Система автоматизированного проектирования

 

Государственный комитет РФ по высшему образованию

ДВГТУ

Электромеханический факультет

 

 

 

Кафедра: Систем автоматизированного проектирования.

 

 

РЕФЕРАТ

 

 

    по теме: СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

                              ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

 

 

V - вариант

 

 

 

 

 

 

 

                                                        Группа: 494

                                               

                                      Выполнил студ.:

                                       Проверил преп. : Столбов А.А.

 

 

   

 

 

 

 

г.Арсеньев

1996

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ.

 

  Увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение сроков проектирования, повышение качества разработки проектов - важнейшие проблемы, решение которых определяет уровень ускорения науно-технического прогресса общества. Развитие систем автоматизированого проектирования (САПР) опирается на прочную научно-техническую базу. Это - современные средства вычислительньной техники, новые способы представления и обработки информа-ции, создание новых численных методов решения инженерных задач и оптимиза-ции. 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 созданы и при-меняются в основном средства и методы, обеспечивающие автоматизацию рутин-ных процедур и операций, таких, как подготовка текстовой документации, преоб-разование технических чертежей, построение графических изображений и  т.д..

 

1.Понятие о системах CAD/CAM/CAE (сквозные  САПР).

 

   Сквозные  системы - это всеобъемлющий набор  средств для автоматизации процессов  и технологической подготовки  производства, а также различных  объек-

тов промышленности.Системы  включают в себя полный набор промышленно  адап-

тированных  и доказавших свою эффективность  программных модулей,  функцио-нально охватывающих анализ и создание чертежей, подготовку производства на всех этапах, а также обеспечивающих высокую функциональную гибкость всего цикла производства.

    Данная  система позволяет выполнять  разработку самых сложных технических  изделий: жгуты электропроводки,  детали из пластмассы, различные   механические

конструкции. Это  достигается с помощью единного набора программных средств

удовлетворяющих специальным требованиям производства.

  Системы  представляют собой не просто  объединенный набор отдельных  програм-

мных решений, а целостную интегрированную  систему взаимосвязанных инструме-нтальных  модулей  способных функционировать на различных технических плат-

формах, взаимодействовать  с другим производственным оборудованием, обраба-тывать данные, полученные путем  достижения разработок  новейшей технологии.

  Системы CAD/CAM/CAE позволяют  в масштабе целого предприятия логически

связывать всю информацию об изделии, обеспечивать быструю обработку  и дос-

туп к ней пользователей  работающих в разнородных системах. Так же они поддер-

живают технологию параллельного  проектирования и функционирования различных подразделений согласовано выполняющих  в рамках единой компьютерной моде-ли операции проектирования, сборки, тестирование изделия, подготовку произ-водства и поддержку изделия в течение всего его жизненного цикла.

    Создаваемая системой  модель основывается на интеграции данных и представ-ляет собой  полное электронное описание изделия, где присутствует, как конструк-

торская, технологическая, производственная  и другие базы данных по изделию.

Это обеспечивает значительное улучшение качества, снижение себестоимости и сокращение сроков выпуска изделия на рынок.

   Каждая система  разрабатывается руководствуясь  задачами объединения и опти-

мизации труда разработчиков  и принимаемых при этом технологий в масштабах всего предприятия  для поддержания данной системой стратегии автоматического

проектирования.

 

2. Классификация ЭВМ.

 

   Технические средства  и общее системное программное  обеспечение являются инструментальной  базой САПР. Они образуют физическую  среду, в которой реализуются  другие виды обеспечения САПР. Инженер, взаимодействуя с этой средой и решая различные задачи проектирования, осуществляет автоматическое

проектирование  технических объектов. Технические  средства и общее програм-мное обеспечение  в процессе проектирования выполняют  и решают такие задачи

как :

        а) ввода исходных данных описания  объекта проектирования;

        б) отображения введенной информации  с целью ее контроля и редактиро- 

            вания;

           в) преобразования информации;

        г) хранение и оперативного  общения проектировщика с системой;

            и многие другие функции.

 

    Для  решения этих задач технические  средства САПР должны содержать  процес-соры, оперативную память, внешние  запоминающие устройства, устройства  ввода-

вывода информации, технические средства машинной графики и многие др. устрой-ства. На сегодняшний день существует очень много разнообразных ЭВМ. Основные технические характеристики по которым ЭВМ разделены на группы это: производи-тельность, емкость оперативного запоминающего устройства, пропускная способ-ность подсистемы ввода-вывода информации, надежность функционирования и др.

ЭВМ, используемые в САПР, можно разделить на две  группы: 1) универсальные общего назначения; 2) специализированные.

Специализированные  ЭВМ предназначены для решения  узкого круга задач проектирования конкретных технических объектов. Можно условно разделить ЭВМ

на группы по цене/производительности, но очень  быстрый прогресс в области разработки вычислительной техники размывают  эту границу, превращая  сегод-нящнюю супер-ЭВМ в простой калькулятор.

