Состав и структура сапр. Компоненты видов обеспечения сапр.

Составными структурными частями САПР являются подсистемы, в которых при помощи различных комплексов средств выполняется решение функционально законченных задач в определенной последовательности. Как мы уже определили выше, подсистемы САПР сами обладают всеми свойствами системы, т.е. обычно реализуют вполне законченные этапы или стадии проектирования или группу непосредственно связанных между собой проектных задач.

Такого типа подсистемы называют проектирующими.

Примером подсистемы может служить, например, любая программная система на персональном компьютере, осуществляющая проектирование управляющей программы, скажем, для токарных станков с ЧПУ по заданному чертежу детали, получаемому из другой проектирующей подсистемы.

Помимо проектирующих подсистем в САПР используются подсистемы, которые принято называться обслуживающими. Например, ясно, что если вы используете некоторую базу данных, и соответственно некоторую СУБД, то система управления базами данных сама по себе ничего не проектирует, а лишь управляет процессом хранения, накопления, модификации и поиска данных, необходимых вам для проектирования.

Каждая подсистема строится на основе различных, но взаимосвязанных средств автоматизации. Эти средства можно условно разбить, опять же, на семь типов, которые называются видами обеспечения САПР, а именно:

1) математическое обеспечение ;

2) программное обеспечение ;

3) информационное обеспечение ;

4) техническое обеспечение ;

5) лингвистическое обеспечение ;

6) методическое обеспечение ;

7) организационное обеспечение ;

Основу математического обеспечения составляют алгоритмы, по которым разрабатывается программное обеспечение САПР. Элементы математического обеспечения в САПР чрезвычайно разнообразны. Они зависят, конечно, от особенностей объекта проектирования, и могут быть как в достаточной мере инвариантными, так и весьма специфическими. Скажем, все системы, проектирующие трехмерные объекты, должны использовать методы построения и описания такого рода объектов, т.е. математический аппарат вычислительной геометрии, который в известной мере можно считать инвариантным. При решении оптимизационных задач используются различные методы поиска экстремумов, многие из которых применяются только в конкретной предметной области.

Программное обеспечение подразделяют на общесистемное и специальное. Разделение вполне понятное и особых комментариев не требует. Ясно, что операционные системы относятся к первому виду ПО, а , скажем, программное обеспечение для прогнозирования погоды в Екатеринбурге- к очень специальному.

В общесистемном программном обеспечение выделяют, в свою очередь, такой компонент как базовоепрограммное обеспечение, т.е. такое, которое не является объектом разработки при создании программного обеспечения, например, какая-либо СУБД.

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. Иногда совокупность такого рода данных называют еще информационным фондом. Формы организации информационного обеспечения в компьютере могут быть различны, например: файлы или библиотеки. Библиотечная форма организации данных широко применяется в отечественных ЭВМ типа ЕС или СМ. Наиболее естественным и распространенным способом ведения информационного фонда в настоящее время является формирование баз данных, доступ к которым осуществляется различными системами управления базами данных.

Остановимся более подробно на проблемах выбора технических средств САПР.

Как мы уже отмечали ранее, к техническим средствам САПР относятся не только компьютеры, но и различные технические устройства, приборы, периферийные средства, которые необходимы для обеспечения процесса проектирования. К периферийным техническим средствам относятся, в частности, графопостроители и перфораторы (устройства вывода информации на перфоленту). Причем, если для функционирования наиболее распространенных графопостроителей, как правило, в базовом программном обеспечении САПР имеются необходимые программные средства (драйверы), то для стыковки, скажем, IBM-совместимых персональных компьютеров и широко распространенных на предприятиях перфораторов типа ПЛ150М необходимы уже дополнительные технические устройства (адаптеры).

Остановимся несколько подробнее на компьютерах, применяемых в САПР.

