Що таке САПР або Системи автоматизованого проектування

 

Це сучасний перехід інженерних креслень, від паперових до електронних. З бурхливим розвитком комп’ютерних технологій, відпала необхідність створення технічної документації в ручному форматі. Що дозволило, крім усього іншого, уникнути помилок і прорахунків, а також значно прискорило та спростило сам процес підготовки цифрових проектів.

 

Що собою являє САПР

Використовуючи технічну термінологію САПР – це комплекс автоматизованих систем з функцією проектування, для реалізації інформаційних технологій (креслень, схем, складних діаграм тощо). Ядро комплексу, являє собою своєрідне програмне забезпечення, що полягає у розгалуженій організаційно-технічну систему, що автоматизує процеси проектних рішень. Можливості її, однак, обмежені, без використання всіх засобів для вирішення поставлених завдань. А це – сукупність обслуговуючого персоналу, технічних напрацювань проекту, і самої програми (запущеного процесу), для обробки і перетворення отриманих даних в повноцінний проектний план.

Для кращого розуміння, що таке насправді САПР, в чому полягає призначення і які робочі функції, слід спочатку розібратися в тлумаченні скороченої назви. Може здатися дивним, але існує кілька варіантів розшифровки, більшість з яких ведуть по хибному шляху:

Часто, в технічній літературі її називають програмним засобом для створення автоматизованого проектування. За змістом таке тлумачення близько до істини, але дуже розтягнуте в контексті, і одночасно занадто вузьке визначення питання. Іншими словами – це спеціалізоване прикладне ПЗ, а єдина роль його полягає у проектній діяльності, що здійснюється за допомогою автоматизованих процесів. Це занадто складний для розуміння і не зовсім вірне визначення, враховуючи, що САПР це не звичайна програма, а комплекс засобів.

В інших джерелах розшифровка представляє його системою автоматичного проектування. Коротко, ємко, але в корені невірно, з допущенням грубої помилки в тлумаченні. Тут плутаються головні поняття, в словосполученні «автоматичного», тобто, самостійного системного процесу, без всякого підключення людського фактора. У загальній системі САПР за певну частину її роботи відповідає саме персонал, без нього вона не може обійтися, що підкреслено поняттям «автоматизований». А автоматичними, є лише окремі операції у роботі, лягають безпосередньо на систему.

Дослівна розшифровка – система автоматизації проектних робіт або система автоматизованого проектування. Це найбільш правильне і точне визначення, повністю відповідає і абревіатурі і змістом у неї закладеному. Але воно вважається надмірно важким, а тому, рідко використовується навіть в технічній літературі, хіба тільки, у вигляді дослівного тлумачення.

Для визначення і розшифровки найчастіше використовується словосполучення – система автоматичного проектування. Це не зовсім відповідає абревіатурі, але повністю відображає її зміст і легко у використанні, тому застосовується і в технічному, і в прикладній літературі. Використовується таке тлумачення і в ГОСТ.

 В англомовному варіанті, CAD — computer-aided design, в дослівному перекладі дещо відрізняється. Англійський варіант підкреслює застосування комп’ютерних технологій, що беруть участь в процесі проектування.

 

Короткий екскурс в історію

Найцікавіше в тому, що розробка САПР почалася ще в 1945 р., задовго до комп’ютерної ери, а різні етапи її створення велися впродовж 70-ти років. Як у більшості подібних випадків, це був виключно військовий проект науково-дослідних організацій ВПК США. Метою було створення системи апаратно-програмного комплексу, здатного в автоматизованому режимі керувати засобами протиповітряної оборони. Перший з таких комплексів поступив на озброєння вже в 1947 р., але як досвідчений зразок, а роботи продовжувалися і далі.

Спочатку це були примітивні електронні радіотехнічні засоби, якими вони залишалися до кінця 60-х рр. Приблизно до цього часу до створення власного проекту приступили і в СРСР, перші радянські зразки теж не вражали технічними можливостями, і постійно вдосконалювалися. Перший прототип по-справжньому автоматизованої графічної системи побачив світ в 1963 р., це був знаменитий Sketchpad – дітище професора Сазерленда. А перший повноцінний САПР випустила компанія «Autodesk» в 1982 р. представила свій продукт – AutoCAD, став «дідусем» всіх сучасних систем автоматизованого проектування.

 

Цілі, можливості та застосування

Розробки власне САПР переслідують виключно мирні цілі, спрямовані на підвищення ефективності праці працівників технічних відділів (інженерів, конструкторів, проектувальників). Можливості для цього надає сама людина, що взаємодіє з обчислювальної електронікою, і ця зв’язка здатна вирішувати поставлені завдання, на різних стадіях проектування, з подальшою підготовкою виробництва. Сприяють у досягненні цього такі супутні фактори:

·                     багаторазово полегшений і спрощений виробничий процес планування;

·                     зниження кінцевих термінів готових до реалізації базових проектів;

·                     поліпшення показників якості проектування на кожному окремо взятому етапі;

·                     скорочення статті витрат на моделювання і тестування через відсутність доробок;

·                     істотне скорочення витрат за рахунок відсутності експлуатації великої кількості співробітників.

Подібні переваги, це результат переваг та ефективності елементів автоматизованої системи. Зокрема:

·                     інформаційної бази даних, що входить в структуру програмного забезпечення;

·                     функції автоматичного збору та класифікації супутньої документації;

·                     системних можливостей для конструювання з одночасним моделюванням;

·                     режими тестування кінцевого проекту з функцією математичних обчислень;

·                     функції збору та класифікації оптимального керування підприємством;

·                     архіву з оптимальними рішеннями моделювання при мінімізації витратної частини;

·                     бібліотек з прикладами готових рішень, включених у структуру програмного забезпечення.

