Что такое САПР

Министерство образования  и науки Российской Федерации

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт энергетики и транспортных систем

Электромеханическое отделение

Отдел заочного обучения

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

            на тему:   САПР что это такое?_______________________________________

 

            по дисциплине:  САПР __________________________________________________

 

 

 

 

Выполнил: студент гр. з 33214/22 _____________________/ Ковзелев М.С./                                                                            (И. О. Фамилия)

Проверил:                       ____________/ Хомицевич Н.А. /                                                                             (И. О. Фамилия)

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2014г.

Содержание.

Предисловие……………………………………………………………………………………..3

Общие положения……………………………………………………………………………….4

Основные принципы создания САПР…………………………………………………………5

Цель создания САПР…………………………………………………………………………...6

Состав и структура САПР……………………………………………………………………...7

Отображение процесса проектирования в программное обеспечение САПР……………...9

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………….……………………………….15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предисловие.

 

                   Автоматизация проектирования занимает особое место среди информационных технологий.

                   Во-первых, автоматизация проектирования — синтетическая дисциплина, ее составными частями являются многие другие современные информационные технологии. Так, техническое обеспечение систем автоматизированного проектирования (САПР) основано на использовании вычислительных сетей и телекоммуникационных технологий, в САПР используются персональные компьютеры и рабочие станции, есть примеры применения мейнфреймов. Математическое обеспечение САПР отличается богатством и разнообразием используемых методов вычислительной математики, статистики, математического программирования, дискретной математики, искусственного интеллекта. Программные комплексы САПР относятся к числу наиболее сложных современных программных систем, основанных на операционных системах Unix, Windows-95/NT, языках программирования С, С++, Java и других, современных CASE-технологиях, реляционных и объектно-ориентированных 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, расчеты с помощью логарифмической линейки или оформление отчета на пишущей машинке стали анахронизмом. Предприятия, ведущие разработки без САПР или лишь с малой степенью их использования, оказываютс 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 относится к началу 60-х гг. Тогда были созданы программы для решения задач строительной механики, анализа электронных схем, проектирования печатных плат. Дальнейшее развитие САПР шло по пути создания аппаратных и программных средств машинной графики, повышения вычислительной эффективности 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 автоматизация проектирования стала необходимой составной частью подготовки инженеров разных специальностей; инженер, не владеющий знаниями и не умеющий работать в САПР, не может считаться полноценным специалистом.

Подготовка инженеров разных специальностей в области САПР включает базовую и специальную компоненты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общие положения.

 

                  Любое промышленное изделие (например, автомобиль, подшипник, рельс и т.д.) имеет два вида существования: внутри предприятия (от проектирования до изготовления) и вне его (с момента реализации и до истечения срока эксплуатации в конкретных условиях). Очевидно, что прежде чем изготовить некий материальный объект (тот же автомобиль, подшипник, рельс т. д.), проектировщик (конструктор) должен наглядно изобразить этот объект, который предметно еще не существует, а является пока лишь продуктом его интеллектуальной деятельности. Другими словами, проектно-конструкторский процесс определяет будущее изделие, необходимость появления которого обусловлена объективными предпосылками. Техническое творчество тесно связано и с наукой, и с производством. Конструктор обязан знать и использовать данные основных физических, математических и других научных дисциплин, должен учитывать возможности современного производства. Кроме того, техническое творчество в функционально-эстетическом плане связано с искусством, так как конструктор обязан обеспечить своему изделию современный дизайн.

                 Проектно-конструкторскую деятельность в самом общем виде можно условно разделить:

                •       на проектирование — творческое предопределение будущего технического устройства или технологического метода, при котором расчетами, эскизами или экспериментально делается предварительная проработка;

                •       результат —  обоснование для последующего  конструирования устройства пли  разработки метода;

                •       конструирование  — определение посредством изображения замысла технического устройства;

                •       результат —  получение чертежей нового изделия  или нового

технологического процесса.

                Конструирование, в свою очередь, разделяется на два вида деятельности: эскизное проектирование и оформление. При эскизном проектировании (как правило, с использованием прототипов) определяется принцип действия разрабатываемого изделия, а при оформлении выполняется полный комплект документации для его изготовления.

                Системы Автоматизированного Проектирования — автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности. Также для обозначения подобных систем широко используется аббревиатура САПР.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные принципы создания САПР.

 

                  Различные возможности и границы применения вычислительной техники для автоматизации проектирования определяются уровнем формализации научно-технических знаний в конкретной отрасли. Чем глубже разработана теория того или иного класса технических систем, тем большие возможности объективно существуют для автоматизации процесса их проектирования.

