1. Четыре степени автоматизации производства 1) жесткая (непереналаживаемая) автоматизированная система – действие системы программируется однозначно раз и навсегда, изменить программу нельзя; 2) перестраиваемая – для выпуска иной продукции необходимо заменить хотя бы часть оборудования (остановка производства при этом неизбежна); 3) переналаживаемая – сочетание с программированием изменений в ходе выполняемых операций путем усложнения самой программы, обеспечения ее внутренней вариативности и оперативной переналадкой оборудования (занимает несколько минут); 4) гибкая – переналадка становится органической частью технологии и производится автоматически по программе, вводимой в память ЭВМ. Все необходимое для выполнения такой программы встроено или заменяется в самом процессе работы оборудования.

2. Два направления развития в 70-ые годы: 1. Автоматизация обработки информации – системы CAD (Computer Aided Design), или САПР (системы автоматизированного проектирования). 2. Автоматизация технологии производства – системы САМ (Computer Aided Manufacturing), или АСУТП (автоматизированные системы управления технологической подготовкой производства).

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ САПР – человеко-машинная система, выполняющая автоматизированное проектирование.

4. Необходимость САПР Главной причиной создания систем автоматизированного проектирования явилось все возрастающее несоответствие между требованиями сокращения сроков, повышения качества, снижения стоимости проектных работ и старыми методами проектирования.

5. САПР должны: 1) сократить сроки разработки изделий, благодаря быстрому обмену информационными потоками между подразделениями предприятия, ускорению операций по переработке графической и текстовой информации, механизации процессов выпуска чертежной документации и операций изготовления деталей, оперативному контролю текущего состояния проекта; 2) уменьшить стоимость разработки изделия, благодаря снижению затрат на переделки проекта из-за уменьшения концептуальных ошибок, свойственных начальным этапам проектирования, высвобождению для творческой работы специалистов, занятых рутинными операциями по проведению вспомогательных вычислений и обработке графической информации, замене ряда экспериментов, связанных с исследованием готового объекта на дорогостоящем оборудовании (натурное моделирование), численными расчетами на ЭВМ (численное моделирование); 3) повысить качество проектирования, благодаря вариантной разработке проектов, более детальной и глубокой проработке проектно- конструкторских решений, возможности решать оптимизационные проектные задачи, сопровождающиеся комплексным исследованием на ЭВМ поведения объекта во внешней среде, вооружить конструктора новыми методами и техническими средствами, позволяющими расширять диапазон его возможностей в принятии принципиально новых технических решений.

6. Состав САПР 1. Методическое обеспечение представляет документацию на состав и правила эксплуатации САПР (например, техническая документация на программно-аппаратное обеспечение). 2. Лингвистическое (языковое) обеспечение отражает уровень тех языковых средств, с помощью которых производится преобразование информации в системе (взаимодействие проектировщика и ЭВМ). 3. Математическое обеспечение определяет те методы и алгоритмы проектирования, на которых, собственно, и возводится вся надстройка САПР.

6. Состав САПР 4. Машинная графика в САПР выполняет функции формализации (записи) образов проектируемых конструкций, интерпретации результатов проектирования, получения твердых копий чертежей и компоновок. 5. Информационное обеспечение служит для своевременной передачи информации о данном процессе проектирования в другие системы автоматизации производства (например, подготовка программ для станков с числовым программным управлением). 6. Техническое обеспечение – это комплекс технических средств САПР, состав которых определяется ее назначением. 7.Организационное обеспечение регламентирует взаимоотношения между проектировщиками и комплексом средств автоматизации проектирования.

