Система автоматизированного проектирования

Федеральное агентство  по образованию

Волжский Институт Строительства  и Технологий

Волгоградского Архитектурно-Строительного  Университета

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по «Информатике»

на тему:

“Система автоматизированного проектирования”

 

 

 

 

Выполнил:

студент группы сдм-204

Колесников В.В.

Проверила:

Байдакова Н.В.

 

 

 

Волжский

2005

 

Содержание

Система автоматизированного проектирования (САПР)

Введение           3

Основные компоненты САПР       4

Информационное обеспечение САПР      6

Этапы построения САПР        9

Заключение          11

Литература           12

 

Введение

 

Важным фактором ускорения научно-технического прогресса  является создание и широкое внедрение  в сферу производственной деятельности автоматизированных систем, в том  числе систем автоматизированного  проектирования (САПР).

Развитие САПР требует решения комплекса сложных  научно-технических проблем, связанных  как собственно с разработкой  систем, предназначенных для проектирования конкретных объектов, так и с применением  этих систем для решения практических задач в рамках целостной технологии автоматизированного проектирования.

Я думаю, что необходимым условием широкого и эффективного внедрения методов и средств автоматизации в практику проектирования является простота и доступность их использования проектировщиками. При этом наибольший эффект может быть достигнут, когда автоматизация не ограничивается рамками отдельных процедур или этапов процессов разработки, а охватывает всю деятельность проектно-конструкторских организаций, осуществляющих научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки. Также САПР является системой верхнего уровня, на базе которой формируются и решают возлагаемые на них задачи других систем более низких уровней. В роли таких систем выступают проектные модули, целеполагающими задачами для которых являются проектные операции.

 

 

 

 

 

 

Основные компоненты САПР

 

Основой создания новых  технических изделий и методов  их проектирования всегда служили, с  одной стороны, интуиция и творческое воображение проектировщиков, а  с другой — накопленный и обобщенный опыт и фундаментальные научные знания. Автоматизированное проектирование подразумевает, что, как и раньше, от проектировщика требуется творческое воображение, а накопленный опыт и фундаментальные знания получают «машинную» форму представления и становятся достоянием вычислительной системы — кибернетического напарника проектировщиков.

Таким образом, коллектив  людей, участвующих в процессе проектирования, и вычислительная система являются основными составляющими САПР —  автоматизированной системы, для которой исходной информацией являются технические требования к создаваемому изделию, а результатами функционирования — соответствующие этим требованиям проекты, имеющие к тому же наиболее высокие критериальные показатели.

Для реализации успешного  взаимодействия двух названных составляющих в системе должны также присутствовать организационное и методическое обеспечения.

Необходимость наличия  организационного обеспечения следует, в частности, из условия обобщения  всех ресурсов вычислительной системы  в процессе проектирования. Этот вид обеспечения предназначен для упорядочения использования имеющихся ресурсов при решении задач различными исполнителями. Простейшими примерами элементов организационного обеспечения являются документы, регламентирующие использование содержащейся в системе информации различными проектировщиками, а также расписание использования ресурсов системы для решения различных задач. В более сложных случаях организационное обеспечение может представлять собой данные о приоритетности решаемых в процессе проектирования задач для алгоритмов распределения ресурсов на основе принципов целевого планирования и управления.

Методическое обеспечение  призвано нормализовать взаимодействия людей с вычислительной системой в процессе решения возлагаемых на них задач. Примерами методического обеспечения могут служить различного рода инструкции и руководства по использованию вычислительной системы, ориентированные на различные категории ее пользователей.

В дальнейшем коллектив  людей, участвующих в процессе автоматизированного проектирования, будем определять как организационную систему, в которой заданы функции и взаимоподчиненность каждого члена этого коллектива. Вычислительная система представляется совокупностью входящих в нее составляющих, а именно: комплексом технических (аппаратных) средств, программным и информационным обеспечениями.

Если рассматривать  организационное и методическое обеспечение как среду, через  которую осуществляется упорядоченное  взаимодействие организационной и  вычислительной систем, то в таком случае их назначение в большой степени аналогично программному и информационному обеспечению как среды связи с комплексом технических средств. Поэтому в дальнейшем все названные виды обеспечений (организационное, методическое, программное, информационное) объединим понятием информационной среды, через которую происходит взаимодействие организационной системы с комплексом технических средств в процессе автоматизированного проектирования.

Очевидно, что организационная  система, информационная среда и комплекс технических средств взаимосвязаны. Также очевидна их связь с проектной задачей, для решения которой их и объединяют в единую систему. Так, например, решаемая задача порождает необходимость в специалистах соответствующего профиля и квалификации, что должно найти отражение при определении состава организационной системы. Вычислительная трудоемкость решаемой задачи определяет необходимый для ее решения комплекс технических средств, а ее содержание — программное и информационное обеспечения, которые, в свою очередь, должны также отражать и методику ее решения. Если при этом задача достаточно сложна и требует участия нескольких проектировщиков, то это влечет за собой необходимость наличия соответствующего организационного обеспечения, определяющего, в частности, условия взаимодействия проектировщиков между собой. Эти условия могут контролироваться вычислительной системой и, соответственно, должны быть отражены в ее программном и информационном обеспечениях.

В дальнейшем будем считать, что каждая автоматизированная система определяется следующим набором взаимосвязанных компонент:

• решаемой задачей;
• организационной системой;
• информационной средой в составе программного, информационного, методического и организационного обеспечений-
• техническими средствами.

Отсутствие какой-либо из этих компонент делает описание системы неполным и не гарантирует  ее успешное функционирование.