·                      

Складова частина і структура

За державним стандартам, структура САПР включає комплекс елементів, що вважаються окремими складовими, але в роботі взаємодіючих між собою:

1.                  КСАП (Комплекс Засобів Автоматизації Проектування), що складається з ряду власних підсистем, а також деяких входять безпосередньо в САПР. Але вони включені в загальний комплекс не на постійній основі, а на періодичній, в момент їх експлуатації, крім тих, що не ввійшли в програмний комплекс системи і об’єднуються загальною функцією.

2.                  ПТК (Програмно-Технічний Комплекс), назвати його самостійним досить складно, всі компоненти укладені в цьому комплексі, спрямовані на забезпечення САПР. Він здійснює інженерний аналіз, і проводить розрахунок отриманих даних. А ось функцій працюють самостійно як у КСАП не має, але може експлуатуватися їм.

3.                  ПМК (Програмно-Методичний Комплекс), так само як і попередній, включає в себе тільки компоненти, що забезпечують загальну систему. Має вбудований модуль з управлінськими функціями, контролюючими діяльність та ПТК, і КСАП, точніше їх результат. Також може експлуатуватися останнім, але при цьому і сам використовує підсистеми.

Важливою складовою частиною структури САПР, є включені в неї підсистеми, наділені системними властивостями, виділені при створенні як самостійні елементи. У цьому САПР можна порівняти з бджолиними щільниками, що складаються і осередків-підсистем – невід’ємних від загального тіла і взаємозалежних між собою. Кожна клітинка відповідає за виконання і забезпечення певних функцій і завдань, володіючи набором власних проектних рішень і документації, для цього призначена.

Всі підсистеми розподілені на 2 основних види призначень:

1.                  Обслуговуючі – відповідають за підтримку функціональних можливостей всіх основних компонентів проектування, що входять в загальну систему, будучи своєрідною оболонкою САПР. Дані підсистеми забезпечують трафік даних і їх обробку, оформлення, у віданні також знаходиться і програмне забезпечення, його підтримка та супровід.

2.                  Проектуючі – відповідають за реалізацію проектів на певних етапах, або за групу пов’язаних між собою спільними завданнями. За орієнтації, щодо об’єкта перебуває у проектуванні, поділяються на 2 категорії:

o        об’єктні – призначаються для виконання проектних процедур і операцій, при наявності прямого зв’язку з конкретними типами серед об’єктів;

o        інваріантні – їм відводяться виконання тих же процедур і операцій, тільки уніфікованих, що становлять сенс для більшості типів об’єктів.

 

Обслуговуючі компоненти

Компоненти, є частиною загальної структури і складовими підсистем, виконуючи власні завдання в їх функціональності. Вони замикають ієрархічну ланцюжок і не поділяються на елементи, залишаючись однорідними, при цьому повністю автономними і незалежними від інших структурних складових. Компоненти в чому схожі на програми та розширення їх так само можна встановлювати самостійно. Вони різноманітні за призначенням, але об’єднуються в групи по конкретному типу, утворюючи розширені засоби забезпечення і обслуговування САПР:

·                     технічні – сукупність компонентів, пов’язаних в технічній сфері (засоби зв’язку, мережеві, периферійні, вимірювальні пристрої і прилади);

·                     математичні – компоненти, об’єднані математичними методами, представлені також моделями та алгоритмами для виконання завдань у проектуванні;

·                     програмні – прикладні, з пакетами програм, що вирішують завдання всередині окремих етапів і загальносистемні, що забезпечують їх повноцінне функціонування;

·                     інформаційні – містять базу даних та архів з описом стандартних процедур і рішень, відомостей про комплектаціях, моделях і нормах;

·                     лінгвістичні – мовна база, що включає термінологію і представляє інформацію про об’єкти, що знаходяться у проектуванні та надаються для цього засобах;

·                     методичні – містять теорію процесів, методику для аналізу і системного синтезу, з описом функціональної технології і методики вибору прийомів;

·                     організаційні – складаються з системної документації, що містить розкладу для штату, інструкції для посадових осіб, певні правила, накази та положення.

 

Класифікація і види

Державний стандарт визначає класифікацію САПР за такими ознаками:

·                     за певними типами або різновидами, з урахуванням складності представляє об’єктами проектування;

·                     по їх рівню, включно з комплексністю, спрямованими на всі без винятку елементи автоматизації;

·                     за характером, змістом і кількісним обсягами продукції документації, виконаної роботи в цілому;

·                     за кількістю досягнутих рівнів у структурній частині технічного та системного забезпечення.

Паралельно з цим, класифікація відбувається за видами CAD-програм:

·                     призначення цільової галузі;

·                     за призначенням для використання;

·                     за загальними обсягами і масштабами;

·                     за формами провідних підсистем.

 

Різновиди програм

В більшості, програмне забезпечення для САПР мало чим відрізняється між собою, зберігаючи те ж наповнення і ті ж принципи. Основні відмінності, що проявляються в залежності від відповідній галузі виробництва:

1.                  MCAD – об’єднує машинобудівну галузь в цілому, незалежно від рівня складності розробок. Від схеми найпростішого кухонного комбайна, до платформ для запуску міжгалактичних зондів.

2.                  ECAD – підтримує сферу радіоелектроніки на всіх етапах розробок. Починаючи окремими елементами, у вигляді плат і мікросхем, закінчуючи проектами, що складаються з тисяч таких деталей.

3.                  CAAD – охоплює завдання архітектурно-будівельного напрямку будь-якої складності, в чому б вони не виражалися. Як, наприклад, зведення окремих будівель і цілих комплексів, або прокладання шляхів сполучення.

 

Last modified: Sunday, 4 February 2024, 9:15 PM