Классификация английских терминов

Состав и структура

По ГОСТ

Структура САПР

В соответствии с ГОСТ, в структуре САПР выделяют следующие элементы:

§ КСАП САПР — комплекс средств автоматизации проектирования САПР

§ подсистемы САПР, как элемент структуры САПР, возникают при эксплуатации пользователями КСАП подсистем САПР.

§ КСАП-подсистемы САПР — совокупность ПМК, ПТК и отдельных компонентов обеспечения САПР, не вошедших в программные комплексы, объединённая общей для подсистемы функцией.

§ ПТК — программно-технические комплексы

§ компоненты обеспечения ПТК САПР

§ ПМК — программно-методические комплексы

§ компоненты обеспечения ПМК САПР

§ компоненты обеспечения САПР, не вошедшие в ПМК и ПТК

Совокупность КСАП различных подсистем формируют КСАП всей САПР в целом.

Подсистемы

По ГОСТ 23501.101-87^[2], составными структурными частями САПР являются подсистемы, обладающие всеми свойствами систем и создаваемые как самостоятельные системы. Каждая подсистема — это выделенная по некоторым признакам часть САПР, обеспечивающая выполнение некоторых функционально-законченных последовательностей проектных задач с получением соответствующих проектных решений и проектных документов. По назначению подсистемы САПР разделяют на два вида: проектирующие и обслуживающие.

§ Обслуживающие подсистемы — объектно-независимые подсистемы, реализующие функции, общие для подсистем или САПР в целом: обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, оформление, передачу и вывод данных, сопровождение программного обеспечения и т. п., их совокупность называют системной средой (или оболочкой) САПР.

§ Проектирующие подсистемы — объектно-ориентированные подсистемы, реализующие определенный этап проектирования или группу связанных проектных задач. В зависимости от отношения к объекту проектирования, делятся на:

§ Объектные — выполняющие проектные процедуры и операции, непосредственно связанные с конкретным типом объектов проектирования.

§ Инвариантные — выполняющие унифицированные проектные процедуры и операции, имеющие смысл для многих типов объектов проектирования.

Примерами проектирующих подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов, схемотехнического анализа, трассировки соединений в печатных платах.

Типичными обслуживающими подсистемами являются:

§ подсистемы управления проектными данными

§ обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР

§ подсистемы графического ввода-вывода

§ Система управления базами данных (СУБД).

[править]Компоненты и обеспечение

Каждая подсистема, в свою очередь состоит из компонентов, обеспечивающих функционирование подсистемы.

Компонент выполняет определенную функцию в подсистеме и представляет собой наименьший (неделимый) самостоятельно разрабатываемый или покупной элемент САПР (программа, файл модели транзистора, графический дисплей, инструкция и т. п.).^[1]^[2]

Совокупность однотипных компонентов образует средство обеспечения САПР. Выделяют следующие виды обеспечения САПР:

§ Техническое обеспечение (ТО) — совокупность связанных и взаимодействующих технических средств (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое оборудование, линии связи, измерительные средства).

§ Математическое обеспечение (МО), объединяющее математические методы, модели и алгоритмы, используемые для решения задач автоматизированного проектирования. По назначению и способам реализации делят на две части:

§ математические методы и построенные на них математические модели;

§ формализованное описание технологии автоматизированного проектирования.

§ Программное обеспечение (ПО). Подразделяется на общесистемное и прикладное:

§ прикладное ПО реализует математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных процедур. Включает пакеты прикладных программ, предназначенные для обслуживания определенных этапов проектирования или решения групп однотипных задач внутри различных этапов (модуль проектирования трубопроводов, пакет схемотехнического моделирования, геометрический решатель САПР).

§ общесистемное ПО предназначено для управления компонентами технического обеспечения и обеспечения функционирования прикладных программ. Примером компонента общесистемного ПО является операционная система.

§ Информационное обеспечение (ИО) — совокупность сведений, необходимых для выполнения проектирования. Состоит из описания стандартных проектных процедур, типовых проектных решений, комплектующих изделий и их моделей, правил и норм проектирования. Основная часть ИО САПР — базы данных.

§ Лингвистическое обеспечение (ЛО) — совокупность языков, используемых в САПР для представления информации о проектируемых объектах, процессе и средствах проектирования, а также для осуществления диалога проектировщик-ЭВМ и обмена данными между техническими средствами САПР. Включает термины, определения, правила формализации естественного языка, методы сжатия и развертывания.

