Все возрастающие требования к качеству разрабатываемых проектов и сокращение сроков выполнения проектных работ приводят к необходимости постоянно совершенствовать проектный процесс. В основу организационного построения САПР закладывается технологический процесс автоматизированного проектирования, который представляется в виде непрерывного итерационного процесса выполнения определенной последовательности проектных операций.
Основное назначение САПР заключается в принятии эффективных решений при разработке объекта проектирования. Уровень эффективности выполнения проектных процедур оценивается через технико-экономические показатели, анализ которых выявляет факторы воздействия на технологический процесс проектирования. Таким образом создается обратная связь, которая позволяет постоянно совершенствовать систему, увязывая взаимодействия между ее составляющими компонентами, с целью достижения требуемого эффекта.
При разработке или выборе САПР следует ориентироваться на системы, которые осуществляют сквозные и непрерывные процессы принятия решений, упорядочения процессов сбора и переработки информации и сокращают взаимосвязи между разработчиками за счет унификации решений, типизации взаимных требований между частями проекта, а также позволяют из разработанной совокупности вариантов выбирать оптимальный.
Интеграция проектных действий (операций) при сквозном проектировании, начиная от получения исходных данных до выдачи рабочей документации, должна быть направлена на создание проектных процессов с наперед заданными характеристиками, которые в дальнейшем реализуются в САПР [1].
Непрерывность процесса принятия решений обеспечивается за счет стандартизации взаимных требований разделов проекта, создания нормативов, базы унифицированных решений и централизованного хранения справочной информации.
В основу САПР производственных систем закладывают четыре иерархических уровня и две подсистемы — проектирующую и обеспечивающую. Первая подсистема, являясь предметно-ориентированной частью САПР, решает проектные задачи, а вторая представляет собой общесистемные методы и средства, обеспечивающие выполнение проектного процесса. На первом уровне иерархии САПР происходит окончательное формирование проекта; при этом используются результаты решений второго уровня, на котором производится проектирование основной и вспомогательных систем. На третьем и четвертом уровнях иерархии каждая подсистема представляется в виде совокупности программ и подпрограмм.
При проектировании участков и цехов на САПР возлагаются следующие задачи:
1) определение общей трудоемкости и станкоемкости по типам оборудования для заданной программы выпуска;
2) определение количества оборудования, основных и вспомогательных рабочих;
3) определение производственных и вспомогательных площадей;
4) выбор оптимальной компоновки цеха и планировки оборудования;
определение количества транспортных и складских средств, режущих и вспо
1) могательных инструментов, контрольно-измерительных средств и др.;
2) определение технико-экономических показателей проекта.
Решать указанные задачи можно путем создания унифицированных технологических модулей и системного подхода к проектированию однородных производств. Разработка и применение унифицированных модулей в основных и вспомогательных системах позволяет упорядочить проектные решения и усовершенствовать методику проектирования механосборочного производства.
Принципиальное отличие САПР от традиционной системы проектирования состоит прежде всего в том, что машинное проектирование становится организационно-технической системой, в которой действия проектировщиков и работа технических средств имеют постоянную связь и объединены общей целью. Достижение целей в этой системе обеспечивается принятой методологией и техническими средствами, процессами планирования и управления. Другой отличительной особенностью САПР является единство информационных потоков как системно-организующего фактора на всех этапах разработки проекта. Принятие проектных решений осуществляется на основе проведения математического эксперимента с имитационной моделью проектируемого объекта или составляющих его элементов.
Автоматизация предполагает передачу ЭВМ функций непосредственного управ-
ления ходом проектирования, согласование формируемого решения с показателями эффективности объекта. Проведение внутримашинного согласования возможно лишь при наличии в памяти ЭВМ комплекса моделей проектируемых объектов и организации машинного архива нормативно-справочных данных (банка данных).
Таким образом, унификация отдельных этапов проектирования и модульный принцип построения унифицированных элементов технологических систем позволят шире и эффективнее использовать САПР.
Современные требования к проектированию характеризуются двумя основными направлениями:
1) разработкой методов и средств повышения эффективности и качества решений, т. е. решений, обеспечивающих наиболее высокий удельный выпуск продукции на единицу капитальных вложений;
2) созданием способов повышения производительности труда проектировщиков.
Система обеспечения качества предусматривает оценку решений на начальных и промежуточных стадиях проектирования и реализуется на основе использования математических моделей и ЭВМ с учетом вариантной проработки принципиальных решений.
В структуре системы обеспечения качества важную роль играет выделение этапов проектирования, на которых выполняются функции управления качеством труда исполнителей и проектных решений.
Важнейшими направлениями в совершенствовании проектного дела являются унификация и автоматизация проектирования. Разработка САПР осуществляется на основе совершенствования методологических и организационных основ проектирования и эффективного внедрения средств вычислительной техники. При этом автоматизация должна обеспечить переход от традиционного проектирования к методам моделирования проектных процедур, предусмотреть создание для них диагностических тестов, осуществление непрерывных процессов разработки комплексных решений, с использованием автоматических имитационных моделей проектирования.
Проектирование машиностроительного производства представляет собой многофункциональную систему. Результирующая функция системы проектирования характеризуется ее эффективностью, зависящей от функций составляющих подсистем,
которые как и сама система, описываются структурой, составляющими ее компонентами, взаимосвязями, параметрами и функциональными свойствами. С целью сокращения сроков проектирования и повышения его качества необходимо разработать мероприятии по организации автоматизированного проектирования. Для организации автоматизированного проектирования необходимо иметь САПР, состоящую из центрального процессора и терминала. Центральный процессор управляет прикладными программами и в большинстве случаев выполняет их. Терминал предоставляет пользователю высвеченное графическое изображение и передает входные данные для управления программами.
В системах с разделением времени пользователи подключаются к центральному процессору с помощью простых терминалов. Терминалы в этом случае выполняют лишь функции вывода изображения на экран дисплея и передачи входных данных в центральный процессор. Все процессы вычислений и обработки данных выполняются центральной ЭВМ. Пользователи систем с разделением времени могут находиться в одном пункте с ней, но предусматривается возможность их размещения на значительных расстояниях от машины. Тем самым увеличивается число пользователей, обслуживаемых одной ЭВМ. Такой режим использования ЭВМ весьма экономичен вследствие доступа пользователей к общим банкам данных, программам, прямой связи проектировщика ЭВМ и лучшего согласования действий ЭВМ и человека.
В системах с распределенными вычислениями используют интеллектуальные терминалы, в состав которых входит локальная мини-ЭВМ, позволяющая обрабатывать прерывания, преобразовывать данные, поступающие с центрального процессора, в команды дисплея, а также выполнять простые манипуляции над дисплейными файлами. Включение в состав терминала мини-ЭВМ снижает стоимость средств связи благодаря уменьшению использования линии связи, сокращению времени ответа и повышению надежности системы.
Контрольные вопросы
1. Назовите основные этапы производственного процесса.
2. Что называется рабочей позицией (местом), производственным участком и цехом?
3. Чем отличается компоновка цеха от планировки?
4. Что называется производственным процессом в машиностроении?
5. Что называется поточным, непоточным производством?
6. Дайте определение производственной программы и объема выпуска.
7. Что такое сетка колонн?
8. Что понимается под пролетом, шагом колонн цеха?
9. Назовите состав и содержание задач, решаемых при проектировании машиностроительного производства.
10. Назовите основное назначение САПР.
11. Какие задачи возлагают на САПР?