    Разделяют  вычислительные машины на супер-ЭВМ,  ЭВМ высокой производи-тельности  и ЭВМ средней производительности, они используются в основном  для решения сложных вычислительных  задач (например, моделирования,  параметри-

ческой оптимизации и т.п.); мини-ЭВМ служат основой для создания типовых проблемно-ориентированных комплексов; персональные ЭВМ предназначены для

текущей повседневной работы инженера; микро-ЭВМ получили широкое распрост-ранение, поскольку  легко встраиваются в различные устройства САПР. Приведем несколько примереров, где можно проанализировать технические характеристики

разных типов  ЭВМ  (таб.1) .

таб.1.

Параметры ЭВМ	Супер-ЭВМ	ЭВМ высо-кой произв.	ЭВМ сред- ней произв.	Супермини-     ЭВМ.	Микро-ЭВМ
Название.	Cray X-MP	IBM-3081	ЕС1046	VAX11/780	СМ  50/60
Производ. млн. опер/сек. максим.	200	14	1,2	1,1	0,15
Разрадность      машинного      слова.	64	32	32	32	16
Емкость ОЗУ,                         байт.	64М	32М	8М	8М	128К

 

   В начале 90-х годов в нашу страну хлынул  большой поток зарубежной вычисли-тельной  техники, произошел резкий скачок в развитии Российского рынка компь-

терной  и оргтехники. Нам стали доступны последние  достижения в мире Hardware, Software, Multimedia. Так  имея денежные средства можно  без лишних усилий приобрести ЭВМ  любого класса и любой конфигурации. Принцип открытой архитектуры, впервые используемый фирмой  IBM, сделал самыми распрост-раненными IBM-совместимые компьютеры. По классам их можно подразделить на офисные компьютеры, сетевые рабочие станции, графические станции, файл-серверы, видео-серверы, компьютеры мультимедиа, Desktop, Laptop. Представители каждой группы имеют различные технические характеристики.

 

    Эти небольшие  на вид машины несут в себе  огромный вычислительный поте-нциал,  который нашел свое применение  в системах автоматизированного  прое-ктирования, анимации, банковского дела, образования и многих других сферах.  Так, например, Cray Research единственная компания, выпускающая вычисли-тельную технику для научных высокопроизводительных вычислений. Современные дорогостоящие ЭВМ содержат по несколько десятков и даже сотен процессоров (например, MasPar MP-2 содержит 16000 процессоров) достигая при этом пиковой производительности в несколько сотен Мфлоп. Простые же ЭВМ содержат обычно один процессор ( процессоры условно подразделяют на поколения 286, 386, 486, 586”Pentium”), несколько мегабайт оперативной памяти (обычно она наращивает-ся), жесткий диск (постоянное запоминающее устройство - “винчестер”, емкость от нескольких Мб до нескольких Гбайт), адаптеры видео-, мульти- и др. (для поддер-жания работы различных устройств, как монитор, винчестер и т. д.). Все перечи-сленные устройства устанавливаются на материнскую плату, к ней от блока пита-ния подается электрическая энергия и ЭВМ может работать. Это конечно не пол-ный состав компьютера (на самом деле он намного сложнее), но уже достаточно, чтобы представить себе его сущность.

 

3. Организационное обеспечение  САПР.

 

  Стандарты по САПР требуют выделения в качестве самостоятельного компонента организационного обеспечения, которое включает в себя положения, инструкции, приказы, штатные расписания, квалифицированные требования и другие документы, регламентирующие организационную структуру подразделений проект-ной организации и взаимодействие подразделений с комплексом средств автоматизированного проектирования. Функционирование САПР возможно только при наличии и взаимодействии перечисленных ниже средств:

    а) математического  обеспечения;

    б) программного  обеспечения;

    в) информационного  обепечения;

    г) технического  обеспечения;

    д) лингвистического обеспечения;

    е) методического  обеспечения;

    ж) комплектование  подразделений САПР профессиональными  кадрами.

 

  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-при-

нципы построения  функциональных моделей, методы численного решения алгебраических и дифференциальных уравнений, постановки экстремальных задач, поиски экстренума. Разрабтка математического обеспечения является самым сложным этапом создания САПР, от которого в наибольшей степени зависят произ-

водительность и эффективность функционирования САПР в целом.

 

Программное обеспечение САПР. Программное обепечение САПР представляет собой совокупность всех программ и эксплуатационной документации к ним, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования. Программное обеспечение делится на общесистемное и специальное (прикладное) ПО. Общесистемное ПО предназначено для организации функционирования техничес-ких средств, т. е. для планирования и управления вычислительным процессом, распределения имеющихся ресурсов, о представлено различными операционными

системами. В специальном ПО реализуется математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных процедур.

 

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. Это создание и использование ЭВМ, графопо-строителей, оргтехники и всевозможных технических устройств, облегчающих процесс автоматизированного проектирования.

 

Лингвистическое обеспечение САПР. Основу составляют специальные языковые средства (языки проектирования). предназначенные для описания процедур автоматизированного проектирования и проектных решений. Основная часть лингвистического обеспечения - языки общения человека с ЭВМ.

 

Методическое  обеспечение САПР. Под методическим обеспечением САПР понимают входящие в её состав документы, регламентирующие порядок ее эксплуатации. Причем документы, относящиеся к процессу создания САПР, не входят в состав методического обеспечения. Так в основном документы методического обеспечения носят инструктивный характер и их разработка является процессом творческим.