Автоматизированное проектирование - часть 1

 

  Главная      Учебники - Производство     

 

поиск по сайту           правообладателям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3   ..

 

 

Автоматизированное проектирование - часть 1

 

 

Автоматизация
проектирования
занимает
особое
место
среди
информационных
технологий
.
Во
-
первых
,
автоматизация
проектирования
синтетическая
дисциплина
,
ее
составными
час
-
тями
являются
многие
другие
современные
информационные
технологии
.
Так
,
техническое
обеспе
-
чение
систем
автоматизированного
проектирования
(
САПР
)
основано
на
использовании
вычисли
-
тельных
сетей
и
телекоммуникационных
технологий
,
в
САПР
используются
персональные
компью
-
теры
и
рабочие
станции
,
есть
примеры
применения
мейнфреймов
.
Математическое
обеспечение
САПР
отличается
богатством
и
разнообразием
используемых
методов
вычислительной
математики
,
статистики
,
математического
программирования
,
дискретной
математики
,
искусственного
интел
-
лекта
.
Программные
комплексы
САПР
относятся
к
числу
наиболее
сложных
современных
про
-
граммных
систем
,
основанных
на
операционных
системах
Unix, Windows-95/NT,
языках
програм
-
мирования
С
,
С
++, Java
и
других
,
современных
CASE-
технологиях
,
реляционных
и
объектно
-
ори
-
ентированных
системах
управления
базами
данных
(
СУБД
),
стандартах
открытых
систем
и
обмена
данными
в
компьютерных
средах
.
Во
-
вторых
,
знание
основ
автоматизации
проектирования
и
умение
работать
со
средствами
САПР
требуется
практически
любому
инженеру
-
разработчику
.
Компьютерами
насыщены
проектные
подразделения
,
конструкторские
бюро
и
офисы
.
Работа
конструктора
за
обычным
кульманом
,
расче
-
ты
с
помощью
логарифмической
линейки
или
оформление
отчета
на
пишущей
машинке
стали
ана
-
хронизмом
.
Предприятия
,
ведущие
разработки
без
САПР
или
лишь
с
малой
степенью
их
использова
-
ния
,
оказываются
неконкурентоспособными
как
из
-
за
больших
материальных
и
временных
затрат
на
проектирование
,
так
и
из
-
за
невысокого
качества
проектов
.
Появление
первых
программ
для
автоматизации
проектирования
за
рубежом
и
в
СССР
относит
-
ся
к
началу
60-
х
гг
.
Тогда
были
созданы
программы
для
решения
задач
строительной
механики
,
ана
-
лиза
электронных
схем
,
проектирования
печатных
плат
.
Дальнейшее
развитие
САПР
шло
по
пути
со
-
здания
аппаратных
и
программных
средств
машинной
графики
,
повышения
вычислительной
эффек
-
тивности
программ
моделирования
и
анализа
,
расширения
областей
применения
САПР
,
упрощения
пользовательского
интерфейса
,
внедрения
в
САПР
элементов
искусственного
интеллекта
.
К
настоящему
времени
создано
большое
число
программно
-
методических
комплексов
для
САПР
с
различными
степенью
специализации
и
прикладной
ориентацией
.
В
результате
автоматиза
-
ция
проектирования
стала
необходимой
составной
частью
подготовки
инженеров
разных
специально
-
стей
;
инженер
,
не
владеющий
знаниями
и
не
умеющий
работать
в
САПР
,
не
может
считаться
полно
-
ценным
специалистом
.
Подготовка
инженеров
разных
специальностей
в
области
САПР
включает
базовую
и
специаль
-
ную
компоненты
.
Наиболее
общие
положения
,
модели
и
методики
автоматизированного
проектирова
-
ния
входят
в
программу
курса
,
посвященного
основам
САПР
,
более
детальное
изучение
тех
методов
и
программ
,
которые
