Системыавтоматизированногопроектирования (САПР) в настоящеевремяполностьюсебяоправдываютиявляютсяво многихслучаяхединственновозможнымиметодамиприконструированииновыхвидовизделий (например, интегральных микросхем).
Подавтоматизациейпроектированияпонимаетсяавтоматизированныйконструкторскийсинтезустройствасвыпуском необходимойконструкторскойдокументации (КД).
Вотличиеотпроектированиявручную, результатыкотороговомногомопределяютсяинженернойподготовкойконструкторов, ихпроизводственнымопытом, профессиональной интуициейит. п., автоматизированноепроектированиепозволяетисключитьсубъективизмприпринятиирешений, значительноповыситьточностьрасчетов, выбратьвариантыдля реализациинаосновестрогогоматематическогоанализа, значительноповыситькачествоконструкторскойдокументации, повыситьпроизводительностьтрудапроектировщиков, снизитьтрудоемкость, существенносократитьсрокиконструкторскойитехнологическойподготовкипроизводствавцикле СОНТ, эффективнееиспользоватьтехнологическоеоборудованиесЧПУ.
ВажнымрезультатомвнедренияСАПРявляютсяисоциологическиефакторы: повышениепрестижностиикультуры трудапризамененеавтоматизированныхметодовавтоматизированными; повышениеквалификацииисполнителей; сокращениечисленностиработников, занятыхрутиннымиоперациями.
НаибольшуюэффективностьотвнедренияСАПРможно получитьприавтоматизациивсегопроцессапроектирования - отпостановкизадачи, выборапредпочтительныхвариантов построенияизделиядотехнологическойподготовкиегопроизводстваивыпуска.
САПРпредставляетсобойорганизационно-техническую систему, состоящуюизкомплексасредствавтоматизациипроектирования, взаимосвязанногоспроектировщикамииподразделениямипроектнойорганизации. Проектировщик (конструктор, технолог) входитвсоставлюбойСАПРиявляетсяее пользователем, таккакбезчеловекаавтоматизированнаясистеманеможетфункционировать. Объектомавтоматизациив САПРявляютсядействияпроектировщиков, разрабатывающих изделияилитехнологическиепроцессы. САПРнельзясоздать внеконкретногопроизводства, накоторомонабудетиспользована.
Комплекссредствавтоматизациивключаетматематическое, лингвистическое, программное, информационное, методическое, организационное, аппаратноеитехническое обеспечение.
Математическоеобеспечениесоставляютматематические методы, моделииалгоритмы, необходимыедляосуществленияавтоматизированногопроектирования.
Лингвистическоеобеспечение - совокупностьспециальныхязыковыхсредствпроектирования, предназначенныхдля общениячеловекастехническимиипрограммнымикомпонентамиСАПР. ПрактикаиспользованияЭВМвпроектировании привелаксозданиюнарядусуниверсальнымиалгоритмическимиязыкамипрограммирования (АЛГОЛ, ФОРТРАНидр.) проблемно-ориентированныхалгоритмическихязыков, специализированныхдляпроектныхзадач. Например, дляавтоматизациивычерчиванияизображенийслужатграфическиеязыкиГП-ЕС, ГРАФОР, РЕДГРАФ, ФАП-КФидр.
Программноеобеспечениеявляетсянепосредственным производнымкомпонентомотматематическогообеспечения ипредставляетсобойкомплексвсехпрограммиэксплуатационнойдокументациикним.
Информационноеобеспечение - этоинформацияопрототипахпроектируемыхизделийилипроцессов, комплектующихизделияхиматериалах, обиспользуемомрежущеминструменте, оправилахинормахпроектирования, атакжелюбая другаясправочнаяинформация, используемаяпроектировщикамидлявыработкипроектныхрешений. Основнаячастьинформационногообеспечениясодержитсявбанкахданных, состоящихизбазданныхисистемуправлениябазамиданных.
Организационноеобеспечениеустанавливаетвзаимодействиепроектирующихиобслуживающихподразделений, ответственностьспециалистовзаопределениевидаработ, приоритетыпользованиясредствамиСАПРидругиерегламенты организационногохарактера. Соответствующийкомплектдокументовсоставляютнеобходимыеинструкции, приказыи штатныерасписания.
Техническоеобеспечение - комплексвсехтехнических средств, используемыхприавтоматизированномпроектированииидляподдержаниясредствавтоматизациивработоспособномсостоянии.
РешающимиусловиямивозможностиицелесообразностисозданияСАПРявляются:
а) единствопринциповпостроенияобъектовпроектирования;
б) высокийуровеньтипизации истандартизацииэлементов, изкоторыхкомпонуютобъекты проектирования;
в) высокийуровеньунификациипроцессов проектирования;
г) большойобъемпроектныхработприиндивидуальныхтребованияхкобъектампроектирования.
Вобщемслучаепроцесспроектированиявключаеттриэтапа: составлениеэскизного, техническогоирабочегопроектов.
Наиболеетворческойявляетсястадияэскизногопроектирования, требующегопримененияинтерактивныхсредствграфики. Сихпомощьюконструкторможетстроитьтрехмерное изображениедеталиимоделироватьтраекториюдвижения инструментадляееобработки (безчертежей).
