Специфика информационного обеспечения САПР

САПР как объект проектирования

Состав САПР

По определению, САПР — это организационно-техническая система, состоящая из совокупности комплекса средств автоматизации проектирования и коллектива специалистов подразделений проектной организации, выполняющая автоматизированное проектирование объекта, которое является результатом деятельности проектной организации.

САПР - система, объединяющая технические средства, математическое и
программное обеспечение, параметры и характеристики которых выбирают с
максимальным учетом особенностей задач инженерного проектирования и кон-
струирования. В САПР обеспечивается удобство использования программ за
счет применения средств оперативной связи инженера с ЭВМ, специальных
проблемно-ориентированных языков и наличия информационно-справочной
базы.

Из этого определения следует, что САПР — это не средство автоматизации, а система деятельности людей по проектированию объектов. Поэтому автоматизация проектирования как научно-техническая дисциплина отличается от обычного использования ЭВМ в процессах проектирования тем, что в ней рассматриваются вопросы построения системы, а не совокупность отдельных задач. Эта дисциплина является методологической, поскольку она обобщает черты, являющиеся общими для разных конкретных приложений.

Идеальная схема функционирования САПР представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема функционирования САПР; КСА — комплекс средств автоматизации

Эта схема идеальна в смысле полного соответствия формулировке согласно существующим стандартам и несоответствия реально действующим системам, в которых далеко не все проектные работы выполняются с помощью средств автоматизации и не все проектировщики пользуются этими средствами.

Проектировщики, как следует из определения, относятся к САПР. Это утверждение вполне правомерно, т. к. САПР — это система автоматизированного, а не автоматического проектирования. Это значит, что часть операций проектирования может и всегда будет выполняться человеком. При этом в более совершенных системах доля работ, выполняемых человеком, будет меньше, но содержание этих работ будет более творческим, а роль человека в большинстве случаев — более ответственной.

Из определения САПР следует, что целью ее функционирования является проектирование. Как уже было сказано, проектирование — это процесс переработки информации, приводящий в конечном счете к получению полного представления о проектируемом объекте и способах его изготовления.

В практике неавтоматизированного проектирования полное описание проектируемого объекта и способов его изготовления содержит проект изделия и техническую документацию. Для условия автоматизированного проектирования еще не узаконено названия конечного продукта проектирования, содержащего данные об объекте, и технологии его создания. На практике его называют по-прежнему "проектом".

Проектирование — это один из наиболее сложных видов интеллектуальной работы, выполняемой человеком. Более того, процесс проектирования сложных объектов не под силу одному человеку и выполняется творческим коллективом. Это, в свою очередь, делает процесс проектирования еще более сложным и трудно поддающимся формализации. Для автоматизации такого процесса необходимо четко знать, что в действительности он собой представляет и как выполняется разработчиками. Опыт свидетельствует, что изучение процессов проектирования и их формализация давались специалистам с большим трудом, поэтому автоматизация проектирования всюду осуществлялась поэтапно, охватывая последовательно все новые проектные операции. Соответственно, поэтапно создавались новые и совершенствовались старые системы. Чем на большее число частей разбита система, тем труднее правильно сформулировать исходные данные для каждой части, но тем легче провести оптимизацию.

Объектом автоматизации проектирования являются работы, действия человека, которые он выполняет в процессе проектирования. А то, что проектируют, называют объектом проектирования.

Человек может проектировать дом, машину, технологический процесс, промышленное изделие. Такие же объекты призвана проектировать САПР. При этом разделяют САПР изделия (САПР И) и САПР технологических процессов (САПР ТП).

Разновидности САПР

Классификацию САПР осуществляют по ряду признаков, например по приложению, целевому назначению, масштабам (комплексности решаемых задач), характеру базовой подсистемы — ядра САПР.

По назначению подсистемы САПР разделяют на два вида: проектирующие и
обслуживающие.

К проектирующим относятся подсистемы, выполняющие проектные проце-

дуры и операции, например:

подсистема компоновки машины;

подсистема проектирования сборочных единиц;

подсистема проектирования деталей;

подсистема проектирования схемы управления;

подсистема технологического проектирования.

