Информационное описание структуры САПР

15. Организация САПР на производстве. Система автоматизированного проектирования организации производства.Важным направлением интенсификации машиностроительного производства является автоматизация проектных работ различного характера путем создания специализированных систем автоматизи­рованного проектирования. РGHHазличают САПР изделий машиностроения и приборостроения, САПР технологических процессов в машиностроении и приборост­роении, САПР объектов строительства, САПР организационных си­стем.

Наименее разработанной является САПР организационных сис­тем. Это объясняется как чрезвычайной сложностью и разнообразием объема автоматизации производственных систем, отсутствием' теоретических и методических разработок, так и недостаточным вниманием к данной проблеме руководителей предприятий.Необходимость повышения качества разработки организацион­ных проектов, сокращения затрат и сроков проектирования требует создания специализированной системы автоматизированного проектирования организации производства (САПР ОП).

Основной целью создания САПР ОП является разработка наибо­лее экономичного варианта организации производства, труда и уп­равления производственных систем, обеспечивающего получение максимального хозрасчетного дохода.Применение электронной вычислительной техники в организа­ционном проектировании создает возможности для ускорения обра­ботки большого объема информации и подготовки различных вариантов проектных решений. Использование режима активного диалога проектировщика с ЭВМ позволяет ему принимать все прин­ципиальные решения.

САПР ОП входит в качестве подсистемы в интегрированную ав­томатизированную систему управления предприятием (ИАСУП) и взаимодействуют с другими подсистемами - АСНИ, САПР конст­рукций, САПР технологии, АСТПП, АСУП и т.д.Архитектура САПР ОП. Любая САПР представляет собой организационно-техническую систему, объединяющую действия коллектива людей и комплекса техниче­ских средств по автоматизированному проектированию и организо­ванную оптимальным образом в проектное подразделение.САПР ОП - подразделение проектной организации (предприя­тия), коллектив которого при помощи комплекса технических средств осуществляет автоматизированное проектирование органи­зации производства, труда и управления производственной систе­мы.В САПР ОП выделяют проектирующие и обслуживающие подси­стемы и подсистемы обеспечения. К проектирующим от­носятся подсистемы, в которых выполняются проектные процедуры и операции по разработке элементов системы организации произ­водства. В их число входят подсистемы обследования и анализа со­стояния организации производства, разработки организационных моделей, проектирования отдельных элементов организации произ­водства, разработки и комплексирования организационных моду­лей и блоков и др. Под обслуживающими понимают подсистемы, обеспечивающие функционирование проектирующих подсистем (например, подсистемы графического отображения информации, информационно-поисковой, формирования организационной доку­ментации). В САПР ОП входят следующие виды обеспечения: ме­тодического, лингвистического, математического, программного, технического, информационного, организационного.

Методическое обеспечение САПР ОП - совокупность докумен­тов, устанавливающих состав, правила отбора и эксплуатации средств обеспечения автоматизированного проектирования.Организационное обеспечение САПР ОП - совокупность положе­ний, инструкций, приказов, штатных расписаний, квалификацион­ных требований и других документов, регламентирующих орга­низационную структуру подразделений, связи между ними, их функции, а также форму представления результатов проектирования и порядок рассмотрения проектных документов.

Лингвистическое обеспечение САПР ОП - совокупность языков проектирования, включая термины и определения, правила форма­лизации естественного языка и методы сжатия и развертывания текстов, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования, представленных в заданной форме.Математическое обеспечение САПР ОП представляет собой со­вокупность математических методов, математических моделей и алгоритмов проектирования, необходимых. Для выполнения автома­тизированного проектирования.Программное обеспечение САПР ОП представляет собой сово­купность машинных программ, а также пакетов прикладных про­грамм, предназначенных для получения конкретных проектных решений. Программное обеспечение по своему назначению разби­вается на два вида: системное и прикладное (проблемное).Техническое обеспечение САПР ОП представляет собой совокуп­ность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств. Оно должно включать как универсальные средства ввода, обработки и вывода информации из ЭВМ, так и специализирован­ные: автоматизированные рабочие места, пункты выпуска докумен­тации, специализированные микроЭВМ и др.Информационное обеспечение САПР ОП содержит все данные, необходимые для проектирования организации производства в про­изводственных системах. Прежде всего сюда относятся документы, содержащие описание нормативных и директивных документов, го­сударственных и отраслевых стандартов, типовых проектных реше­ний, типовых элементов, стандартных проектных процедур и др.Общее архитектурное решение при построении САПР ОП является подобным традиционным решениям при создании всех автома­тизированных систем.При организации САПР ОП следует выделять в структуре систе­мы следующие подразделения:группа управления созданием САПР ОП и разработки средств организационного обеспечения;группа технического обеспечения и эксплуатации;

группа программного и методического обеспечения;группа информационного обеспечения.Требования к САПР ОП как специфической системе автомати­зированного проектирования. Объектом САПР ОП может быть лю­бая производственная система (производственное объединение, предприятие, цех, участок и т.п.).Основными целями создания САПР ОП являются:повышение технико-экономических показателей проектируемых производственных систем за счет выбора наиболее оптимальных ре­шений в области организации производства на стадии проектирования и увеличения выпуска продукции на стадии ее эксплуатации;повышение производительности и качества труда инженерно-технического персонала при проектировании организации произ­водства;сокращение сроков разработки проектов организации производ­ственных систем и снижение затрат на проектирование.К САПР ОП предъявляется ряд требований: максимальная сте­пень автоматизации процессов проектирования, универсальность, адаптивность и непрерывность развития САПР ОП, экономичность проектных решений.Для реализации основных требований при построении САПР ОП должны быть соблюдены принципы создания систем автоматизиро­ванного проектирования, которые можно разделить на три группы: проектирования, системотехнические и организационные. К прин­ципам проектирования относятся принципы системности, комплек­сности, эффективности, принципы новых задач. Системотех­ническими являются принципы комплексного использования вы­числительной техники и программных средств, типизации реше­ний, единства информационной базы, организации непосред­ственного общения пользователя с системой, развития системы. К организационным относятся такие принципы, как обеспечение не­обходимой готовности предприятия и использования САПР ОП, концентрации, специализации и кооперации персонала и техниче­ских средств. При традиционном проектировании организационных систем не­достаточно учитывать роль «человеческого фактора» в их функцио­нировании. В условиях автоматизированного проектирования име­ется возможность смоделировать поведение персонала в новых ор­ганизационных условиях. Таким средством может стать экспертная система, с помощью которой определяется ожидаемое поведение ра­ботников производственной системы. Исходными данными при этом являются соответствующие вероятностные оценки поведения работников в зависимости от изменения различных параметров сис­темы организации производства.