7. КЛАССИФИКАЦИЯ САПР С А П Р по уровню формализации формализации решаемых задач автоматические автоматизированные эвристические по специализации универсальные специализированные по технической организации с центральным процессорным управлением управлением на базе АРМ

7.1. По уровню формализации решаемых задач: автоматические – системы, которые позволяют полностью описать решение задачи математически (на языке, понятном для ЭВМ). Эти системы состоят из трех частей: формирование входной информации, проектирование (проведение расчетов), формирование выходной информации. Для решения задачи используются универсальные алгоритмы обработки информации. Такие системы обычно работают в автоматическом режиме;

б) автоматизированные – системы, позволяющие решать задачи, не поддающиеся полному математическому описанию. Проектирование в таких системах осуществляется под непосредственным контролем человека- оператора, чаще всего на уровне человеко-машинного диалога. Человек сам принимает решение там, где процесс проектирования не поддается математическому описанию или оценка проектных решений не имеет количественного выражения. При работе с такими системами активно используется профессиональный уровень проектировщика;

в) эвристические – системы, организующие поиск решения задач, которые невозможно описать математически. Это чаще всего графические системы, которые служат как бы контролером правильности действия конструктора-проектировщика, так как задача создания новой конструкции стоит перед ним, а не перед ЭВМ. Например, конструктор формирует изображение проектируемого объекта, что эквивалентно введению информации в память компьютера. Затем с помощью расчетных модулей осуществляется анализ конструкции. Полученные результаты тут же обрабатываются и выдаются на экране графического дисплея в виде эпюр, гистограмм, графиков и т. д. Далее, в зависимости от поставленной задачи, конструктор вносит изменения в первоначальный проект геометрии образа, и указанный процесс осуществляется заново. Таким образом, за определенное число графических итераций (итераций процесса) может быть получено оптимальное проектное решение. в) эвристические – системы, организующие поиск решения задач, которые невозможно описать математически. Это чаще всего графические системы, которые служат как бы контролером правильности действия конструктора-проектировщика, так как задача создания новой конструкции стоит перед ним, а не перед ЭВМ. Например, конструктор формирует изображение проектируемого объекта, что эквивалентно введению информации в память компьютера. Затем с помощью расчетных модулей осуществляется анализ конструкции. Полученные результаты тут же обрабатываются и выдаются на экране графического дисплея в виде эпюр, гистограмм, графиков и т. д. Далее, в зависимости от поставленной задачи, конструктор вносит изменения в первоначальный проект геометрии образа, и указанный процесс осуществляется заново. Таким образом, за определенное число графических итераций (итераций процесса) может быть получено оптимальное проектное решение.

7.2. По специализации: а) специализированные – САПР, область применения которых ограничивается определенным классом конструкций, например, САПР грузового автомобиля, строительных конструкций, авиастроения и т.д. б) универсальные (инвариантные) – САПР, область применения которых не ограничена определенными сферами применения, например, система автоматизации прочностных расчетов может быть инвариантна по отношению к автомобилю, строительной конструкции, трактору и т. д.

7.3. По технической организации: а) с центральным процессорным управлением. В таких системах вся основная информация, связанная с проектированием, обрабатывается мощной ЭВМ, а корректировка и ввод информации на местах осуществляются с помощью персональных компьютеров, соединенных интерфейсом с головной машиной. Данная технология сложилась исторически, т.к. сначала появились большие ЭВМ, для которых начали создаваться САПР. Позднее, с появлением более компактных компьютеров, начали создаваться различные средства автоматизации конструкторских работ.

7.3. По технической организации: б)на базе автоматизированных рабочих мест (АРМ) конструктора с собственными вычислительными ресурсами. В таких системах весь процесс проектирования осуществляется на АРМах за счет собственных вычислительных и графических средств, а более мощный компьютер служит только передаточным звеном с общей базой знаний. Данное направление является более прогрессивным по многим аспектам, главные из которых следующие: во-первых, процесс проектирования не зависит от выхода из строя одного из рабочих мест, как это имеет место в системах первого направления, где выход из строя основной ЭВМ практически срывает весь процесс проектирования; во-вторых, независимая обработка данных избавляет конструктора от потерь времени, связанных с выполнением задания другого конструктора, упрощает управление процессом проектирования. Данное направление является более прогрессивным по многим аспектам, главные из которых следующие: во-первых, процесс проектирования не зависит от выхода из строя одного из рабочих мест, как это имеет место в системах первого направления, где выход из строя основной ЭВМ практически срывает весь процесс проектирования; во-вторых, независимая обработка данных избавляет конструктора от потерь времени, связанных с выполнением задания другого конструктора, упрощает управление процессом проектирования.