К обслуживающим относятся подсистемы, предназначенные для поддержа-

ния работоспособности проектирующих подсистем, например:

подсистема графического отображения объектов проектирования;

подсистема документирования;

подсистема информационного поиска и др.

В зависимости от отношения к объекту проектирования различают два вида

проектирующих подсистем:

объектно-ориентированные (объектные);

объектно-независимые (инвариантные).

К объектным подсистемам относят подсистемы, выполняющие одну или не-
сколько проектных процедур или операций, непосредственно зависимых от
конкретного объекта проектирования, например:

подсистема проектирования технологических систем;

подсистема моделирования динамики, проектируемой конструкции и др.
К инвариантным подсистемам относят подсистемы, выполняющие унифицированные проектные процедуры и операции, например:

подсистема расчетов деталей машин;

подсистема расчетов режимов резания;

подсистема расчета технико-экономических показателей и др.

По целевому назначению различают САПР или подсистемы САПР, обеспечивающие разные аспекты (страты) проектирования. Так, в составе MCAD появляются рассмотренные выше CAE/CAD/CAM-системы.

По приложениям наиболее представительными и широко используемыми являются следующие группы САПР:

САПР для применения в отраслях общего машиностроения. Их часто называют машиностроительными САПР или системами MCAD (Mechanical CAD);

САПР для радиоэлектроники: системы ECAD (Electronic CAD) или EDA (Electronic Design Automation);

САПР в области архитектуры и строительства.

Кроме того, известно большое число специализированных САПР, или выделяемых в указанных группах, или представляющих самостоятельную ветвь классификации. Примерами таких систем являются САПР больших интегральных схем (БИС); САПР летательных аппаратов; САПР электрических машин и т. п.

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. К этой группе систем относится большинство САПР в области машиностроения, построенных на базе графических ядер.

В настоящее время широко используют унифицированные графические ядра, применяемые более чем в одной САПР (ядра Parasolid фирмы EDS Urographies и ACIS фирмы Intergraph).

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 они имеются также при проектировании объектов, подобных щитам управления в системах автоматики.

3. САПР на базе конкретного прикладного пакета. Фактически это автономно используемые ПМК, например имитационного моделирования производственных процессов, расчета прочности по МКЭ, синтеза и анализа систем автоматического управления и т. п. Часто такие САПР относятся к системам САЕ. 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.

Следовательно, объекты проектирования не являются объектами автоматизации проектирования. В производственной практике объектом автоматизации проектирования является вся совокупность действий проектировщиков, разрабатывающих изделие или технологический процесс, или то и другое, и оформляющих результаты разработок в виде конструкторской, технологической и эксплуатационной документаций.

Разделив весь процесс проектирования на этапы и операции, можно описать их с помощью определенных математических методов и определить инструментальные средства для их автоматизации. Затем необходимо рассмотреть выделенные проектные операции и средства автоматизации в комплексе и найти способы сопряжения их в единую систему, отвечающую поставленным целям.

При проектировании сложного объекта различные проектные операции многократно повторяются. Это связано с тем, что проектирование представляет собой закономерно развивающийся процесс. Начинается он с выработки общей концепции проектируемого объекта, на ее основе - эскизного проекта. Далее приближенные решения (прикидки) эскизного проекта уточняются на всех последующих стадиях проектирования. В целом такой процесс можно представить в виде спирали. На нижнем витке спирали находится концепция проектируемого объекта, на верхнем — окончательные данные о спроектированном объекте. На каждом витке спирали выполняют, с точки зрения технологии обработки информации, идентичные операции, но в увеличивающемся объеме. Следовательно, инструментальные средства автоматизации повторяющихся операций могут быть одни и те же.

Практически решить в полном объеме задачу формализации всего процесса проектирования очень сложно, однако если будет автоматизирована хотя бы часть проектных операций, это себя все равно оправдает, т. к. позволит в дальнейшем развивать созданную САПР на основе более совершенных технических решений и с меньшими затратами ресурсов.

