САПР
Зміст
Основні відомості
Систе́ма автоматизо́ваного проектува́ння (САПР) — автоматизована система, призначена для автоматизації технологічного процесу проектування виробу, кінцевим результатом якого є комплект проектно-конструкторської документації, достатньої для виготовлення та подальшої експлуатації об'єкта проектування. Процес автоматизованого проектування реалізується на базі спеціального програмного забезпечення, автоматизованих банків даних, широкого набору периферійних пристроїв.
САПР забезпечує створення, зберігання і обробку моделей геометричних об'єктів і їх графічне зображення за допомогою комп'ютера.
В автоматизованому проектуванні загальноприйнятими є скорочені терміни:
CAD (англ. Computer-aided design) — технологія автоматизованого проектування;
CAM (англ. Computer-aided manufacturing) — технологія автоматизованого виробництва;
CAE (англ. Computer-aided engineering) — технологія автоматизованої розробки;
CAPP (англ. computer - aided process planning) - засоби автоматизації планування технологічних процесів, вживані на стику систем CAD і CAM.
CALS (англ. Continuous Acquisition and Life cycle Support) — постійна інформаційна підтримка поставок і життєвого циклу.
Автоматизоване проектування (computer-aided design – CAD) є технологією суть якої полягає у використанні комп’ютерних систем для полегшення створення, змін, аналізу і оптимізації проектів. Таким чином, будь-яка програма, що працює з комп’ютерною графікою, так само як і будь-який додаток використовуваний в інженерних розрахунках, відноситься до систем автоматизованого проектування.
Автоматизоване виробництво (computer-aided manufacturing – САМ) – це технологія, що полягає у використанні комп’ютерних систем для планування, управління і контролю операцій виробництва через прямий або непрямий інтерфейс з виробничими ресурсами підприємства. Одним з найбільш широко застосовуваних підходів до автоматизації виробництва є числове програмне управління (ЧПУ, numerical control – NC).
Автоматизоване конструювання (computer-aided engineering – САЕ) – полягає у використанні комп’ютерних систем для аналізу геометрії CAD, моделювання і вивчення поведінки виробу для удосконалення і оптимізації його конструкції. Засоби САЕ можуть здійснювати багато різних варіантів аналізу. Програми для кінематичних розрахунків, здатні визначати траєкторії руху і швидкості ланок в механізмах. Програми динамічного аналізу можуть використовуватися для визначення навантажень і зсувів в складних пристроях типу автомобілів. Програми верифікації і аналізу логіки і синхронізації імітують роботу складних електронних ланцюгів.
Перевагами методів аналізу і оптимізації конструкцій є те, що вони дозволяють конструктору побачити поведінку кінцевого виробу і виявити можливі помилки до створення і тестування реальних прототипів, уникнувши певних витрат. Оскільки вартість конструювання на останніх стадіях розробки і виробництва продукту є значною, а це призводить до скорочення термінів і вартості розробки.
Класифікація
Класифікувати САПР можна за такими ознаками:
• по ступеню формалізації вирішуваних задач;
• по функціональному призначенню;
• по спеціалізації;
• по технічній організації.
По ступеню формалізації вирішуваних задач САПР можуть бути побудовані на вирішенні:
• повністю формалізованих задач(застосовуються тільки для вирішення простих задач проектування);
• частково формалізованих задач(придатні для вирішення завдань у багатьох галузях промислового виробництва);
• не формалізованих задач(знаходяться у стадії розробки та дослідження,не застосовуються).
За функціональним призначенням САПР поділяються в залежності від вирішуваних задач, визначених складом функціональної частини системи:
• розрахунково-оптимізаційні;
• графічні;
• графоаналітичні;
• інформаційні і т.п.
За спеціалізацією САПР поділяють на спеціалізовані та інваріантні. Оскільки завдання автоматизованого проектування дуже складні, то, як правило, САПР є спеціалізовані системи, що створюються для вирішення вузьких завдань однієї галузі.
