На многих современных предприятиях используются системы автоматизированного проектирования, или САПР. Существует большое количество поставщиков подобных решений. Функции и возможности данных систем проектирования, в частности представленных специализированным ПО соответствующего назначения, могут быть самыми разными. В чем заключается сущность САПР? Каковы нюансы разработки данных систем?

Что представляют собой системы автоматизированного проектирования?

САПР — это автоматизированные системы, которые призваны реализовывать ту или иную информационную технологию осуществления проектирования. На практике они представляют собой технические системы, позволяющие, таким образом, автоматизировать, обеспечить независимое от человека функционирование процессов, составляющих разработку проектов. В зависимости от контекста под САПР может пониматься:

Программное обеспечение, используемое в качестве основного элемента соответствующей инфраструктуры;

Совокупность кадровых и технических систем (включая те, что предполагают задействование САПР в виде ПО), применяемых предприятием в целях автоматизации разработки проектов.

Таким образом, можно выделить более широкую и узкую трактовку термина, о котором идет речь. Сложно сказать, какая из них применяется в бизнесе чаще, все зависит от конкретной сферы использования САПР, тех задач, которые призваны решать данные системы. К примеру, в контексте отдельно взятого производственного цеха под САПР, вероятно, будет пониматься конкретная программа для автоматизированного проектирования. Если речь идет о стратегическом планировании развития предприятия, данное понятие будет, вероятно, соответствовать более масштабной инфраструктуре, задействуемой в целях повышения эффективности разработки различных проектов.

Стоит отметить, что САПР — это аббревиатура, которая и расшифровываться может по-разному. В общем случае она соответствует словосочетанию «система автоматизированного проектирования». Вместе с тем есть и другие варианты расшифровки соответствующей аббревиатуры. Например, она может звучать как «система автоматизации проектных работ».

В английском языке российскому термину САПР по смыслу соответствует аббревиатура CAD, в некоторых случаях — CAX. Рассмотрим более подробно, в каких целях могут создаваться системы автоматизированного проектирования в машиностроении и иных сферах.

Цели создания САПР

Главная цель разработки САПР — повышение эффективности труда специалистов предприятия, решающих различные производственные задачи. В частности, связанные с инженерным проектированием. Повышение эффективности в данном случае может осуществляться за счет:

Снижения трудоемкости процесса проектирования на производстве;

Сокращения сроков реализации проектов;

Снижения себестоимости проектных работ, а также издержек, связанных с эксплуатацией;

Обеспечения повышения качества инфраструктуры проектирования;

Снижения издержек на моделирование, а также проведение испытаний.

САПР — это инструмент, позволяющий добиться отмеченных преимуществ за счет:

Автоматизации документации;

Рассмотрим теперь, в какой структуре может быть представлена САПР.

Структура САПР

Система автоматизированного проектирования технологических процессов, к примеру, может включать следующие компоненты:

Комплекс элементов автоматизации;

Программно-техническую инфраструктуру;

Методические инструменты;

Элементы поддержки функциональности САПР.

Распространен подход, в соответствии с которым в структуре САПР следует выделять различные подсистемы. Ключевыми принято считать:

Обслуживающие подсистемы, которые поддерживают функционирование основных проектирующих компонентов САПР, инфраструктуры, отвечающей за обработку данных, поддержание ПО;

Проектирующие подсистемы, которые в зависимости от соотнесения с объектом разработки могут быть представлены с объектными задачами или же инвариантными, то есть связанные с реализацией конкретных проектов или же с совокупностью нескольких.

САПР — это системы, которые включают в себя определенные функциональные компоненты. Рассмотрим их особенности.

Компоненты САПР

Автоматизированное проектирование систем управления и промышленной инфраструктуры, как мы уже знаем, состоит из различных подсистем. В свою очередь, их составляющими являются компоненты, которые обеспечивают функционирование соответствующих элементов САПР. Например, это может быть та или иная программа, файл, Компоненты, обладающие общими признаками, формируют средства обеспечения систем проектирования. Таковые могут быть представлены следующими основными разновидностями:

Системы, применяемые в целях разработки различных чертежей;

САПР, созданные для геометрического моделирования;

Системы, предназначенные для автоматизации расчетов в рамках инженерных проектов, а также динамического моделирования;

САПР, предназначенные для осуществления компьютерного анализа различных параметров по проектам;

Средства автоматизации, используемые в целях технологической оптимизации проектов;

САПР, используемые в целях автоматизации планирования.

Стоит отметить, что данную классификацию следует считать условной.

Автоматизированная система технологического проектирования может включать в себя самый широкий спектр функций из числа тех, что перечислены выше, и не только. Конкретный перечень возможностей САПР определяет прежде всего разработчик соответствующей системы. Рассмотрим, какие в принципе задачи он может решать.

Разработка САПР

Проектирование автоматизированных систем обработки информации, управления, программирования и реализации иных функций, направленных на повышение эффективности разработки проектов в тех или иных отраслях, — процесс, который характеризуется высоким уровнем сложности и требует от его участников осуществления вложения значительных ресурсов — трудовых, финансовых. Эксперты выделяют несколько основных принципов, в соответствии с которыми может вестись разработка САПР. В числе таковых:

Унификация;

Комплексность;

Открытость;

Интерактивность.

Рассмотрим их подробнее.

Унификация как принцип разработки САПР

Работа с системами автоматизированного проектирования как на стадии их разработки, так и в период пользования соответствующей инфраструктурой предполагает следование принципу унификации, в соответствии с которым, те или иные решения могут одинаково эффективно и по схожим алгоритмам внедряться в различных отраслях производства. Данный принцип предполагает, что человек, использующий знакомый ему модуль САПР или, к примеру, методику автоматизированного проектирования в одной среде, без труда сможет адаптировать их к специфике применения в иных условиях.

Унификация САПР имеет значение и с точки зрения развития предприятия - разработчика соответствующей системы: чем более универсальными будут модули и подходы, которые данный хозяйствующий субъект предлагает рынку, тем более интенсивным может быть его рост, тем выше конкурентоспособность и готовность новых потребителей к сотрудничеству.

Комплексность как принцип разработки САПР

Следующий принцип, который характеризует процесс проектирования автоматизированных систем, — комплексность. Он предполагает, что производитель САПР сможет наделить свой продукт компонентами, которые позволят его пользователю решать поставленные задачи на самых разных уровнях реализации проекта. Данный аспект, возможно, является ключевым с точки зрения обеспечения конкурентоспособности продукта и освоения им новых рынков. Но при этом следует иметь в виду, что даже самые комплексные решения должны удовлетворять иным ключевым принципам разработки САПР. В числе таковых — открытость.

Открытость как принцип разработки САПР

Открытость в данном контексте может пониматься по-разному, но во всех случаях ее интерпретация будет уместной. Разработка системы автоматизированного проектирования — процесс, который должен прежде всего характеризоваться открытостью с точки зрения формирования обратной связи между производителем САПР и ее пользователями. Человек, задействующий соответствующую систему, должен иметь возможность информировать ее разработчика о выявленных проблемах, особенностях функционирования САПР в различных условиях, передавать бренду-производителю свои пожелания касательно улучшения продукта.