В целом для всех этапов проектирования изделий и технологии их изготовления можно выделить следующие основные виды типовых операций обработки информации:

поиск и выбор из всевозможных источников нужной информации;

анализ выбранной информации;

выполнение расчетов;

принятие проектных решений;

оформление проектных решений в виде, удобном для дальнейшего использования (на последующих стадиях проектирования, при изготовлении или эксплуатации изделия).

Автоматизация перечисленных операций обработки информации и процессов управления использованием информации на всех стадиях проектирования составляет сущность функционирования современных САПР.

Каковы основные черты систем автоматизированного проектирования и их принципиальные отличия от "позадачных" методов автоматизации?

Первой характерной особенностью является возможность комплексного решения общей задачи проектирования, установления тесной связи между частными задачами, т. е. возможность интенсивного обмена информацией и взаимодействие не только отдельных процедур, но и этапов проектирования. Например, применительно к техническому (конструкторскому) этапу проектирования САПР РЭС позволяет решать задачи компоновки, размещения и трассировки в тесной взаимосвязи, которая должна быть заложена в технических и программных средствах системы.

Применительно к системам более высокого уровня можно говорить об установлении тесной информационной связи между схемотехническим и техническим этапами проектирования. Такие системы позволяют создавать радиоэлектронные средства, более эффективные с точки зрения комплекса функциональных и конструкторско-технологических требований.

Вторым отличием САПР РЭС является интерактивный режим проектирования, при котором осуществляется непрерывный процесс диалога "человек-машина". Сколь ни сложны и изощренны формальные методы проектирования, сколь ни велика мощность вычислительных средств, невозможно создать сложную аппаратуру без творческого участия человека. Системы автоматизации проектирования по своему замыслу должны не заменять конструктора, а выступать мощным инструментом его творческой деятельности.

Третья особенность САПР РЭС заключается в возможности имитационного моделирования радиоэлектронных систем в условиях работы, близких к реальным. Имитационное моделирование дает возможность предвидеть реакцию проектируемого объекта на самые различные возмущения, позволяет конструктору "видеть" плоды своего труда в действии без макетирования. Ценность этой особенности САПР заключается в том, что в большинстве случаев крайне трудно сформулировать системный критерий эффективности РЭС. Эффективность связана с большим числом требований различного характера и зависит от большого числа параметров РЭС и внешних факторов. Поэтому в сложных задачах проектирования практически невозможно формализовать процедуру поиска оптимального по критерию комплексной эффективности решения. Имитационное моделирование позволяет провести испытания различных вариантов решения и выбрать лучший, причем сделать это быстро и учесть всевозможные факторы и возмущения.

Четвертая особенность заключается в значительном усложнении программного и информационного обеспечения проектирования. Речь идет не только о количественном, объемном увеличении, но и об идеологическом усложнении, которое связано с необходимостью создания языков общения проектировщика и ЭВМ, развитых банков данных, программ информационного обмена между составными частями системы, программ проектирования. В результате проектирования создаются новые, более совершенные РЭС, отличающиеся от своих аналогов и прототипов более высокой эффективностью за счет использования новых физических явлений и принципов функционирования, более совершенной элементной базы и структуры, улучшенных конструкций и прогрессивных технологических процессов.

Приведенные общесистемные принципы являются чрезвычайно важными на этапе разработки САПР. Контроль над их соблюдением обычно осуществляет специальная служба САПР предприятия.

Сущность процесса проектирования РЭС заключается в разработке конструкций и технологических процессов производства новых радиоэлектронных средств, которые должны с минимальными затратами и максимальной эффективностью выполнять предписанные им функции в требуемых условиях.

В результате проектирования создаются новые, более совершенные РЭС, отличающиеся от своих аналогов и прототипов более высокой эффективностью за счет использования новых физических явлений и принципов.

Разнообразие средств и выполняемых функций обусловливает сложность структуры САПР, в которой выделяют ряд видов обес­печения и подсистем.

Виды обеспечения САПР. Компонентами САПР являются виды обеспечения—техническое, математическое, программное, линг­вистическое, информационное, методическое и организационное.

