

1. Подсистемы САПР

Система автоматизированного проектирования (САПР) — автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности. Также для обозначения подобных систем широко используется аббревиатура САПР.

Иными словами, Система автоматизированного проектирования (САПР) - это совокупность средств и методов для осуществления автоматизированного проектирования.

Составными структурными частями САПР являются подсистемы, в которых при помощи различных комплексов средств выполняется решение функционально законченных задач в определенной последовательности. Подсистема САПР—это составная структурная часть САПР, обладающая всеми свойствами системы и являющаяся самостоятельной системой. Различают подсистемы проектирующие и обслуживающие.

1.1. Проектирующие подсистемы

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. В зависимости от отношения к объекту проектирования различают два вида функциональных подсистем: объектно-ориентированные (объектные); объектно-независимые (инвариантные).[1]

К объектным подсистемам относят подсистемы, выполняющие одну или несколько проектных процедур или операций, непосредственно зависимых от конкретного объекта проектирования. Например, подсистема проектирования технологических систем; подсистема моделирования динамики, проектируемой конструкции и др.

К инвариантным подсистемам относят подсистемы, выполняющие унифицированные проектные процедуры и операции. Например, подсистема расчетов деталей машин; подсистема расчетов режимов резания; подсистема расчета технико-экономических показателей и др.[2]

К проектирующим подсистемам относят:

· Подсистему функционально-логического проектирования. На выходе этой системы мы получаем функциональную схему, затем логическую схему и на выходе принципиальную электрическую схему.

· Подсистему конструкторского (технического) проектирования. На выходе этой системы получаем конструкцию устройства и конструкторскую документацию, включая схему расположения элементов на поверхности модуля и топологию печатных соединений межу элементами.

· Подсистемы технической подготовки производства. На выходе этой системы получаем маршрутную карту производственного (технологического) процесса и программы для управления станками с числовым программным управлением.

Другие примеры проектирующих подсистем:

подсистема компоновки машины;
подсистема проектирования сборочных единиц;
подсистема проектирования деталей;
подсистема проектирования схемы управления;
подсистема технологического проектирования.

1.2. Обслуживающие подсистемы

Обслуживающие подсистемы – объектно-независимые подсистемы, реализующие функции общие для подсистем или САПР в целом, обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, оформление, передачу и вывод данных, сопровождение программного обеспечения и т.п., их совокупность называют системной средой (или оболочкой) САПР. [3]

Типичными обслуживающими подсистемами являются:

подсистемы управления проектными данными (PDM — Product Data Management);
обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР;
подсистемы графического ввода-вывода;
система управления базами данных (СУБД);
подсистемы разработки и сопровождения программного обеспечения CASE (Computer Aided Software Engineering);
подсистемы управления процессом проектирования (DesPM — Design Process Management)
подсистема информационного поиска.

В состав как проектирующих, так и обслуживающих систем современных САПР могут входить:

Экспертные системы - это системы, в основе которых лежит база знаний, представленная либо в виде системы продукции, либо в виде фреймов (FRAME). Экспертная система позволяет формализовать знания эксперта в определенной предметной области с целью принятия рациональных проектных решений.

Системы принятия решений - это системы, позволяющие производить выбор эффективных проектных решений в условиях определенности и неопределенности исходной информации на основе формальных методов и процедур. Для оценки проектных решений могут также применяться нейросетевые технологии.

Системы поддержки принятия решений. Наряду с вышеперечисленными методами могут применяться различные методы информационной поддержки и аналитической обработки представленной информации для принятия более правильного решения пользователем.

Процесс проектирования реализуется в подсистемах в виде определенной последовательности проектных процедур и операций. Проектная процедура соответствует части проектной подсистемы, в результате выполнения которой принимается некоторое проектное решение. Она состоит из элементарных проектных операции, имеет твердо установленный порядок их выполнения и направлена на достижение локальной цели в процессе проектирования. Под проектной операцией понимают условно выделенную часть проектной процедуры или элементарное действие, совершаемое конструктором в процессе проектирования. Примерами проектных процедур могут служить процедуры разработки кинематической или компоновочной схемы станка, технологии обработки изделий и т. п., а примерами проектных операций — расчет припусков, решение какого-либо уравнения и т. п.

2. Состав и структура САПР

Системное единство САПР обеспечивается наличием комплекса взаимосвязанных моделей, определяющих объект проектирования в целом, а также комплексом системных интерфейсов, осуществляющих заданную взаимосвязь.