За технічною організацією САПР бувають однорівневі, побудовані на базі однієї достатньо продуктивної ЕОМ з набором необхідних периферійних пристроїв, і багаторівневі, такі, що включають крім базової ЕОМ ряд підпорядкованих їй автоматизованих робочих місць (АРМ), що побудовані на основі ЕОМ нижчого рівня.
Функції САПР
• конструкторська — розробка повного комплекту конструкторської документації;
• технологічна — розрахунок і проектування технологічних схем, технологічного оснащення, транспорту;
• архітектурно-будівельна — розрахунок і проектування металевих і залізобетонних конструкцій;
• санітарно-технічна — проектування теплопостачання, опалення і вентиляції виробничих і адміністративних корпусів, а також водопостачання і каналізації;
• електротехнічна — розрахунок і проектування електропостачання, електросилового устаткування, світлотехнічної частини проектів, телемеханізації електропостачання;
• гідротехнічна — розрахунок і проектування напірного і безнапірного гідротранспорту відвальних хвостів, стійкості укосів хвостосховищ;
• системи автоматизації — розробка схем зовнішніх з'єднань, електричних і трубних проводок щитів автоматики;
• кошторисна — складання локальних і зведених кошторисів, відомостей матеріалів, специфікацій, комплектація обладнання.
Структура САПР
САПР складається з проектуючої і обслуговуючої підсистем.
Проектуючі підсистеми безпосередньо виконують проектні процедури. Прикладами проектуючи підсистем можуть слугувати підсистеми геометричного тривимірного моделювання механічних об'єктів, виготовлення конструкторської документації, схемотехнічного аналізу, трасування з'єднань у друкованих платах.
Обслуговуючі підсистеми забезпечують функціонування проектуючи підсистем, їхню сукупність часто називають системним середовищем (або оболонкою) САПР. Типовими обслуговуючими підсистемами є підсистеми керування проектними даними (PDM – Product Data Management), керування процесом проектування (DesPM – Desіgn Process Management), користувацького інтерфейсу для зв'язку розробників з ЕОМ, CASE (Computer Aіded Software Engіneerіng) для розробки та супроводу програмного забезпечення САПР, навчальні підсистеми для освоєння користувачами технологій, реалізованих у САПР.
Сучасні проектувальні системи
Можна виділити декілька основних напрямів розвитку сучасних проектувальних систем:
· графічні системи (типу AutoCAD), що мають потужний апарат для створення на екрані комп’ютера графічного зображення об’єкта і здатні видавати проектні документи, що відповідають лише екранному зображенню;
· графічні системи (типу ArchiCAD, InteAr, Allplan, Architectural Desktop), що мають потужний апарат графічного діалога, який дозволяє створювати за екраном графічну модель об’єкта, що відображає його геометричні та видові властивості, і видають графічну інформацію про об’єкт на основі обробки цієї моделі;
· проблемно-орієнтовані проектувальні системи (типу SCAD, ЛІРА, NІSА, АNSIS, COSMOS), що мають дружній вузькопрофесійний інтерфейс, добре структуйовану цифрову модель об’єкта, ряд чисто проектних процедур, проте вирішують обмежений клас проблемних задач і вимагають від користувача глибоких професійних знань у предметній області;
· проектувальні системи, орієнтовані на максимальне використання можливостей системи «спеціаліст-комп’ютер», що включає розвиток моделі об’єкта, дружній інтерфейс, спеціалізовану експертну систему, базу знань і відповідають вимогам сучасних інформаційних технологій (типу МОНОМАХ);
· інтегровані системи, що базуються на цифровій моделі об’єкта (ЦМО). У ЦМО об’єкт представляється як набір елементів (ригель, колона, опалювальний прилад, кондиціонер, елемент освітлення і т.п.), кожний з яких має набір реквізитів – геометричних і змістових.
Перелік посилань
1.Квєтний Р.Н.,Богач І.В.,Бойко О.Р.:Комп'ютерне моделювання систем та процесів.Методи обчислень.http://posibnyky.vntu.edu.ua/k_m/t1/173..htm