Открытость в разработке САПР также может выражаться в готовности производителя осуществлять активный мониторинг технологических разработок, в том числе от конкурирующих производителей, отслеживать различные тренды. В данном случае ведущую роль в бизнесе могут играть не только технологические подразделения, но, к примеру, маркетологи компании, специалисты по PR, менеджеры, отвечающие за переговоры фирмы с партнерами.

Открытость при разработке САПР — это также готовность разработчика соответствующей системы к прямому диалогу с другими поставщиками, которые опять же могут быть его прямыми конкурентами. Обмен технологиями, позволяющими создавать продукты, посредством которых может быть осуществлено эффективное автоматизированное проектирование систем управления, промышленной инфраструктуры, инженерных разработок, также является значимым фактором повышения конкурентоспособности бренда, поставляющего САПР в тех или иных сегментах рынка.

Интерактивность как принцип разработки САПР

Следующий важнейший принцип создания САПР — интерактивность. Он предполагает прежде всего создание разработчиком соответствующих систем интерфейсов, максимально облегчающих процедуру их задействования человеком, а также осуществления им необходимых коммуникаций с другими пользователями САПР.

Еще один аспект интерактивности — обеспечение в необходимых случаях взаимодействия между различными модулями систем автоматизированного проектирования в рамках формирования производственной инфраструктуры.

Можно отметить, что принцип интерактивности тесно связан с первым — унификацией. Дело в том, что обмен данными в рамках тех или иных интерактивных процедур наиболее эффективным будет при условии необходимой стандартизации взаимодействия между теми или иными субъктами. Это может выражаться в унификации файловых форматов, документов, процедур, языка, инженерных подходов при разработке тех или иных проектов.

Особенно большое значение рассматриваемый принцип играет в САПР, посредством которых осуществляется автоматизированное проектирование информационных систем. Данная сфера применения САПР характеризуется, в частности, высокой степенью потребности пользователей соответствующей инфраструктуры:

В регулярном, динамичном взаимодействии между собой;

Обеспечении связей между большим количеством модулей САПР;

Осуществлении оптимизации различных интерактивных процедур;

Оперативном формировании отчетности.

Только при условии достаточной интерактивности систем автоматизированного проектирования пользователи вправе рассчитывать на эффективное решение подобных производственных задач.

Автоматизация проектирования занимает особое место среди информационных технологий.

Проектирование – процесс составления описания, необходимого для создания в заданных условиях еще не существующего объекта или алгоритма его функционирования, на основе первичного описания данного объекта и (или) алгоритма его функционирования.

Объектами проектирования может быть продукция производственно-технического назначения (средства производства - технологическое оборудование и оснастка); технологические процессы, в результате реализации которых проекты объектов воплощаются в материально-вещественную форму; здания, инженерные сооружения; транспортные средства, средства связи, вычислительной техники; организационно-управленческие системы и т.д.

Цель процесса проектирования состоит, прежде всего, в том, чтобы на основе исходной информации, получаемой в процессе проектирования, разработать техническую документацию для изготовления объекта проектирования. Проектирование включает в себя разработку технического задания (ТЗ), отражающего потребности, и реализацию ТЗ в виде проектной документации.

Проектирование, по существу, представляет собой процесс управления с обратной связью. Техническое задание формирует входы, которые сравниваются с результатами проектирования, и если они не совпадают, цикл проектирования повторяется вновь до тех пор, пока отклонение от заданных технических требований не окажется в допустимых пределах.

Под автоматизацией проектирования понимают систематическое применение ЭВМ в процессе проектирования при научно обоснованном распределении функций между проектировщиком и ЭВМ и научно обоснованном выборе методов машинного решения задач.

Научно обоснованное распределение функций между человеком и ЭВМ подразумевает, что человек должен решать задачи, носящие творческий характер, а ЭВМ – задачи, решение которых поддается алгоритмизации.

Автоматизированное проектирование – проектирование, при котором отдельные преобразования описаний объекта и (или) алгоритма его функционирования или алгоритма процесса, а также представления описаний на различных языках осуществляется взаимодействием человека и ЭВМ.

Автоматизированное проектирование обычно осуществляют в режиме диалога человека с машиной на основе применения специальных языков общения человека с машиной.

Автоматическое проектирование – проектирование, при котором все преобразования описаний объекта и (или) алгоритма его функционирования или алгоритма процесса, а также представление описаний на различных языках осуществляются без участия человека.

При автоматическом проектировании пуск соответствующего оборудования и ввод в ЭВМ первичного описания объекта осуществляет человек.

Задачи автоматического проектирования

1. Сокращение трудоемкости и сроков конструкторской подготовки производства.

2. Повышение качества конструкторской документации.

3. Сокращение трудоемкости и сроков технологической подготовки производства.

4. Повышение качества разрабатываемых технологических процессов.

5. Уменьшение числа инженерно-технических работников, занятых проектированием и конструированием.

Существенным отличием автоматизированного проектирования от неавтоматизированного является возможность замены дорогостоящего и занимающего много времени физического моделирования – математическим моделированием.

Решение проблем автоматизации проектирования с помощью ЭВМ основывается на системном подходе, т.е. на создании и внедрении САПР – систем автоматического проектирования технических объектов, которые решают весь комплекс задач от анализа задания до разработки полного объема конструкторской и технологической документации. Это достигается за счет объединения современных технических средств и математического обеспечения, параметры и характеристики которых выбираются с максимальным учетом особенностей задач проектно-конструкторского процесса.

Система автоматизированного проектирования (САПР) – комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов (пользователем системы), выполняющий автоматизированное проектирование.

Система автоматического проектирования – комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов (пользователем системы), выполняющий автоматическое проектирование.

Интегрированная система автоматического проектирования – система автоматического проектирования, имеющая альтернативное программное обеспечение и операционную систему автоматического проектирования, позволяющую выбирать совокупность машинных программ применительно к заданному объекту проектирования или классу объектов проектирования.

Сегодня на многих предприятиях применяются системы автоматизированного проектирования, или проще говоря САПР. Существует довольно большое количество поставщиков подобных решений. Возможности и функции таких систем проектирования, представленных специализированным программным обеспечением соответствующего назначения, могут быть самыми различными. В чем же состоит главная сущность систем автоматизированного проектирования? Какие особенности разработки таких систем можно отметить?

САПР – что это?