В САПР ОП должно быть обосновано распределение функций между автоматизированным и неавтоматизированным проектиро­ванием. Большинство проектных задач следует решать в диалого­вом режиме.Высокие требования предъявляются к методам автоматизирован­ного проектирования организационных решений. Правильный вы­бор метода, средств и технологии проектирования создает условия для снижения затрат и сокращения сроков проектирования. К числу основных методов, которые целесообразно использовать при авто­матизированном проектировании организационных задач, следует отнести метод поиска аналога, метод синтеза на базе оргмодулей и типовых организационных решений, метод моделирования.

Внедрение систем автоматизированного проектирования.Непрерывное усложнение современных технических средств и процессов их изготовления, повышающиеся требования к надежно­сти и качеству продукции, а также необходимость сокращения сро­ков подготовки производства, снижения трудоемкости и стоимости инженерных работ неизбежно ведут к широкому внедрению вычис­лительной техники в процессы создания новых изделий.В последние годы в нашей стране и за рубежом разрабатываются и внедряются системы автоматизированного проектирования (САПР). САПР представляет собой комплекс технических средств, программного и математического обеспечения, предназначенный для выполнения в автоматическом режиме инженерных расчетов, графических работ, выбор вариантов технических и организацион­ных решений и т.д.САПР успешно применяются при разработке новых изделий в радиоэлектронной промышленности, при проектировании самоле­тов, автомобилей, станков и другой продукции, при разработке тех­нологических процессов и оснащения. Применение систем автома­тизированного проектирования весьма эффективно. Так, при про­ектировании многошпиндельных головок автоматических линий традиционным способом на сборочную единицу затрачивается 10-12 дней. С помощью ЭВМ проектные работы выполняются за 15 мин. Весь цикл проектирования при этом занимает один-полтора дня.Внедрение САПР требует создания соответствующей системы организации работ, ибо только в этом случае может быть обеспече­но эффективное использование сложной и высокопроизводительной техники.В организационной структуре научно-технических подразделе­ний предприятий при введении САПР необходимо выделить специ­альную службу, призванную заниматься автоматизацией проектно-конструкторских и технологических работ. В этой служ­бе должны работать: конструкторы и технологи-постановщики за­дач, математики-программисты, соответствующий технический персонал. Служба призвана обеспечить необходимые условия для создания, эксплуатации и развития САПР.При подготовке к внедрению системы автоматизированного проектирования необходимо разработать различного рода классифика­торы изделий, материалов, видов оборудования, оснастки и т.п.Классификатор деталей и сборочных единиц, например, содержит характеристику конструктивных элементов по определенным при­знакам, описание выполняемых ими функций, предусматривает стандартизацию сборочных единиц и деталей.На каждом предприятии, внедряющем САПР, надо разработать положения, регламентирующие организационную структуру под­разделений и систему связей между ними в процессе подготовки производства, а также инструкции, определяющие функции, обя­занности и права всех исполнителей работ.В настоящее время ведутся работы по решению задач комплекс­ной автоматизации инженерного труда. Заметная веха на этом пути - создание автоматизированных проектно-конструкторских бюро. В его функции входит выполнение работ от автоматизированной раз­работки эскиза изделия до выдачи управляющих программ для станков с ЧПУ и роботов. Документы, создаваемые в этих бюро, могут быть выпущены как в виде традиционных чертежей, так и на магнитных носителях, в виде микрофиш и микрофильмов

16. CALS-технологии в промышленности. CALS-технологии (англ. Continuous Acquisition and Lifecycle Support — непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла изделий), или ИПИ(информационная поддержка процессов жизненного цикла изделий) — подход к проектированию и производству высокотехнологичной и наукоёмкой продукции, заключающийся в использовании компьютерной техники и информационных технологий на всех стадиях жизненного цикла изделия.За счет непрерывной информационной поддержки обеспечиваются единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции, поставщиков/производителей продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала. Информационная поддержка реализуется в соответствии с требованиями системы международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными.Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объёмы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в унифицированных форматах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологий CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т. п. Предполагается, что успех на рынке сложной технической продукции будет немыслим вне технологий CALS.Развитие CALS-технологий должно привести к появлению так называемых виртуальных производств, в которых процесс создания спецификаций с информацией для программно управляемого технологического оборудования, достаточной для изготовления изделия, может быть распределён во времени и пространстве между многими организационно-автономными проектными студиями. Среди достижений CALS-технологий — лёгкость распространения передовых проектных решений, возможность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках и др.Построение открытых распределённых автоматизированных систем для проектирования и управления в промышленности составляет основу современных CALS-технологий. Главная проблема их построения — обеспечение единообразного описания и интерпретации данных, независимо от места и времени их получения в общей системе, имеющей масштабы вплоть до глобальных. Структура проектной, технологической и эксплуатационной документации, языки её представления должны быть стандартизированными. Тогда становится реальной успешная работа над общим проектом разных коллективов, разделённых во времени и пространстве и использующих разные CAD/CAM/CAE-системы. Одна и та же конструкторская документация может быть использована многократно в разных проектах, а одна и та же технологическая документация — адаптирована к разным производственным условиям, что позволяет существенно сократить и удешевить общий цикл проектирования и производства. Кроме того, упрощается эксплуатация систем.Для обеспечения информационной интеграции CALS использует стандарты IGES и STEP в качестве форматов данных. В CALS входят также стандарты электронного обмена данными, электронной технической документации и руководства для усовершенствования процессов.Работа по созданию национальных CALS-стандартов в России проводится под эгидой Росстандарта: с этой целью создан Технический комитет ТК459 «Информационная поддержка жизненного цикла изделий», силами которого разработан ряд стандартов серии ГОСТ Р ИСО 10303, являющихся аутентичными переводами соответствующих международных стандартов (STEP).В 1985 году Министерство обороны США объявило планы создания глобальной автоматизированной системы электронного описания всех этапов проектирования, производства и эксплуатации продуктов военного назначения.За прошедшие годы CALS-технология получила широкое развитие в оборонной промышленности и военно-технической инфраструктуре Министерства обороны США. Это позволило ускорить выполнение НИОКР на 30—40 %, уменьшить затраты на закупку военной продукции на 30 %, сократить сроки закупки ЗИП на 22 %, а также в 9 раз сократить время на корректировку проектов[источник не указан 210 дней].CALS в широком смысле[править | править вики-текст]Некоторые исследователи[источник не указан 210 дней] выделяют широкое трактование данного термина, которое затрагивает не только информационную поддержку продукта, но и ряд особенностей в организации этапов проектирования и контроля на всех стадиях. Главной идеей является такая организация производства, когда итогом каждого этапа является законченный продукт, пригодный для тестирования или использования. Например, производство автомобиля представляется как производство отдельных узлов и работ, каждая из которых имеет самостоятельную ценность и хорошо подлежит контролю:роизводство ротора для мотора;сборка автомобиля.На каждом из этапов происходит тестирование, позволяющее выявить, где именно произошел сбой.Кроме того, необходима высокая степень унификации и стандартизации, позволяющая оперативно производить изменения в проекте, например, заменить мотор от одного производителя на аналогичный от другого, без переналадки оборудования и внесения существенных изменений в проект. Комплекс мер позволяет многократно повысить прозрачность производственной цепи, оперативно находить и исправлять дефекты, получить новый уровень гибкости и приспособляемости

Планирование процессов раскроя в САПР.

