Норенков И.П. - Автоматизированное производство, страница 6

Классификацию САПР осуществляют по ряду признаков, например, поприложению, целевому назначению, масштабам (комплексности решаемых задач), характеру базовойподсистемы — ядра САПР.По 0"'4#@$*'9/ наиболее представительными и широко используемыми являются следующиегруппы САПР.1. САПР для применения в отраслях общего машиностроения. Их часто называют машиностроительными САПР или MCAD (Mechanical CAD) системами.2. САПР для радиоэлектроники. Их названия — ECAD (Electronic CAD) или EDA (ElectronicDesign Automation) системы.3.

САПР в области архитектуры и строительства.Кроме того, известно большое число более специализированных САПР, или выделяемых в указанных группах, или представляющих самостоятельную ветвь в классификации. Примерами таких систем являются САПР больших интегральных схем (БИС); САПР летательных аппаратов; САПР электрических машин и т.п.По =$4$(#/7 *)6*)1$*'< различают САПР или подсистемы САПР, обеспечивающие разные аспекты (страты) проектирования.

Так, в составе MCAD появляются CAE/CAD/CAM системы :1. САПР функционального проектирования, иначе САПР-Ф или CAE (Computer Aided Engineering) системы.2. %#*+&"7%&#"+%'$ САПР общего машиностроения — САПР-К, часто называемые просто CADсистемами;3. &$,*#4#8'1$+%'$ САПР общего машиностроения — САПР-Т, иначе называемые автоматизированными системами технологической подготовки производства АСТПП или системами CAМ(Computer Aided Manufacturing).По /)+>&)2)/ 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 ,)")%&$"7 2)6#(#; 0#-+'+&$/.

различают следующие разновидности САПР.1. САПР *) 2)6$ 0#-+'+&$/. /)>'**#; 8")E'%' ' 8$#/$&"'1$+%#8# /#-$4'"#()*'9. Эти САПРориентированы на приложения, где основной процедурой проектирования является конструирование,т.е. определение пространственных форм и взаимного расположения объектов. Поэтому к этой группе систем относится большинство графических ядер САПР в области машиностроения.В настоящее время появились унифицированные графические ядра, применяемые более чем в одной САПР, это ядра Parasolid фирмы EDS Unigraphics и ACIS фирмы Intergraph.&.+.)$(*),$" .

!"#$%!#&'&($"!))$*+($*,#&($"!)&*145@!"! 7""*A*)&*" !"#$%!#&'&($"!))$* +($*,#&($"!)&*2. САПР *) 2)6$ 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 имеют место также при проектировании объектов, подобных щитам управления в системах автоматики.3.

САПР *) 2)6$ %#*%"$&*#8# 0"'%4)-*#8# 0)%$&). Фактически это автономно используемыепрограммно-методические комплексы, например, имитационного моделирования производственныхпроцессов, расчета прочности по методу конечных элементов, синтеза и анализа систем автоматического управления и т.п. Часто такие САПР относятся к системам CAE. Примерами могут служить программы логического проектирования на базе языка VHDL, математические пакеты типа MathCAD.4. O#/04$%+*.$ ('*&$8"'"#()**.$) САПР, состоящие из совокупности подсистем предыдущихвидов.

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 дляпроверки годности изделий. Для управления столь сложными системами применяют специализированные +'+&$/*.$ +"$-..J<07=++, 6:8:7-.8+,-+7+ + 38+/.81 CAE/CAD/CAM-,+,-./. Функции CAD-систем в машиностроении подразделяют на функции двухмерного (2D) и трехмерного (3D) проектирования.

Кфункциям 2D относятся черчение, оформление конструкторской документации; к функциям 3D — получение трехмерных моделей, метрические расчеты, реалистичная визуализация, взаимное преобразование 2D и 3D моделей.Среди CAD-систем различают “легкие” и “тяжелые” системы. Первые из них ориентированыпреимущественно на 2D графику, сравнительно дешевы и менее требовательны в отношении вычислительных ресурсов. Вторые ориентированы на геометрическое моделирование (3D), более универсальны, дороги, оформление чертежной документации в них обычно осуществляется с помощьюпредварительной разработки трехмерных геометрических моделей.Основные функции CAM-систем: разработка технологических процессов, синтез управляющихпрограмм для технологического оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), моделирование процессов обработки, в том числе построение траекторий относительного движения инструмента и заготовки в процессе обработки, генерация постпроцессоров для конкретных типов оборудования с ЧПУ (NC — Numerical Control), расчет норм времени обработки.Наиболее известны (к 1999 г.) следующие CAE/CAD/CAM-системы, предназначенные для машиностроения.

“Тяжелые” системы (в скобках указана фирма, разработавшая или распространяющая продукт): Unigraphics (EDS Unigraphics);Solid Edge (Intergraph); Pro/Engineer (PTC — Parametric Technology Corp.), CATIA (Dassault Systemes), EUCLID (MatraDatavision), CADDS.5 (Computervision, ныне входит в PTC) и др.“Легкие” системы: AutoCAD (Autodesk); АДЕМ; bCAD (ПроПро Группа, Новосибирск); Caddy (Ziegler Informatics);Компас (Аскон, С.Петербург); Спрут (Sprut Technology, Набережные Челны); Кредо (НИВЦ АСК, Москва).Системы, занимающие промежуточное положение (среднемасштабные): Cimatron, Microstation (Bentley), EuclidPrelude (Matra Datavision), T-FlexCAD (Топ Системы, Москва) и др.

