Состав программно-инфорационного комплекса САПР

САПР – организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования, органически связанных между собой. Интегрированные САПР – наиболее эффективные. Включают все стадии проектирования: от формирования самых общих характеристик до испытаний объекта. Интегрированная САПР включает подсистемы:

§ автоматизированная система управления процессом проектирования (АСУПП);

§ автоматизированная система проектирования (АСП);

§ автоматизированная система конструирования (АСК);

§ автоматизированная система технологической подготовки производства (АС ТПП);

§ автоматизированная система управления технологическими процессами изготовления опытных образцов (АСУТП);

§ автоматизированная система комплексных испытаний и отработки изделий (АСКИО).

Все подсистемы имеют единую базу в виде вычислительной и графической системы, банки данных и средства разработки машинных программ.

Специальная программа обеспечения АСУПП организует работу всех подсистем. Она решает задачи объединения результатов работы остальных подсистем. Ее называют инструментальным центром САПР.

АСП – выполняет проектные процедуры на стадиях разработки технических предложений, эскизного и технического проектирования. На ранних стадиях проработки изделия на основе упрощенных математических моделей анализировать исходные данные, формировать технические характеристики. Помогает выбрать структурную схему изделий.

АСК – на этапах технического и рабочего проектирования. Уточняющие расчеты по отдельным узлам и элементам конструкции. Подготовка конструкторской документации. Здесь же выбор элементов, компоновка, методы соединения, фиксация и закрепление. Синтез схемы или структуры, создание математических моделей функционирования изделий, оптимизация компоновки и режимов работы. Автоматическое выполнение чертежей.

АСТПП – создание технической и плановой документации, выбор технологического оборудования, подготовки рабочих мест, выбор материалов, комплектующих.

АСУТП – реализация автоматизированного управления технологическими процессами.

АСКИО – отладка и испытания как спроектированных изделий, так и находящихся в производстве. Оценка эффективности всех предыдущих решений.

1. Конструктор назначает допустимые отклонения по критическим параметрам. Поиск прототипов с близкими параметрами. Если есть, то переходим к следующему этапу, нет – к 7-му.

2. Определяются предельно допустимые возможности прототипа (запас) по критическим параметрам. Если удовлетворяет в полном объеме, то переходим к 6 -му этапу, если нет – к 5-му.

3. Определение возможности доработки изделия (параметрическая, структурная коррекции; оптимальный выбор параметров, изменение материала, методов изготовления, и т.п.). Если результат желаемый, т.е. требуемые характеристики выполнены, то переходим к 10-му этапу, если нет – к 6-му.

		Рис. 10. Структурная схема алгоритма процесса автоматизированного проектирования

4. Определяется возможность коррекции исходных требований ТЗ с учетом данных о прототипах и возможностях их доработки. Если можно скорректировать, то процесс проектирования повторяется, переходим к 1, если нет – к 7 -му этапу.

5. С 7-го этапа практически начинается проектирование нового изделия или системы. Первые шесть дают обоснование созданию новых образцов т.к. доказана невозможность использования существующих. Принимаются принципиальные решения, строится модель, например, в виде схемы на экране или физическая.

6. Построение или выбор математического аппарата по анализу проектных решений.

7. Инженерный анализ решений. Если полученные характеристики близки к заданным, переходим далее.

8. Оптимизация по функциям качества. Если найдены решения, обеспечивающие наилучшим образом выполнение ТЗ то переходим к 11 -му этапу, если нет – к 7 -му.

9. Разработка конструкции, выпуск конструкторской документации.

10. Технологическая подготовка производства (техпроцесс, оснастка, технологическое оборудование (основное и вспомогательное) и т.п.). В зависимости от результатов переходим к 7 -му, 10 -му или к 13-му этапам.

11. Создаются управляющие программы на носителе для программно-управляемого оборудования.

12. Контроль за общим ходом процесса, накопление и обработка данных.

13. Моделирование прцоесса испытаний для выбора их рациональной программы, обработка результатов для использования в ходе проектной деятельности, узкие места и т.п.

Если результат испытаний отрицательный, переходим к 7, 12 или 13 этапу проектирования. «Да» – предложения для промышленного изготовления изделий.

Кроме методического обеспечения, которое является ключом для понимания взаимосвязи компонентов САПР, выделяются следующие средства обеспечения САПР:

- информационное;

- лингвистическое;

- математическое;

- программное;

- техническое;

- организационное.

САПР РЭА

САПР РЭАпоявились в начале 1960-х годов как у нас, так и за рубежом и предназначались для автоматизированного выполнения основных процедур конструкторского проектирования ИС, БИС и узлов РЭА, размещенных на печатных платах. Решали задачи компоновки микросхем, размещения элементов на печатных платах, трассировки и изготовления фотошаблонов, управляющих программ для сверлильных станков, сборка. В процессе автоматизации проектирования схем можно выделить следующие этапы: системотехнический, схемотехнический, конструкторский.

Рис. 1. Структурная схема процесса автоматизированного
проектирования РЭА

Рис. 11. Три этапа процесса автоматизации проектирования

Системотехнический этап включает системное и структурное проектирование. Плохо формализуем, трудно переводится в машинные алгоритмы. Используются специальные языки.

Системное проектирование использует идеи и методы системного анализа. С учетом многочисленных факторов, определяющих функционирование проектируемого устройства, проводится всесторонний анализ ТЗ, определяются методика построения и пути реализации устройства.

При структурном проектировании разрабатываются общая структурная схема устройства и алгоритм выполнения отдельных операций. Учитывается технологичность изготовления аппаратуры, особенности условий функционирования, требования надежности, возможности унификации.

Задачи схемотехнического проектирования– разработка схем, блоков и узлов РЭА.

Логическое проектирование – синтез узлов, определенных на системотехническом этапе. Проверка их функционирования в соответствии с ТЗ. Разработка эффективных языков описания логики функционирования устройств с последующим получением синтезирующей схемы, создание алгоритма построения формальных моделей устройств. Критерии: возможность эффективного моделирования и тестирования узлов, выбор минимального числа элементов структурной схемы, возможность рациональной компоновки, конструкции и технологии.

Моделирование – построение карт состояний для логических схем, проверка временных соотношений.