Байланысты: САПР и Классификация автоматизированных систем
Структура процесса решения задачи проектирования Решение любой задачи начинается с ее осмысления и уточнения исходных данных. Те (технические) требования (ТТ), которые выдаются заказчиком, формулируются на языке потребителя-неспециалиста и не всегда бывают технически четкими и исчерпывающими. Перевести требования на язык предметной области, сформулировать задачу максимально полно и грамотно, обосновать необходимость ее решения, т.е. сформулировать техническое задание, — первый и обязательный этап работы. Исполнитель выполняет его в тесном контакте с заказчиком.
В машиностроении этот этап иногда называют внешним проектированием. Этим подчеркивается, что разработка объекта уже начинается с постановки задачи (ТТ) и формирования ТЗ и активно ведется совместно с заказчиком.
Следующие этапы образуют внутреннее проектирование. Они нацелены на поиск решения задачи и выполняются разработчиком. Сюда входят этапы синтеза принципа действия, структуры и параметров проектируемого объекта.
На этапе синтеза принципа действия отыскивают принципиальные положения, физические, социальные и т.п. эффекты, которые составят основу функционирования будущего изделия. Это могут быть основополагающие нормы, фундаментальные законы и правила, их частные случаи или следствия. Работа ведется с принципиальными моделями и их графическим представлением — блок-схемами. Этому этапу соответствует заключительная стадия ТЗ и стадия технического предложения структуры проектирования по ГОСТ 2.103.
На этапе структурного синтеза на основе выбранного принципа действия создаются варианты начального графического представления объекта — структуры, схемы, алгоритмы, упрощенные эскизы. В соответствии с ГОСТ 2.103 этот этап включает стадию эскизного проектирования.
На этапе параметрического синтеза отыскиваются значения параметров объекта, находится численное решение проектной задачи, создается подробная документация или описание объекта, чертежи изделия и его частей. Этот этап соответствует стадиям технического и рабочего проектирования.
В процессе решения задачи появляется потребность в разработке дополнительных частей и узлов. Решение частных проектных задач, дополняющих основное решение, также проводится в соответствии с представленной последовательностью.
Вследствие неполноты начальных знаний процесс проектирования итерационен, что на рис.3 отражается стрелками обратных движений.
На каждом этапе внутреннего проектирования выполняются следующие процедуры:
выбор модели (т.е. основополагающего принципа, вида блок-схемы и расчетной схемы),
Замечено, что эффективность проектируемого объекта определяется: в первую очередь — выбранным принципом действия, во вторую — предложенной структурой и в третью — соотношением параметров.
Ведение разработки последовательно от общих черт проектируемого объекта к детальным частным называется нисходящим проектированием. Его результатом будут требования к отдельным частям и узлам.
Возможен ход разработки от частного к общему, что образует процесс восходящего проектирования. Такое проектирование встречается, если одна или несколько частей уже являются готовыми (покупными или уже разработанными) изделиями. Результатом проектирования будет частная документация на узлы.
Нисходящее и восходящее проектирование обладают своими достоинствами и недостатками. Так, при нисходящем проектировании возможно появление требований, впоследствии оказывающихся нереализуемыми по технологическим, экологическим или иным соображениям. При восходящем проектировании возможно получение объекта, не соответствующего заданным требованиям. В реальной жизни, вследствие итерационного характера проектирования, оба его вида взаимосвязаны.
Например, разрабатывая при нисходящем проектировании автомобиль (от общей схемы к его частям, например, — к мотору), необходимо увязать общую компоновку с размерами и мощностью уже выпускаемых двигателей. В противном случае придется разрабатывать применительно к данной компоновке новый двигатель, либо изменять первоначальные варианты его расположения или схему компоновки всего автомобиля.
На современном уровне информационная поддержка процессов эксплуатации и технического обслуживания выпускаемой продукции реализуется путем создания и дальнейшего использования интерактивных электронных технических руководств, которые представляют собой структурированную мобильную информационную базу, заменяющую собой традиционные технические описания, руководства по эксплуатации, обслуживанию и ремонту, каталоги и т. д.
Информация, используемая при проектировании, может быть разделена на статическую и динамическую. Статическая информация характеризуется сравнительно редкими изменениями. К ней следует отнести данные технические задания (ТЗ) на проектирование и справочные данные, имеющие большой объем. Объем данных ТЗ на проектируемый объект значительно меньше объема справочных данных, но круг лиц, имеющих право вносить изменения в ТЗ, должен быть еще более ограничен, чем круг лиц, имеющих право корректировать справочные данные.
Совокупность всех информационных массивов системы называют базой данных. База данных совместно с программным обеспечением, реализующим управление ею, образует банк данных. Управление обеспечивает включение, хранение и выдачу информации по приказам пользователей или в соответствии с командами прикладных программ. Копирование данных из электронных классификаторов и справочников позволяет сократить количество ошибок при вводе информации.
Формирование, загрузка и корректировка справочных данных осуществляются администратором базы данных, т. е. системным программистом, формирующим ее.
В базовую поставку САПР могут входить различные классификаторы технологического назначения. Так, в КОМПАС-Автопроект входят классификаторы:
• технологических операций и переходов;
• основных и вспомогательных материалов;
• оборудования;
• иллюстрированный — режущего, вспомогательного инструмента, средств измерения, средств защиты и других средств технологического оснащения;
• конструкторско-технологический — деталей.
Электронные справочники могут содержать графические изображения, трехмерные модели, средства поиска и ускоренного подбора требуемых данных по различным условиям, механизмы фильтрации данных. Они помогают инженерам быстро произвести те или иные «прикидочные» расчеты: проверить прочность выбранного соединения или спроектированной детали, подобрать диаметр резьбы крепежного изделия для выбранных условий эксплуатации, перевести физический параметр из единиц одной системы измерений в другую.
Таким образом, роль информационного обеспечения в системах автоматизированного проектирования очень велика. Оно составляет основу системы, и благодаря ему выполняется крайне важная задача — предоставление пользователям САПР достоверной информации в определенном виде.