Направления разработки проектной составляющей сапр

Направления разработки проектной составляющей САПР должны соответствовать ключевым направлениям развития проектируемых технических систем: прежде всего разрабатываются те САПР, внедрение которых в наибольшей степени повысит эффективность проектируемой системы. Особенности конкретной САПР определяются особенностями этапа проектирования, который она призвана автоматизировать: целями и задачами, которые необходимо решить на определенном этапе проектирования, особенностями процесса проектирования на этом этапе, возможными изменениями в технологии проектирования при внедрении САПР, этапностью разработки и внедрения САПР.

Очевидно, что в наибольшей степени влияет на эффективность создаваемой системы начальный этап проектирования – этап формирования концепции системы: от концепции и выбранного облика больше всего зависит эффективность системы и ошибки в формировании облика системы трудно исправимы на последующих этапах.

Автоматизация начального этапа проектирования (внешнего проектирования) – этапа формирования облика системы – наиболее важное направление разработки САПР. Несмотря на то, что стоимость этого этапа мала, здесь большую роль играет цена возможной ошибки, которую нельзя исправить на последующих этапах, и которая влияет на эффективность системы.

Важность автоматизации работ начального, концептуалльного этапа проектирования демонстрирует статистика оценки цены одной ошибки на различных этапах производства: $1 – на этапе концептуального проектирования, $10 - конструкторской проработки, $100 - изготовления макета изделия, $1000 - проектирования технологической оснастки, $10 000 - изготовления оснастки, $100 000 - выпуска установочной серии, $1000 000 – серийного производства.

Особенности этого этапа проектирования: большое количество разнообразных альтернативных вариантов, большой объем расчетных работ, разнообразие задач и математических моделей.

Автоматизация чертежных работ, инженерных расчетов, внедрение методов вычислительной математики существенно усовершенствовали проектные процедуры (задачи анализа), свели к минимуму возможные ошибки расчетов, но до сих пор не решена главная задача этапа внешнего проектирования – автоматизация синтеза – формирования облика системы.

Даже в Японии на начальной стадии проектов "все еще по большей части полагаются на неформальный подход - карандаш и бумагу".

Отсюда задачи автоматизации проектирования – выполнение рутинной работы, информационное обеспечение проектирования. Эти системы должны включать в себя развитые средства накопления и использования знаний, возможности параллельного ведения проектов, разделения по стадиям, подсистемам и т.д. Они должны обеспечивать хранение и доступ к информации; поддерживать логические связи; обеспечивать многофункциональную среду проектирования, предполагающую быстрый, легкий и надежный обмен проектными данными.

Создание единой САПР формирования облика системы в отличие от более поздних этапов проектирования практически невозможно – речь может идти об информационном обеспечении и автоматизации отдельных проектных процедур с учетом возможности их адаптации к будущим изменениям при проектировании других подобных объектов.

Как нет единой теории проектирования, так и не может быть создана единая САПР для проектирования любых объектов, – на основе общих системных подходов для каждого типа объектов строятся отдельные подсистемы САПР, ориентированные на определенные задачи конкретного этапа проектирования. Разработка единой САПР даже для одного вида объекта для начального этапа проектирования практически невозможна, да и нецелесообразна в силу большой размерности задачи.

При этом особую важность приобретает выбор направлений разработки САПР и совокупности решаемых с использованием САПР задач.

Необходима разработка отдельных, слабо взаимосвязанных подсистем с максимальным использованием опыта разработки аналогичных подсистем САПР, созданных для проектирования объектов предыдущих поколений. Практически это может быть осуществлено, если каждая подсистема САПР будет разрабатываться с учетом возможного ее будущего использования для проектирования родственных объектов или объектов следующего поколения. Причем, каждая подсистема дорабатывается с учетом новых особенностей проектируемого объекта (построена по открытой схеме). Принципы построения каждой вновь вводимой подсистемы должны разрабатываться на основе общих принципов построения САПР с максимальным выделением инвариантных компонент в каждом из обеспечений САПР. Информационное, техническое, организационное обеспечения САПР могут быть полностью инвариантными при разработке каждой новой подсистемы они, при необходимости, могут расширяться и дорабатываться под новые требования.

Понимание важности анализа информации при изготовлении высокотехнологичных изделий приводит к пониманию необходимости перехода к новым, информационным технологиям проектирования и производства.

Именно это формирует объективные предпосылки целесообразных направлений развития САПР в широком смысле этого понятия.

Инженерный труд, как традиционно не связанный с торговыми операциями, оплачивается низко, сейчас тем более - вкладывание средств в автоматизацию инженерного труда (освобождения от тяжелой рутинной работы, улучшения качества проекта и уменьшение стоимости проектных работ, быстрое получение более дешевых чертежей) не эффективно.

Но современное проектирование сложных объектов может быть выполнено только при:

полном представлении всей сложности объекта во всех деталях,

предоставлении разным исполнителям различной, но взаимоувязанной информации (в связи с разделением труда),

предоставлении возможности анализа функционирования объекта в различных условиях применения.

САПР сложного объекта, вообще не может быть создана в виде программы, только обрабатывающей данные: необходимо электронное моделирование объекта и условий его функционирования с механизмом обмена информацией – необходим глобальный переход от бумажного описания объекта к структурированной электронной информации.

Таким образом, автоматизация инженерного труда может стать целью создания САПР на современном этапе только лишь как промежуточный этап – подготовка предпосылок для перехода к повсеместной электронной информации, которая в будущем станет основой производства (как сейчас бумажные носители информации).

Именно эта комплексная цель и является стратегической основой развития современных САПР. Выбирать можно лишь между тактическими моментами при решении вопросов, связанных с автоматизацией инженерного труда. Стратегически выбора нет - так же как когда-то не было выбора при переходе в проектировании от словесного описания (от отца к сыну) на бумажные носители.

Современное развитие САПР – это только тактические решения, которые принципиально не ведут к прорывным технологиям.