Техническое обеспечение - совокупность технических (аппаратных) средств, используемых в САПР для переработки, хранения, передачи информации, организации общения человека с ЭВМ, изготовления проектной документации. Основу техническо­го обеспечения составляют ЭВМ, разные виды периферийного обо­рудования - внешние запоминающие устройства, устройства вво­да - вывода информации, технические средства машинной графи­ки, аппаратура для связи технических средств между собой и с пользователями САПР. К техническому обеспечению САПР отно­сят также средства организационной техники, различное измери­тельное оборудование для получения данных, используемых при проектировании.

Математическое обеспечение - совокупность мате­матических моделей, методов, алгоритмов для решения задач авто­матизированного проектирования. Математическое обеспечение реа­лизуется в программном обеспечении САПР.

Программное обеспечение - совокупность программ, представленных в заданной форме, вместе с необходимой програм­мной документацией, предназначенная для использования в САПР.

Лингвистическое обеспечение - совокупность язы­ков, используемых в САПР для представления информации о про­ектируемых объектах, процессе и средствах проектирования, кото­рой обмениваются люди с ЭВМ и между собой в процессе автома­тизированного проектирования.

Информационное обеспечение - документы, содер­жащие описания стандартных проектных процедур, типовых про­ектных решений, комплектующих изделий, материалов и другие данные, а также файлы и блоки данных на магнитных носителях с записью указанных документов.

Методическое обеспечение - документы, в которых отражены состав, правила отбора и эксплуатации средств автома­тизированного проектирования. Иногда понятие методического обеспечения расширяют, включая в него лингвистическое и мате­матическое обеспечения.

Организационное обеспечение - положения, инст­рукции, приказы, штатные расписания, квалификационные требо­вания и другие документы, регламентирующие организационную структуру подразделений проектного предприятия и их взаимодей­ствие с комплексом средств автоматизированного проектирования.

Подсистемы САПР. При проектировании все компоненты САПР функционируют во взаимодействии. Для пользователя аппаратные и программные средства выступают как единое целое, образуя инст­румент проектирования. Этот инструмент сложен и неоднороден, в нем можно выделить отдельные структурные единицы: комплексы программно-методические (ПМК) и программно-технические (ПТК), подсистемы САПР.

Программно-методический комплекс — взаимосвязанная сово­купность некоторых частей программного, методического и информационного обеспечения, необходимая для получения законченно­го проектного решения по объекту проектирования или для выпол­нения определенных унифицированных процедур. Поскольку в программном обеспечении с необходимостью реализуется матема­тическое и лингвистическое обеспечение, соответствующие части математического и лингвистического обеспечения целесообразно считать компонентами ПМК. Например, выделяют ПМК оформле­ния документации, синтеза проектных решений, моделирования и т. п. Известно большое число ПМК, тиражируемых и применяе­мых во многих организациях, например ПМК P-Cad, созданный для проектирования РЭА.

Программно-технический комплекс — взаимосвязанная совокуп­ность программно-методических комплексов, объединенных по не­которому признаку, и средств технического обеспечения САПР. По­нятие ПМК относится к программным средствам, а понятие ПТК— к вычислительным системам, объединяющим аппаратные и програм­мные средства и предназначенным для применения в САПР. Примерами ПТК могут служить автоматизированные рабочие мес­та, включающие в себя ЭВМ, комплект периферийных устройств и ряд ПМК для выполнения проектных маршрутов и процедур.

Программно-методический и программно-технический комплек­сы представляют собой промышленный продукт, разрабатываемый,

изготовляемый и поставляемый для создания или развития САПР на предприятиях заказчиков.

. В конкретных САПР предприятий можно выделить несколько подсистем, каждая из которых выполняет определенные функции.