Формирование и использование моделей объекта проектирования в прикладных задачах осуществляется комплексом средств автоматизированного проектирования (КСАП). Структурными частями КСАП являются различные комплексы средств, а также компоненты организационного обеспечения.

Виды комплексов средств и компонентов САПР представлены на следующем рисунке

Виды комплексов и компонентов САПР

Комплексы средств подразделяются на комплексы средств одного вида обеспечения – технического, информационного, программного и комбинированные.

Программно-методический комплекс (ПМК) представляет собой взаимосвязанную совокупность компонентов программного, информационного и методического обеспечения, необходимую для получения законченного проектного решения по объекту проектирования или выполнения унифицированных процедур. В зависимости от назначения ПМК подразделяются на общесистемные, базовые, проблемно-ориентированные.

Программно-технический комплекс (ПТК) представляет собой взаимосвязанную совокупность ПМК с комплексами и компонентами технического обеспечения. В зависимости от назначения ПТК различают: автоматизированные рабочие места (АРМ); центральные вычислительные комплексы (ЦВК).

Комплексы средств могут объединять свои вычислительные и информационные ресурсы, образуя локальные вычислительные сети подсистем или системы в целом.

Эффективное функционирование КСАП достигается за счет взаимосогласованной разработки компонентов, входящих в состав комплексов средств.

Общесистемные ПМК, включающие в себя программное, информационное, методическое и другие виды обеспечения, предназначены для выполнения унифицированных процедур по управлению, контролю, планированию вычислительного процесса. Они подразделяются на мониторные системы управления функционированием технических средств, информационно-поисковые системы, системы управления базами данных, программно-методические комплексы машинной графики. Базовые проблемно-методические комплексы подразделяются на проблемно-ориентированные, предназначенных для автоматизированного упорядочения исходных данных, требований и ограничений к объекту проектирования в целом или к сборочным единицам, выбора физического принципа действия объекта проектирования, выбора технических решений и выбора структуры объекта проектирования, и объектно-ориентированные, отражающие особенности объектов проектирования, как совокупной предметной области. [4]

3. Компоненты и обеспечение САПР

Каждая подсистема состоит из компонентов, обеспечивающих функционирование подсистемы. Компонент выполняет определенную функцию в подсистеме и представляет собой наименьший (неделимый) самостоятельно разрабатываемый или покупной элемент САПР (программа, файл модели транзистора, графический дисплей, инструкция и т. п.). Совокупность однотипных компонентов образует средство обеспечения САПР. Принято выделять семь видов обеспечения САПР:

техническое (ТО), включающее различные аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое коммутационное оборудование, линии связи, измерительные средства);[5]
математическое (МО), объединяющее математические методы, модели и алгоритмы для выполнения проектирования;
программное, представляемое компьютерными программами САПР;
информационное, состоящее из базы данных, СУБД, а также включающее другие данные, используемые при проектировании; отметим, что вся совокупность используемых при проектировании данных называется информационным фондом САПР, а база данных вместе с СУБД носит название банка данных;
лингвистическое, выражаемое языками общения между проектировщиками и ЭВМ, языками программирования и языками обмена данными между техническими средствами САПР;
методическое, включающее различные методики проектирования, иногда к нему относят также математическое обеспечение;
организационное, представляемое штатными расписаниями, должностными инструкциями и другими документами, регламентирующими работу проектного предприятия.

В САПР как проектируемой системе, выделяют также эргономическое и правовое обеспечения.

Эргономическое обеспечение объединяет взаимосвязанные требования, направленные на согласование психологических, психофизиологических, антропометрических характеристик и возможностей человека с техническими характеристиками средств автоматизации и параметрами рабочей среды на рабочем месте. Правовое обеспечение состоит из правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании САПР, и юридический статус результатов ее функционирования.

Теперь кратко разберёмся с назначением каждого компонента средств САПР

Математическое обеспечение САПР.

Основа - это алгоритмы, по которым разрабатывается программное обеспечение САПР. Среди разнообразных элементов математического обеспечения имеются инвариантные элементы-принципы построения функциональных моделей, методы численного решения алгебраических и дифференциальных уравнений, постановки экстремальных задач, поиски экстремума. Разработка математического обеспечения является самым сложным этапом создания САПР, от которого в наибольшей степени зависят производительность и эффективность функционирования САПР в целом.[6]

Программное обеспечение САПР.

