Принцип системного единства обеспечивает целостность системы и системную “свежесть” проектирования отдельных элементов и всего объекта проектирования в целом (иерархичность проектирования).

Принцип совместимости обеспечивает совместное функционирование составных частей САПР и сохраняет открытую систему в целом.

Принцип типизации ориентирует на преимущественное создание и использование типовых и унифицированных элементов САПР. Типизации подлежат элементы, имеющие перспективу многократного применения. Типовые и унифицированные элементы периодически проходят экспертизу на соответствие современным требованиям САПР и модифицируются по мере необходимости.

Принцип развития обеспечивает пополнение, совершенствование и обновление составных частей САПР, а также взаимодействие и расширение взаимосвязи с автоматизированными системами различного уровня и функционального назначения.

Разработка САПР представляет собой крупную научно-техническую проблему, а ее внедрение требует значительных капиталовложений.

Накопленный опыт позволяет выделить следующие основные особенности их построения:

САПР — человеко-машинная система. Все созданные и создаваемые с помощью ЭВМ системы проектирования являются автоматизированными. Важную роль в них играет человек — инженер, разрабатывающий проект технического средства. В настоящее время и, по крайней мере, в ближайшие годы создание САПР “не угрожает” монополии человека при принятии узловых решений в процессе проектирования. Человек должен решать в САПР, во-первых, задачи, формализация которых не достигнута, и, во-вторых, задачи, которые решаются человеком на основе эвристических способностей более эффективно, чем на ЭВМ. Тесное взаимодействие человека и ЭВМ в процессе проектирования — один из принципов построения и эксплуатации САПР.

САПР — иерархическая система. Она реализует комплексный подход к автоматизации всех уровней проектирования. Блочно-иерархический подход к проектированию должен быть сохранен при применении САПР. Иерархия уровней проектирования отражается в структуре специального ПО САПР в виде иерархии подсистем. Следует особо подчеркнуть целесообразность обеспечения комплексного характера САПР, так как автоматизация проектирования на одном из уровней при сохранении старых форм проектирования на соседних уровнях 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.

САПР — совокупность информационно согласованных подсистем. Информационная согласованность означает, что все или большинство 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 данных с участием человека, который добавляет недостающие параметры, вручную перекомпоновывает массив данных или изменяет значения отдельных параметров, то это значит, что программы информационно плохо согласованы. Ручная перекомпоновка массива ведет к существенным временным задержкам, росту числа ошибок и поэтому снижает эффективность работы САПР. Плохая информационная согласованность превращает САПР в совокупность автономных программ, при этом из-за не учета в подсистемах многих факторов, оцениваемых в других подсистемах, снижается качество проектных решений.

Принцип информационной согласованности подсистем часто представляют близким по смыслу принципу оптимальности связей человека с ЭВМ внутри САПР. При этом подчеркивается сторона автоматизированного проектирования, требующая рационального распределения функций между человеком и ЭВМ.

Элементами оптимальности связей между человеком и ЭВМ являются автоматическая связь программ без ручной перекомпоновки массивов данных, а также техническое обеспечение оперативной связи человека с ЭВМ посредством дисплея (монитора).

Близким по смыслу, но не полностью совпадающим с рассмотренными, является принцип оптимальности связей между САПР и внешней средой. Если каждый раз при проектировании очередного объекта заново вводятся в систему не только действительно специфические новые исходные данные, но и сведения справочного характера (например, параметры унифицированных элементов), то имеет место нерациональная организация связей САПР с окружающей средой. Очевидно, что все данные, используемые многократно при проектировании разных объектов, должны храниться системой в банках данных (базах данных).

САПР — открытая и развивающаяся система. Существуют, по крайней мере, две 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 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 включения новых методов и средств.

САПР — специализированная система с максимальным использованием унифицированных модулей.

Требования высокой эффективности и универсальности, как правило, противоречивы. Высокой эффективности САПР, выражаемой прежде всего малыми временными и материальными затратами при решении проектных задач, добиваются за счет специализации систем. Очевидно, число различных САПР при этом растет. Чтобы снизить расходы на разработку многих специализированных САПР целесообразно строить их на основе максимального использования унифицированных составных частей. Необходимое условие унификации — поиск общих положений в моделировании, анализе и синтезе разнородных технических объектов.