Очевидно, что подавляющая часть компьютеров, используемых в настоящее время в нашей стране для автоматизации проектирования(впрочем, и не только для этих целей) представляют собой IBM-совместимые персональные компьютеры. Надо отметить, что термин “IBM-совместимые” сейчас используется реже, больше говорят о “платформах”, аппаратной или программной. Для персональных компьютеров аппаратная платформа определяется типом процессора (часто говорят: “интелловская“ платформа), а программная - типом операционной системы (MS DOS или MS WINDOWS). Впрочем, терминология здесь очень не устоявшаяся. И не всегда люди, использующие один термин, имеют ввиду одно и то же. Характерным примером является термин “рабочая станция”. Если вы говорите со специалистом по сетевым технологиям, то под рабочей станцией он обычно понимает персональный компьютер, выполняющий функции “клиента” в технологии “клиент-сервер”. Вместе с тем, этот термин уже довольно давно используется для обозначения вполне определенного класса компьютеров, выпускаемых ,как правило, на основе так называемых RISC - процессоров рядом известных западных производителей. Именно этот класс компьютеров в отличие от персональных чаще всего применяется для решения задач автоматизации проектирования на крупных и средних предприятиях большинства развитых стран Запада. Рабочие станции, в частности, производят такие знаменитые компьютерные фирмы как HEWLETT PACKARD(HP), IBM, SILICON GRAPHICS(SGI), SUN Microsystem, DIGITAL(DEC) и ряд других. Как правило, рабочие станции работают на программной платформе UNIX, хотя большинство фирм-производителей предлагают и собственные специфические операционные системы. Нужно отметить, что версии OC UNIX для разных типов рабочих станций также имеют свою специфику.

Можно выделить две основные особенности рабочих станций как типа компьютеров:

- высокая производительность (наряду с другими техническими характеристиками) и использование RISC-процессоров;

- повышенные возможности для решения задач машинной графики.

Эти особенности и определили привлекательность рабочих станций для САПР-овских систем, в которых решение сложных геометрических и графических задач занимает важное место. Существенная часть такого рода задач решается рабочими станциями на аппаратном уровне с помощью специализированных процессоров, что, как раз, и обеспечивает высокую эффективность и производительность станций в сравнении с “персоналками”. Но, как говорится, “за все надо платить”. В данном случае платить приходится непосредственно деньгами и очень немалыми. Стоимость рабочих станций может достигать, естественно, в зависимости от конфигурации, нескольких десятков тысяч долларов. Именно поэтому в нашей стране предпочитают использовать для задач САПР дешевые персональные компьютеры “желтой” сборки. Справедливости ради надо отметить, что разница в возможностях рабочих станций и самых мощных персональных компьютеров в последнее время существенно уменьшилась, хотя по-прежнему есть. Так подсистемы конструкторского проектирования сложных сборочных чертежей для авиастроения и автомобилестроения эффективно работают только на рабочих станциях.

В заключении разговора о компьютерах приведу несколько наиболее покупаемых в России модификацийрабочих станций:

- Sun SPARC Solaris, Sun SPARC SunOS;

- Alpha (Digital);

- IRIX (SGI);

- HP-UX;

- IBM AIX/600

О лингвистическом обеспечении САПР. Основу лингвистического обеспечения САПР составляют, так называемые, проблемно-ориентированные языки, предназначенные для описания процедур автоматизированного проектирования. Собственно говоря, это и не языки вовсе, а комплексы программных средств, в качестве входных данных использующие языковые конструкции. В качестве “классического” примера можно привести язык СТЕП-Ш, разработанный преподавателем кафедры “Прикладная геометрия и автоматизация проектирования” УГТУ-УПИ Николаем Евгеньевичем Возмищевым под научным руководством проф. Р.А.Вайсбурда. Это ориентированный на конечного пользователя-непрограммиста технологический язык для описания информации о процессе и условиях проектирования в горячештамповочном производстве, а также методах решения проектных задач.

Разумеется, что в состав лингвистического обеспечения САПР входят и универсальные алгоритмические языки высокого уровня и различного типа “макроязыки”, расширяющие языковые средства больших программных систем и т.д.