Подсистема САПР— это составная структурная часть САПР, обла­дающая всеми свойствами системы и являющаяся самостоятельной системой. Подсистемы САПР могут быть проектирующими или об­служивающими. Первые из них непосредственно участвуют в вы­полнении проектных процедур, а вторые обеспечивают правильное функционирование первых. По степени универсальности подсистемы делятся на объектные, ориентированные на определенный класс проектируемых объектов, и на инвариантные—не связанные с ка­кими-либо конкретными типами объектов. Типичные проектирую­щие подсистемы в САПР ЭВМ—подсистемы функционально-логи­ческого и конструкторского проектирования. Примером объектно-ориентированной подсистемы является подсистема конструкторско­го проектирования КМДП БИС, примером инвариантной подсисте­мы—подсистема параметрической оптимизации методами нелиней­ного программирования. Основные обслуживающие подсистемы:

управляющая (мониторная) система САПР и система управления базами данных. Промежуточное положение между проектирующи­ми и обслуживающими подсистемами в большинстве САПР зани­мает подсистема машинной графики.

Понятие подсистемы САПР близко к понятию программно-тех­нического комплекса САПР, однако имеются и отличия. Одна под­система может при своем функционировании занимать ресурсы более чем одного ПТК. Так, задачи размещения и трассировки при небольшой размерности могут выполняться на АРМ, а при большой размерности—в центральном вычислительном комплексе САПР. В подсистеме могут использоваться один или несколько ПМК, при­чем в процессе совершенствования подсистемы те или иные ПМК заменяются новыми с улучшенными характеристиками.

Принципы создания систем автоматизированного проектирования конструкции и технологии

Разработка САПР представляет собой крупную научно-техническую про-
блему, а ее внедрение требует значительных капиталовложений. Накопленный опыт позволяет выделить следующие основные принципы построения САПР.

При создании САПР руководствуются следующими общесистемными принципами:

САПР - человеко-машинная система. Все созданные и создаваемые системы проектирования с помощью ЭВМ являются автоматизированными, важную роль в них играет человек - инженер, разрабатывающий проект технического средства.

В настоящее время и по крайней мере в ближайшие годы создание систем
автоматического проектирования не предвидится, и ничто не угрожает монополии человека при принятии узловых решении в процесс е проектирования.

Человек в САПР должен решать, во-первых, все задачи, которые не формали-
зованы, во-вторых, задачи, решение которых человек осуществляет на основе
своих эвристических способностей более эффективно, чем современная ЭВМ
на основе своих вычислительных возможностей. Тесное взаимодействие чело-
века и ЭВМ в процессе проектирования - один из принципов построения и
эксплуатации САПР.

Принцип включения состоит в том, что требования к созданию, функционированию и развитию САПР определяются со стороны более сложной системы, включающей в себя САПР в качестве подсистемы. Такой сложной системой может быть, например, комплексная система АСНИ — САПР — АСУТП предприятия, САПР отрасли и т. п.

Принцип системного единства предусматривает обеспечение целостности САПР за счет связи между ее подсистемами и функционирования подсистемы управления САПР.

Принцип комплексности требует связности проектирования отдельных элементов и всего объекта в целом на всех стадиях проектирования.

Принцип информационного единства предопределяет информационную согласованность отдельных подсистем и компонентов САПР. Это означает, что в средствах обеспечения компонентов САПР должны использоваться единые термины, символы, условные обозначения, проблемно-ориентированные языки программирования и способы представления информации, которые обычно устанавливаются соответствующими нормативными документами. Принцип информационного единства предусматривает, в частности, размещение всех файлов, используемых многократно при проектировании различных объектов, в банках данных. За счет информационного единства результаты решения одной задачи в САПР без какой-либо перекомпоновки или переработки полученных массивов данных могут быть использованы в качестве исходной информации для других задач проектирования.

Принцип совместимости состоит в том, что языки, коды, информационные и технические характеристики структурных связей между подсистемами и компонентами САПР должны быть согласованы так, чтобы обеспечить совместное функционирование всех подсистем и сохранить открытую структуру САПР в целом. Так, введение каких-либо новых технических или программных средств в САПР не должно приводить к каким-либо изменениям уже эксплуатируемых средств.

Принцип инвариантности предусматривает, что подсистемы и компоненты САПР должны быть по возможности универсальными или типовыми, т. е. инвариантными к проектируемым объектам и отраслевой специфике. Применительно ко всем компонентам САПР это, конечно, невозможно. Однако многие компоненты, например программы оптимизации, обработки массивов данных и другие, могут быть сделаны одинаковыми для разных технических объектов.

