Особенности проектирования машин в условиях функционирования САПР

С использованием ЭВМ наиболее органично и полно решается задача перехода к системному проектированию, качественно изменяется процесс разработки новых изделий.

Вопросы выбора конструктивных решений и параметров решаются конструктором в процессе диалога с ЭВМ.

Необходимо подчеркнуть, что только создание систем автоматизированного проектирования (САПР) объекта в целом позволяет увеличить эффективность его применения и эффективность процесса проектирования (за счет сокращения сроков, уменьшения трудоемкости, повышения качества проектной документации).

САПР – это сложная организационно-техническая система, представляющая собой комплекс технических средств автоматизации проектирования (средства методического, технического, информационного и организационного обеспечения).

Объектами проектирования САПР могут быть машина в целом, ее отдельные агрегаты или узлы и детали, то есть системы, подсистемы и элементы.

Типовые математические модели и алгоритмы проектирования разрабатываются на основе иерархической системы математического моделирования, отработанной, в частности, на производстве летательных аппаратов.

По степени абстрагирования модели разделяют на теоретико-множественные (теория множеств и теория графов); логические (математическая логика); количественные (математический аппарат отраслевой науки).

Без создания достаточно развитой математической основы – моделей описания количественных свойств и отношений – создание САПР невозможно. Поэтому началом в любой отрасли является разработка пакетов прикладных программ для расчета структуры процессов нагружения и проверочные расчеты.

В действующих отечественных САПР наибольшего развития достигли компоненты и подсистемы, обеспечивающие расчет и оптимизацию проектных решений технических конструкций (деталей, сборочных единиц). Математическое описание сложных систем и алгоритмы оптимизации их параметров проработаны значительно хуже.

Выделяются три группы задач конструирования:

1) задача выбора принципа действия объекта проектирования из множества приемлемых физических эффектов;

2) задача выбора технических решений объекта проектирования, включая структурную и конструктивную схемы, конструктивные формы и так далее из множества известных технических решений;

3) задача оптимизации конструктивных данных для заданной конструкции.

Хорошо решаются методами расчетно-оптимального проектирования только задачи третьей группы. Большинство задач первой и второй групп решаются на основе опыта и интуиции проектировщика.

В работах по описанию проектирующих систем чаще выделяются показатели положительного эффекта их применения. Например, если сокращается время конструирования и доводки самолетов и ракет в 2 - 3 раза, то подготовка производства ускоряется в 3 – 5 раз. Новая модель автомобиля создается за 8 – 12 месяцев - стоимость разработки снижается на 30 %, численность проектировщиков уменьшается на 60 %. Однако известно, что на создание САПР в проектной организации 20 - 50 специалистов высокой квалификации в среднем затрачивают от 5 до 10 лет.

Практика свидетельствует о высокой эффективности создания и применения небольших САПР на базе малых и средних ЭВМ, если такие системы могут быть широко применены в проектных организациях.