Как уже отмечалось выше, стандарты по САПР выделяют еще 2 типа обеспечения САПР: методическое и организационное. Выделение это, на наш взгляд, достаточно искусственное, но “стандарт есть стандарт”. Под методическим обеспечением понимается набор документов, регламентирующих эксплуатацию САПР. Причем документы, касающиеся разработки САПР, сюда не входят. Т.е. методическое обеспечение - это, в общем смысле, просто набор инструктивных положений, касающихся эксплуатации САПР.

Организационное обеспечение также представляет собой комплекс регламентирующих документов, но уже касающихся организационной структуры подразделений, эксплуатирующих САПР, а также взаимодействия этих подразделений с САПР и между собой. В набор организационных документов входят обычно приказы, штатные расписания, квалификационные требования и т.д.

1 2 Следующая >< Предыдущая3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 2 3 Следующая >< Предыдущая4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Промышленные сапр.

Cad/cam /cae системы.

В данном разделе мы познакомимся с наиболее известными зарубежными и отечественными системами автоматизированного проектирования, широко применяющимися в промышленном производстве.

Прежде всего, приведем еще несколько “англоязычных” терминов.

CAD (Computer-Aided Design) - дословно переводится как “проектирование с помощью компьютера”, фактически этот термин означает системы геометрического моделирования и САПР чертежно-конструкторских работ.

CAM (Computer-Aided Manufacturing) - можно перевести как “производство с помощью компьютера”. Общепринятое значение этого термина в настоящее время - САПР технологической подготовки производства.

CAE (Computer-Aided Engineering) - означает компьютерные системы инженерного анализа.

Ведущие мировые производители программного обеспечения для автоматизации проектирования, как правило, поставляют на рынок интегрированные универсальные системы , удовлетворяющие требованиям проектирования и изготовления изделий в различных отраслях промышленности. Эти системы содержат в себе возможности автоматизации всех трех аспектов и называются поэтому CAD/CAM/CAE системами. Прежде чем перейти к рассмотрению лидеров мирового САПР-овского бизнеса, приведем примеры некоторых специализированных систем автоматизации проектирования конструкторско-технологического назначения.

Типичным примером “чисто” CAD - системы является всем известный AUTOCAD (Autodesk, Ltd.., США). Последние версии этой системы позволяют причислить ее к системам трехмерного моделирования, но для большинства российских пользователей, Autocad остается 2D - системой для машиностроительного черчения.

Из отечественных CAD-cистем , не претендующих на автоматизацию технологической подготовкой производства, мы бы отметили разработку АО “Топ-системы” (г.Москва), которая раньше называлась Top-CAD, а сейчас получила название T-Flex CAD. Отличительной особенностью этой системы является, на наш взгляд, очень удачная реализация идеи параметризации объектов. В Top-CADe все параметризировано. Это факт позволяет очень эффективно производить модификацию чертежей и сократить время проектирование новых. Известно, что в системе Autocad тоже есть возможности параметрического программирования, но они не являются органичными для системы и представляют собой некоторые “надстройки” над системой. Кстати, о надстройках.

Широкое внедрение в России имеет система КАДМЕХ (CADMECH) (разработчик -фирма ИНТЕРМЕХ(INTERMECH), г.Минск). Это, как и T-Flex CAD, в основном, система для автоматизации машиностроительного черчения. Однако, работает она в среде Autocad и независимо функционировать не может.

Среди недорогих CAM-систем, имеющих некоторое распространение и в России, в качестве примера можно привести систему PEPS английской фирмы CAMTEK. Как и практически все САПР такого рода, PEPS обеспечивает автоматизацию подготовки управляющих программ для широкого класса станков с ЧПУ, включая токарные, фрезерные, сверлильные, электроэрозионные, прессы с ЧПУ, машины термической резки листовых материалов и т.д. Геометрию обрабатываемых деталей она может принимать из других широко распространенных CAD-систем через стандартные форматы файлов (например, через тот же “автокадовский” DXF-формат).