специфичны
для
конкретных
специальностей
,
предусматривается
в
профильных
дисциплинах
.
Данный
учебник
ориентирован
на
базовую
подготовку
студентов
различных
инженерных
специ
-
альностей
в
области
САПР
.
KD:9:
)
является
вводной
.
Здесь
даны
начальные
сведения
о
процессе
проектирования
техниче
-
ских
объектов
,
изложены
основные
понятия
системотехники
,
пояснены
структура
САПР
и
ее
место
в
ряду
других
промышленных
автоматизированных
систем
.
KD:9:
2
посвящена
техническому
обеспечению
САПР
,
основное
внимание
уделено
локаль
-
ным
и
корпоративным
вычислительным
сетям
.
Рассмотрены
наиболее
распространенные
типы
ло
-
кальных
сетей
,
методы
доступа
,
протоколы
и
характеристики
каналов
передачи
данных
в
вычис
-
лительных
сетях
.
&
.
+
.
)
"#$%!#&’&($"!))$* +($*,#&($"!)&*
3
+
(*A&:@$"&*
+
(*A&:@$"&*
В
@D:9.
3
содержатся
сведения
о
моделях
и
методах
,
используемых
для
анализа
проектных
ре
-
шений
на
различных
иерархических
уровнях
,
начиная
с
метода
конечных
элементов
для
анализа
по
-
лей
физических
величин
и
кончая
основами
имитационного
моделирования
систем
массового
обслу
-
живания
.
Кратко
изложены
подходы
к
геометрическому
моделированию
и
обработке
графической
ин
-
формации
для
ее
визуализации
.
Методы
параметрического
и
структурного
синтеза
проектных
решений
изложены
в
@D:9.
4
.
Дан
обзор
критериев
оптимальности
и
методов
математического
программирования
для
расчета
опти
-
мальных
значений
проектных
параметров
.
Пояснены
трудности
формализации
структурного
синтеза
и
охарактеризованы
перспективные
методы
его
выполнения
.
В
@D:9.
5
представлена
общая
структура
программного
и
информационного
обеспечения
САПР
.
Основное
внимание
уделено
обслуживающим
подсистемам
,
в
том
числе
CASE-
подсистемам
разра
-
ботки
программного
обеспечения
.
KD:9:
6
знакомит
читателя
с
современными
средствами
концептуального
проектирования
слож
-
ных
систем
,
с
подходами
к
созданию
интегрированных
систем
проектирования
и
управления
на
базе
IDEF
методик
и
стандартов
STEP.
В
38+D4L.0++
приведены
краткие
сведения
о
важных
международных
стандартах
в
области
ин
-
формационной
поддержки
проектирования
и
производства
промышленной
продукции
.
&
.
+
.
)
"#$%!#&’&($"!))$* +($*,#&($"!)&*
4
"4./.90.
4
64=3B6=0C0-346993.
;-3.<=0-34690.
)
.
)
.
*+,-./012
345645
7
384.7-+849:0+;
"40>-+.
+0L
.0.804@
4
384.7-+84
9:0+>
.
!"#$%&’"#()*’$
технического
объекта
создание
,
преобразование
и
представление
в
принятой
форме
образа
этого
еще
не
существующего
объекта
.
Об
-
раз
объекта
или
его
составных
частей
может
создаваться
в
воображении
человека
в
результате
твор
-
ческого
процесса
или
генерироваться
в
соответствии
с
некоторыми
алгоритмами
в
процессе
взаимо
-
действия
человека
и
ЭВМ
.
В
любом
случае
инженерное
проектирование
начинается
при
наличии
вы
-
раженной
потребности
общества
в
некоторых
технических
объектах
,
которыми
могут
быть
объекты
строительства
,
промышленные
изделия
или
процессы
.
Проектирование
включает
в
себя
разработку
технического
предложения
и
(
или
)
технического
задания
(
ТЗ
),
отражающих
эти
потребности
,
и
реа
-
лизацию
ТЗ
в
виде
проектной
документации
.
Обычно
ТЗ
представляют
в
виде
некоторых
документов
,
и
оно
является
’+,#-*./
(
0$"(’1*./
)
#0’+)*’$/
#23$%&)
.
Результатом
проектирования
,
как
правило
,
служит
полный
комплект
документации