Итак, что же собой представляют системы автоматизированного проектирования? Под САПР подразумеваются автоматизированные системы, которые призваны реализовывать ту или иную информационную технологию путем проектирования. На практике САПР представляют собой технические системы, которые позволяют таким образом автоматизировать, обеспечить функционирование процессов, которые составляют разработку проектов. Под САПР в зависимости от контекста может иметься в виду:

— программное обеспечение, применяемое в качестве основного элемента соответствующей инфраструктуры;

— совокупность технических и кадровых систем (в том числе и тех, что предполагают использование САПР в виде программного обеспечения), применяемых на предприятии с целью автоматизации процесса разработки проектов;

Таким образом, можно выделить широкую и более узкую трактовку термина, о котором идет речь. Тяжело сказать, какая из этих трактовок чаще применяется в бизнесе. Все зависит от конкретной сферы использования систем автоматизированного проектирования, а также от тех задач, для решения которых предполагается применять данные системы. Так, например, в контексте отдельно взятого цеха на производстве, под САПР предполагается конкретная программа для автоматизированного проектирования. Если речь идет о стратегическом планировании развития организации, то такое понятие как САПР скорее всего будет соответствовать масштабной инфраструктуре, которая задействуется с целью повышения эффективности разработки различных проектов. Необходимо отметить, что сам термин САПР представляет собой аббревиатуру, которая может расшифровываться по-разному. В общем случае данная аббревиатура соответствует сочетанию слов «система автоматизированного проектирования». Также существуют и другие варианты расшифровки данной аббревиатуры. Например, довольно распространен вариант «система автоматизации проектных работ». По смыслу английским аналогом термина САПР является аббревиатура CAD, в некоторых случаях также используется CAX.Давайте более подробно рассмотрим следующий вопрос: в каких целях могут создаваться системы автоматизированного проектирования в машиностроении и других сферах?

САПР: цели создания

Основной целью разработки САПР является повышение эффективности труда специалистов предприятия, которые решают различные производственные задачи, в том числе и те, которые связаны с инженерным проектированием. В данном случае повышение эффективности может осуществляться за счет следующих факторов:

— снижения трудоемкости процесса проектирования;

— сокращения сроков реализации проектов;

— снижения себестоимости проектных работ, и издержек, связанных с эксплуатацией;

— обеспечение повышения качества инфраструктуры проектирования.

— снижение издержек на проведение испытаний и моделирование.

САПР – это инструмент, который позволяет добиться отмеченных преимуществ за счет следующих факторов:

— эффективная информационная поддержка специалистов, участвующих в разработке проектов;

— автоматизация документации;

— применение концепций параллельного проектирования;

— унификация различных решений;

— применение математического моделирования, как альтернативы дорогостоящим испытаниям;

— оптимизация методов проектирования;

— повышение качества процессов управления бизнесом.

Теперь давайте рассмотрим, в какой структуре может быть представлена система автоматического проектирования.

Структура САПР

В систему автоматизированного проектирования технологических процессов могут входить следующие компоненты:

— комплекс элементов автоматизации;

— программно-техническая инфраструктура;

— методические инструменты;

— элементы поддержки функциональности САПР.

Большое распространение получил подход, в соответствии с которым в структуре САПР следует выделять подсистемы. Ключевыми считаются:

— обслуживающие подсистемы, поддерживающие функционирование основных проектирующих компонентов САПР, инфраструктуры, поддержание программного обеспечения;

— проектирующие подсистемы, которые в зависимости от соотнесения с объектом разработки, могут быть представлены с объектными задачами или инвариантными, т.е. связанными с реализацией конкретных проектов или совокупностью нескольких.

САПР представляют собой системы, включающие в себя определенные функциональные компоненты. Давайте рассмотрим их основные особенности.

САПР: компоненты

Как мы уже знаем, автоматизированное проектирование систем управления и промышленной инфраструктуры, состоит из различных подсистем. Их составляющими в свою очередь являются компоненты, которые обеспечивают функционирование соответствующих элементов САПР. К примеру, это может быть аппаратное обеспечение, файл или программа. Компоненты, которые обладают общими признаками, формируют средства обеспечения систем проектирования. Они могут быть представлены следующими типами:

— техническое обеспечение, которое представляет собой совокупность различных технических средств, типа сетевых компонентов, компьютеров, измерительных приборов;

— математические модели, которые объединяют в себе те или иные алгоритмы, используемые с целью решения различных задач;

— программное обеспечение – системное и прикладное;

— информационное обеспечение, которое представляет собой совокупность различной информации, необходимой для внедрения проектирования;

— лингвистические модели, представляющие собой совокупность различных языков, применяемых в САПР с целью отражения сведений о проектировании;

— методическое обеспечение, представляющее собой совокупность различных методов подбора технологических концепций, подходов к обеспечению функционирования САПР для достижения максимальных результатов при реализации определенных проектов;

— организационное обеспечение, представленное в основном источниками, определяющими структуру проектной документации, а также характеристики системы автоматизации и то, как должны отображаться результаты реализации тех или иных проектов.

Можно классифицировать автоматизированные системы проектирования, обработки информации по различным критериям. Давайте рассмотрим несколько основных классификаций.

САПР: классификации

К наиболее распространенным критериям классификации САПР относится отраслевое назначение. Выделяют следующие типы:

1. Автоматизированное проектирование инфраструктуры машиностроения;
2. САПР для электронного оборудования;
3. САПР в сфере строительства.

Первый тип систем САПР может быть использован в широком спектре отраслей: авиастроении, автомобилестроении, судостроении, производстве товаров народного потребления. Также соответствующая инфраструктура может быть использована с целью разработки как отдельных деталей, так и различных механизмов при использовании всевозможных подходов в рамках моделирования и проектирования.

Системы САПР второго типа используются для проектирования готового электронного оборудования и его отдельных элементов, например, интегральных микросхем, процессоров, и других типов аппаратного обеспечения.

САПР третьего типа могут быть задействованы с целью проектирования различных сооружений, зданий, элементов инфраструктуры.

Еще одним критерием, по которому можно классифицировать системы автоматизированного проектирования, является целевое назначение. Здесь выделяют:

— средства проектирования, используемые с целью автоматизации двумерных или трехмерных геометрических моделей, для формирования конструкторской документации;

— системы, используемые с целью разработки различных чертежей;

— системы, разработанные для геометрического моделирования;

— системы, предназначенные для автоматизации расчетов в рамках инженерных проектов и динамического моделирования;

— средства автоматизации, применяемые с целью технологической оптимизации проектов;

— системы, предназначенные для компьютерного анализа различных параметров по проектам.

Данная классификация считается условной.

В автоматизированную систему технологического проектирования может входить широкий спектр функций из числа перечисленных выше. Конкретный перечень возможностей САПР прежде всего определяет разработчик данной системы. Давайте рассмотрим, какие задачи он может решать.

Разработка САПР

Проектирование автоматизированных систем обработки информации, управления, программирования и реализации иных функций, направленных на повышение эффективности разработки проектов в тех или иных отраслях. Данный процесс характеризуется высоким уровнем сложности. Он требует от всех участников вложения значительных ресурсов – финансовых и трудовых.

Эксперты выделяют несколько основных принципов, в соответствии с которыми ведется разработка САПР. К ним относятся:

— унификация;

— открытость;

— интерактивность;

— комплексность.

Давайте рассмотрим эти принципы более подробно.

Основные принципы разработки САПР: унификация

Работа с системами автоматизированного проектирования на стадии разработки и в период использования соответствующей инфраструктуры предполагает следование принципу унификации. В соответствии с этим принципом, те или иные решения могут по схожим алгоритмам могут одинаково эффективно внедряться в различные отрасли производства. Этот принцип предполагает, что пользователь, который использует знакомый ему модуль САПР, или, например, методику автоматизированного проектирования в определенной среде, сможет без труда приспособить их к специфике использования в других условиях.

