Під автоматизацією проектування розуміється такий спосіб виконання процесу розробки проекту, коли проектні процедури й операції здійснюються розробником виробу при тісній взаємодії з ПК. Система автоматизованого проектування (САПР) - це система, що включає користувача (інженера, конструктора, технолога) і комплекс засобів автоматизації проектування, який утворюють технічне (ПК), програмне, математичне, інформаційне, лінгвістичне, методичне, організаційне забезпечення. Розрізняють автоматизоване й автоматичне проектування. Автома тизованим називають проектування, при якому всі перетворення описів об'єкта і алгоритму його функціонування, а також представлення описів на різних мовах здійснюються взаємодією людини і ПК. Автоматичним є проектування, при якому всі перетворення описів об'єкта і алгоритму його функціонування, а також представлення опису на різних мовах здійснюються без участі людини. Розвиток САПР ґрунтується на сучасній науково-технічній базі. До неї входять засоби обчислювальної техніки – мікро-ЕОМ і міні-ЕОМ, персональні комп'ютери, обчислювальні системи, розподільні обчислювальні мережі, нові методи подання і обробки інформації, побудовані на принципах штучного інтелекту, а також нові чисельні методи вирішення складних технічних завдань і оптимізації. Сучасний ринок САПР пропонує широкий спектр програмних продуктів для вирішення великого кола завдань за допомогою ПК, всі ці продукти можна класифікувати за рівнями.
Структура САПР
САПР складається з підсистем. Розрізняють підсистеми проектуючі й обслуговуючі. Проектуючі підсистеми безпосередньо виконують проектні процедури. Прикладами проектуючих підсистем можуть служити підсистеми геометричного тривимірного моделювання механічних об'єктів, виготовлення конструкторської документації, аналізу схемотехніки, трасування з'єднань у друкарських платах. Обслуговуючі підсистеми забезпечують функціонування проектуючих підсистем, їх сукупність часто називають системним середовищем (або оболонкою) САПР. Типовими обслуговуючими підсистемами є підсистеми керування проектними даними (PDM - Product Data Management), керування процесом проектування (DESPM - Design Process Management), призначеного для користувача інтерфейсу, для зв'язку розробників з ЕОМ, CASE (Computer Aided Software Engineering), для розробки й супроводу програмного забезпечення САПР, навчальні підсистеми для освоєння користувачами технологій, реалізованих в САПР.
САПР складається із семи взаємозв'язаних засобів забезпечення:
технічне (ТЗ) - включає різні апаратні засоби (ЕОМ, периферійні пристрої, мережне комутаційне устаткування, лінії зв'язку, вимірювальні засоби);
математичне (МЗ) - об'єднує математичні методи, моделі й алгоритми для виконання проектування;
програмне (ПЗ) - представлене комп'ютерними програмами САПР;
інформаційне (ІЗ) - складається з баз даних (БД), систем керування базами даних (СКБД), а також інших даних, використовуваних при проектуванні; відзначимо, що вся сукупність використовуваних при проектуванні даних називається інформаційним фондом САПР, а БД разом з СКБД має назву банку даних (БНД);
лінгвістичне (ЛЗ) - виражається мовами спілкування між проектувальниками і ЕОМ, мовами програмування і мовами обміну даними між технічними засобами САПР;
методичне (МтЗ) - включає різні методики проектування, іноді до МтЗ відносять також математичне забезпечення;
організаційне (ОЗ) - представлене штатними розкладами, посадовими інструкціями та іншими документами, що регламентують роботу проектного підприємства.
За цільовим призначенням розрізняють САПР або підсистеми САПР, що забезпечують різні аспекти проектування. Так, у складі MCAD є CAE/CAD/CAM системи:
САПР функціонального проектування, інакше САПР-Ф або САЕ
(Computer Aided Engineering) системи.
конструкторські САПР загального машинобудування - САПР-К, часто звані просто CAD - системами;
технологічні САПР загального машинобудування - САПР-Т, інакше звані автоматизованими системами технологічної підготовки виробництва (АСТПВ) або системами САМ (Computer Aided Manufacturing).
За масштабами розрізняють окремі програмно-методичні комплекси (ПМК) САПР, наприклад, комплекс аналізу міцності механічних виробів відповідно до методу кінцевих елементів (МКЕ) або комплекс аналізу електронних схем, системи ПМК; системи з унікальною архітектурою не тільки програмного (software), але і технічного (hardware) забезпечення.
За характером базової підсистеми розрізняють такі різновиди САПР:
1. САПР на базі підсистеми машинної графіки і геометричного моделювання. Ці САПР орієнтовані на додатки, де основною процедурою проектування є конструювання та визначення просторових форм і взаємного розташування об'єктів. Тому до цієї групи систем відносяться більшість графічних ядер САПР в області машинобудування.
У даний час з'явилися уніфіковані графічні ядра, вживані більш ніж в одній САПР, це ядра Parasolid фірми EDS I'mgraphics і ACIS фірми Intergraph.
2. САПР на базі СКБД. Вони орієнтовані на додатки, в яких при порівняно нескладних математичних розрахунках переробляється великий обсяг даних. Такі САПР переважно зустрічаються, наприклад, при проектуванні бізнес-планів, але мають місце також при проектуванні об'єктів, подібних до щитів керування в системах автоматики.
3. САПР на базі конкретного прикладного пакету. Фактично це автономно використовувані програмно-методичні комплекси, наприклад, імітаційного моделювання виробничих процесів, розрахунку міцності за методом кінцевих елементів, синтезу й аналізу систем автоматичного керування і т.д. Часто такі САПР відносяться до систем САЕ. Прикладами можуть служити програми логічного проектування на базі мови VHDL, математичні пакети типу MATHCAD.
4. Комплексні (інтегровані) САПР, що складаються із сукупності підсистем попередніх видів САПР. Характерними прикладами комплексних САПР є CAE/CAD/CAM-системи в машинобудуванні або САПР ВІС. Так, САПР ВІС включає СКБД і підсистеми проектування компонентів, принципових, логічних і функціональних схем, топології кристалів, тестів для перевірки придатності виробів. Для керування такими складними системами застосовують спеціалізовані системні середовища.
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ:
Наведіть визначення поняття автоматизованого проектування.
Чим відрізняється автоматичне проектування від автоматизованого?
Що таке САПР?
Назвіть структуру САПР.
Які різновиди САПР Ви знаєте?