§ В лингвистическом обеспечении выделяют класс различного типа языков проектирования и моделирования (VHDL, VERILOG, UML, GPSS).

§ Методическое обеспечение (МетО) — описание технологии функционирования САПР, методов выбора и применения пользователями технологических приемов для получения конкретных результатов. Включает в себя теорию процессов, происходящих в проектируемых объектах, методы анализа, синтеза систем и их составных частей, различные методики проектирования. Иногда к МетО относят также МО и ЛО.

§ Организационное обеспечение (ОО) — совокупность документов, определяющих состав проектной организации, связь между подразделениями, организационную структуру объекта и системы автоматизации, деятельность в условиях функционирования системы, форму представления результатов проектирования… В ОО входятштатные расписания, должностные инструкции, правила эксплуатации, приказы, положения и т. п.

В САПР как проектируемой системе выделяют также эргономическое и правовое обеспечения.^[1]^[3]

§ Эргономическое обеспечение объединяет взаимосвязанные требования, направленные на согласование психологических, психофизиологических, антропометрических характеристик и возможностей человека с техническими характеристиками средств автоматизации и параметрами рабочей среды на рабочем месте.

§ Правовое обеспечение состоит из правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании САПР, и юридический статус результатов её функционирования.

Особенности построения САПР: САПР – иерархическая система.

САПР — иерархическая система, реализующая комплексный подход кавтоматизации всех уровней проектирования. Иерархия уровней проектированияотражается в структуре специального программного обеспечения САПР в видеиерархии подсистем. Следует особо подчеркнуть целесообразность обеспечения комплексногохарактера САПР, так как автоматизация проектирования лишь на одном изуровней оказывается значительно менее эффективной, чем полная автоматизациявсех уровней. Иерархическое построение относится не только к специальномупрограммному обеспечению, но и к техническим средствам САПР, разделяемых нацентральный вычислительный комплекс и автоматизированные рабочие местапроектировщиков.

Особенности построения САПР: САПР – совокупность информационно согласованных подсистем; САПР – открытая и развивающаяся система; САПР – специализированная система с максимальным использованием унифицированных модулей.

САПР — совокупность информационно-согласованных подсистем. Этот очень важный принцип должен относиться не только к связям между крупными подсистемами, но и к связям между более мелкими частями подсистем. Информационная согласованность означает, что все или большинство возможных 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 с участием человека, который добавляет недостающие параметры, вручную перекомпоновывает массив или изменяет числовые значения отдельных параметров, то программы информационно не согласованы. Ручная перекомпоновка массива ведет к существенным временным задержкам, росту числа ошибок и поэтому уменьшает спрос на услуги САПР. Информационная несогласованность превращает САПР в совокупность автономных программ, при этом из-за неучета в подсистемах многих факторов, оцениваемых в других подсистемах, снижается качество проектных решений.

САПР — открытая и развивающаяся система. Существует, по крайней мере, две веские 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 техники, проектируемых объектов, 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 использования новых методов и средств.

5. САПР — специализированная система с максимальным использованием унифицированных модулей. Требования высокой эффективности и универсальности, как правило, противоречивы. Применительно к САПР это положение сохраняет свою силу. Высокой эффективности САПР, выражаемой прежде всего малыми временными и материальными затратами при решении проектных задач, добиваются за счет специализации систем. Очевидно, что при этом растет число различных САПР. Чтобы снизить расходы на разработку многих специализированных САПР, целесообразно строить их на основе максимального использования унифицированных составных частей. Необходимым условием унификации является поиск общих черт и положений в моделировании, анализе и синтезе разнородных технических объектов. Безусловно, может быть сформулирован и ряд других принципов, что подчеркивает многосторонность и сложность проблемы САПР.

8. Основные задачи автоматизированного проектирования. Схема процесса проектирования. Цикл структурной и параметрической оптимизации

- формирование укрупненного формализованного описания САПР по

совокупности установленных признаков классификации;

- обозначение САПР, создаваемых в организациях отраслей

промышленности и в строительстве;

- планирование повышения значений уровня автоматизации

проектирования, комплексности автоматизации проектирования и др. показателей САПР в процессе их создания и развития;

- создание условий для разработки технически обоснованных норм

обеспечения процесса создания, функционирования и развития САПР специалистами, техническими средствами, энергией, информацией, финансовыми и другими ресурсами.