Большое значение унификация САПР имеет и с точки зрения развития предприятия, которое занимается разработкой соответствующей системы. Чем более универсальными будут подходы и модули, которые хозяйствующий субъект предлагает рынку, тем более интенсивным будет его рост. Возрастает и конкурентоспособность, и готовность новых потребителей к сотрудничеству.

Основные принципы разработки САПР: комплексность

Следующим принципом, характеризующим процесс проектирования САПР, является комплексность. Данный принцип предполагает, что производитель сможет наделить свою продукцию теми компонентами, которые позволят решать поставленные задачи на различных уровнях реализации проекта. Возможно, данный аспект является ключевым с точки зрения обеспечения конкурентоспособности продукта и освоения новых рынков. При этом необходимо учитывать, что комплексные решения должны удовлетворять остальным принципам разработки САПР, к которым относятся открытость.

Основные принципы разработки САПР: открытость

В данном контексте открытость может пониматься по-разному. Ее интерпретация во всех случаях будет уместна. Разработка системы автоматизированного проектирования представляет собой процесс, который, прежде всего, должен характеризоваться большой открытостью с точки зрения формирования обратной связи между разработчиком системы и ее пользователями. Человек, которые задействует такую систему, всегда должен иметь возможность информировать разработчика о возникающих проблемах, особенностях функционирования САПР при различных внешних условиях, а также передавать производителю свои пожелания относительно улучшения качества продукта. Также открытость при разработке САПР может выражаться в готовности производителя осуществлять активный мониторинг технических разработок, в том числе и от конкурирующих производителей, следить за новыми трендами. Ведущую роль в бизнесе в данном случае могут сыграть не только технологические подразделения, но и маркетологи компании, менеджеры, специалисты по PR. Открытость при разработке САПР также свидетельствует о том, что разработчик готов к прямому диалогу с другими поставщиками. Обмен технологиями позволяет создавать продукты, при помощи которых может быть осуществлено эффективное автоматизированное проектирование систем управления. Это также является значимым фактором повышения конкурентоспособности бренда, который поставляет САПР в тех или иных сегментах рынка.

Основные принципы разработки САПР: интерактивность

Еще одним важным принципом разработки САПР является интерактивность. Данный принцип предполагает создание разработчиком соответствующих систем интерфейсов, которые максимально облегчают процедуру их использования человеком, а также осуществления им необходимых коммуникаций с другими пользователями САПР. Еще одним аспектом интерактивности является обеспечение в необходимых случаях взаимодействия между различными моделями САПР в рамках формирования производственной инфраструктуры. Принцип интерактивности тесно связан с принципом унификации. Все дело в том, что обмен данными в рамках тех или иных интерактивных процедур будет наиболее эффективным только при условии необходимой стандартизации взаимодействии между субъектами. Это может быть выражено в унификации документов, файловых форматов, процедур, инженерных подходов при разработке проектов. Большое значение данный принцип играет в САПР, при помощи которых осуществляется проектирование информационных систем. В частности данная сфера применения САПР характеризуется высокой степенью потребности пользователей соответствующей инфраструктуры. Им как правило, требуется связь между большим количеством модулей САПР, регулярное, динамическое взаимодействие, осуществление оптимизации различных процедур, оперативное формирование отчетности. Только при условии достаточной интерактивности систем автоматизированного проектирования пользователь может рассчитывать на эффективное решение любых задач на производстве.

Pro/ENGINEER

CAD/CAM/CAE система. Более 310,000 профессиональных пользователей работают с Pro/ENGINEER - он обладает чрезвычайной мощью,сочетая в себе непревосходимую скорость и точность. Более 42 000 предприятий по всему миру применяют PLM-продукты PTC на всех стадиях жизненного цикла изделий.
Новая версия Pro/ENGINEER предлагает прогрессивные, значительно повышающие продуктивность работы конструктора технологии моделирования и редактирования геометрии, а также аппарат создания фотореалистичных изображений высочайшего качества. Среди них – создание трёхмерных макетов в виде "облака точек", динамическая деформация трёхмерной модели и многие другие.
Разработчик - Parametric Technology Corp. , США.

CATIA

CATIA - ключевой бренд Dassault Systèmes и мировой лидер среди программных продуктов, поддерживающих проектирование и поиск инноваций. Во всем мире тысячи компаний различных отраслей используют функции виртуального проектирования, обеспечи ваемые продуктами CATIA, для создания по-настоящему успешной продукции. Решения CATIA адресуются всем компаниям, от производителей комплексного оборудования до их поставщиков и предприятий малого и среднего бизнеса.

CAD/CAM/CAE система CATIA (Computer Aided Three-dimensional Interactive Application) - это полностью интегрированная универсальная CAD/CAM/CAE система высокого уровня, позволяющая обеспечить параллельное проведение конструкторско-производственного цикла CATIA, являясь универсальной системой автоматизированного проектирования, испытания и изготовления, широко применяется на крупных машиностроительных предприятиях во всем мире для автоматизированного проектирования, подготовки производства, реинжиниринга. Функции, поддерживаемые CATIA/CADAMSolutions: · администрирование - планирование, управление ресурсами, инспектирование и документирование проекта;· самый совершенный моделлинг;· описание всех механических связей между компонентами объекта и приведение их в состояние пространственного взаимопозиционирования;· автоматический анализ геометрических и логических конфликтов· анализ свойств сложных сборок;· разработанный инструментарий трассировок систем коммуникаций с соблюдением заданных ограничений;· специализированные приложения для технологической подготовки производства.
Разработчик - Dassault Systèmes , (Франция).

SolidWorks

Мощный машиностроительный CAD пакет для твёpдотельного пapaметpического моделиpовaния сложных деталейисборок. Системa констpуиpовaния сpеднего клaссa, бaзиpующaясянa пapaметpическом геометpическом ядpе Parasolid.Создaнa специaльно для использовaния нa пеpсонaльных компьютеpaх под упpaвлением опеpaционных систем Windows.
Разработчик - Dassault Systèmes .

NX

CAD/CAM/CAE система NX от Siemens PLM Software предлагает инструменты и технологии нового поколения, которые способствуют преобразованию процесса развития изделия. Качественно новые инструменты позволяют разрабатывать изделия в единой управляемой среде путем интеграции всех процессов. Инструменты NX предоставляют больше возможностей моделирования, обладают гибкостью и производительностью. Благодаря объединению параметрического моделирования и моделирования без дерева построения, а такжетехнологии активного макета, облегчающей работу со сборкой, NX станавливает новые стандарты скорости, производительности и легкости применения.

Серия продуктов Unigraphics Solutions, Inc.: Unigraphics Solutions, Parasolid, Solid Edge, Unigraphics, IMAN, ProductVision, GRIP.
CSoft .