Техническоепроектированиепредусматриваетисполнение конкретногозамыславзаданноммасштабе, атакжеосуществлениенеобходимыхрасчетов. Здесьиспользуетсязначительныйобъеминформацииостандартныхдеталях, покупных изделияхит. д.
Настадиирабочегопроектированиясоздаютсярабочие чертежиитехническаядокументация. Деталировка, определениеинанесениеразмеров, составлениеспецификацийполностьюформализуютсяимогутвыполнятьсянаЭВМсиспользованиемсредствмашиннойграфики.
Приавтоматизациипроектированиянаиболееважнойявляетсяформализациякаксамогопроцесса, такиегообъекта. Она позволяетпредставитьпроцесспроектированияввидецепочки (набора) последовательно (параллельно-последовательно) выполняемыхпроцедур, прикоторыхинформацияпреобразуется, аисходныевариантыприближаютсякзаданнымпроектнымзадачам. ПриэтомеслипроектымогутбытьсформулированыввидеинформационныхмассивовдляЭВМ, аоператорыпроектирования (определенныепроцедуры, формулы, комплексыпрограмм, стандарты, методики, моделии т. п.) представленыввидепакетамашинныхпрограмм, тотакойпроцессназываютавтоматическойразработкой (генерацией) проекта. ЕслиразработкенаЭВМподлежатлишьнекоторыеподкомплексынаотдельныхстадиях, тотакойпроцесс проектированияназываетсяавтоматизированным. Втомслучае, когдаоператорпроектированияприменимдлярядасистемилиподкомплексов, выполняетсятиповоепроектирование. Нахождение (разработка) такихоператоровявляетсяоднойиз важнейшихзадачпостроениялюбойсистемыпроектирования.
Укрупненныйалгоритмавтоматизированного проектированияизделия
Приавтоматизированномпроектированиисложныхсистем иобъектовприменяетсясистемно-иерархическийподход, когдасампроцессиобъектрасчленяютсянауровни. Наверхнем уровнеотражаютсятолькосамыеобщиечертыиособенности проектируемогообъекта. Накаждомпоследующемуровне разработкистепеньдетализациивозрастает.
Всоответствиисэтапностьюсозданияновойтехникив комплексной (интегрированной) САПРвыделяютсяследующие автоматизированныесистемы: управленияпроцессамипроектирования (АСУПП), проектирования (ДСП), конструирования (АСК), технологическойподготовкипроизводства (АСТПП), управлениятехнологическимипроцессамиизготовления опытныхобразцов (АСУТП), комплексныхиспытанийиобработкиизделий (АСКИО).
Каждаяизфункциональныхсоставляющихбазируетсяна единомкомплексесредствавтоматизациипроектирования, включающихобеспечивающиесистемытипаавтоматизированныхбанковданных (АБД), атакжевычислительнуюсистему, системуинформационногообмена, графическуюсистему исистемуразработкимашинныхпрограмм.
Исходяизособенностейграфическихработизсостава комплекснойСАПРвыделяютввидесамостоятельнойграфическуюподсистему, илиподсистемуавтоматизированного черчения (ПАЧ), обслуживающуювсефункциональныесистемы. Оперативныесредствавыполненияграфическихработ входятвсоставкомплексатехническихсредствкаждойфункциональнойсистемы, имеющейтерминал.
Основуавтоматизациистадииконструкторскойподготовкипроизводствасоставляютдвефункциональныечасти комплекснойСАПР: автоматизированнаясистемапроектирования (АСП) иавтоматизированнаясистемаконструирования (АСК).
АвтоматизированнаясистемапроектированияиспользуетсякакинструментальнаяподсистемаСАПР. Онасоздаетпрограммыавтоматизированногопроектирования, иотееэффективностивзначительноймерезависитэффективностьдействиякомплекснойСАПР. Этасистемавыполняетнесколько видовпроектныхпроцедурнастадияхразработкитехническогозадания, техническихпредложений, эскизногоитехническогопроектирования: анализисходныхданных, формиро ваниетехническиххарактеристик, определениеэффективностиизделиянастадиипроработкиизделия, когдапередпроектировщикомстоитпроблемавыборапрототипабудущей новинкинаосновеупрощеннойматематическоймодели. РезультатомфункционированияАСПявляетсяструктурнаясхемаизделиясданнымирасчетапроектныхпараметров.
Автоматизированнаясистемаконструированияиспользуетсянаэтапахтехническогоирабочегопроектированиядля проведенияуточненныхрасчетовповсемуизделиюиотдельнымегоэлементам, атакжеизготовленияконструкторскойдокументации.
ДляСАПРлюбогоуровнясложностиосновнымструктурным элементомявляетсяфункциональнаяподсистема. Подсистемы обладаютзначительнойфункциональнойавтономностьюиреализуютопределенныйэтап (фрагмент) процессапроектирования. ОднакоСАПРиихподсистемывзаимоувязанысразличнымикомпонентамиинтегрированныхсистемуправленияпредприятиемилиобъединением (рис. 17.3).
1 - управляющиепрограммыдлястанковсЧПУ; 2 - информациядляпланированияи анализапроизводства; 3 - нормативно-справочнаяинформация; 4 - информация обменаданнымивнутриСАПРТПП; 5 - техническаядокументация