Автоматизированное проектирование систем и средств управления.
При автоматизированном проектировании творческая часть работы выполняется инженером (проектировщиком), которая поддается автоматизации и выполняется с помощью средств ЭВМ. Преимущества систем автоматизированного проектирования полностью проявляется при компьютеризации всего производства, начиная с разработки идеи, и, заканчивая автоматическим контролем качества.
Структура интегрированного компьютерного производства.
 |
Прием заказов ведется АСУП – автоматизированная система управления производством (производственное планирование). Информация передается в САПР, а затем в автоматизированную систему технологического производства (АСТПИ). Изготовление изделия – информация – передается в автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУТП) (складирование, транспортировка, обработка, сборка изделий).
Связующим звеном м/у производственным планированием и технологическим процессом явл. производственное управление.
Автоматизация сбора сведений – очень важное звено. Тестирование изделия может производиться на любой стадии (не только после сборки изделия).
После тестирования автоматический контроля сведения передаются конструкторам.
Входная информация для конструкторов является техническим заданием, где отражается техническое требование будущего изделия.
КОНЦЕПЦИЯ 3П:
1. Продукт (состояние средств вычислительной техники)
2. Процесс (отражает структуру управления на производстве)
3. Персонал (отражает качество подготовки персонала, который участвует в процессе проектирования).
Уровень
подготовки производства, с точки зрения автоматизации проектирования,
определяется объемом пирамиды, вершина которой находится в начале координат, а
основание образует 
-к, соединяющий
 |
Чем > V пирамиды, тем лучше подготовка производства.
Системы автоматизированного проектирования нижнего уровня.
Отдельные пирамиды, несвязанные единой структурой данных, предназначенные для автоматизации, выпуска чертежей и сопроводительной документации. Большого экономического эффекта программа не дает.
САПР среднего уровня.
Набор функционально независимых программ, связанных единой структурой данных, которые позволяют производить частичный анализ разработанного изделия и ограниченно моделировать работу этого изделия.
САПР верхнего уровня.
Пакет прикладных программ, который реализует все возможности автоматизированного проектирования на рассматриваемый момент времени (создание документации, формирование технологического процесса с учетом имеющегося оборудования, автоматическая разработка оснастки, моделирование работы устройств, анализ на точность, формирование программ для станков ЧПУ и автоматических линий, моделирование гидродинамических свойств изделия).
 |
Процесс проектирования состоит из стадий, этапов, процедур.
Стадии проектирования:
1. НИР (научно-исследовательская работа). Разрабатываются общие концепции изготовления изделия, прорабатываются его параметры, проводятся необходимые эксперименты. Результатом НИР является результат формирования технического задания.
2. ОКР (опытно-конструкторская работа). Разрабатываются документации, необходимые для изготовления опытного образца. Результат – опытный образец и его испытание.
3. ТП (техническое проектирование). Учитываются условия данного производства, учитываются производственные мощности и технические характеристики оборудования.
4. РП (стадия рабочего проекта). Готовится подробная конструкторская и технологическая документация, необходимая для изготовления изделия.
5. Испытание.
Этапы проектирования – это последовательность проектных процедур, после которых принимаются проектные решения, относящиеся к одному уровню иерархии.
Проектная процедура – это часть процесса проектирования, которая заключается принятием проектного решения, т. е. решение о продолжении проектирования либо о путях продолжения проектирования.
Виды процедур:
1 группа – процедуры синтеза (создание объекта);
а) структурный (синтез схем, конструкций, процессов, алгоритмов, документации).
б) параметрический – оптимизация параметров объекта:
- оптимизация параметров;
- оптимизация допусков на эти параметры;
- идентификация модели;
- расчет по упрощенным методам.
2 группа – анализ – исследование св-в объекта;
а) детерминированная верификация:
- на структурную;
- параметрическую – включает верификацию динамических параметров, статических и верификацию частотной области.
б) анализ чувствительности;
в) статический анализ.
Синтез структур подразумевает разработку структуры объекта, либо на основании прототипа. При отсутствии прототипа процедура синтеза ведется на основании новых знаний.
Идентификация модели – расчет математической модели, т. е. определение для каких внутренних параметров модели идентификация является действительной.
Детерминированная верификация – сравнение свойств и структур двух различных описаний одного объекта (одно описание – техническое задание, второе – математическая модель).
Анализ чувствительности – ведется расчет коэффициентов чувствительности абсолютных и относительных.
Абсолютный коэффициент чувствительности:
, где ∂уi
– изменение выходных параметров, ∂хj –
изменение внутренних параметров.
Относительный коэффициент чувствительности:
, где уiн
– номинальное значение выходного параметра, хjн
– номинальное значение внутреннего параметра.
Коэффициент чувствительности определяет изменение выходного параметра при изменении внешнего воздействия:
Статистический анализ – определяется статистические показатели объекта (точность, предельно допустимые величины, дисперсии, разброс выходного сигнала).
Он делится на одновариантный и многовариантный анализ.
При одновариантном анализе однократно моделируется работа изделия при заданном векторе внутренних параметров или входных воздействий, производится расчет выходного параметра.
В многовариантном анализе многократно моделируется работа объекта для различных векторов внутренних параметров и выходных воздействий.
Виды обеспечения систем автоматизированного проектирования.
Существует 7 видов обеспечения САПР:
1. Математическое обеспечение – уравнение, которое учитывает природу объекта, на основании которого можно моделировать его работу, а также методы и алгоритмы их решения.
2. Лингвистическое обеспечение – языки программирования.
3. Аппаратное обеспечение – ЭВМ и устройства ввода вывода информации.
4. Программное обеспечение – ОС, ПП и т.д.
5. Информационное обеспечение – база данных и системы управления базами данных.
6. Методическое обеспечение – включает документацию, необходимую для изучения работы программно-аппаратного ком-а, которые используются при автоматизированном проектировании объекта.
7. Регулирует процесс функционирования САПР на предприятии и определяет доступ к системе САПР (штатное расписание, приказы по доступу к различным САПР, инструкции).
Математическое обеспечение САПР
Требование к математическим моделям в САПР противоречивые:
1. Универсальность;
2. Экономичность;
3. Точность.
Основной задачей на стадии создания математической модели является оптимальное сочетание всех требований математической модели с учетом реального процесса моделирования.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