SolidEdge

Solid Edge - лидер на рынке систем автоматизированного проектирования для машиностроения , оснащенная уникальными инструментами создания и редактирования 3D цифровых макетов. Превосходные базовые функции моделирования и встроенные рабочие процессы, учет специфических потребностей конкретных отраслей, полная интеграция со средствами управления проектированием – все это позволяет разрабатывать в Solid Edge точные и безошибочные проектные решения. Инструменты моделирования деталей и сборок в Solid Edge дают возможность инженерам легко создавать самые разнообразные изделия - от отдельных деталей до сборок, состоящих из тысяч компонентов. Ориентированные на нужды конкретных отраслей команды и структурированные рабочие процессы ускоряют проектирование типовых элементов, а создание, анализ и редактирование сборок гарантирует точное сопряжение и правильное функционирование каждой детали. При проектировании в Solid Edge ваши изделия корректно собираются с первого раза.
Разработчик - . Дополнительно - CSoft .

think3

Система автоматизированного проектирования для машиностроения среднего уровня.Обеспечивает двумерное проектирование, трёхмерное поверхностное и твердотельное моделирование, проектирование изделий из листовых материалов, ассоциативность двумерного чертежа с трёхмерной моделью, фотореалистичное представление проекта.
Разработчик - think3, Inc , США.

Серия продуктов для проектирования и управления данными проекта: CAD 3D и 2D CAD, комплексное управление данными об изделии (PDM), а также взаимодействие программного обеспечения. Широкий набор дополнительных модулей по дизайну, CoCreate обеспечивает скорость, гибкость реагирования на изменения для клиентов,короткие циклыразработки, легкий процесс проектирования. Основные модули - CoCreate Modeling и CoCreate Drafting.
Разработчик - Parametric Technology Corp .

KeyCreator

KeyCreator™ это полнофункциональное программное обеспечение, обеспечивающее профес сиональных конструкторов современными инструментами для выполнения сложных проектных работ. KeyCreator позволяет полностью редактировать, как "родную", так и импортированную геометрии, поддерживает создание сложных поверхностных моделей. Простой в использовании и создании 2D чертежей и 3D моделей.
Разработчик - Kubotek Corporation , USA.

T-FLEX

Программный комплекс T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM объединяет программы для трехмерного проектирования, модули подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ и инженерных расчетов. Все системы комплекса T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM функционируют на единой информационной платформе системы PDM T-FLEX DOCs. Российский программный комплекс T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM - набор современных программных средств для решения задач автоматизации трехмерного проектирования, конструкторско-технологической подготовки производства любой сложности в различных отраслях промышленности.
САПР T-FLEX CAD - профессиональная конструкторская программа. САПР T-FLEX CAD объединяет мощные параметрические возможности 2D и 3D-моделирования со средствами создания и оформления чертежей и конструкторской документации. Технические новшества и хорошая производительность САПР T-FLEX CAD в сочетании с удобным и понятным интерфейсом делают САПР T-FLEX CAD универсальным и эффективным средством 2D и 3D-проектирования изделий. Благодаря широкому набору конструкторских инструментов САПР T-FLEX CAD является лучшим выбором для решения любых проектных задач. Конструкторы по всему миру используют САПР T-FLEX CAD в самых различных отраслях промышленности: общем машиностроении и приборостроении, в аэрокосмической, автомобильной и судостроительной отраслях, а также в проектно-строительных организациях. САПР T-FLEX CAD применяют как при проектировании изделий основного производства, так и при создании всего комплекса необходимой оснастки - штампов и пресс-форм, инструмента и приспособлений.
Разработчик – Топ-Системы , Москва.

«bCAD Про» - программная система полного цикла проектирования: дизайна, конструирования и подготовки производства для всего, что можно изготовить из листовых и профильных материалов. Она позволяет проектировать как различные изделия из этих материалов: мебель, торговое оборудование, выставочные стенды, павильоны, малые архитектурные формы, так и помещения, в которых эти изделия находятся, для которых их изготавливают: офисы, клубы, бары, квартиры и т.п., а также различные элементы таких помещений: подиумы, стойки ресепшн, барные стойки и многое другое - успешно проектируют в «bCAD Про». Возможна работа одновременно с несколькими проектами, объединение моделей в единый проект, расстановка созданных моделей по помещению офиса или квартиры. «bCAD Про» включает в себя возможности всех остальных продуктов линейки: «bCAD Мебель», «bCAD Витрина» и «bCAD Дизайнер». Все, что написано о возможностях этих продуктов, в нем есть. В нем можно выполнять все те же работы и создавать библиотеки материалов, крепежа и комплектующих. Главными отличиями является возможность создавать изделия с профильными деталями и экспорт сведений о проетах в форматах баз данных.
Разработчик - ProPro Group , Новосибирск.

КОМПАС

Один из лидирующих российских продуктов. CAD-система, предназначенная для широкого спектра проектно-конструкторских работ, лёгкая в освоении, удобная в работе и при этом имеющая стоимость, приемлемую для комплексного оснащения российских предприятий, в том числе средних и малых. Позволяет осуществлять двумерное проектирование и конструирование, быструю подготовку и выпуск разнообразной чертёжно-конструкторской документации, создание технических текстово-графических документов. Разработчик – , Россия.

DesignCAD Series

DesignCAD - программа, которая сочетает в себе легкое в понимании и использовании 2D черчение с мощным и точным 3D моделированием для достижения потрясающих результатов в зависимости от вашего воображения и креативности. Дизайн никогда не был таким легким, как с использованием легкого в понимании интерфейса программы и обширной справочной библиотеки. Программа позволяет вам быстро создавать нужные чертежи. Также в программе имеется возможность твердотельного моделирования и создания анимации и презентаций. DesignCAD 3D Max является универсальным инструментом САПР для начинающих и продвинутых пользователей.
Разработчик - IMSI/Design, LLC. , США.

TurboCAD Pro

TurboCAD Pro - мощное универсальное средство для профессионального CAD проектирования. Объединенное 2D и 3D проектирование способно удовлетворить самых взыскательных пользователей. Полная мощь промышленного стандарта ACIS® v8 solid modeling engine сосуществует с мощным поверхностным моделированием, для предостовления Вам максимальных возможностей. TurboCAD Prol поддерживает двадцать пять из самых популярных форматов файлов, включая AutoCAD® DWG/DXF, MicroStation® DGN, 3DS, IGEN, STL и прочее. Вы также имеете возможность экспортировать Ваши проекты в HTML, JPG, MTX. TurboCAD Professional включает реалистический рендеринг, полноценное 3D моделирование с оболочками и лофтингом.... работу с файлами AutoCAD, возможность работы с сетью Интернет, обучающие программы. TurboCAD полностью настраивается, имеет встроенный Microsoft’s VBA и совместим с Microsoft Office. Эта программа также включает Software Development Kit и Visual Basic® Macro Recorder. TurboCAD Professional - это самое новое и самое мощное приложение для автоматизированного проектирования трехмерной графики.
Разработчик - IMSI/Design, LLC. , США

IronCAD

Система автоматизированного проектирования для машиностроения. Обеспечивает двумерное проектирование и трёхмерное твердотельное моделирование.
Разработчик - Visionary Design Systems, Inc. , США.