Интегрированная САПР должна охватывать операции проектирования, конструирования и технологической подготовки производства и непосредственно взаимодействовать с системами производства и испытаний создаваемого ЛА, а также системой управления предприятием. В подобных системах различные конструкторско-технологические задачи решаются с использованием единой информационной модели ЛА при тесной координации усилий различных подразделений предприятия на основе общих принципов организации процесса разработки и использования средств автоматизации этого процесса

Не следует считать, что функции развитой САПР на предприятии ограничатся лишь автоматизацией научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. В конечном счете, САПР, являясь системой, реализующей наиболее важные этапы разработки ТС, должна выступить в роли качественно новой основы объединения всей системы служб и подразделений, участвующих в создании объекта. В масштабах предприятия подобное объединение на основе средств автоматизации проектирования, управления, производства обеспечит упорядочение информационных связей между подразделениями, оперативную обработку разноплановой информации, своевременную выдачу исходных данных для проведения всех видов работ (от проектирования до изготовления и испытания ЛА), предоставление руководителям предприятия объективной и полной информации о ходе выполнения работ. Все это позволит ощутимо повысить общую производительность труда предприятия и получить наибольший эффект от автоматизации производства.

САПР как организационно – техническая система

Разнообразие применяемых и разрабатываемых в настоящее время систем автоматизированного проектирования, отличающихся друг от друга степенью совершенства используемых методов и средств автоматизации, характером решаемых задач, организацией процесса проектирования, взаимодействия между компонентами системы и рядом других особенностей, обусловило и различные подходы к САПР как со стороны их разработчиков, так и проектировщиков ТС.

Так, структура и состав САПР зачастую рассматривалась под различными ракурсами, а именно:

• с точки зрения архитектуры вычислительной системы и общесистемного программного обеспечения

• организационного или других видов обеспечения

• проектных задач, решаемых при проектировании конкретных объектов

• идеологии проектного поиска и т.д

Например, специалисты по оптимизации часто считали, что САПР, прежде всего, характеризуется активным применением вычислительной техники в поиске, обосновании и выборе проектных решений. С точки зрения руководителей конструкторских служб, основная задача САПР заключалась в производстве технической документации или автоматической генерации программ для обрабатывающего оборудования. Некоторые инженеры необходимым признаком САПР считали диалоговые режимы. Системные программисты называли главным критерием, отличающим САПР от набора вычислительных средств, современное общесистемное программное обеспечение, позволяющее активно работать с новейшими операционными системами, создавать банки данных, управляемые пакеты прикладных программ и оперировать с проблемно-ориентированными языками.

Существовал взгляд на САПР как на некую абстрактную совокупность средств получения и обработки данных о проектируемом объекте. Инженерные аспекты проектирования при этом выхолащиваются, и процесс проектирования представлялся как процесс построения в ЭВМ развивающейся структуры данных, отображающей информационную модель объекта.

Достаточно распространено определение САПР как совокупности технических, программных и информационных средств, используемых проектировщиками (в контексте - пользователи САПР).

Такой подход к САПР, связанный с выделением каких-то отдельных ее сторон (применения ЭВМ или построения системы), приводит, во-первых, к различному пониманию САПР и, во-вторых, как следствие, к потере функциональных и структурных качеств, которыми должна обладать САПР как система, автоматизирующая творческий процесс разработки нового объекта.

Использование системного подхода к решению этой проблемы, основанного на комплексном анализе процесса проектирования как разновидности трудовой деятельности человека, состава средств, реализующих этот процесс, и всей совокупности взаимодействия между ними и внешней средой, позволяет сформировать концепцию построения САПР, отражающую ее внутреннюю сущность и принципиально отличную от перечисленных выше взглядов.

Согласно этой концепции система автоматизированного проектирования является организационно-технической системой (ОТС), представляющей собой целенаправленно функционирующую совокупность коллектива людей, упорядоченного в рамках административно- организационной структуры предприятия, и комплекса технических средств, взаимодействующих в информационной среде и объединенных общностью решаемых задач в ходе процесса проектирования.

Рассмотрим основные принципиальные положения этой концепции.

Во – первых, однозначно предопределяется включение человека (точнее, коллектива людей) в структуру системы как неотъемлемого ее компонента. Поскольку процесс проектирования включает большое число неформализуемых (по крайней мере, в настоящее время и в обозримом будущем) процедур обработки информации, постольку человек не может быть исключен из системы, реализующей этот процесс. Более того, в проектировании как в процессе создания нового объекта наиболее важную роль играют творческие моменты, что делает человека центральным звеном автоматизированной системы.

Следовательно, САПР является человеко-машинной системой, а учитывая коллективный характер проектирования, системой особого рода, т.е. организационно-технической системой, в которой взаимодействия и взаимоотношения между людьми и коллективами регламентируются организационной структурой предприятия или подразделения. Как видно, это положение в корне отличается от тех, которое трактуют САПР как совокупность некоторых средств (или обеспечений) - технических, программных, информационных и других, используемых проектировщиками.