 

Информационное обеспечение САПР

 

представляет собой как данные о прошлом опыте, так и текущую информацию различного характера, выступающую в качестве исходной при реализации методик и программ. В частности, необходимость обращения к примерам решения проблем, аналогичных возникающим в ходе конкретного процесса проектирования, вызвана стремлением ускорить проектирование, уменьшить возможное число ошибок, повысить качество работ. Сами по себе эти сведения могут выступать лишь в качестве образцов для копирования. Большое значение имеет также наличие информации о физических явлениях и эффектах, используемых при выборе принципа действия проектируемой системы. Кроме того, значительную долю конкретной информации составляют текущие данные, характеризующие состояние проектируемого объекта и протекание процесса проектирования.

В соответствии с этим совокупность данных, входящих в информационное обеспечение САПР можно представить состоящей из двух больших групп элементов первого уровня:

• данные постоянного характера;
• данные временного характера.

Данные постоянного  характера включают информацию, постоянно  хранимую в САПР. Данные этого типа могут дополняться и обновляться. Они могут включать следующие четыре вида данных:

- справочную информацию — данные, необходимые для ведения проектирования (например, таблицы стандартов, нормалей, таблицы характеристик материалов, прототипов и аналогов разрабатываемого объекта, таблицы математических и физических формул);

- архивную информацию — редко используемые массивы данных, а также копии других видов данных, имеющихся в системе;

- библиографическую информацию — данные, необходимые для библиографического сопровождения проекта;

- системную информацию — данные, необходимые для обеспечения функционирования комплекса технических средств и работы служб сопровождения программного, информационного, методического и организационного обеспечений САПР.

Данные временного характера  включают информацию, описывающую в  определенный отрезок времени состояние  конкретных работ, касающихся непосредственно разработки объекта. По завершении этих работ временные данные уничтожаются или переводятся в категорию постоянных. Данные временного характера подразделяются на две группы, каждая из которых представляет собой элемент второго уровня членения компонента «информационное обеспечение»:

- текущая оперативная информация по проекту — исходные, промежуточные данные и результаты ведущейся с помощью технических средств САПР работы;

- текущая организационная информация — данные, связанные с участием в работе по проекту различных подсистем САПР.

Программное обеспечение (ПО) САПР определяется как компонента «информационная среда».

В состав программного обеспечения  входят программы, инвариантные по отношению  к характеру задач, решаемых в  процессе проектирования, и совокупность прикладных программ, ориентированных на решение конкретных проектных задач.

В соответствии с этим все средства, входящие в состав ПО САПР, можно разбить на две  большие группы: инвариантное и проблемно-ориентированное  ПО, которые в этом случае являются компонентами следующего уровня компонента «программное обеспечение».

Инвариантное ПО включает в себя программные средства, обеспечивающие функционирование комплекса технических  средств и общее управление вычислительным процессом. В состав инвариантного ПО САПР входят такие виды средств, являющиеся элементами данного компонента, как, например, операционные системы, программы диагностики и обслуживания комплекса технических средств САПР, сервисные программы. При наличии в составе комплекса технических средств многих ЭВМ в функции инвариантного ПО входят также такие элементы, как управления сетью связи, предварительной обработки сообщений и формирование очередей сообщений, защиты от ошибок и т. п.

Отдельную группу элементов  компонента «инвариантное ПО» составляют программные комплексы управления проблемно-ориентированным ПО и базами данных. Их основу составляют мониторные системы и системы управления прикладными базами данных различного назначения.

Основными элементами проблемно-ориентированного ПО являются пакеты (библиотеки) программ, в которых содержатся в запрограммированном виде:

- математические модели, описывающие проектируемые изделия;

- стандартные математические методы решения различных классов задач численного анализа, оптимизации и т. д.;

- методы и методики выполнения различных проектных процедур.

 

Этапы построения сапр

 

организация автоматизированного проектирования на базе проектных модулей состоит из двух частей:

• формирования проектирующей САПР;
• функционирования сформированной САПР в процессе непосредственного проектирования.

Формирование САПР состоит  в определении сбалансированной совокупности трудовых, материальных и информационных ресурсов, достаточных  для реализации процесса проектирования в рассматриваемой ПКО. Данное формирование базируется, в основном, на оценках, вытекающих из анализа состава и структуры задач, которые необходимо решать в процессе проектирования соответствующих рассматриваемому ПКО изделий, а также ряда ограничений, накладываемых на этот процесс (лимита времени, отводимого на проектирование; достигнутого уровня развития средств вычислительной техники; лимитов по труду и фондов заработной платы, установленных для ПКО и т. п.). Все эти ограничения, как и сами объекты проектирования, с течением времени изменяются. В то же время формируемая САПР в контексте излагаемого подхода является системой с длительным периодом существования. Отсюда можно сделать вывод, что оценки, на базе которых производится формирование САПР, носят существенно прогнозный характер, а сам процесс формирования должен носить эволюционный характер и состоять как из процесса начального формирования, так и процессов модификации и развития существующей системы.

Формирование САПР начинается с обследования проектно-конструкторской  организации, анализа процесса проектирования и формирования технического задания на САПР.

Важным этапом в процессе разработки САПР является построение модели процесса проектирования. Модель должна отражать состав типовых проектных  работ и связей между ними для  класса объектов, на которые ориентирована САПР, устанавливать структуру задач, решаемых на различных этапах проектирования, классифицировать работы, определять источники и характер информации, используемой в процессе проектирования, и т.д. Для анализа процесса проектирования можно использовать сетевые графики, с помощью которых показываются взаимосвязи между работами, исполнителями и затратами.