Программное обеспечение состоит из программ ЭВМ. Программное обеспечение (ПО) делится на общесистемное, базовое и прикладное (специальное). Общесистемное ПО предназначено для функционирования технических средств. Базовое ПО включает программы, обеспечивающие правильное функционирование прикладных программ.
Прикладное ПО реализует математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных процедур. Прикладное ПО имеет форму пакетов прикладных программ, каждый из которых обслуживает определенный этап процесса проектирования

Информационное обеспечение САПР.

Основу составляют данные, которыми пользуются проектировщики в процессе проектирования непосредственно для выработки проектных решений. Эти данные могут быть представлены в виде тех или иных документов на различных носителях, содержащих сведения справочного характера о материалах, параметрах элементов, сведения о состоянии текущих разработок в виде промежуточных и окончательных проектных решений.

Техническое обеспечение САПР.

Техническое обеспечение САПР представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения автоматизированного проектирования.
Техническое обеспечение делится на группы средств программного обеспечения, подготовки и ввода данных, отображения и документирования, архива проектных решений, передачи данных от ЭВМ к терминалам (конечным пунктам вывода информации – плоттерам).
Основной показатель технического обеспечения – высокая надежность оборудования и удобство пользования (чтобы гарантировать проектировщику получение достоверных результатов с наименьшими затратами труда).[7]

Лингвистическое обеспечение САПР.

Лингвистическое обеспечение САПР представлено совокупностью языков, применяемых для описания процедур автоматизированного проектирования и проектных решений. Среди алгоритмических языков наибольшее распространение получили Фортран, Паскаль, по которым составляют программное обеспечение существующих САПР.

Методическое обеспечение САПР.

Методическое обеспечение определяет объект проектирования, процесс проектирования и взаимосвязь между машиной и человеком (т.е. что проектировать и как управлять процессом проектирования).

Разработка методического обеспечения требует знаний предметной области проектирования и технических средств, с тем, чтобы определить, какие задачи и этапы проектирования выполнять в автоматическом режиме, какие оставить за проектировщиком, а какие необходимо осуществлять в интерактивном режиме пользователя и системы.

Методическое обеспечение включает также пакет документов, в которых отражены состав, правила отбора и эксплуатации средств автоматизации проектирования. Кроме того, в методических документах каждой системы излагается технология проектирования, дается описание циклов проектирования, типовых сочетаний программ, рационального распределения функций между человеком и ЭВМ. [8]

Организационное обеспечение САПР.

Этот пункт предписывает комплектование подразделений САПР профессионально грамотными специалистами, имеющими навыки и знания для работы с перечисленными выше компонентами САПР. От их работы будет зависеть эффективность и качество работы всего комплекса САПР (может даже всего производства)

В заключение следует отметить, что благодаря системам автоматического проектирования существенно сокращаются сроки выполнения и подготовки конструкторской и технической документации. Такая экономия во времени достигается за счет автоматизации большинства действий, связанных с этим процессом.

Также, в результате использования машинного проектирования значительно улучшается качество, как технической документации, так и непосредственно самих конструкторских разработок. Конструктору, инженеру, проектировщику больше не приходится значительную часть своих усилий тратить на рутинные операции. Он может целиком сконцентрироваться на самом творческом процессе разработки.

Системы автоматизированного проектирования совершили революцию в промышленности, сократив объемы ручного труда, повысив точность работы проектировщиков, уменьшив большинство ошибок, допускаемых людьми, увеличив производительность проектировщиков и улучшив качество проектов.

ПРИМЕНЕНИЕ САПР В АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ ТЕХНОЛОГИЧСЕКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Под системой автоматизированного проектирования (САПР) понимается комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов (пользователем системы), выполняющей автоматизированное проектирование. САПР классифицируются по нескольким признакам, наиболее важным из которых является тип объекта проектирования. В САПР ТП объектом проектирования является технологический процесс.

Рассмотрим технологическую подготовку производства (ТПП) как объект автоматизации. Автоматизировать ТПП – это в комплексе автоматизировать выполнение ее функций и задач.

По своим свойствам функции и задачи неоднородны и автоматизируются с использованием различных методов и средств.

На рисунке 1 указаны основные системы, с помощью которых реализуется автоматизация функций ТПП. К средствам автоматизации относятся:

ИПС – информационно-поисковые системы;

АССА – автоматизированная система структурного анализа;

САПР ТП – система автоматизированного проектирования технологического процесса;

САПР СТО – система автоматизированного проектирования конструкций СТО;

САП – система автоматизированного программирования управляющих программ для программно-управляемого оборудования;

АСУ ТПП – автоматизированная система управления технологической подготовки производства.

Данные системы входят в состав САПР при ТПП и являются ее подсистемами.