Принцип развития требует, чтобы в САПР предусматривалось наращивание и совершенствование компонентов и связей между ними. При модернизации подсистемы САПР допускается частичная замена компонентов, входящих в подсистему, с изданием соответствующей документации.

САПР - специализированная система с максимальным использованием
унифицированных модулей. Требования высокой эффективности и универсальности, как правило, противоречивы. Применительно к САПР это положение сохраняет свою силу. Высокой эффективности САПР, выражаемой прежде
всего малыми временными и материальными затратами при решении проект-
ных задач, добиваются за счет специализации систем. Очевидно, что при этом
растет число различных САПР. Чтобы снизить расходы на разработку многих
специализированных САПР, целесообразно строить их на основе макси-
мального использования унифицированных составных частей. Необходимым
условием унификации является поиск общих черт и положений в моделирова-
нии, анализе и синтезе разнородных технических объектов. Безусловно, может
быть сформулирован и ряд других принципов, что подчеркивает многосторон-
ность и сложность проблемы САПР.

 

 

ОТОБРАЖЕНИЕ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ В
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР

Важнейшим вопросом при создании САПР после формализации процесса
проектирования является вопрос отображения проектно-конструкторской дея-
тельности инженера в программное обеспечение.

В общем, виде процесс проектирования в САПР можно упрощенно предста-
вить схемой, показанной на рис. 2. Эта схема отображает элементарную ячейку
проектно-конструкторского процесса, из цепочки, которых состоит реальный
автоматизированный процесс. Все системы проектирования, создаваемые с по-
мощью современных средств вычислительной техники, являются автоматизи-
рованными. Важнейшую роль в этих системах играет человек-инженер, разра-
батывающий проект новых технических средств. Человек в САПР решает все
неформализованные проектные задачи и задачи планирования работ. Совре-
менная САПР является инструментом высококвалифицированного инженера-
проектировщика, поэтому тесное взаимодействие человека и ЭВМ в процессе
проектирования - один из важнейших принципов построения и эксплуатации

САПР.

Основным блоком в схеме процесса автоматизированного проектирования
(рис. 2) является блок проектных решений. В зависимости от полноты форма-
лизации наших знаний в конкретной предметной области проектное решение
может быть выполнено автоматически или в интерактивном режиме. На основе
входных данных и ограничений (независимые параметры проектирования) блок
изменяет варьируемые параметры (факторы решения) до получения приемлемых проектных решений (зависимых переменных).

 

Рис. 2. Схема процесса автоматизированного проектирования

Результаты проектирования должны быть представлены в виде, удобном для
восприятия человеком, и содержать информацию, на основе которой инженер
мог бы вынести суждение о результатах проектирования.

Если проектное решение утверждается, то оформляется требуемая выходная
документация; если необходима корректировка проекта, инженер, уточняя
варьируемые параметры, в интерактивном режиме добивается нужных ре-
зультатов; когда же проектно-конструкторский процесс не приводит к наме-
ченной цели, необходимо уточнить входные данные и ограничения.

Рассмотрение даже такой упрощенной схемы процесс а проектирования по-
зволяет уточнить разделение функции между инженером и ЭВМ в САПР. По-
лучение вариантов проектных решений и их представление в виде, удобном для
восприятия человеком, может быть возложено на ЭВМ в той мере, в какой это
позволит сделать математическое обеспечение проектных процедур. Но даже
при автоматическом получении вариантов проектных решений за инженером

остаются важнейшие функции - ввод исходных данных для проектирования,
окончательная оценка и утверждение проектных решении. В интерактивном же
режиме проектирования инженер непосредственно участвует в ходе решения
задач, воздействуя на выбор факторов решения и уточняя независимые пере-
менные. Получение выходной документации в соответствии с существующими
требованиями является операцией рутинной и должно выполняться автомати-
чески.

На основании изложенного модель программного обеспечения автоматизи-
рованной проектной процедуры можно представить схемой, показанной на рис.
3.

