САПР

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.

Основні відомості

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.

Складові САПР

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:

Функції САПР

• 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

Сучасні проектувальні системи

AutoCAD

КОМПАС

• 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

2.http://elearning.sumdu.edu.ua

3.http://elib.lutsk-ntu.com.ua