2. Общесистемные принципы создания сапр

Деятельность по созданию САПР во многом определяется рядом общесистемных принципов, к которым относят принципы сов­местимости, системного единства, стандартизации и развития.

Принцип совместимости заключается в том, что языки, символы, коды, информационные и технические характеристики структурных свя­зей между подсистемами, средствами обеспечения и их компонентами должны быть согласованы так, чтобы обеспечивалось совместное функ­ционирование подсистем, и сохранялась открытая структура системы в целом. При создании САПР необходимо рассматривать:

• совместимость неавтоматизированного и автоматизированного проек­тирования, позволяющую осуществить постепенный переход к автоматизированному проектированию;

• совместимость подсистем САПР по средствам автоматизированного проектирования, обеспечивающих как автономное функционирование подсистем САПР, так и в составе всей системы в целом;

• совместимость САПР с внешней средой (другими автоматизированными системами, АСУП, АСУТП).

Принцип системного единства заключается в том, что на всех стадиях создания САПР, а также при ее функционировании целостность системы должна достигаться за счет учета связей между подсистемами САПР. Разработка всех видов обеспечения должна вестись таким обра­зом, чтобы при функционировании САПР все компоненты составляли целостное образование - систему, свойства которой не сводятся к сумме свойств отдельных компонентов.

Принцип стандартизации заключается в проведение унификации, типизации и стандартизации компонентов и комплексов средств авто­матизации, а также в установлении правил с целью упорядочения дея­тельности в области создания и функционирования САПР. САПР должна разрабатываться таким образом, чтобы возможно большая часть входя­щих в ее состав средств автоматизации проектирования обеспечивала при их реализации высокую универсальность САПР, т.е. возможность использования комплекса средств автоматизации без существенных пе­ределок и доработок при смене объекта проектирования в рамках од­ного класса.

Принцип развития заключается в том, что САПР должна создавать­ся и функционировать как развивающаяся система, допускающая попол­нение, совершенствование и обновление комплексов средств автомати­зации и видов обеспечения.

Процесс создания САПР в силу своей сложности не может быть реализован с получением сразу конечного результата требуемого ка­чества. Необходим контроль качества промежуточных результатов ра­бот по стадиям.

Стадия - это структурно-законченная часть процесса создания САПР, которая завершается контролем выполнения работ и утвержде­нием документов, в которых изложены результаты работ.

В процессе со­здания САПР выделяют следующие стадии:

• предпроектный период;

• моделирование объекта и процесса проектирования;

• алгоритмизация и программирование;

• лабораторная и производственная проверка отдельных технических решений и программ;

• внедрение системы в производство.

В предпроектный период для определений объема работ по созда­нию САПР производится обследование предприятия и разработка исход­ных данных, включаемых в техническое задание на систему, осуществляется исследование реального тради­ционно сложившегося процесса проектирования вручную. Производит­ся его дифференциация на ряд более простых технических операций (подзадач), рассмотрение каждой подзадачи как комплекса взаимо­увязанных работ, выявление возможностей их реализации с помощью ЭВМ.

Эти возможности выявляются путем моделирования самого объ­екта проектирования и процесса проектирования, т.е. предпринимается попытка автоматизировать процесс проектирования, не меняя его технологии. В случае неудовлетворительного резуль­тата создается новая технология (способ) проектирования, удоб­ная для реализации на ЭВМ.

Основой автоматизированного проектирования является математическое моделирование процесса и объекта проектирования. Так, в технологическом проектировании чаще всего используются структурные модели объектов проектирования, отражаю­щие их состав и взаимосвязь, которые могут иметь форму таблиц (матриц), графов, списков и т.п. Моделирование процесса проекти­рования представляет собой математическое описание проектных процедур и операций, разработку алгоритмов и написание программ.

При внедрении системы в производство важнейшее значение приобретает опытное функционирование системы с целью определения ее надежности, удобства взаимодействия с ней, а также полнота решаемых задач. Важнейшей работой данной стадии создания САПР является обучение специалистов-пользователей автоматизированному проекти­рованию.

Развитие CAIIР происходит в направлении повышения степени автоматизации проектирования. Однако работа в режиме диалога в САПР остается необходимой в связи с тем, что полностью про­цесс проектирования сложных систем формализовать не удается, а участие человека в ряде случаев позволяет ускорить принятие решения.

Задачи технологического и конструкторского проектирования бывают двух видов: формализованные и неформализованные. К задачам первого вида относит­ся выполнение расчетов по известным формулам, например, определе­ние оптимальной мощности потоков, расчет технико-экономических показателей, расчет и построение базовых конструкций одежды и т.п. Для таких задач нетрудно составить алгоритм, позволяющий проводить решение с помощью компьютерных технологий проектирования. Формализованные задачи были одними из первых, для которых разработаны методы их решения на ЭВМ.

Однако большую часть технологического и конструкторского проектирования состав­ляют неформализованные задачи, для которых нет формальных методов решения, т.е. невозможно без привлечения опыта и интуиции техноло­га или конструктора получить необходимые решения. Пример таких задач - выбор мето­дов обработки, планировочного решения, получение конструкций изделий с оптимальными параметрами и др.

Чтобы применить ЭВМ в решении таких задач, необходимо их форма­лизовать, т.е. описать математически. С этой целью необходимо установить структуру процесса технологи­ческого проектирования, выяснить, каким образом технолог или конструктор принима­ет конкретное решение, какими методологическими принципами он пользуется.

Рассмотрим этапы решения проектной задачи на примере выбора методов обработки.

На первом этапе осуществляется сбор и изучение исходных дан­ных для проектирования. Для указанной задачи ими являются внешний вид изделия (узла), конструкция деталей, применяемые материалы и т.д. Эти сведения отражают задание на проектирование. К исходным данным относятся также производственные условия: имеющиеся парк оборудования, спецприспособлений, материалы и т.п. На втором этапе выполняется предварительное проектирование возможных вариантов решения задачи, т.е. возможных методов обработки. На третьем этапе возможные варианты подвергаются анализу и логической оценке с целью выбора из них наиболее приемлемого для конкретных производственных условий. Данный этап называется оптимизацией проектного решения.

Такой методологический подход к решению задач технологическо­го и конструкторского проектирования является единым для большинства неформализованных задач. Для передачи компьютеру функций технолога-проектировщика или конструктора-проектировщика необ­ходимо смоделировать их деятельность по решению конкретной задачи. Специалист чаще всего не изобретает новых методов, а пытается применить извест­ные, апробированные решения. Формально задачу можно сформулировать следующим образом: имеется ряд типовых решений и из них необходимо выбрать оптимальное решение для заданных условий.

Принцип выбора типового решения открывает широкие возможности для автоматизации технологического и особенно конструкторского проектирования. Для этого доста­точно описать каким-либо образом весь набор типовых решений задачи, а также условия применения каждого из них, тогда процесс выбора мо­жет делать компьютер.