 

Рис. 3. Модель программного обеспечения проектной процедуры в САПР
Обобщенная модель программного обеспечения проектной процедуры в
САПР имеет ряд составляющих и списки данных. В общем, виде каждая со-
ставляющая должна реализоваться своим программным модулем.

Назначение модуля формирования входных данных состоит в создании спи-
ска этих данных для проектирования и его контроля при вводе в систему.
Структура и формат списка входных данных зависят от содержания проектной
процедуры (расчетного модуля). Необходимо предусмотреть существование
нескольких версий списка входных данных, которые с заданными именами
хранятся на участках магнитного диска. Структура списка данных определяет-
ся разработчиком САПР, а формируется он либо в диалоговом режиме пользо-
вателем, либо генерируется автоматически предыдущими проектными про-
цедурами.

Программиый модуль корректировки входных данных предусматривает ре-
дактирование (удаление, вставку и т. п.) списка, потребность в котором возни-
кает из-за ошибок пользователя при вводе данных, обнаруживаемых при кон-
троле, а также при необходимости их уточнения в результате анализа и оценки
проектных решений.

Для обеспечения тщательного контроля в САПР должны быть предусмотре-
ны программные средства для визуализации списков данных. В общем случае
необходимо иметь возможность получения нескольких видов распечатки спи-
ска данных: двоичный, десятичный, символьный, табличный и по записям. Для
реализации различных требований пользователя распечатка может выводиться
на экран дисплея или на АЦПУ. Все эти операции выполняет модуль распечат-
ки входных данных.

Программные модули формирования, корректировки и распечатки ограни-
чении на процесс проектирования функционируют аналогично описанным.
Структура и формат ограничений зависят от проектного модуля, но они суще-
ственно меньше подвержены изменениям, чем структура и формат исходных
данных. Однако необходимо предусматривать существование нескольких вер-
сий этих списков (например, общих требований к техническим средствам со
стороны различных заказчиков).

Создание и контроль списка варьируемых параметров осуществляются про-
граммными модулями их задания и распечатки.

Расчетный модуль программного обеспечения процесса проектирования
предназначен для автоматического выполнения ЭВМ всех тех операций проект-
ной процедуры, которые удалось полностью формализовать.

Получаемые варианты проектных решений обрабатываются программным
модулем подготовки данных для оценки решений и передаются модулю визуа-
лизации. Анализируя результаты проектно-конструкторского процесса, ин-
женер должен иметь возможность просмотра выходных данных на АЦПУ, дис-
плее и графопостроителе, например, в виде таблиц, схем и чертежей.

Допустимо существование нескольких версий проектных решений, которые
хранятся на магнитном диске и могут быть представлены в требуемом виде с
помощью программного модуля документирования проектных решений.

Связь между различными программными модулями проектной процедуры и
взаимодействие данной проектной процедуры с другими происходит через об-
щую память.

Это позволяет осуществлять интерактивный автоматизированный процесс
проектирования с сохранением множества различных версий, как входных дан-
ных, так и проектных решений. Для выполнения требования принципа ра-
циональной связи САПР с окружающей средой при проектировании программ-
ного обеспечения следует стремиться к тому, чтобы список входных данных
был результатом предыдущих проектных процедур или модулей. Это достига-
ется при разработке информационного обеспечения САПР.

 

СПЕЦИФИКА ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ САПР

В комплекс средств автоматизированного проектирования входит информа-
ционное обеспечение, которое представляет собой совокупность документов,
описывающих стандартные проектные процедуры, типовые проектные реше-
ния, 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 яв-
ляется разработка информационной системы, позволяющей правильно и быст-
ро решать проектные задачи. Это может быть достигнуто своевременной выда-
чей источнику запроса полной и достоверной информации для выполнения оп-
ределенной части проектно-конструкторского процесса.

Основные требования к информационному обеспечению САПР следующие:
1. Наличие необходимой информации для обеспечения как автоматизиро-
ванных, 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.

Достаточное быстродействие системы информационного обеспечения.

Возможность быстрого внесения изменений и корректировки информации,
доведения этих изменений до потребителя, а та

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: