Основные принципы построения систем автоматизированного проектирования

При создании и развитии САПР, а также их подсистем и компонентов рекомендуют применять следующие общесистемные принципы: включения, системного единства, адаптации, развития, комплексности, информационного единства, совместимости, инвариантности.

Использование этих принципов позволяет обеспечить

- выполнение при разработке САПР конкретного технического объекта требований к созданию и функционированию со стороны автоматизированной системы более высокого уровня, например, САПР изделия, для которого данный технический объект является составной частью, или САПР отрасли, организации, АСУ предприятия, организации;

- проектирование связей необходимого уровня между подсистемами на стадиях создания, эксплуатации и развития;

- эффективность функционирования в условиях внешней среды;

- адаптируемость САПР к сложившейся системе проектирования;

- возможность последующего развития системы дополнением ее новыми компонентами, а также совершенствованием имеющихся компонентов при минимальных затратах;

- единство принимаемых решений как в целом для объекта САПР, так и для его отдельных составных элементов;

- единство терминов, условных обозначений, систем классификации и кодирования для всех подсистем, средств обеспечения и компонентов САПР;

- единство информационной базы;

- единство технической базы;

- единство используемых проблемно-ориентированных языков программирования;

- максимальную универсальность создаваемых подсистем средств обеспечения и компонентов, т. е. их инвариантность по отношению к техническим объектам САПР и их отраслевой специализации.

При разработке проектирующих подсистем и средств программного и математического обеспечения важно использование также принципов блочно-модульного построения, итерации (основа большей части инженерных расчетов) и иерархии математических моделей составных частей и объекта в целом.

Одно из основных мероприятий при создании различных систем автоматизированного проектирования в отрасли – организация координационного совета и назначение головной организации по САПР из числа ведущих научно-исследовательских или проектно-конструкторских организаций. Цель этих мероприятий – обеспечение единой технической политики по созданию САПР в отрасли. Аналогично поступают и для крупных подотраслей, промышленных объединений, имеющих в своем составе несколько научно-исследовательских или проектно-конструкторских организаций.

 

 

Структура САПР

Как любую сложную систему, САПР можно представить совокупностью отдельных частей – подсистем.

Каждая из подсистем САПР предназначена для выполнения определенных функций и обладает определенной самостоятельностью. В зависимости от характера выполняемых функций, согласно ГОСТ 23501.0-79 подсистемы делятся на обслуживающие и проектирующие. К последним относятся подсистемы, выполняющие проектные процедуры и операции, например: подсистемы проектирования деталей и сборочных единиц, частей зданий и сооружений и др. К обслуживающим относятся подсистемы, обеспечивающие работоспособность проектирующих подсистем, например: подсистемы информационного поиска, документирования на различных носителях (бумага, микрофильм, микрофиша и др.). Особенностью обслуживающих подсистем является их общность для проектирующих подсистем.

Проектирующие подсистемы в зависимости от отношения к объекту проектирования делятся на объектно-ориентированные (объектные) и объектно-независимые (инвариантные).

Объектными называют подсистемы, реализующие проектные процедуры (одну или несколько) для конкретного объекта автоматизированного проектирования. К инвариантным относят подсистемы, выполняющие функции управления и обработки информации независимо от особенностей проектируемого объекта.

Инвариантные подсистемы в процессе создания САПР выделяют для уменьшения затрат на их разработку включением в систему готовых решений. Даже если нет готового аналога для заимствования, то и в этом случае выделение и разработка инвариантной подсистемы создают предпосылки для сокращения затрат и сроков на создание других САПР.

В качестве примера рассмотрим САПР коробок передач. Очевидно, в данной САПР инвариантными могут быть подсистемы проектирования валов, зубчатых передач, подшипниковых узлов, шпонок и т. д., а объектными – подсистемы проектирования кинематической схемы коробки передач, узла переключения скоростей, корпуса и т. д.

Таким образом, разделение проектирующих подсистем на объектные и инвариантные – важный этап в процессе разработки структуры САПР.

Следующим уровнем детализации САПР является выделение компонентов, выполняющих определенные функции в подсистемах и являющихся элементами средств обеспечения САПР. Связи между отдельными компонентами подсистемы обеспечивают ее структурное единство. Структурное объединение подсистем в систему обеспечивают связи между компонентами отдельных подсистем.

Выделение компонентов в САПР выполняют в соответствии с характером решаемых в них вопросов. Так, для САПР коробок передач подсистема проектирования валов представляет собой совокупность программ (по которым ЭВМ выполняет те или иные проектные про­едуры), информационных массивов, технических средств, документов, регламентирующих работу операоров и проектировщиков, и т. д. Аналогичные компоненты имеются и в других подсистемах.

Следует отметить, что, как и подсистемы, компоненты могут быть объектными и инвариантными.