Cimatron

Cimatron – интегрированная CAD/CAM – система, предоставляющая полный набор средств дляконструирования изделий, разработки чертёжно-конструкторской документации, инженерного анализа, создания управляющих программ для станков с ЧПУ. Cimatronудовлетворяет запросам и требованиямсамого широкого круга пользователей, работает на различных платформах, в том числе на персональных компьютерах. Пользователями системы в мире являются около 6000 компаний.
Разработчик – , Израиль. Дополнительно - на Bee Pitron .

TEBIS

Развитая CAD/CAM – система. Двумерное проектирование и черчение, трёхмерное моделирование.
Разработчик – Tebis Technische Informationssysteme AG , Германия.

VISI Series

Серия продуктов Vero, развитая система: CAD/CAM/CAE Software - Molds, Tools, Wire EDM, Laser Cut. Обеспечивает двумерное проектирование и черчение, трёхмерное поверхностное и твердотельное моделирование, генерацию программ для станков с ЧПУ, визуализацию обработки детали.
Разработчик – Vero Software , США. Смотреть on-line видео .

VX CAD/CAM

Развитая CAD/CAM система. Основные модули: VX Innovator, VX Designer, VX Mold&Die, VX 3D Machinist, VX End-to-End.
Разработчик – VX Corporation , США.

Основной продукт - CADMAX SolidMaster – система автоматизированного проектирова ния, обеспечивающая двумерное проектирование, трёхмерное поверхностное и твердотельное моделирование.
Разработчик – , США.

Расчёты и анализ

ANSYS

Конечноэлементный пакет. Фирма ANSYS,Inc. в течение 35 лет является одним из лидер ов САЕ-рынка, разрабатывает и предлагает широкую линейку программных продуктов для автоматизированного инженерного анализа. Основанная г-ном Джоном Свонсоном, первоначально фирма называлась Swanson Analysis Systems, и предалагала только универсальный конечно-элементный комплекс ANSYS. Позднее программа дала имя и самой фирме. На сегодняшний день фирма является лидером рынка расчётных систем как по объёму продаж, так и по количеству используемых по всему миру рабочих мест её програмного обеспечения, и широте линейки и применимости программных продуктов: ANSYS, AutoDYN, CFX, Fluent, ICEM, Maxwell ... это лишь краткий список.

Линейка продуктов ANSYS широка и обеспечивает все нужды расчётчика на всех этапах его работы, начиная с построения или модификации геометрической и сеточной модели, далее переходя к эффективному решению задачи, и заканчивая обработкой, представлением и документированием результатов.

Основными в линейке программных продуктов являются следующие, являющиеся инструментами для решения задач:

ANSYS - прочности, теплофизики, электромагнетизма
AutoDYN - моделирования высоконелинейных и быстротекущих процессов
CFX - гидрогазодинамики
Fluent - гидрогазодинамики
Maxwell - электромагнетизма
DesignModeler - создание и\или модификация геометрических моделей
ICEM - универсальный инструмент для построения и модификации сеточных моделей
Gambit - универсальный инструмент для построения и модификации сеточных моделей для задач гидрогазоднамики

MSC.Software

Подготовка производства

IMS Software

ADEM

Система ADEM предназначена для автоматизации конструкторских и технологических бюро, цехов основного и технологического производства. Имея модульную структуру, ADEM может быть скомплектована как для решения частных задач проектирования, так и для сквозной подготовки производства. В состав системы входят модули:

ADEM CAD
ADEM CAPP/CAM
ADEM GPP
ADEM Vault
Данные модули объединяют в едином конструкторском и технологическом пространстве все известные методы проектирования и моделирования, подготовку управляющих программ для всех типов стоек станков с ЧПУ. Они обеспечивают целостность графической, технологической и расчетной информации, управление базами данных предприятия, генерация любых отчетных документов.
Разработчик - Omega ADEM Technologies Ltd. Дополнительная информация - Ловыгин Василий , Томск. ADEM в Томске .

CAD/CAM система, занимающая лидирующее положение в мире по количеству продаж и инста лляций пакета среди CAD/CAM систем. Обеспечивает каркасное и поверхностное моделирование деталей, визуализацию и документирование простых и сложных деталей и сборочных единиц, разработку управляющих программ для токарной, фрезерной, электроэрозионной обработки на станках с ЧПУ.
Разработчик - CNC Software, Inc. , США.

Vero Software

Серия продуктов для производства: CAD/CAM - автоматизированное проектирование/автоматизированное управление технологическими процессами.
Разработчик – Vero Software Plc , Великобритания. Дополнительно - Компания ПФ "МОЛД СЕРВИС" .

СПРУТ

Интегрированный комплекс программных продуктов позволит: автоматизировать все процессы подготовки и планирования производства в сжатые сроки и с высокой эффективностью; организовать работу на предприятии в соответствии с мировыми стандартами; повысить скорость, качество и производительность труда.
Разработчик - ЗАО "СПРУТ-Технология" , г.Набережные Челны, Россия.

Delcam PLC

Семейство программ компании Delcam охватывает все этапы производственного цикла. Оно соч етает в себе функциональность с новейшими технологиями в области пользовательского интерфейса. В результате резкое сокращение этапа проектирования и подготовки производства. Каждый продукт Delcam сфокусирован на специфическом аспекте конструирования, производства и контроля сложных изделий и является самым оптимальным решением в своей области применения:

Delcam PowerSHAPE, Delcam PowerMILL, Delcam PowerINSPECT, Delcam CopyCAD, Delcam ArtCAM, Delcam Exchange, Delcam Toolmaker, Delcam Electrode, Delcam PS-Team, Delcam FeatureCAM, Delcam

PartMaker, Delcam Crispin, Delcam DentCAD, Delcam DentMILL.
Разработчик - Delcam PLC .

SolidCAM

Пакет генерации управляющих программ для станков с ЧПУт при обработке деталей, с одержащих сложнуюповерхностную или твердотельную геометрию. Обеспечивает 2,5 и 3-осевую фрезерную обработку, токарную обработку, визуализацию процесса обработки.
Разработчик – , Израиль.

Концептуальный дизайн и визуализация

Autodesk® AliasStudio™

Autodesk® AliasStudio™ является частью технологии цифровых прототипов Autodesk, и известно теперь как семейство продуктов Autodesk Alias,в которое входят Autodesk® Alias® Design, Autodesk® Alias® Surface и Autodesk® Alias® Automotive.

Полнофункциональный набор инструментов для творческого процесса проектирования, помогающих компаниям создавать превосходные дизайнерские решения, обеспечивающие успех в бизнесе. Программа для дизайнеров потребительской продукции, которая позволяет управлять всем процессом работы над дизайном: от поиска идей до передачи готовых поверхностей конструкторам. Быстрее разрабатывайте и передавайте концепции, используя эскизы, 3D модели, иллюстрации, фотореалистичные изображения и анимационные ролики.
Autodesk, Inc.