Рисунок 1 - Средства автоматизации функций и задач технологической подготовки производства

Для САПР ТП различают следующие виды их обеспечения:

Методическое обеспечение - это комплекс документов, в котором зафиксированы основные принципы построения системы. К ним относят также технические и рабочие проекты, а так же эксплуатационную документацию.

Математическое обеспечение - это алгоритмы, используемые для решения задач САПР ТП.

Алгоритмы задаются в процедурном и декларативном виде. На начальной стадии алгоритмы оформляются в виде таблиц (или псевдокодов) или в виде графических схем. Сопровождение алгоритмов более удобно осуществлять, если они выражается в виде псевдокодов или в виде табличных алгоритмов. Алгоритмы фиксируются в техническом проекте и на их основе в дальнейшем разрабатываются программы.

Программное обеспечение - это комплекс программ, необходимых для решения задач САПР ТП. Выделяются следующие виды программного обеспечения:

1.Общее программное обеспечение (используется на этапе разработки систем).

2.Специальное программное обеспечение (используется на этапе функционирования системы).

В настоящее время наблюдается тенденция к использованию стандартных процедур обработки информации и к записи алгоритмов в базе знаний. Алгоритм представленный в процедурном виде - это алгоритм, представленный в виде программ. Алгоритм в виде таблицы записывается на специальном языке и заносится в базу знаний (существует специальная процедура обработки табличных алгоритмов). Алгоритм можно легко менять, однако табличные алгоритмы имеют невысокое быстродействие из-за интерпретирующего характера их выполнения. С каждым годом быстродействие выпускаемых ЭВМ непрерывно увеличивается и относительно невысокое быстродействие табличных алгоритмов становится не слишком заметно, особенно при работе в режиме диалога.

Информационное обеспечение - это информация, которая используется при решении задач САПР ТП. Информационное обеспечение содержит:

Информационная база представляет собой информацию, содержащуюся в книгах, в справочниках, в руководящих материалах и стандартах. Основная информация хранится на магнитных дисках и лентах, а также на CD-ROM. Таким образом, информационная база - это источник информации, который будет записан в базы данных и базы знаний САПР ТПП.

Техническое обеспечение - это технические средства, используемые в САПР ТП (серверы, сетевые средства, провода и т. д.). САПР ТП достаточно сложные системы, для которых нужны мощные персональные машины с большим объемом памяти.

Лингвистическое обеспечение - это совокупность языковых средств, используемых в САПР ТП. В САПР ТП используется большой комплекс различных языков, из которых основными являются следующие:

языки общения с САПР;

языки моделирования объектов и процессов;

языки запросов для поиска в ИПС;

языки для записи алгоритмов и программ;

языки описания данных (структуры данных), используются в СУБД;

языки табличных алгоритмов и баз знаний;

языки описания или моделирования систем.

Организационно-правовое обеспечение - это комплекс документов, в котором зафиксированы функции отдельных подразделений и взаимодействие между ними, а также права и обязанности лиц, эксплуатирующих или сопровождающих САПР ТП.

диалоговое проектирование с использованием баз технологических данных;

проектирование на основе техпроцесса-аналога;

заимствование технологических решений из ранее разработанных технологий;

проектирование с использованием библиотеки технологических решений;

проектирование групповых и типовых технологических процессов;

из общего технологического процесса;

автоматическое проектирование с использованием библиотеки технологических решений.

Состав изделия, а также все разрабатываемые технологии сохраняются в общей базе данных на сервере, что при соответствующем разграничении доступа к информации позволяет организовать коллективную работу над проектами. T-FLEX DOCs позволяет автоматически отслеживать состояние работ над каждым документом, автоматически выдавать задания исполнителям, предоставляет данные для оценки сроков отставания от графика работы, оповещает заинтересованных пользователей о завершении отдельных этапов контролируемых бизнес-процессов.

Таким образом, использование САПР позволяет значительно сократить трудоемкость и сроки технологической подготовки производств, а также повысить качество разрабатываемых технологических процессов.

Система автоматизированного проектирования (САПР) или CAD (англ. Computer-Aided Design ) — программный пакет, предназначенный для создания чертежей, конструкторской и/или технологической документации и/или 3D моделей. Современные системы автоматизированного проектирования (CAD) обычно используются совместно с системами автоматизации инженерных расчетов и анализа CAM (англ. Computer-aided manufacturing — система автоматизированной разработки программ обработки деталей для станков с ЧПУ или ГАПС (Гибких автоматизированных производственных систем)).