Формализованное описание САПР включает в себя коды классификационных группировок САПР по установленным настоящим стандартом признакам классификации; наименования классификационных группировок, соответствующие приведенным кодам; указания, в соответствии с какими классификаторами, стандартами или методиками определены коды каждой классификационной группировки.

Подсистемы

Типичными обслуживающими подсистемами являются:

§ подсистемы управления проектными данными

§ обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР

§ подсистемы графического ввода-вывода

§ Система управления базами данных (СУБД).

Разновидности САПР

Классификацию САПР делают по приложению, целевому назначению, масштабам (комплексности решаемых задач), характеру базовой подсистемы и т. д.

По приложениям наиболее представительными и широко используемыми являются следующие группы САПР:

· САПР для применения в отраслях общего машиностроения. Их часто называют машиностроительными САПР или MCAD (Mechanical CAD) системами;

· САПР для радиоэлектроники. Их названия — ECAD (Electronic CAD) или EDA (Electronic Design Automation) системы.

· 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 целевому назначению различают САПР или подсистемы САПР, обеспечивающие разные аспекты проектирования. Так, в составе MCAD появляются CAE/CAD/CAM системы:

· САПР функционального проектирования, иначе САПР-Ф или CAE (Computer Aided Engineering) системы.

· Конструкторские САПР общего машиностроения — САПР-К, часто называемые просто CAD системами;

· Технологические САПР общего машиностроения — САПР-Т, иначе называемые автоматизированными системами технологической подготовки производства АСТПП или системами CAМ (Computer Aided Manufacturing).

По масштабу 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 характеру базовой подсистемы различают следующие разновидности САПР:

· САПР на базе машинной графики и математического моделирования. Эти САПР ориентированы 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.

· САПР на базе 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.

· САПР на базе конкретного прикладного пакета. Фактически это автономно используемые программно-методические комплексы, например, имитационного моделирования производственных процессов, 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.

· Комплексные (интегрированные) САПР, состоящие из совокупности подсистем предыдущих видов. 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 для проверки годности изделий. Для управления столь сложными системами применяют специализированные системные среды.

11. Разновидности САПР по целевому назначению, масштабам и характеру базовой подсистемы

Смотри выше Разновидности САПР

Состав и структура

По ГОСТ

Структура САПР

В соответствии с ГОСТ, в структуре САПР выделяют следующие элементы:

§ КСАП САПР — комплекс средств автоматизации проектирования САПР

§ ПТК — программно-технические комплексы

§ компоненты обеспечения ПТК САПР

§ ПМК — программно-методические комплексы

§ компоненты обеспечения ПМК САПР

§ компоненты обеспечения САПР, не вошедшие в ПМК и ПТК

Совокупность КСАП различных подсистем формируют КСАП всей САПР в целом.

Подсистемы

Типичными обслуживающими подсистемами являются:

§ подсистемы управления проектными данными

§ обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР

§ подсистемы графического ввода-вывода

§ Система управления базами данных (СУБД).

[править]Компоненты и обеспечение

Каждая подсистема, в свою очередь состоит из компонентов, обеспечивающих функционирование подсистемы.

§ математические методы и построенные на них математические модели;

§ формализованное описание технологии автоматизированного проектирования.

§ Программное обеспечение (ПО). Подразделяется на общесистемное и прикладное:

В САПР как проектируемой системе выделяют также эргономическое и правовое обеспечения.^[1]^[3]

Классификация английских терминов

В области классификации САПР используется ряд устоявшихся англоязычных терминов, применяемых для классификации программных приложений и средств автоматизации САПР по отраслевому и целевому назначению.

[править]По отраслевому назначению

§ MCAD (англ. mechanical computer-aided design) — автоматизированное проектирование механических устройств. Это машиностроительные САПР, применяются в автомобилестроении, судостроении, авиакосмической промышленности, производстве товаров народного потребления, включают в себя разработку деталей и сборок (механизмов) с использованием параметрического проектирования на основе конструктивных элементов, технологий поверхностного и объемного моделирования (SolidWorks, Autodesk Inventor, КОМПАС, CATIA);

§ EDA (англ. electronic design automation) или ECAD (англ. electronic computer-aided design) — САПР электронных устройств, радиоэлектронных средств, интегральных схем, печатных плат и т. п., (Altium Designer, OrCAD);

§ AEC CAD (англ. architecture, engineering and construction computer-aided design) или CAAD (англ. computer-aided architectural design) — САПР в области архитектуры и строительства. Используются для проектирования зданий, промышленных объектов, дорог, мостов и проч. (Autodesk Architectural Desktop, AutoCAD Revit Architecture Suite, Piranesi, ArchiCAD).

