5.3. Сапр как объект проектирования

Как уже отмечалось выше, объектами проектирования в САПР могут быть здания, сооружения, металлорежущие станки, механические пресса и т.д., в САПР ТП – технологические процессы. Входами процесса проектирования являются:

1. замысел (цель) проектирования, выраженный в виде определенной совокупности условий и требований, которым должен удовлетворять искомый объект.

2. средства, т.е. факторы, которыми можно варьировать при проектировании.

Выход процесса – такое описание искомого объекта, которое необходимо и достаточно для материально – вещественного воплощения идеи проектирования в конкретный физический объект (т.е. его информационная модель в виде схем, чертежей, спецификаций, технологических карт и другой документации).

Таким образом, смысл процесса проектирования в любой САПР независимо от объекта проектирования один и тот же: получить в соответствие с замыслом такую информационную систему – модель, которая позволяет создать систему – оригинал, полностью соответствующую замыслу. Основой создания САПР, сопровождающейся с разработкой совокупности средств методического, математического, программного, информационного, лингвистического и организационного обеспечения, является формализация методов принятия технологических решений, с предварительным созданием теоретической базы, её основой является разработка математических моделей, отражающих связи и закономерности между моделируемыми объектами.

Обычно, при создании или приобретении САПР и их составных частей руководствуются следующими принципами:

1) системного единства;

2) совместимости;

3) типизации;

4) развития.

Принцип системного единства обеспечивает целостность системы и иерархичность проектирования отдельных частей и объекта в целом. Принцип совместимости обеспечивает совместное функционирование составных частей САПР и сохраняет открытой систему в целом. Принцип типизации предусматривает разработку и использование типовых и унифицированных элементов САПР. Типизируют элементы, имеющие перспективу многократного использования. Принцип развития дает возможность пополнения, совершенствования и обновления составных частей САПР. В процессе проектирования с помощью САПР в качестве промежуточных и окончательных решений используют следующие математические модели:

1) формы и геометрических параметров;

2) структуры;

3) временных и пространственно – временных отношений;

4) функционирования;

5) состояний и значений свойств объекта;

6) имитационные.

Перечисленные классы математических моделей обычно различают между собой: по виду моделируемых объектов, степени детализации моделируемых объектов, описываемым свойствам, по форме представления и обработке и т.д. По виду моделируемых объектов они подразделяются на модели изделия и модели технологической системы. При этом под моделью изделия понимается описание в математических терминах состава свойств, связей и отношений между ними, характеризующих деталь и имеющих определённое назначение в соответствующей предметной области. Под моделью технологической системы понимается описание состава свойств элементов технологической системы (оборудование, инструмент, оснастка), связей и отношений между ними, характеризующих технологический процесс.

В современных САПР любой объект-изделие, технологический процесс или средства оснащения моделируются одинаковыми средствами на следующих основных уровнях абстрагирования:

1) на вербальном (лингвистическом) уровне описания объекта на естественном языке пользователя;

2) на теоретико-множественном уровне моделирования объекта методами теории множеств и графов;

3) на логическом уровне с использованием аппарата математической логики для описания отношений между элементами и свойствами моделируемых объектов;

4) на количественном уровне с использованием аппарата алгебры, геометрии, математического анализа и т.п.

Переход от одного к другому уровню представления объекта в САПР осуществляется формализованными методами. С этой целью в систему вводится понятие контура F. Контур отображает в математической модели конструктивно-технологические свойства изделия или технологической системы; понятие контура является обобщением таких понятий, как свойство, характеристика, параметр, показатель и т.п.

В общем случае эти контуры по своей специфике подразделяют на:

1) геометрические (свойства) – определяющие форму, положения поверхностей, геометрические параметры и т.д.;

2) физико-механические (свойства) - определяющие материал инструмента, характеристики оборудования и т.д.

Вопросы для самоподготовки:

1. Перечислите основные этапы процесса проектирования?

2. Как классифицируют информацию, появляющуюся в процессе проектирования?

3. Перечислите принципы, обязательные при разработке системы автоматизированного проектирования?