Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Автоматизированное проектирование технических систем: Учебное пособие.

Бельков В. Н., Ланшаков В. Л.,

1.5. КОМПОНЕНТЫ САПР

К числу компонентов САПР относятся ее функциональные части, а также системы и/или подсистемы.

Функциональными составными частями САПР являются техническое, математическое, программное, информационное, лингвистическое, организационное и методическое обеспечение.

Техническое обеспечение САПР составляют ЭВМ и периферийное оборудование, включая устройства связи человека и ЭВМ, устройства для изготовления технической документации, аппаратуру передачи данных между удаленными техническими средствами, а также измерительные устройства и приборы, устройства организационной техники.

Математическое обеспечение САПР включает математические модели объектов проектирования и их элементов, методы и алгоритмы выполнения проектных операций и процедур.

Программное обеспечение САПР состоит их программ для ЭВМ, представленных как на машинных носителях, так и в виде текстовых документов; делится на общее и специальное. Общее программное обеспечение служит для организации, планирования и управления вычислительным процессом и включает в себя операционные системы ЭВМ. Специальное программное обеспечение состоит из программ, ориентированных на решение конкретных проектных задач.

Информационное обеспечение САПР представляется в виде базы данных, содержащей сведения, необходимые для выполнения проектирования. В базу данных входят: справочные данные об унифицированных элементах, нормалях, ГОСТах, сведения о типовых проектных решениях, результатах предыдущих этапах проектирования и т.п.

Лингвистическое обеспечение САПР есть совокупность языков для записи алгоритмов, описания исходных данных и результатов, обмена информацией между человеком и ЭВМ в процессе проектирования.

Организационное обеспечение САПР - совокупность положений, устанавливающих состав и функции подразделений проектной организации, формы документов и т.п.

Методическое обеспечение САПР - совокупность документов, в которых отражены состав, правила отбора и эксплуатация средств автоматизации проектирования. В частности, к методическому обеспечению относят описание технологических маршрутов проектирования, т.е. типовых последовательностей выполнения проектных операций и процедур. Оно также составляет базу для описания технологии проектирования: вопросы расчленения объектов проектирования на аспекты и уровни и процесса проектирования на стадии и этапы, постановки задач проектирования в виде вопросов анализа, синтеза и оптимизации, выбора нисходящей или восходящей последовательности решения задач и т. п.

Структурными составными частями САПР являются подсистемы.

Подсистема САПР - выделенная по некоторым признакам САПР, обеспечивающая получение законченных проектных решений и соответствующих проектных документов. Деление на подсистемы связано с расчленением представлений об объектах проектирования на горизонтальные и вертикальные уровни, что определяется блочно-иерархической структурой объекта. Указанные уровни порождают подсистемы, называемые проектирующими подсистемами. В каждой проектирующей подсистеме выполняются проектные операции и процедуры одного или нескольких родственных уровней.

Проектирующие подсистемы делятся на объектно-ориентированные (объектные) и объектно-независимые (инвариантные) в зависимости от степени специализации: первые служат для проектных процедур, специфичных для некоторого класса объекта. В состав САПР входят также обслуживающие подсистемы, предназначенные для обеспечения нормального функционирования проектирующих подсистем (например, информационно-измерительная).

На одном из предприятий отрасли разработана САПР ракетного комплекса. Рассмотрим содержание её основных систем.

• Система "Проект" служит для получения технических решений по ракете на стадии технического предложения и выполнения отдельных расчётов на других стадиях проектирования.
• Система "Расчёт" служит для выполнения сложных и длительных расчётов на стадии эскизного проектирования ракеты по программам с большим объёмом исходной информации.
• Система "Старт" служит для проектных решений по транспортно-пусковому контейнеру. Точность и полнота моделей этой системы соответствует задачам разработки технических предложений и эскизного проекта.
• Система "Обработка" служит для автоматизированной обработки и анализа результатов лётных испытаний, включая определение летно-технических характеристик.
• Система "Поиск" служит для организации информационного поиска.

Отметим основные задачи, решаемые на основе системы "Проект".

• 1. Подсистема "Изделие " - расчёт конструктивных энергетических и массовых характеристик, упрощенный расчёт внешней баллистики, оптимизация основных проектных параметров, обеспечение диалогового режима работы, построение конструктивно-компоновочного чертежа.
• 2. Подсистема "Проект двигательной установки" - расчёт массово-геометрических характеристик корпуса двигательной установки, расчёт формы сопла.
• 3. Подсистема "Аэродинамика" - расчёт аэродинамических характеристик.
• 4. Подсистема "Баллистика" - выбор программы угла тангажа.
• 5. Подсистема "Динамика" - расчёт возмущающих и управляющих сил и моментов.
• 6. Подсистема "Точность " - расчёт ошибок системы управления.
• 7. Подсистема "Оптимизация" - оптимизация методом случайного и градиентного поиска, оценка критериев количества по частным производным, пересчёт и смена критериев качества.

Представленный пример показывает необходимость создания информационной связи между отдельными системами и подсистемами САПР РК.