[править]По целевому назначению

По целевому назначению различают САПР или подсистемы САПР, которые обеспечивают различные аспекты проектирования^[16]^[17].

§ CAD (англ. computer-aided design/drafting) — средства автоматизированного проектирования, в контексте указанной классификации термин обозначает средства САПР, предназначенные для автоматизации двумерного и/или трехмерного геометрического проектирования, создания конструкторской и/или технологической документации, и САПР общего назначения.

§ CADD (англ. computer-aided design and drafting) — проектирование и создание чертежей.

§ CAGD (англ. computer-aided geometric design) — геометрическое моделирование.

§ CAE (англ. computer-aided engineering) — средства автоматизации инженерных расчётов, анализа и симуляции физических процессов, осуществляют динамическое моделирование, проверку и оптимизацию изделий.

§ CAA (англ. computer-aided analysis) — подкласс средств CAE, используемых для компьютерного анализа.

§ CAM (англ. computer-aided manufacturing) — средства технологической подготовки производства изделий, обеспечивают автоматизацию программирования и управления оборудования с ЧПУ или ГАПС (Гибких автоматизированных производственных систем)). Русским аналогом термина является АСТПП — автоматизированная система технологической подготовки производства.

§ CAPP (англ. computer-aided process planning) — средства автоматизации планирования технологических процессов применяемые на стыке систем CAD и CAM.

Многие системы автоматизированного проектирования совмещают в себе решение задач относящихся к различным аспектам проектирования CAD/CAM, CAD/CAE, CAD/CAE/CAM. Такие системы называют комплексными или интегрированными.

С помощью CAD-средств создаётся геометрическая модель изделия, которая используется в качестве входных данных в системах CAM, и на основе которой в системах CAE формируется требуемая для инженерного анализа модель исследуемого процесса.

3) Принципы создания САПР.

Разработка САПР представляет собой крупную научно-техническую проблему, а ее внедрение требует значительных капиталовложений. Накопленный опытпозволяет выделить следующие основные принципы построения САПР. 1. САПР — человеко-машинная система. Все созданные и создаваемые системыпроектирования с помощью ЭВМ являются автоматизированными, важную роль вних играет человек — инженер, разрабатывающий проект технического средства. В настоящее время и по крайней мере в ближайшие годы создание системавтоматического проектирования не предвидится, и ничто не угрожаетмонополии человека при принятии узловых решении в процессе проектирования.Человек в САПР должен решать, во-первых, все задачи, которые неформализованы, во-вторых, задачи, решение которых человек осуществляет наоснове своих эвристических способностей более эффективно, чем современнаяЭВМ на основе своих вычислительных возможностей. Тесное взаимодействиечеловека и ЭВМ в процессе проектирования — один из принципов построения иэксплуатации САПР. 2. САПР — иерархическая система, реализующая комплексный подход кавтоматизации всех уровней проектирования. Иерархия уровней проектированияотражается в структуре специального программного обеспечения САПР в видеиерархии подсистем. Следует особо подчеркнуть целесообразность обеспечения комплексногохарактера САПР, так как автоматизация проектирования лишь на одном изуровней оказывается значительно менее эффективной, чем полная автоматизациявсех уровней. Иерархическое построение относится не только к специальномупрограммному обеспечению, но и к техническим средствам САПР, разделяемых нацентральный вычислительный комплекс и автоматизированные рабочие местапроектировщиков. 3. САПР — совокупность информационно-согласованных подсистем. Этот оченьважный принцип должен относиться не только к связям между крупнымиподсистемами, но и к связям между более мелкими частями подсистем.Информационная согласованность означает, что все или большинство возможныхпоследовательностей задач проектирования обслуживаются информационносогласованными программами. Две программы являются информационносогласованными, если все те данные, которые представляют собой объектпереработки в обеих программах, входят в числовые массивы, не требующиеизменений при переходе от одной программы к другой. Так, информационныесвязи могут проявляться в том, что результаты решения одной задачи будутисходными данными для другой задачи. Если для согласования программтребуется существенная переработка общего массива с участием человека, который добавляет недостающие параметры, вручную перекомпоновывает массивили изменяет числовые значения отдельных параметров, то программыинформационно не согласованы. Ручная перекомпоновка массива ведет ксущественным временным задержкам, росту числа ошибок и поэтому уменьшаетспрос на услуги САПР. Информационная несогласованность превращает САПР всовокупность автономных программ, при этом из-за неучета в подсистемахмногих факторов, оцениваемых в других подсистемах, снижается качествопроектных решений. 4. САПР — открытая и развивающаяся система. Существует, по крайней мере, две веские причины, по которым САПР должна быть изменяющейся во временисистемой. Во-первых, разработка столь сложного объекта, как САПР, занимаетпродолжительное время, и экономически выгодно вводить в эксплуатацию частисистемы по мере их готовности. Введенный в эксплуатацию базовый вариантсистемы в дальнейшем расширяется. Во-вторых, постоянный прогресс техники, проектируемых объектов, вычислительной техники и вычислительной математикиприводит к появлению новых, более совершенных математических моделей ипрограмм, которые должны заменять старые, менее удачные аналоги. ПоэтомуСАПР должна быть открытой системой, т. е. обладать свойством удобстваиспользования новых методов и средств. 5. САПР — специализированная система с максимальным использованиемунифицированных модулей. Требования высокой эффективности иуниверсальности, как правило, противоречивы. Применительно к САПР этоположение сохраняет свою силу. Высокой эффективности САПР, выражаемойпрежде всего малыми временными и материальными затратами при решениипроектных задач, добиваются за счет специализации систем. Очевидно, что приэтом растет число различных САПР. Чтобы снизить расходы на разработкумногих специализированных САПР, целесообразно строить их на основемаксимального использования унифицированных составных частей. Необходимымусловием унификации является поиск общих черт и положений в моделировании, анализе и синтезе разнородных технических объектов. Безусловно, может бытьсформулирован и ряд других принципов, что подчеркивает многосторонность исложность проблемы САПР.