Следует отметить, что большинство уважающих себя CAM - систем имеют собственную несложную CAD-подсистему для описания геометрии деталей.

Отечественным аналогом PEPSa является система TURBO TIGRAS (дистрибьютер - АО “КАМЕЯ”, г.Москва).

Системы инженерного анализа (CAE-cистемы) включают в себя решение следующих основных задач:

- прочностной анализ (все виды расчетов на прочность конструкций методом конечных элементов) ;

- теплофизические расчеты ;

- пластический анализ (анализ пластической деформации и оценка технологичности изготовления деталей методом литья под давлением) ;

- механический анализ(моделирование и прогнозирование поведения и движения механических систем) .

Примером полнофункциональной CAE-системы является система ANSYS американской фирмы Swanson Analysis Systems. Отечественные аналоги нам не известны. Ряд организаций ведут работы по отдельным проблемам инженерного анализа, однако, еще раз повторимся, полномасштабные полнофункциональные коммерческие версии российских CAE-систем нам не известны.

Перейдем теперь к обзору интегрированных CAD/CAM/CAE систем.

Отметим, на наш взгляд, основные особенности лучших современных CAD/CAM/CAE- систем, являющихся признанными мировыми лидерами .

1.На этапе проектирования (геометрического моделирования) обеспечивают:

- твердотельное, поверхностное и каркасное 3-х мерное моделирование ;

· черчение;

· моделирование «больших» сборок;

- фотореалистическое отображение;

- конструирование и раскрой из листовых материалов;

- поддержку промышленных графических стандартов типа IGES, DXF,VDA, STEP и т.д. ;

- поддержку вывода документации во всех основных чертежных стандартах- ANSY, ISO, DIN, ЕСКД и т.д.

- прямые интерфейсы с другими CAD/CAM/CAE системами.

2. СAM- подсистемы обеспечивают:

- эффективную подготовку управляющих программ для фрезерной обработки от 2,5 до 5 координат, всех видов токарной, электроэрозионной, а также для газорежущих, плазморежущих, лазерных машин и прессов с ЧПУ;

- быстрое генерирование постпроцессоров для различных систем ЧПУ и контроллеров;

3. CAE-подсистемы являются полномасштабными (т.е. полностью решающими весь спектр задач без каких-либо ограничений) и обеспечивают все виды инженерного анализа.

4. Полные версии систем функционируют на основных типах рабочих станций (т.е. на UNIX- платформах). Для платформ MS WINDOWS 95 и WINDOWS NT существуют ограниченные версии систем.

Законодателями мод в разработке CAD/CAM/CAE систем являются, разумеется, американцы и ,как ни странно, французы.

США являются автором 3 крупных интегрированных CAD/CAM/CAE систем, а именно:

- системы CADDS5 (разработчик фирма ComputerVision(CV));

- системы UNIGRAPHICS (разработчик фирма Electronic Data System(EDS));

- системы Pro/Engineer (разработчик фирма Parametric Technology Company(PTC),

Франция - 2-х:

- системы CATIA (разработчик фирма Dassault Systemes);

- системы EUCLID (разработчик фирма Matra Datavision);

Собственно говоря поставщиком (или, как сейчас говорят, “эксклюзивным дистрибьютером”) системы CATIA является компьютерный гигант - фирма IBM, так что эту систему тоже можно считать американской.

Говоря о CAD/CAM/CAE системах, покупаемых в России и в Уральском регионе нельзя не сказать еще о двух западных разработках: о системе CIMATRON одноименной израильской фирмы и системе DUCT английской фирмы DELCAM;

В Екатеринбурге имеется дочернее предприятие фирмы DELCAM (оно называется DELCAM-URAL), а представительство фирмы BEE PITRRON, которая является дистрибьютером системы СIMATRON, расположено непосредственно в УГТУ-УПИ.

Об особенностях вышеназванных систем мы поговорим ниже.

1 2 3 Следующая >< Предыдущая4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 2 3 4 Следующая >< Предыдущая5 6 7 8 9 10 11 12 13 14