C ростом возможностей персональных ЭВМ гранимежду “тяжелыми” и “легкими” CAD/CAM-системами постепенно стираются.Функции CAЕ-систем довольно разнообразны, так как связаны с проектными процедурами анализа, моделирования, оптимизации проектных решений. В состав машиностроительных CAE-системпрежде всего включают программы для следующих процедур:— моделирование полей физических величин, в том числе анализ прочности, который чаще всего выполняется в соответствии с МКЭ;— расчет состояний и переходных процессов на макроуровне;— имитационное моделирование сложных производственных систем на основе моделей массового обслуживания и сетей Петри.Примеры систем моделирования полей физических величин в соответствии с МКЭ: Nastrаn, Ansys, Cosmos, Nisa,Moldflow.Примеры систем моделирования динамических процессов на макроуровне: Adams и Dyna — в механических системах, Spice — в электронных схемах, ПА9 — для многоаспектного моделирования, т.е.

для моделирования систем, принципы действия которых основаны на взаимовлиянии физических процессов различной природы.&.+.)$(*),$" . !"#$%!#&'&($"!))$*+($*,#&($"!)&*155@!"! 7""*A*)&*" !"#$%!#&'&($"!))$* +($*,#&($"!)&*Для удобства адаптации САПР к нуждам конкретных приложений, для ее развития целесообразно иметь в составе САПР инструментальные средства адаптации и развития.

Эти средства представлены той или иной CASE-технологией, включая языки расширения. В некоторых САПР применяюторигинальные инструментальные среды.Примерами могут служить объектно-ориентированная интерактивная среда CAS.CADE в системе EUCLID, содержащая библиотеку компонентов, в САПР T-Flex CAD 3D предусмотрена разработка дополнений в средах Visual C++ иVisual Basic.Важное значение для обеспечения открытости САПР, ее интегрируемости с другими автоматизированными системами (АС) имеют интерфейсы, представляемые реализованными в системе форматами межпрограммных обменов.

Очевидно, что, в первую очередь, необходимо обеспечить связимежду CAE, CAD и CAM-подсистемами.В качестве языков — форматов межпрограммных обменов — используются IGES, DXF, Express (стандарт ISO10303-11, входит в совокупность стандартов STEP), SAT (формат ядра ACIS) и др.Наиболее перспективными считаются диалекты языка Express, что объясняется общим характером стандартов STEP, их направленностью на различные приложения, а также на использование в современных распределенных проектных и производственных системах. Действительно, такие форматы, как IGES или DXF, описывают только геометрию объектов, в то время как в обменах между различными САПР и их подсистемами фигурируют данные о различных свойствах и атрибутах изделий.Язык Express используется во многих системах интерфейса между CAD/CAM-системами.

В частности, в системуCAD++ STEP включена среда SDAI (Standard Data Access Interface), в которой возможно представление данных об объектах из разных систем CAD и приложений (но описанных по правилам языка Express). CAD++ STEP обеспечивает доступк базам данных большинства известных САПР с представлением извлекаемых данных в виде STEP-файлов. Интерфейспрограммиста позволяет открывать и закрывать файлы проектов в базах данных, производить чтение и запись сущностей.В качестве объектов могут использоваться точки, кривые, поверхности, текст, примеры проектных решений, размеры, связи, типовые изображения, комплексы данных и т.п."40>-+. 4 CALS--.604D4@++. CALS-технология — это технология комплексной компьютеризации сфер промышленного производства, цель которой — унификация и стандартизация спецификаций промышленной продукции на всех этапах ее жизненного цикла. Основные спецификации представлены проектной, технологической, производственной, маркетинговой, эксплуатационной документацией.

В CALS-системах предусмотрены хранение, обработка и передача информации в компьютерных средах, оперативный доступ к данным в нужное время и в нужном месте. Соответствующиесистемы автоматизации назвали автоматизированными логистическими системами или CALS(Computer Aided Logistic Systems). Поскольку под логистикой обычно понимают дисциплину, посвященную вопросам снабжения и управления запасами, а функции CALS намного шире и связаны совсеми этапами жизненного цикла промышленных изделий, применяют и более соответствующуюпредмету расшифровку аббревиатуры CALS — Continuous Acquisition and LifeCycle Support.Применение CALS позволяет существенно сократить объемы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся вбазах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологии CALS.

Существеннооблегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т.п. Ожидается, что успех на рынке сложной технической продукции будет немыслим вне технологии CALS.Развитие CALS-технологии должно привести к появлению так называемых ('"&7)45*., 0"#'6(#-+&(, при которых процесс создания спецификаций с информацией для программно управляемоготехнологического оборудования, достаточной для изготовления изделия, может быть распределен вовремени и пространстве между многими организационно автономными проектными студиями.