Помогает быстрее разрабатывать инновационный дизайн для товаров народного потребления. Autodesk Alias является частью технологии цифровых прототипов Autodesk. Программа применяется для разработки дизайна потребительской продукции. Она охватывает весь процесс работы над дизайном - от набросков идей до передачи готовых поверхностей конструкторам.
Autodesk, Inc.

Autodesk® Alias® Surface

Autodesk® Alias® Surface предоставляет полный набор средств динамического 3D моделирования, которые позволяют преобразовывать концептуальные модели и сканированные данные в поверхности высокого качества для дизайна потребительских товаров, а также в поверхности класса А для автомобильного дизайна.
Autodesk, Inc.

Autodesk® Alias® Automotive

Autodesk® Alias® Automotive - лидирующий в отрасли продукт для автомобильного дизайна, выбор лучших автодизайнерских студиий по всему миру. В продукте представлен полный набор инструментов для визуализации и анализа охватывающий весь процесс моделирования изделий сложной формы, от создания эскизов до получения готовых поверхностей класса А.
Autodesk, Inc.

Form-Z

Система двумерного проектирования и черчения, трёхмерного поверхностного итвёрдотельного моделирования, визуализации и анимации для профессионального дизайна, визуализации и проектирования.
Разработчик – Autodessys, Inc. , США.

Прикладные САПР

Bentley Systems, Incorporated - серия продуктов

Bentley - мировой лидер в области комплексных программных решений для поддержки и нфраструктуры в течение ее жизненного цикла, т.е. при проектировании, создании и эксплуатации зданий, мостов, транспортных сетей, предприятий водо- тепло- энерго- снабжения, очистки воды и т.п.

Продукты и технология платформы MicroStation:

Анализ и проектирование зданий
Проектирование и конструирование мостов
Землеустройство
Картография
Гражданское строительство
Проектирование и конструирование заводов
Концептуальное проектирование промышленных объектов
Проектирование и анализ сетей электро- и газоснабжения
Строительное проектирование и анализ
Проектирование и анализ сетей водоснабжения и канализации, и др.

Разработчик - .

Система E3.series имеет модульный принцип построения. Она состоит из трёх основных модулей:

E3-schematic – модуль для проектирования различных типов схем (технологические, функц иональные, пневматические, электрические, однолинейные и т.д.)
E3-cable – модуль для проектирования кабельно-жгутовых схем, а также схемы внешних проводок. Включает в себя функционал модуля E3-schematic
E3-panel – модуль компоновки и трассировки. Выполняет расстановку оборудования по шкафу (щиту, панели и т.д.); трассировку проводов в соответствии с принципиальной схемой; раскладку кабелей по кабельным каналам на плане объекта.

Помимо основных модулей существуют дополнительные:
Интерфейсы по экспорту данных по жгутам и кабелям в системы трёхмерного проектирования и трёхмерной раскладки кабелей по объектам – Autodesk Inventor Professional, SolidWorks, Unigraphics, Catia.
E3-PDF Output – модуль экспорта проекта в векторный формат PDF. В таком PDF файле сохраняется структура проекта; возможен поиск изделия по любому атрибуту; переход по перекрёстным ссылкам изделий и цепей и другие возможности.
Разработчик - Zuken .

CADSTAR

Развитая система автоматизировации проектирования и изготовления электронных схем и печатных плат (PCB CAD). Разработчик – Zuken .

DEFCAR CAD/CAM

Система для проектирования и подготовки производства в кораблестроении.
Разработчик – Defcar, S.L. , Испания.

VUTRAX

Vutrax PCB CAD–система автоматизированного проектирования электронных схем и печатных плат (PCB CAD).

Planit

Серия продуктов Planit CAD/CAM - автоматизированное проектирования для дерево, камне- и металлообрабатывающей индустрии: Wood CAD/CAM Software, Stone CAD/CAM Software, Wood CAD/CAM Software.
Разработчик – Planit , США.

Материал из ПИЭ.Wiki

Система автоматизированного проектирования (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.

Введение в САПР

Автоматизация проектирования занимает особое место среди информационных технологий. Во первых, автоматизация проектирования - синтетическая дисциплина, ее составными частями являются многие другие современные информационные технологии. Так, техническое обеспечение систем автоматизированного проектирования (САПР) основано на использовании вычислительных сетей и телекоммуникационных технологий, в САПР используются персональные компьютеры и рабочие станции.

Математическое обеспечение САПР отличается богатством и разнообразием используемых методов вычислительной математики, статистики, математического программирования, дискретной математики, искусственного интеллекта. Программные комплексы САПР относятся к числу наиболее сложных современных программных систем, основанных на операционных системах Unix, Windows 95/NT, языках программирования. С, С++, Java и других, современных CASE технологиях, реляционных и объектно-ориентированных системах управления базами данных (СУБД), стандартах открытых систем и обмена данными в компьютерных средах.

Во вторых, знание основ автоматизации проектирования и умение работать со средствами САПР требуется практически любому инженеру разработчику. Компьютерами насыщены проектные подразделения, конструкторские бюро и офисы. Работа конструктора за обычным кульманом, расчеты с помощью логарифмической линейки или оформление отчета на пишущей машинке стали анахронизмом. Предприятия, ведущие разработки без САПР или лишь с малой степенью их использования, оказываются неконкурентоспособными как из за больших материальных и временных затрат на проектирование, так и из за невысокого качества проектов. Появление первых программ для автоматизации проектирования за рубежом и в СССР относится к началу 60 х гг. Тогда были созданы программы для решения задач строительной механики, анализа электронных схем, проектирования печатных плат.

Дальнейшее развитие САПР шло по пути создания аппаратных и программных средств машинной графики, повышения вычислительной эффективности программ моделирования и анализа, расширения областей применения САПР, упрощения пользовательского интерфейса, внедрения в САПР элементов искусственного интеллекта.

К настоящему времени создано большое число программно методических комплексов для САПР с различными степенью специализации и прикладной ориентацией. В результате автоматизация проектирования стала необходимой составной частью подготовки инженеров разных специальностей; инженер, не владеющий знаниями и не умеющий работать в САПР, не может считаться полноценным специалистом.

Подготовка инженеров разных специальностей в области САПР включает базовую и специальную компоненты. Наиболее общие положения, модели и методики автоматизированного проектирования входят в программу курса, посвященного основам САПР, более детальное изучение тех методов и программ, которые специфичны для конкретных специальностей, предусматривается в профильных дисциплинах.

Основные принципы построения САПР

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

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

2. САПР - иерархическая система, реализующая комплексный подход к автоматизации всех уровней проектирования. Иерархия уровней проектирования отражается в структуре специального программного обеспечения САПР в виде иерархии подсистем.

Следует особо подчеркнуть целесообразность обеспечения комплексного характера САПР, так как автоматизация проектирования лишь на одном из уровней оказывается значительно менее эффективной, чем полная автоматизация всех уровней. Иерархическое построение относится не только к специальному программному обеспечению, но и к техническим средствам САПР, разделяемых на центральный вычислительный комплекс и авто­матизированные рабочие места проектировщиков.

