САПР как сложная система.
Как и любая сложная система, САПР состоит из подсистем.
Структурными составляющими САПР являются подсистемы, обладающие всеми свойствами системы и создаваемые как самостоятельные системы. Это выделенные по некоторым признакам части САПР, обеспечивающие выполнение некоторых законченных проектных задач с получением соответствующих проектных решений и проектных документов.
Различают подсистемы функциональные (проектирующие) и обеспечивающие (обслуживающие).
Функциональныеподсистемы непосредственно выполняют проектные процедуры. Примерами функциональных подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов, изготовления конструкторской документации, схемотехнического анализа, трассировки соединений в печатных платах.
Обеспечивающие подсистемы предоставляют необходимые ресурсы для работы функциональных подсистем, их совокупность часто называют системной средой (или оболочкой) САПР.
4.1. Функциональные подсистемы.
Функциональные подсистемы выполняют проектные процедуры и операции, используя при этом, в общем случае, все средства обеспечивающих подсистем.
Набор функциональных подсистем, в общем случае, для каждой САПР различен и зависит от задач на решение которых ориентированна данная САПР, однако функциональные подсистемы любой САПР можно разделить на четыре основных вида и представить в виде типового набора функциональных подсистем (т.е. набора подсистем которые содержатся в любой САПР объекта):
o ФП1 – поиск аналогов
o ФП2 – инженерный синтез
o ФП3 – инженерный анализ
o ФП4 – формирование и ведение проектной документации
ФП1– поиск аналоговразрабатываемого изделия.
Аналог нового изделия – это такое известное изделие, которое отвечает большинству заданных характеристик.
Работа ФП1 заключается в анализе существующих технических решений, находящихся в базах данных (желательно мирового уровня).
ФП2 и ФП3 – это подсистемы, обеспечивающие поиск и генерацию вариантов технического решения и определения характеристик объекта (качественных показателей). Осуществляется моделирование структуры и поведения объекта, а также оптимизация характеристик объекта. Ведется выполнение всех вычислительных процедур и процедур текущего отображения.
ФП4 – формирование и ведение проектной документации. Эта подсистема в соответствии с существующими ГОСТами и другими нормативами формирует всю необходимую проектную документацию.
В зависимости от отношения к объекту проектирования различают два вида функциональных подсистем:
o объектно-ориентированные (объектные);
o объектно-независимые (инвариантные).
К объектным подсистемам относят подсистемы, выполняющие одну или несколько 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.
Процесс проектирования реализуется в функциональных подсистемах в виде определенной последовательности проектных процедур и операций.
4.2. Обеспечение САПР - виды, назначение.
Структурное единство подсистем САПР обеспечивается строгой регламентацией связей между различными видами обеспечения, объединенных общей для данной подсистемы целевой функцией.
Согласно видам обеспечения выделяют соответствующие обеспечивающие подсистемы (ОП).
Принято выделять 7 видов обеспечения:
- математическое;
- программное;
- информационное;
- лингвистическое;
- техническое;
- инструктивно-методическое;
- организационно-технологическое;
Математическое обеспечение(МО) - совокупность математических моделей, методов решения, алгоритмов для решения задач САПР, а также совокупность специалистов, владеющих этими методами или способных разработать новые методы.
Лингвистическое обеспечение(ЛО) – совокупность языков, используемых для представления информации о проектируемых объектах, процессе и средствах проектирования.
Программное обеспечение (ПО) – совокупность программ на машинных носителях и соответствующей документации, реализующих задачи САПР. ПО делится на общесистемное, базовое и прикладное. Общесистемное – ОС, оболочки и среды (не отражают спецификации САПР). Базовое ПО – мониторная система – комплекс программ, управляющих прикладным ПО. Прикладное ПО – обычно набор пакетов прикладных программ, предназначенных для реализации тех или иных проектных процедур.
Информационное обеспечение(ИО) – совокупность справочных данных, необходимых в данной предметной области. В БД хранится эта информация, которую можно записывать, а затем извлекать. Пополнение БД выполняется специалистами при обслуживании САПР.
Техническое обеспечение - совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств для ввода, хранения, переработки, передачи программ и данных.
Инструктивно-методическое обеспечение (ИМО) – совокупность документов, характеризующих состав, функционирование и правила эксплуатации САПР (содержит последовательную методику решения задач проектирования и использования пакета).
Организационно - технологическое обеспечение (ОТО) – совокупность документов, включающих положения, квалификационные требования, штатные расписания, инструкции, приказы и т.д. ОТО регламентирует взаимодействие проектной организации с комплексом средств автоматизированного проектирования.
Функционирование САПР возможно только при наличии и взаимодействии всех перечисленных обеспечивающих подсистем.