                  Применение ЭВМ при проектно-конструкторских  работах в своем развитии прошло  несколько стадий и претерпело  значительные изменения. С появлением  вычислительной техники был сделан акцент на автоматизацию проектных задач, имеющих четко выраженный расчетный характер, когда реализовывались методики, ориентированные на ручное проектирование. Затем, по мере накопления опыта, стали создавать программы автоматизированных расчетов на основе методов вычислительной математики (параметрическая оптимизация, метод конечных элементов и т.п.). С внедрением специализированных терминальных устройств появляются универсальные программы для ЭВМ для решения как расчетных, так и некоторых рутинных проектных задач (изготовление чертежей, спецификаций, текстовых документов и т.п.). В последние годы большое внимание уделяется автоматизации расчетно-конструкторских работ при проектировании типовых узлов и агрегатов, когда синтез конструкции проводится эвристический, а основные параметры выбираются и оптимизируются в интерактивном режиме диалога проектировщика и ЭВМ.

                  Однако, на всех этих стадиях  автоматизации проектирования инженеру  помимо изучения инструкций по  эксплуатации и написанию программ приходится познавать ряд по сути дела ненужных ему подробностей системных программ и языков программирования. Кроме того, при использовании в проектировании специализированных по объектам разрозненных пакетов прикладных программ (ППП) инженер вынужден каждый раз вновь кодировать и вводить информацию согласно инструкции ППП. Отмеченные недостатки приводят к тому, что частичная («позадачная») автоматизация не оказала существенного влияния на повышение качества и производительности проектирования технических систем и средств в целом.

                  Решение проблем автоматизации  проектирования с помощью ЭВМ  основывается на системном подходе,  т.е. на создании и внедрении  САПР — систем автоматизированного  проектирования технических объектов, которые решают весь комплекс задач от анализа задания до разработки полного объема конструкторской и технологической документации. Это достигается за счет объединения современных технических средств и математического обеспечения, параметры и характеристики которых выбираются с максимальным учетом особенностей задач проектно-конструкторского процесса. САПР представляет собой крупные организационно-технические системы, состоящие из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями конкретной проектной организации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цель создания САПР.

 

                    Под автоматизацией проектирования  понимают систематическое применение  ЭВМ в процессе проектирования  при научно обоснованном распределении  функций между проектировщиком и ЭВМ и научно обоснованном выборе методов машинного решения задач.

                    Цель автоматизации — повысить  качество проектирования, снизить  материальные затраты на него, сократить сроки проектирования  и ликвидировать рост числа  инженерно-технических работников, занятых проектированием и конструированием.

Научно обоснованное распределение  функций между человеком и  ЭВМ подразумевает, что человек  должен решать задачи, носящие творческий характер, а ЭВМ — задачи, решение  которых поддается алгоритмизации.

                    Существенным отличием автоматизированного  проектирования от не автоматизированного  является возможность замены  дорогостоящего и занимающего  много времени физического моделирования  — математическим моделированием. При этом следует иметь в виду одно важнейшее обстоятельство: при проектировании число вариантов необозримо. Поэтому нельзя ставить задачу создания универсальной САПР, а необходимо решать вопросы проектирования для конкретного семейства машин.

                    Для создания САПР необходимо:

-совершенствовать проектирование  на основе применения математических  методов и средств вычислительной  техники;

автоматизировать процессы поиска, обработки и выдачи информации;

-использовать методы оптимального  и вариантного проектирования, применять эффективные, отражающие существенные особенности, математические модели проектируемых объектов, комплектующих изделий и материалов;

-создавать банки данных, содержащих  систематизированные сведения справочного  характера, необходимые для автоматизированного проектирования объектов;

-повышать качество оформления  проектной документации;

-повышать творческую долю труда  проектировщиков за счет автоматизации  не творческих работ;

-унифицировать и стандартизовать  методы проектирования;

-подготавливать и переподготавливать  специалистов;

реализовывать взаимодействие с автоматизированными  системами различного уровня и назначения.

                     Комплекс средств автоматизации  проектирования включает методическое, лингвистическое, математическое, программное, техническое, информационное и организационное обеспечение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Состав и структура САПР.

 

              Как и любая сложная система,  САПР состоит из структурных  единиц: программно-методических комплексов, программно-технических комплексов и подсистем.

              Программно-методический комплекс  – взаимосвязанная совокупность  некоторых частей программного, методического и информационного  обеспечения, необходимая для  получения законченного проектного  решения по объекту проектирования или для выполнения определенных унифицированных процедур.

              Программно-технический комплекс  – взаимосвязанная совокупность  программно-методических комплексов, объединенных по некоторому признаку, и средств технического обеспечения САПР. Понятие ПМК относится к программным средствам, а понятие ПТК – к вычислительным системам, объединяющим аппаратные и программные средства и предназначенным для применения в САПР.

               Программно-методический и программно-технический  комплексы представляют собой промышленный продукт, разрабатываемый, изготовляемый и поставляемый для создания и развития САПР на предприятиях заказчиков.

 

               Подсистема САПР – это составная  структурная часть САПР, обладающая  всеми свойствами системы  и являющаяся самостоятельной системой, способной реализовывать подцели, направленной на достижение общей цели системы. Различают подсистемы проектирующие и обслуживающие.