3. САПР - совокупность информационно-согласованных подсистем. Этот очень важный принцип должен относиться не только к связям между крупными подсистемами, но и к связям между более мелкими частями подсистем. Информационная согласованность означает, что все или большинство возможных последовательностей задач проектирования обслуживаются информационно согласованными программами. Две программы являются информа­ционно согласованными, если все те данные, которые представляют собой объект переработки в обеих программах, входят в числовые массивы, не требующие изменений при переходе от одной программы к другой. Так, информационные связи могут проявляться в том, что результаты решения одной задачи будут исходными данными для другой задачи. Если для согласования программ требуется существенная переработка общего массива с участием человека, который добавляет недостающие параметры, вручную перекомпоновывает массив или изменяет числовые значения отдельных параметров, то программы информационно не согласованы. Ручная перекомпоновка массива ведет к существенным временным задержкам, росту числа ошибок и поэтому уменьшает спрос на услуги САПР. Информационная несогласованность превращает САПР в совокупность автономных программ, при этом из-за неучета в подсистемах многих факторов, оцениваемых в других подсистемах, снижается качество проектных решений.

4. САПР - открытая и развивающаяся система. Существует, по крайней мере, две веские причины, по которым САПР должна быть изменяющейся во времени системой. Во-первых, разработка столь сложного объекта, как САПР, занимает продолжительное время, и экономи­чески выгодно вводить в эксплуатацию части системы по мере их готовности. Введенный в эксплуатацию базовый вариант системы в дальнейшем расширяется. Во-вторых, постоянный прогресс техники, проектируемых объектов, вычислительной техники и вычислительной математики приводит к появлению новых, более совершенных математических моделей и программ, которые должны заменять старые, менее удачные аналоги. Поэтому САПР должна быть открытой системой, т. е. обладать свойством удобства использования новых методов и средств.

5. 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 проектных 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 макси­мального использования унифицированных составных частей. Необходимым условием унификации является поиск общих черт и положений в моделировании, анализе и синтезе разнородных технических объектов. Безусловно, может быть сформулирован и ряд других принципов, что подчеркивает многосторонность и сложность проблемы САПР.

Системный подход к проектированию

Основные идеи и принципы проектирования сложных систем выражены в системном подходе. Для специалиста в области системотехники они являются очевидными и естественными, однако, их соблюдение и реализация зачастую сопряжены с определенными трудностями, обусловливаемыми особенностями проектирования. Как и большинство взрослых образованных людей, правильно использующих родной язык без привлечения правил грамматики, инженеры используют системный подход без обращения к пособиям по системному анализу. Однако интуитивный подход без применения правил системного анализа может оказаться недостаточным для решения все более усложняющихся задач инженерной деятельности.

Основной общий принцип системного подхода заключается в рассмотрении частей явления или сложной системы с учетом их взаимодействия. Системный подход выявляет структуру системы ее внутренние и внешние связи.

Системы автоматизированного проектирования и управления относятся к числу наиболее сложных современных искусственных систем. Их проектирование и сопровождение невозможны без системного подхода. Поэтому идеи и положения системотехники входят составной частью в дисциплины, посвященные изучению современных автоматизированных систем и технологий их применения.

Структура САПР

Как и любая сложная система, САПР состоит из подсистем. Различают подсистемы проектирующие и обслуживающие.

Проектирующие подсистемы непосредственно выполняют проектные процедуры. Примерами проектирующих подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов, изготовления конструкторской документации, схемотехнического анализа, трассировки соединений в печатных платах.

Обслуживающие подсистемы обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, их совокупность часто называют системной средой (или оболочкой) САПР. Типичными обслуживающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными, подсистемы разработки и сопровождения программного обеспечения CASE (Computer Aided Software Engineering), обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР.

Виды обеспечения САПР

Структурирование САПР по различным аспектам обусловливает появление видов обеспечения САПР. Принято выделять семь видов обеспечения САПР:

• техническое (ТО) , включающее различные аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое коммутационное оборудование, линии связи, измерительные средства);
• математическое (МО) , объединяющее математические методы, модели и алгоритмы для выполнения проектирования;
• программное (ПО) , представляемое компьютерными программами САПР;
• информационное (ИО) , состоящее из базы данных, СУБД, а также включающее другие данные, которые используются при проектировании; отметим, что вся совокупность используемых при проектировании данных называется информационным фондом САПР, база данных вместе с СУБД носит название банка данных;
• лингвистическое (ЛО) , выражаемое языками общения между проектировщиками и ЭВМ, языками программирования и языками обмена данными между техническими средствами САПР;
• методическое (МетО) , включающее различные методики проектирования; иногда к нему относят также математическое обеспечение;
• организационное (ОО) , представляемое штатными расписаниями, должностными инструкциями и другими документами, которые регламентируют работу проектного предприятия.

Разновидности САПР

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

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

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.

Техническое обеспечение САПР

С точки зрения системной модели САПР, техническое обеспечение представляет собой самый нижний уровень, в который “погружается” и реализуется операционно-программное и другие виды обеспечений САПР.

Задача проектирования технического обеспечения, таким образом, может быть сформулирована как задача оптимального выбора состава технических средств САПР. Исходной информацией при этом являются результаты анализа задач внутреннего проектирования и ресурсные требования к техническим средствам в виде критериев и ограничений.

Основные требования к техническим средствам САПР состоят в следующем:

• эффективность;
• универсальность;
• совместимость;
• надежность.

Технические средства (ТС) в САПР решают задачи:

• ввода исходных данных описания объекта проектирования;
• отображения введенной информации с целью ее контроля и редактирования;
• преобразования информации (изменения формы и структуры представления данных, перекодировки и др.);
• хранения информации;
• отображения итоговых и промежуточных результатов решения;
• оперативного общения проектировщика с системой в процессе решения задач.

Для решения этих задач ТС должны содержать:

• процессоры,
• оперативную память,
• внешние запоминающие устройства,
• устройства ввода- вывода информации,
• технические средства машинной графики,
• устройства оперативного общения человека с ЭВМ,
• устройства, обеспечивающие связь ЭВМ с удаленными терминалами и другими машинами.

При необходимости создания непосредственной связи САПР с производственным оборудованием в состав ТС должны быть включены устройства, преобразующие результаты проектирования в сигналы управления станками.

ТС САПР могут одно- и многоуровневыми.

ТС, в состав которых входит одна ЭВМ, оснащенная широким набором периферийного оборудования, носят название одноуровневых. Они широко применяются при проектировании изделий общепромышленного применения с установившейся конструкцией, имеющих узкоспециализированные математические модели и фиксированную последовательность этапов проектно- технологических работ.

Развитие САПР предполагает расширение набора терминальных устройств, представление каждому проектировщику возможности взаимодействия с ЭВМ, обработку технической информации непосредственно на рабочих местах. С этой целью терминальные устройства снабжаются мини - и микроЭВМ, имеющими специальное математическое обеспечение интеллектуальные терминалы. Они соединяются с ЭВМ высокой производительностью с помощью специальных или обычных телефонных каналов.

»