Планирование настилов и раскладок для раскроя одежды.

Составить по производственному заданию план для работы закройного цеха, особенно если моделей несколько, а количества изделий каждого размера и цвета разные - задача по меньшей мере сложная… Gemini Cut Plan поможет вам в этом!Gemini Cut Plan (Джемини Кат План) это:связь между отделом проектирования и раскройным цехом; быстрая и высококачественная автоматическая или диалоговая оптимизация настилания и раскроя. автоматизированная оптимизация заказов; формирование отчетов для раскройного цеха; экспорт в форматы плоттера и каттера; экспорт для других САПР. В приложении Gemini Cut Plan (Джемини Кат План), оператор задает число заказанных изделий для каждой модели, размеры и ткань и некоторые основные настройки в соответствии с раскроем: предпочтительная длина настила, максимальное количество слоев в настиле и ширина ткани. Приложение Gemini Cut Plan (Джемини Кат План) может автоматически сгруппировать и распределить комплекты лекал наиболее эффективно так, чтобы создать минимум раскладок и настилов, необходимых для достижения заказанного количества. Автоматическая оптимизация длится 1-2 минуты. Пользователь может выбрать среди нескольких автоматических стратегий планирования настилов или использовать ручные и полуавтоматические методы, для достижения наиболее оптимального результата. После окончания процесса планирования необходимо только заказать ткань по сформированному отчёту о расходе сырья и настелить её в настилы в соответствии с заданием. Gemini Cut Plan (ДжеминиКат План) экономит много времени и способствует повышению темпов производства. Gemini Cut Plan (Джемини Кат План) экономит и учитывает каждый сантиметр ткани. После внедрения на вашем производстве Gemini Cut Plan (Джемини Кат План) сократятся потери времени и материалов и повысятся доходы предприятия. Познакомьтесь с ним поближе ЗДЕСЬ Вы можете получить триал версию (пробную) программы абсолютно бесплатно. Для этого обратитесь по телефону: 8 495 228 06 71, 8 495 229 78 24 или на email: irina@perevalov.ru, info@perevalov.ru

18. Структура АСУ предприятия. Структура АСУ Э.Управление процессом энергоснабжения реализуется АСУ Э, распределенной и интегрированной по всем уровням управления предприятия. На нижнем уровне управления применяется подсистема оперативного управления энергоснабжением (АСУ ЭС), являющаяся источником информации для АСУ Э всех уровней управления.АСУ Э в целом реализуется как децентрализованная автоматизированная система. На уровне предприятия предусматривается организация удаленных АРМ, обеспечивающих доступ к информации уровня предприятия.АСУ Э разделяется на следующие уровни (рисунок 1):Уровень измерительных и исполнительных устройств и контроллеров – уровень формирования данных.Уровень SCADA-системы.Уровень прикладных и расчетных задач (прикладных программ).Уровень измерительных устройств и контроллеров – уровень формирования данных – сбор и передача информации для диспетчерского и автоматического контроля и управления территориально распределенными объектами энергоснабжения предприятия.Уровень SCADA системы – организация сбора, хранения, обработки и визуализации дан-ных от систем нижнего уровня и координация их работы.Уровень прикладных и расчетных задач – оптимизация контроля и управления энергоресурсами на предприятии или группе предприятий, распределенных в разных географических регионах, обучение оператора.Рис. 1. Трехуровневая иерархия АСУ Э.АСУ Э должна обеспечивать реализацию следующих основных функций:Определение потребности в энергоресурсах и планирование норм расхода энергоре-сурсов по видам деятельности предприятия.Управление и контроль производства, распределения и потребления энергоресурсов.Учет получаемых, производимых и потребляемых ТЭР и ВЭР.Анализ расхода энергоресурсов и затрат на их производство.Контроль состояния энергооборудования.Организация и управление техническим обслуживанием и ремонтом энергетического оборудования.Диагностика энергетического оборудования.Передача информации в смежные системы автоматизации.Функциональная модельДля реализации указанных функций предложена следующая функциональная модель АСУ Э (рисунок 2).Рис. 2. Функциональная модель АСУ ЭКлассы структур АСУ[править | править вики-текст]В сфере промышленного производства с позиций управления можно выделить следующие основные классы струк­тур систем управления: децентрализованную, централизованную, централизованную рассредоточенную и иерархическую.[6]Децентрализованная структура[править | править вики-текст]Построение си­стемы с такой структурой эффективно при автоматизации техно­логически независимых объектов управления по материальным, энергетическим, информационным и другим ресурсам. Такая система представляет собой совокупность нескольких независи­мых систем со своей информационной и алгоритмической базой.Для выработки управляющего воздействия на каждый объект управления необходима инфор­мация о состоянии только этогообъекта.Централизованная структура[править | править вики-текст]Централизованная структура осуществляет реа­лизацию всех процессов уп­равления объектами в едином органе управления, который осуществляет сбор и обработку информации об управляемых объектах и на основе их анали­за в соответствии с критериями системы вырабатывает управ­ляющие сигналы. Появление этого класса структур связано с увеличением числа контроли­руемых, регулируемых и уп­равляемых параметров и, как правило, с территориальной рассредоточенностью объекта управления.Достоинствами централизованной структуры являются достаточно простая реализация процессов информационного взаимодей­ствия; принципиальная возможность оптимального управления системой в целом; достаточно легкая коррекция оперативно изменяемых входных параметров; возможность достижения максимальной эксплуатационной эффективности при минимальной избы­точности технических средств управления.Недостатки централизованной структуры следующие: необхо­димость высокой надежности и производительности технических средств управления для достижения приемлемого качества упра­вления; высокая суммарная протяженность каналов связи при наличии территориальной рассредоточенности объектов упра­вления.Централизованная рассредоточенная структура.Основная особенность данной структуры — сохранение принципа централизованного управления, то есть выработка управляющих воздействий на каждый объект управления на основе информации о состояниях всей совокупности объектов управления. Некоторые функциональные устройства системы управления являются об­щими для всех каналов системы и с помощью коммутаторов под­ключаются к индивидуальным устройствам канала, образуя замкнутый контур управления.Алгоритм управления в этом случае состоит из совокупности взаимосвязанных алгоритмов управления объектами, которые реализуются совокупностью взаимно связанных органов упра­вления. В процессе функционирования каждый управляющий орган производит прием и обработку соответствующей информа­ции, а также выдачу управляющих сигналов на подчиненные объекты. Для реализации функций управления каждый локаль­ный орган по мере необходимости вступает в процесс информа­ционного взаимодействия с другими органами управления. До­стоинства такой структуры: снижение требований к производи­тельности и надежности каждого центра обработки и управления без ущерба для качества управления; снижение суммарной про­тяженности каналов связи.Недостатки системы в следующем: усложнение информацион­ных процессов в системе управления из-за необходимости обмена данными между центрами обработки и управления, а также корректировка хранимой информации; избыточность техниче­ских средств, предназначенных для обработки информации; сложность синхронизации процессов обмена информацией.Иерархическая структура.С ростом числа задач управления в сложных системах значительно увеличивается объем переработанной информации и повышается сложность алгоритмов управления. В результате осуществлять управление централизо­ванно невозможно, так как имеет место несоответствие между сложностью управляемого объекта и способностью любого упра­вляющего органа получать и перерабатывать информацию.Кроме того, в таких системах можно выделить следующие группы задач, каждая из которых характеризуется соответствующими требованиями по времени реакции на события, происхо­дящие в управляемом процессе:задачи сбора данных с объекта управления и прямого цифрового управления (время реакции, секунды, доли секунды);задачи экстремального управления, связанные с расчётами желаемых параметров управляемого процесса и требуемых значений уставок регуляторов, с логиче­скими задачами пуска и остановки агрегатов и др. (время реак­ции — секунды, минуты);задачи оптимизации и адаптивного управления процессами, технико-экономические задачи (время реакции — несколько секунд);информационные задачи для адми­нистративного управления, задачи диспетчеризации и координа­ции в масштабах цеха, предприятия, задачи планирования и др. (время реакции — часы).Очевидно, что иерархия задач управления приводит к необхо­димости создания иерархической системы средств управления. Такое разделение, позволяя справиться с информационными трудностями для каждого местного органа управления, порождает необходимость согласования принимаемых этими органами реше­ний, то есть создания над ними нового управляющего органа. На каждом уровне должно быть обеспечено максимальное соответствие характеристик технических средств заданному классу задач.Кроме того, многие производственные системы имеют соб­ственную иерархию, возникающую под влиянием объективных тенденций научно-технического прогресса, концентрации и спе­циализации производства, способствующих повышению эффектив­ности общественного производства. Чаще всего иерархическая структура объекта управления не совпадает с иерархией системы управления. Следовательно, по мере роста сложности систем выстраивается иерархическая пирамида управления. Управляе­мые процессы в сложном объекте управления требуют своевремен­ного формирования правильных решений, которые приводили бы к поставленным целям, принимались бы своевременно, были бы взаимно согласованы.Каждое такое решение требует постановки соответствующей задачи управления. Их совокупность образует иерархию задач управления, которая в ряде случаев значительно сложнее иерархии объекта управления.

19. Основные разновидности САПР и их функции. Разновидности САПР. Классификацию САПР осуществляют по ряду признаков.– По приложениям наиболее представительными и широко используемыми являются следующие группы САПР.САПР для применения в отраслях общего машиностроения (машиностроительные САПР).САПР для радиоэлектроники (Electronic CAD) системы.САПР в области архитектуры и строительства.Кроме того, известно большое число более специализированных САПР, или выделяемых в указанных группах, или представляющих самостоятельную ветвь в классификации. Например, САПР больших интегральных схем, САПР летательных аппаратов, САПР электрических машин, и т.д.– По целевому назначению различают САПР (или подсистемы САПР), обеспечивающие разные аспекты проектирования. Так, в составе машиностроительных САПР появляются CAE/CAD/CAM системы:конструкторские САПР общего машиностроения, часто называемые просто CAD (Computer Aided Design) – системами (проектирование и конструирование).технологические САПР общего машиностроения, иначе называемые автоматизированными системами технологической подготовки производства или системами CAM (Computer Aided Manufacturing).САПР функционального проектирования, или CAE (Computer Aided Engineering) системы (инженерные расчеты). Проведение всех необходимых расчетов в процессе анализа выполненной конструкции.САПР информационной поддержки производства PDM (Product Data Management) системы (управление проектными данными).– По масштабам(комплексности решаемых задач) различают отдельные программно-методические комплексы (ПМК) САПР (например, комплекс анализа электронных схем); системы ПМК; системы с уникальными архитектурами не только программного, но и технического обеспечений.– По характеру базовой подсистемы – ядра САПР:САПР на базе подсистемы машинной графики и геометрического моделирования. Эти САПР ориентированы на приложения, где основной процедурой проектирования является конструирование, т.е. определение пространственных форм и взаимного расположения объектов.САПР на базе СУБД. Они ориентированы на приложения, в которых при сравнительно несложных математических расчетах перерабатывается большой объем данных.САПР на базе конкретного прикладного пакета. Фактически это автономно используемые программно-методические комплексы.Комплексные (интегрированные) САПР. Состоят из совокупности подсистем предыдущих видов.Системы Автоматизированного Проектирования (САПР) – совокупность методов автоматизированного проектирования, средств их реализации (программных, технических, информационных и др.), а также специалистов, ими владеющих. 4. САПР как сложная система. Как и любая сложная система, САПР состоит из подсистем.Структурными составляющими САПР являются подсистемы, обладающие всеми свойствами системы и создаваемые как самостоятельные системы. Это выделенные по некоторым признакам части САПР, обеспечивающие выполнение некоторых законченных проектных задач с получением соответствующих проектных решений и проектных документов.Различают

подсистемы функциональные (проектирующие) и обеспечивающие (обслуживающие). Функциональные подсистемы непосредственно выполняют проектные процедуры. Примерами функциональных подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов, изготовления конструкторской документации, схемотехнического анализа, трассировки соединений в печатных платах. Обеспечивающие подсистемы предоставляют необходимые ресурсы для работы функциональных подсистем, их совокупность часто называют системной средой (или оболочкой) САПР.Типичными обеспечивающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными, управления процессом проектирования, пользовательского интерфейса для связи разработчиков с ЭВМ, CASE (Computer Aided Software Engineering) для разработки и сопровождения программного обеспечения САПР, обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР.

20. Техническое обеспечение САПР. Требования к техническому обеспечению САПР. Структура ПЭВМ. Назначения частей. Функциональные характеристики. Общие требования к технич. обесп. САПР Комплекс технических средств (КТС) САПР - это некоторое структурное единство компонентов технического обеспечения (ТО), обеспечивающих функционирование подсистем САПР.
Требование к КТС САПР:

	системные,
	функциональные,
	технические,
	организационно – эксплуатационные.
	Системные:эффективность - КТС должен обеспечивать эффективное выполнение всей совокупности функций АП с целью получения достаточно качественных решений и проектной документации в приемлемые сроки.универсальность - обеспечение выполнения всего процесса проектирования без перестройки КТС.совместимость - средства входящие в КТС САПР, должны быть технически, информационно, программно и эксплуатационно совместимы.гибкость и открытость - т. е. допускать перестройку КТС в достаточно широких пределах и позволять замену устаревших средств, модернизацию и расширение состава.надежность - необходима для нормального функционирования в течении всего цикла проектированияточность (достоверность) - КТС должен обеспечить требуемый уровень точности (достоверности) принимаемых решений и данных. Точность зависит от точности ТС (методов округления, разрядности), сбоев в оборудовании, защищенности от внешних воздействий.защищенность - КТС САПР должен быть защищен от внешних воздействий (помех, сбоев в системе питания, некомпетентного и несанкционированного вмешательства).возможность одновременной работы достаточно широкого круга пользователей - КТС д. п. реализовать САПР, являющуюся системой коллективного пользования для достаточно большого количества специалистов (разработчиков САПР, проектировщиков и т. д.)приемлемая стоимость - стоимость КТС должна быть такая, чтобы созданная на его базе САПР обеспечила приемлемый экономический эффект.
	Функциональные:   реализацию математических моделей   задач принятия решений и проектных процедур   архивов, библиотек проектных решений и типовых элементов.   системы поиска данных   обеспечение наглядности информации   работы с графическим изображением - возможность работы, как в пакетном, так и в диалоговом режиме   документирование результатов проектирования   выдача результатов на технологическое оборудование
	Технические: Закладываются на этапе разработки ТС. Выражаются в виде количественных, качественных и номенклатурных значений характеристик и параметров:   производительность   быстродействие   пропускная способность   разрядность   система кодирования информации   емкость ОЗУ   виды носителей данных
	Организационно-эксплуатационные: Предъявляются к КТС, вспомогательному оборудованию, рабочим местам, помещениям, персоналу с целью обеспечения нормальных условий эксплуатации и обслуживания САПР.   Эргономика и техническая эстетика   Безопасность персонала при эксплуатации (требования электробезопасности и пожарной безопасности)   Подготовка персонала (уровень обученности и квалификации персонала)   Централизованное техническое обслуживание - Климатические условия помещений   Звукоизоляция

Структура ПЭВМ
Общее устройство
Персональный компьютер (ПК, PC – Personal Computer) - устройство для программируемой обработки данных. PC позволяет проводить без участия человека сложные последовательности вычислительных операций. Обычно персональные компьютеры состоят из устройств:

	системный блок (для размещения основных элементов компьютера)
	клавиатура (для ввода символов в компьютер)
	монитор (для отображения текстовой и графической информации)

Устройство системного блока:

	Корпус
	Материнская плата (Chipset, ROM BIOS)
	Процессор (Сопроцессор, Оперативная память, Контроллеры, Шины
	Устройства хранения данных (Дисководы, Винчестеры, Приводы CD-ROM)

Техническое обеспечение САПР включает в себя различные техниче­ские средства (hardware), используемые для выполнения автоматизирован­ного проектирования, а именно: ЭВМ, периферийные устройства, сетевое оборудование, а также оборудование некоторых вспомогательных систем (например, измерительных), поддерживающих проектирование. Используемые в САПР технические средства должны обеспечивать: 1) выполнение всех необходимых проектных процедур, для которых имеется соответствующее ПО; 2) взаимодействие между проектировщиками и ЭВМ, поддержку интер­активного режима работы; 3) взаимодействие между членами коллектива, выполняющими работу над общим проектом. - Первое из этих требований выполняется при наличии в САПР вычисли­тельных машин и систем с достаточными производительностью и емкостью памяти. - Второе требование относится к пользовательскому интерфейсу и вы­полняется за счет включения в САПР удобных средств ввода-вывода дан­ных и прежде всего устройств обмена графической информацией. - Третье требование обусловливает объединение аппаратных средств САПР в вычислительную сеть. В результате общая структура ТО САПР представляет собой сеть узлов, связанных между собой средой передачи данных (рис 2.1). Узлами (станциями данных) являются рабочие места проектировщиков, часто называемые автоматизированными рабочими местами (АРМ) или районами станциями (WS—Workstation), ими могут быть также большие ЭВМ (мейнфреймы), отдельные периферийные и измерительные устройства. Именно в АРМ должны быть средства для интерфейса проектировщика с ЭВМ. Что касается вычислительной мощности, то она может быть распределена между различными узлами вычислительной сети. Рис. 2.1. Структура техническою обеспечения САПР Среда передачи данных представлена каналами передачи данных, со­стоящими из линий связи и коммутационного оборудования. В каждом узле можно выделить оконечное оборудование данных (ООД), выполняющее определенную работу по проектированию, и аппаратуру окон­чания капана[данных (АКД), предназначенную для связи ООД со средой пере­дачи данных. Например, в качестве ООД можно рассматривать персональный компьютер, а в качестве АКД— вставляемую в компьютер сетевую плату. Канал передачи данных — средство двустороннего обмена данными, включающее в себя АКД и линию связи. Линией связи называют часть фи­зической среды, используемую для распространения сигналов в определен­ном направлении; примерами линий связи могут служить коаксиальный кабель, витая пара проводов, волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС). Близким является понятие канала (канача связи), под которым понимают средство односторонней передачи данных. Примером канала связи может быть полоса частот, выделенная одному передатчику при радиосвязи. В некоторой линии можно образовать несколько каналов связи, по каждому из которых передается своя информация. При этом говорят, что линия раз­деляется между несколькими каналами.

21. Информационное обеспечение САПР. Основное назначение ИО САПР — уменьшение объемов информации, требуемой в процессе проектирования от разработчика РЭС, иисключение дублирования данных в прикладном, программном и техническом обеспечении САПР [7].ИО САПР состоит из описания стандартных проектных процедур, типовых проектных решений, типовых элементов РЭС, комплектующих изделий и их моделей, материалов, числовых значений параметров и других данных. Эти данные в закодированной форме записываются на машинных носителях: магнитных лентах и магнитных дисках.Кроме того, в ИО САПР входят правила и нормы проектирования, содержащиеся в соответствующей нормативно-технической документации, а также информация о правилах документирования результатов проектирования. Структура и содержание ИО САПР, а также характер его использования зависят от степени развития банка данных.Информационное обеспечение представляет собой совокупность данных, размещенных на различных носителях информации, которые используются для проектирования. Это могут быть различные справочники, таблицы, промежуточные проектные решения, параметры проектируемого изделия и т.п., в общем, все, что угодно. СПЕЦИФИКА ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ САПРВ комплекс средств автоматизированного проектирования входит информационное обеспечение, которое представляет собой совокупность документов, описывающих стандартные проектные процедуры, типовые проектные решения, типовые элементы и комплектующие изделия, материалы и другие данные, а также файлы и блоки данных на машинных носителях с записью указанных документов. Главной целью создания информационного обеспечения
САПР является разработка информационной системы, позволяющей правильно и быстро решать проектные задачи. Это может быть достигнуто своевременной выдачей источнику запроса полной и достоверной информации для выполнения определенной части проектно-конструкторского процесса.Основные требования к информационному обеспечению САПР следующие:1. Наличие необходимой информации для обеспечения как автоматизированных, так и ручных процессов проектирования.2. Возможность хранения и поиска информации, представляющей результат ручных и автоматизированных процессов проектирования.3. Достаточный объем хранилищ информации. Структура системы должна допускать возможность наращивания емкости памяти вместе с ростом объема информации, подлежащей хранению. Одновременно необходимо обеспечить компактность хранимой информации и минимальное изнашивание носителей информации.4. Достаточное быстродействие системы информационного обеспечения.5. Возможность быстрого внесения изменений и корректировки информации, доведения этих изменений до потребителя, а также получение твердой копии документа.При создании информационного обеспечения САПР основная проблема заключается в преобразовании информации, необходимой для выполнения проектно-конструкторских работ над определенным классом объектов, в форму, приемлемую и наиболее рациональную для машинной обработки, и выводе информации на ЭВМ в виде, удобном для восприятия человеком.Множество данных, которые потенциально могут использоваться при функционировании САПР или служить запоминаемым результатом ее работы, образуют информационную базу данных (БД) системы. Типовыми группами данных информационного обеспечения автоматизированного проектирования являются классификаторы и таблицы соответствия для них, научно-техническая и расчетно-проектная (оперативная) информация.Информационная базаИнформационная системаИнтерфейсПроектные модули(программы.Пользователи САПР(конструкторы)Рис. 3 Схема информационного обеспечения САПР.Информационное обеспечение САПР можно представить в виде схемы (рис. 3), из которой видно, какое место занимает база данных, и каково взаимодействие информационной системы с проектными модулями. Это взаимодействие осуществляется через специально организуемый интерфейс, который защищает проектные программные модули от влияния специфики программной реализации информационной системы, поддерживая тем самым независимость проектных операций от вида представления информации в базе данных, В функции этого интерфейса входит также согласование и сопряжение информационной системы и проектных модулей по форматам записей (информационный аспект), по колам и обозначениям данных (содержательный аспект), и по программным средствам, языкам программирования и т. п. (программный аспект).Сложность разработки базы данных обусловлена тем, что формирование ее структуры возможно только после разработки алгоритмов проектирования.
Степень разработки алгоритмов должна быть доведена до машинной реализации, так как структура базы данных должна учитывать специфику процесса автоматизированного проектирования. Но для разработки пакета прикладных программ (ППП) необходимы сведения о структуре базы данных. Следовательно, информационное обеспечение и специальное программное обеспечение САПР должны создаваться параллельно.

22. Основные принципы построения САПР. Основные принципы построения САПР.Разработка САПР – это серьезная научно-техническая проблема, которая требует значительных вложений материальных средств для ее внедрения. Беря во внимание опыт разработок в данной сфере, постараемся выделить и кратко охарактеризовать основные принципы построения системы автоматизированного проектирования:1. САПР — система человеко-машинная. Система проектирования при помощи электронно-вычислительной техники автоматизирована, но при этом очень важную роль играет сам человек, инженер-разработчик.Человек – незаменимое звено в цепочке построения и использования системы автоматизации проектных работ. Его эвристические способности более эффективны, нежели вычислительные возможности машины.2. САПР — система многоуровневая, иерархическая, имеющая комплексный характер, множество подсистем. Но все составные части используются комплексно.3. САПР имеет информационную согласованность всех подсистем. Информационная согласованность, в свою очередь, - возможность обслуживания программами поставленных последовательных задач проектирования.4. САПР – система, которая развивается во времени, что вызвано постоянным прогрессом технических средств. САПР открыта для использования новых средств и методов, открыта для совершенствования5. САПР максимально использует унифицированные модули. САПР имеет возможность объединить высокую эффективность с универсальность, что часто просто невозможно, а то и противоречиво. Данная система требует скромных материальных вложения и затрат времени. Таким образом, мы немного систематизировали информацию о САПР. Сложность и многосторонность проблем системы автоматизированного проектирования дают возможность выделять и другие принципы

23. Программное обеспечение САПР. 3.1 Состав программного обеспечения САПР. Программное обеспечение САПР (ПО САПР) представляет собой сложную программную систему, включающую в себя десятки и сотни компонентов. ПОСАПР - это совокупность программ на машинных носителях с необходимой программной документацией, предназначенной для выполнения автоматизированного проектирования.Создание ПО САПР - трудная научно-техническая задача, для решения которой требуются большие материальные затраты. Известны САПР, ПО которых насчитывает до 500 тыс. операторов языка программирования. Разработка такого ПО требует сотен и тысяч человеко-лет, причем требования к квалификации разработчиков таких систем очень высоки. Например, в разработке САПР морских судов, оцениваемой в 600 человеко-лет, принимало участие 15 организаций. Стоимость современных САПР определяется главным образом стоимостью ПО, которое в несколько раз превышает стоимость технического обеспечения. Литовка Ю.В., Дьяков И.А., Романенко А.В., Алексеев С.Ю., Попов А.И. Основы проектирования баз данных в САПР: Учебное пособие. - Тамбов: Издательство ТГТУ, 2007 - 177 с.Средняя производительность труда программистов в организациях, занимающихся промышленной разработкой ПО, составляет 1000-2000 операторов в год. В США цена одного оператора программы колеблется в зависимости от степени сложности ПО от 15 до 700 $; по данным на 1985 г. один час работы программиста стоит в 5 раз дороже одного часа работы ЭВМ быстродействием 300 тыс. операций/с. Приведенные данные касаются ПО, представляющего собой законченный программный продукт, поставляемый как промышленное изделие. В отличие от программ индивидуального пользования, предназначенных только для обслуживания их разработчика, программный продукт:1) имеет универсальное назначение, ориентирован на применение многими пользователями и в ряде организаций;2) предназначен для работы в комплексе с другими компонентамипрограммного обеспечения;3) имеет специальные средства модификации и расширения;4) всесторонне отлажен;5) описан в тщательно составленной документации.Стоимость программного продукта приблизительно в 8-10 раз выше стоимости программы индивидуального назначения и с увеличением его сложности растет по квадратичному закону.Для оценки сложности ПО используются два основных показателя:1) количество операторов;2) количество и типы взаимосвязей компонентов ПО между собой.Этот показатель более важный, так как именно он определяет эффективность декомпозиции исходной задачи декомпозиции ПО в целом на ряд вложенных подзадач разработки его компонентов. Поэтому, в частности, трудоемкость разработки управляющих программ выше (приблизительно в 4 раза) трудоемкости разработки прикладных программ.Пользователь (user) - лицо, пользующееся услугами вычислительной техники для получения информации или решения различных задач.В САПР можно выделить, по крайней мере, три квалификационные категории пользователей.Разработчики САПР - специалисты в области применения ЭВМ, способные разрабатывать базовые методы, средства и оснащение САПР, общесистемное ПО, инструментальные и технологические средства проектирования, осуществлять генерацию и настройку САПР на условия конкретного применения.Прикладные программисты имеют высокую квалификацию, знают методологию проектирования, алгоритмы прикладной области и могут разрабатывать специализированное ПО.Проектировщики - специалисты в области проектирования, хорошо освоившие возможности САПР для выполнения автоматизированного проектирования.Проектировщики могут относиться к так называемой категории «пользователь-непрограммист», т.е. к числу специалистов, которые не являются профессионалами в области вычислительной техники, но нуждаются в прямом доступе (без посредников) к ресурсам ЭВМ.Программное обеспечение подразделяют на базовое, общесистемное и специализированное.Базовое ПО не является предметом разработки при создании ПО САПР.Общесистемное ПО является инвариантным к объектам проектирования.Специализированное ПО функционирует в операционной среде, которая состоит из общесистемного и базового ПО. Основной функцией специализированного ПО САПР является получение проектных решений.Состав и структура ПО САПР определяются как составом и структурой подсистем САПР, так и САПР в целом. 3.2 Функциональное назначение программного обеспечения САПР По функциональному назначению ПО САПР можно разделить на ряд программных комплексов (ПК), представляющих собой совокупность программных, информационных, методических, математических и лингвистических компонент, предназначенных для выполнения заданных функций. Можно выделить следующие программные комплексы: проектирующие, обслуживающие и инструментальные (Приложение В, схема 1).Проектирующие ПК предназначены для получения законченного проектного решения и в свою очередь делятся на проблемно-ориентированные и объектно-ориентированные. Проблемно-ориентированные ПК выполняют унифицированные проектные процедуры, не зависимые от объекта проектирования. Объектно-ориентированные ПК используются для проектирования объектов определенного класса. Проектирующие ПК входят в состав специализированного ПО. 3.3 Основные принципы проектирования ПО САПР Проектирование ПО САПР осуществляется на основе принципов системного единства, развития, совместимости и стандартизации.Принцип системного единства. При создании, функционировании и развитии ПО САПР связи между компонентами должны обеспечивать ее целостность.Принцип развития. ПО САПР должно создаваться и функционировать с учетом пополнения, совершенствования и обновления ее компонент.Принцип совместимости. Языки, символы, коды, информация и связи между компонентами должны обеспечивать их совместное функционирование и сохранять открытую структуру системы в целом.Принцип стандартизации. При проектировании ПО САПР необходимо унифицировать, типизировать и стандартизовать ПО, инвариантное к проектируемым объектам.Одной и проблем, возникающих при проектировании ПО САПР, является создание единого информационно совместимого между собой программного комплекса, предназначенного для выполнения автоматизированного проектирования.

24. Классификация программного обеспечения САПР. Классификацию САПР осуществляют по ряду признаков, например, по приложению, целевому назначению, масштабам (комплексности решаемых задач), характеру базовой подсистемы -- ядра САПР.По приложениям наиболее представительными и широко используемыми являются следующие группы САПР:- для применения в отраслях общего машиностроения. Их часто называют машиностроительными САПР или MCAD (Mechanical CAD) системами.- для радиоэлектроники. Их названия -- ECAD (Electronic CAD) или EDA (Electronic Design Automation) системы.- в области архитектуры и строительства.Кроме того, известно большое число более специализированных САПР, или выделяемых в указанных группах, или представляющих самостоятельную ветвь в классификации. Примерами таких систем являются САПР больших интегральных схем (БИС); САПР летательных аппаратов; САПР электрических машин и т.п.По целевому назначению различают САПР или подсистемы САПР, обеспечивающие разные аспекты (страты) проектирования. Так, в составе MCAD появляются CAE/CAD/CAM системы:1) САПР функционального проектирования, иначе САПР-Ф или CAE (Computer Aided Engineering) системы.2) конструкторские САПР общего машиностроения -- САПР-К, часто называемые просто CAD системами;3) технологические САПР общего машиностроения -- САПР-Т, иначе называемые автоматизированными системами технологической подготовки производства АСТПП или системами CAМ (Computer Aided Manufacturing).По масштабам различают отдельные программно-методические комплексы (ПМК) САПР, например, комплекс анализа прочности механических изделий в соответствии с методом конечных элементов (МКЭ) или комплекс анализа электронных схем; системы ПМК; системы с уникальными архитектурами не только программного (software), но и технического (hardware) обеспечений.По характеру базовой подсистемы различают следующие разновидности САПР:1) САПР на базе подсистемы машинной графики и геометрического моделирования. Эти САПР ориентированы на приложения, где основной процедурой проектирования является конструирование, т.е. определение пространственных форм и взаимного расположения объектов. Поэтому к этой группе систем относится большинство графических ядер САПР в области машиностроения;2) САПР на базе СУБД. Они ориентированы на приложения, в которых при сравнительно несложных математических расчетах перерабатывается большой объем данных. Такие САПР преимущественно встречаются в технико-экономических приложениях, например, при проектировании бизнес-планов, но имеют место также при проектировании объектов, подобных щитам управления в системах автоматики;3) САПР на базе конкретного прикладного пакета. Фактически это автономно используемые программно-методические комплексы, например, имитационного моделирования производственных процессов, расчета прочности по методу конечных элементов, синтеза и анализа систем автоматического управления и т.п. Часто такие САПР относятся к системам CAE. Примерами могут служить программы логического проектирования на базе языка VHDL, математические пакеты типа MathCAD;4) комплексные (интегрированные) САПР, состоящие из совокупности подсистем предыдущих видов. Характерными примерами комплексных САПР являются CAE/CAD/CAM-системы в машиностроении или САПР БИС. Так, САПР БИС включает в себя СУБД и подсистемы проектирования компонентов, принципиальных, логических и функциональных схем, топологии кристаллов, тестов для проверки годности изделий. Для управления столь сложными системами применяют специализированные системные среды.Функции, характеристики и примеры CAE/CAD/CAM-систем.Функции CAD-систем в машиностроении подразделяют на функции двухмерного (2D) и трехмерного (3D) проектирования. К функциям 2D относятся черчение, оформление конструкторской документации; к функциям 3D - получение трехмерных моделей, метрические расчеты, реалистичная визуализация, взаимное преобразование 2D и 3D моделей.Среди CAD-систем различают «легкие» и «тяжелые» системы. Первые из них ориентированы преимущественно на 2D графику, сравнительно дешевы и менее требовательны в отношении вычислительных ресурсов. Вторые ориентированы на геометрическое моделирование (3D), более универсальны, дороги, оформление чертежной документации в них обычно осуществляется с помощью предварительной разработки трехмерных геометрических моделей. Основные функции CAM-систем: разработка технологических процессов, синтез управляющих программ для технологического оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), моделирование процессов обработки, в том числе построение траекторий относительного движения инструмента и заготовки в процессе обработки, генерация постпроцессоров для конкретных типов оборудования с ЧПУ (NC -- Numerical Control), расчет норм времени обработки. Наиболее известны (к 1999 г.) следующие CAE/CAD/CAM-системы, предназначенные для машиностроения. «Тяжелые» системы (в скобках указана фирма, разработавшая или распространяющая продукт): Unigraphics (EDS Unigraphics); Solid Edge (Intergraph); Pro/Engineer (PTC -- Parametric Technology Corp.), CATIA (Dassault Systemes), EUCLID (Matra Datavision), CADDS.5 (Computervision, ныне входит в PTC) и др.«Легкие» системы: AutoCAD (Autodesk); АДЕМ; bCAD (ПроПро Группа, Новосибирск); Caddy (Ziegler Informatics); Компас (Аскон, С.Петербург); Спрут (Sprut Technology, Набережные Челны); Кредо (НИВЦ АСК, Москва).Системы, занимающие промежуточное положение (среднемасштабные): Cimatron, Microstation (Bentley), Euclid Prelude (Matra Datavision), T-FlexCAD (Топ Системы, Москва) и другие. C ростом возможностей персональных ЭВМ грани между «тяжелыми» и «легкими» CAD/CAM-системами постепенно стираются

25. Этапы разработки программ САПР. Современные САПР ТП - это сложные системы, состоящие из многочисленных взаимосвязанных звеньев с последовательными, параллельными и обратными связями. Поведение отдельных звеньев таких систем, их воздействие друг на друга и функционирование системы в целом могут иметь детерминированный, случайный и смешанный детерминированно-стохастический характер. Проектирование и исследование таких систем требует научного подхода к решению различных задач, возникающих в процессе анализа и синтеза.Разработчик САПР ТП должен быть специалистом в области системотехники, хорошо знать международные стандарты, состояние и тенденции развития информационных технологий (ИТ) и программных продуктов, владеть инструментальными средствами разработки приложений (CASE-средствами) и быть готовым к восприятию и анализу автоматизируемых прикладных процессов в сотрудничестве со специалистами соответствующей прикладной области.Как собственно САПР ТП, так и ее компоненты, являются сложными системами, и при их проектировании целесообразно использовать нисходящий стиль блочно-иерархического проектирования, включающего ряд уровней и этапов.Верхний уровень проектирования часто называют концептуальным проектированием. Его основная цель - интеллектуализация банков данных и организация интерфейса конечного пользователя с САПР ТП на уровне представлений о прикладной области, а не на уровне структур данных. Концептуальное проектирование выполняется в процессе предпроектных исследований, формулировки технического предложения, разработки эскизного проекта.Содержанием последующих этапов нисходящего проектирования является определение перечней приобретаемого оборудования и готовых программных продуктов, построение системной среды, детальное инфологическое проектирование баз данных и их первоначального наполнения, разработка собственного оригинального программного обеспечения, которая, в свою очередь, делится на ряд этапов нисходящего проектирования.Большое значение для создания открытых систем имеет унификация и стандартизация средств межпрограммного интерфейса, т.е. профилей САПР ТП для информационного взаимодействия программ, входящих в САПР. Профилем открытой системы называют совокупность стандартов и нормативных документов, обеспечивающих выполнение системой заданных функций. Так в профилях САПР ТП могут фигурировать язык EXPRESS стандарта STEP, стандарт графического пользовательского интерфейса Motif, унифицированный язык SQL обмена данными между различными системами управления базами данных и т.д.При проектировании на этапе анализа применяются, в основном, два метода с использованием ЭВМ. Первый состоит в том, что разработчик использует анализирующие возможности компьютера как средства моделирования. В этом случае выполняется машинный анализ для оказания помощи разработчику. Второй метод подразумевает использование анализирующих возможностей ЭВМ для выбора оптимального решения. При этом компьютер сам изменяет входные параметры. Роль разработчика сводится в этом случае к определению параметров, которые следует изменять или оставить инвариантными.Этап анализа завершается этапом синтеза, т.е. созданием методики решения задачи, алгоритма и программы. Этап синтеза характеризуется использованием не только информации о проблемной среде, отобранной на этапе анализа, но и использованием уже накопленных процедурных знаний (математических методов, пакетов алгоритмов и программ). Особенно успешным использование процедурных знаний будет при декомпозиции задачи на подзадачи, решение которых уже известно.Процесс решения любой технологической задачи невозможен без использования фактографической информации. Следовательно, отбор и эффективная организация фактографической информации является важным звеном в создании подсистем САПР ТП.Рассматривая классификацию по форме представления знаний, отметим, что до сих пор весьма мощным средством представления знаний являются естественный язык и некоторые некомпьютерные языки, включая табличные и графические языки. Применительно к САПР ТП это справочники, стандарты технологического оснащения, технологические документы и т.д.Повышение адаптивных свойств подсистем в этом случае достигается за счет удобных способов обращения к базе (конструктивных) знаний для ее наполнения и модификации.Особую роль в решении задач проектирования САПР ТП сыграли и продолжают играть различные информационные технологии. В настоящее время, одной из наиболее перспективных, на наш взгляд, является так называемая CALS-технология (Compute Aided Acquisition and Life Cycle Support) - Поддержка Непрерывных Поставок и Жизненного Цикла. В этой технологии понятия изделия и его жизненного цикла являются базовыми в рассматриваемой концепции проектирования САПР ТП, так как они лежат в основе анализа организационной структуры систем, а также методологии создания открытой интегрированной производственной системы (ИПС) - Open Manufacturing System Integration (OMSI).Предлагаемый вариант декомпозиции жизненного цикла (в данном случае изделие - это САПР ТП) включает в себя следующие фазы:-анализ потребности;-проектирование;

• подготовка производства;
• производство;
• лабораторные исследования;
• передача САПР ТП в эксплуатирующую организацию;
• применение САПР ТП конечными пользователями (технологами-проектировщиками) по ее прямому назначению.Остановимся несколько подробнее на важнейшем этапе концептуального проектирования. Здесь разрабатываются детальные концептуальные модели прикладной технологической области, описывающие информационные потребности производства, особенности функционирования и т.д. Результатом являются модели двух типов - информационные, отражающие структуру и общие закономерности прикладной области, и функциональные, описывающие особенности решаемой задачи. В качестве информационного моделирования используется аппарат моделей "сущность-связь" или ER-моделей (Entity Relationship Model) [66-70]. Этот формализм позволяет представить информационные потребности в виде, наглядном и удобном для восприятия, что делает их хорошим средством коммуникации между проектировщиками и пользователями. Соответственно вводится и набор функций САПР ТП.

На основании концептуальных моделей:

• вырабатываются технические спецификации будущей системы - определяется форма представления данных, структура и состав базы данных.
• специфицируется набор программных модулей и их реализация.
• проектируется оболочка САПР ТП.

Такая процедура декомпозиции, базирующаяся на методологии структурного анализа, носит регулярный характер, что позволяет упорядочить процесс организационной структуры производства изделия