,
содержащий
достаточные
сведения
для
изготовления
объекта
в
заданных
условиях
.
Эта
документация
и
есть
0"#$%&
,
точнее
#%#*1)&$45*#$
#0’+)*’$
объекта
.
Более
коротко
,
проектирование
процесс
,
за
-
ключающийся
в
получении
и
преобразовании
исходного
описания
объекта
в
окончательное
описание
на
основе
выполнения
комплекса
работ
исследовательского
,
расчетного
и
конструкторского
характера
.
Преобразование
исходного
описания
в
окончательное
порождает
ряд
промежуточных
описаний
,
подводящих
итоги
решения
некоторых
задач
и
используемых
для
обсуждения
и
принятия
проектных
решений
для
окончания
или
продолжения
проектирования
.
Проектирование
,
при
котором
все
проектные
решения
или
их
часть
получают
путем
взаимодей
-
ствия
человека
и
ЭВМ
,
называют
)(&#/)&’6’"#()**./
,
в
отличие
от
"71*#8#
(
без
использования
ЭВМ
)
или
)(&#/)&’1$+%#8#
(
без
участия
человека
на
промежуточных
этапах
).
Система
,
реализую
-
щая
автоматизированное
проектирование
,
представляет
собой
+’+&$/7
)(&#/)&’6’"#()**#8#
0"#$%
-
&’"#()*’9
(
в
англоязычном
написании
CAD System — Computer Aided Design System
).
Автоматическое
проектирование
возможно
лишь
в
отдельных
частных
случаях
для
сравнительно
несложных
объектов
.
Превалирующим
в
настоящее
время
является
автоматизированное
проектирование
.
Проектирование
сложных
объектов
основано
на
применении
идей
и
принципов
,
изложенных
в
ряде
теорий
и
подходов
.
Наиболее
общим
подходом
является
системный
подход
,
идеями
которого
пронизаны
различные
методики
проектирования
сложных
систем
.
"8+0=+31
,+,-./04@
4
34
56
4
5:
.
Основные
идеи
и
принципы
проектирования
сложных
систем
выражены
в
системном
подходе
.
Для
специалиста
в
области
системотехники
они
являются
очевидны
-
ми
и
естественными
,
однако
их
соблюдение
и
реализация
зачастую
сопряжены
с
определенными
трудностями
,
обусловливаемыми
особенностями
проектирования
.
Как
и
большинство
взрослых
обра
-
зованных
людей
,
правильно
использующих
родной
язык
без
привлечения
правил
грамматики
,
инже
-
неры
используют
системный
подход
без
обращения
к
пособиям
по
системному
анализу
.
Однако
инту
-
итивный
подход
без
применения
правил
системного
анализа
может
оказаться
недостаточным
для
ре
-
шения
все
более
усложняющихся
задач
инженерной
деятельности
.
Основной
общий
принцип
системного
подхода
заключается
в
рассмотрении
частей
явления
или
сложной
системы
с
учетом
их
взаимодействия
.
:’+&$/*.;
0#-,#-
(%4<1)$&
(
+$29
(.9(4$*’$
+&"7%
-
&7".
+’+&$/.
,
&’0’6)=’<
+(96$;
,
#0"$-$4$*’$
)&"’27&#(
,
)*)4’6
(4’9*’9
(*$>*$;
+"$-.
.
Системный
подход
рассматривают
как
направление
научного
познания
и
социальной
политики
.
Он
является
базой
для
обобщающей
дисциплины
?$#"’9
+’+&$/
(
другое
используемое
название
С
’+&$/*.;
)*)4’6
).
?$#"’9
+’+&$/
-’+=’04’*)
,
(
%#&#"#;
%#*%"$&’6’"7<&+9
0#4#@$*’9
+’+
-
&$/*#8#
0#-,#-)
;
#*)
0#+(9A$*)
’++4$-#()*’<
0"#$%&’"#()*’<
+4#@*.,
B%#*#/’1$+%’,
,
+#=’)45
-
*.,
,
&$,*’1$+%’,
+’+&$/
,
1)A$
(+$8#
+4)2#+&"7%&7"’"#()**.,
.
Характерными
примерами
таких
си
-
стем
являются
производственные
системы
.
При
проектировании
систем
цели
достигаются
в
многоша
-
говых
процессах
принятия
решений
.
Методы
принятия
решений
часто
выделяют
в
самостоятельную
дисциплину
,
называемую
?$#"’9
0"’*9&’9
"$>$*’;
”.
&
.
+
.
)
"#$%!#&’&($"!))$* +($*,#&($"!)&*
5
5
@!"!
7