Методическое обеспечение САПР: Курс лекций (Стадии, этапы и процедуры проектирования. Основы построения САПР. Разработка САПР)

Методическое обеспечение САПР - лекции

Раздел 1. Введение.

           1.1 Базовые определения

Проектирование – это одна из важнейших сфер инженерной деятельности, это звено, связывающее научные исследования и практическую реализацию. От сроков и качества проектирования в значительной степени зависят сроки внедрения и качество готовой продукции. Современная мировая тенденция – значительное сокращение сроков проектирования.

Проектирование – это наука и искусство. Однако методы проектирования отличаются от научных методов в связи с принципиально разной постановкой задачи:

·  Путь научных исследований: от явления (Е) через факторы, его вызывающие (F) к абстрактной зависимости (A)

·  Путь проектно-конструкторской разработки: от абстрактного задания (A) через элементы решения (R) к цели, вызывающей желаемое явление (E)

Научное исследование направлено от явления к его сущности. Проектирование – от сущности задачи к явлению, которое желательно вызвать. Отсюда главная особенность и трудность процесса проектирования: на начальном этапе имеется только мысленная, абстрактная модель будущего объекта.

Если производство изделий – есть их изготовление по имеющемуся описанию, то проектирование – это процесс получения такого описания.

Проектирование соответствует информационному процессу, в котором осуществляется преобразование первичного описания (исходного) в окончательное описание (проектную документацию) (см. рис. 1.0). При этом используются знания в данной области и опыт проектировщика.

Рис. 1.0

Преобразование исходного описания в окончательное происходит не сразу, а по стадиям (шагам). При этом формируются промежуточные описания, называемые проектными решениями.

ГОСТ 22484-77 даёт следующее определение:

Проектирование – это процесс создания описания, необходимого (достаточного) для изготовления в заданных условиях еще не существующего объекта путём преобразования первичного описания (технического задания).

Проектирование – это комплекс работ с целью получения описания нового или модернизированного технического объекта, достаточного для реализации или изготовления его в конкретных условиях. Объектами проектирования могут быть как изделия (электродвигатели, ЭВМ), так и процессы (технологический, вычислительный, управленческий).

Проектная деятельность имеет ряд особенностей:

1. Её продуктом является упорядоченная совокупность сведений, служащих знаковой моделью объекта или процесса, в момент проектирования реально не существующего.

2. Способы преобразования информации при проектировании нельзя (сегодня) отразить в виде математических соотношений, т.е. нельзя построить строгую математическую модель, поддающуюся формирующим преобразованиям.

3. Проектируемый объект выступает чаще всего с одной стороны как часть системы более высокого уровня, а с другой стороны, как система для объектов более низкого уровня. В связи с этим различают внешнее проектирование (объект-подсистема) и внутреннее проектирование (объект-совокупность компонентов).

4. Проектирование носит, как правило, итерационный характер.

Степень автоматизации проектирования оценивается долей (сигма) проектных работ выполненных на ЭВМ без участия человека. При (сигма)=0 имеем неавтоматизированное (ручное, традиционное) проектирование. При (сигма)=1 имеем АВТОМАТИЧЕСКОЕ проектирование (идеал). При 0<(сигма)<1 имеем автоматизированное проектирование.

1.1 Уровни и аспекты проектирования.

Возможность проектирования сложных объектов обусловливается рядом принципов:

1.  Декомпозиция и иерархичность описания объектов.

2.  Многоэтапность и итерационность самого процесса проектирования.

3.  Типизация и унификация проектных решений и средств проектирования.

Разделение описаний свойств и характеристик объекта по степени детализации приводит к понятию иерархических уровней (горизонтальных уровней) (см. рис. 1.1)

Рис. 1.1

Система делится на подсистемы уровня 1, 2, 3,… Самый нижний уровень – базовые элементы, их описания дальнейшему делению не подлежат. В качестве примера (рис. 1.2) показаны виды изделий в машиностроении.

Рис. 1.2

В связи с таким разделением, согласно ЕСКД имеем:

А) схема принципиальная – отражает полный набор базовых элементов