4) Особенности построения САПР: САПР – человеко-машинная система

САПР — человеко-машинная система. Все созданные и создаваемые системыпроектирования с помощью ЭВМ являются автоматизированными, важную роль вних играет человек — инженер, разрабатывающий проект технического средства. В настоящее время и по крайней мере в ближайшие годы создание системавтоматического проектирования не предвидится, и ничто не угрожаетмонополии человека при принятии узловых решении в процессе проектирования.Человек в САПР должен решать, во-первых, все задачи, которые неформализованы, во-вторых, задачи, решение которых человек осуществляет наоснове своих эвристических способностей более эффективно, чем современнаяЭВМ на основе своих вычислительных возможностей. Тесное взаимодействиечеловека и ЭВМ в процессе проектирования — один из принципов построения иэксплуатации САПР.

Кчеловеко-машинным системам также относятся сбалансированные манипуляторы с ручным управлением. [1]

Такимичеловеко-машинными системами и являются САПР. [2]

Вчеловеко-машинных системах, предназначенных для переработки информации и автоматизации процессов управления организационно-техническими системами, особое место занимает оценка динамики и тенденций развития информационных массивов. В первую очередь это связано с АСУ, управляющее воздействие которых сказывается на путях и интенсивности развития научно-технического прогресса. Здесь только анализ оборота информации позволяет выявить противоречия между потребностями объекта управления, целями его развития и возможностями их удовлетворения с помощью уже имеющихся средств. [3]

Вчеловеко-машинных системах, каким является современное строительное производство, от человека требуется развитая, тренированная способность к сосредоточенности, ожиданию, наблюдению, контролю, самодисциплине, самокритике. [4]

АИС-БУ - человеко-машинная система и потому ее функционирование невозможно без наличия обученных ее эксплуатации людей. При этом следует различать эксплуатирующий и обслуживающий персонал АИС-БУ. Эксплуатирующий персонал составляют сотрудники бухгалтерии и других подразделений управления, непосредственно использующие АИС-БУ в решении своих профессиональных задач. [5]

АСУТП - человеко-машинная система; в процессе ее функционирования человек обучается, адаптируется к техническим и программным средствам управления, овладевает ее возможностями. Поэтому в период эксплуатации АСУТП необходимо несколько раз проанализировать ее работу, оценить реальную эффективность, надежность, соответствие требованиям технологического процесса и на основании такого анализа определить направления совершенствования АСУТП. Значительный интерес представляют результаты сопоставительного анализа некоторого множества АСУТП, позволяющие выбрать общее направление развития и совершенствования АСУТП различных классов. [6]

12 Следующая ⇒