Содержание

Компоненты САПР

Выделяют следующие виды обеспечения:

Математическое обеспечение САПР — математические модели, методики и способы их получения
Лингвистическое обеспечение САПР
Техническое обеспечение САПР — устройства ввода, обработки и вывода данных, средства поддержки архива проектных решений, устройства передачи данных
Информационное обеспечение САПР — информационная база САПР, автоматизированные банки данных, системы управления базами данных (СУБД)
Программное обеспечение САПР
Программные компоненты САПР (примером может служить Геометрический решатель САПР)
Методическое обеспечение
Организационное обеспечение

Выбор САПР

Правильный выбор САПР — надежное условие эффективного проектирования. Критерии выбора:

Примеры САПР

Российские САПР

Бесплатные САПР с открытым исходным кодом

САПР не российских производителей

Foran — специализированная судостроительная система автоматизированного проектирования, разработанная фирмой SENER для проектирования и строительства коммерческих и военно-морских судов.
3design CAD — САПР для ювелирного и графического дизайна.
Интех-Раскрой САПР ТП — САПР для автоматизации технологии раскроя листового металла.
Эксперт-СКС — САПР для автоматизации на всех этапах проектирования структурированных кабельных систем, ВОЛС, ЛВС, линейных и магистральных сетей.
Altium Designer — комплексный пакет разработки электронных систем
Allplan BIM — САПР комплексного проектирования, проектирование всех разделов в одной системе.
AutoCAD — самая распространённая САПР не российского производства.
Autodesk Inventor — система трехмерного твердотельного проектирования для разработки сложных машиностроительных изделий.

Specctra — Наиболее известный трассировщик печатных плат

Dietrichs — немецкий САПР/CAM для деревянных построек
Электротехники и АСУТП
интегральных схем и электропроводки.
EPLAN — Мировой лидер в области САПР для Электротехники и АСУТП
IntelliCAD Technology Consortium. Служит платформой для многих САПР, таких как BricsCAD, ProgeCAD,
Magics — САПР для быстрого прототипирования
Parametric Technologies Corp. (PTC)
- Pro/Engineer — универсальная САПР для промышленных компаний — интегрированная система решения математических, инженерно-технических и научных задач
- SolidEdge — 2D/3D CAD-система.
Периодические издания, посвященные САПР
- EDA Express — Журнал о технологиях проектирования и производства электронных устройств. Первое издание — 2000 год. С 2007 года выпускается только в электронном варианте.
- CAD/CAM/CAE Observer — информационно-аналитический журнал на русском языке, освещающий широкий спектр тем и вопросов разработки и применения новейших компьютерных технологий в сфере автоматизации процессов промышленного дизайна (CAID), конструирования (CAE), технологической подготовки производства (CAM) и управления данными (
- CADmaster — Журнал является единственным на сегодня бесплатным изданием для профессионалов в области САПР. Выпуск журнала осуществляется при поддержке Consistent Software.
- САПР и графика — Ежемесячный журнал, посвященный вопросам автоматизации проектирования, компьютерного анализа, технологической подготовки производства и технического документооборота. Выпускается с 1996 года
- isicad - электронный журнал о САПР, ERP, выходящий с 2004 года (сайт).
Примечания

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "САПР" в других словарях:

САПР — система автоматизированного проектирования Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. С. Пб.: Политехника, 1997. 527 с. САПР Союз автопроизводителей России некоммерческое партнёрство авто, организация, РФ Источник:… … Словарь сокращений и аббревиатур

САПР — По ГОСТ 23501.0 79 Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

САПР ТП — САПРТП система автоматизированного проектирования технологических процессов техн. САПР ТП Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. С. Пб.: Политехника, 1997. 527 с … Словарь сокращений и аббревиатур

САПР — система автоматизированного проектирования … Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого

САПР — Система автоматизированного проектирования … Металлургический словарь

сапр — саперная рота … Словарь сокращений русского языка

САПР — система автоматизации проектных работ система автоматизированного проектирования … Словарь сокращений русского языка

САПР НТ \"NORMA\ — система, эксплуатируемая на предприятиях авиационной промышленности с конца 60 х, начала 70 х годов XX столетия. Система предназначена для расчёта норм времени и охватывает: механообрабатывающее производство, сварочное производство, производство… … Википедия

САПР для архитектуры и строительства — В контексте цифрового производства и управления производственными процессами (см. MPM), которое является важной частью концепции управления жизненным циклом изделия (см. PLM), необходимо осуществлять проектирование не самих изделий, а средств их… … Справочник технического переводчика

Читайте также: