ПРИНЦИПИ ПОБУДОВИ САПР

Різні можливості та межі застосування обчислювальної техніки дляавтоматизації проектування визначаються рівнем формалізації науково -технічних знань в конкретній галузі. Чим глибше розроблена теорія тогочи іншого класу технічних систем, тим більші можливості об'єктивноіснують для автоматизації процесу їх проектування.

Застосування ЕОМ при проектно-конструкторських роботах у своєму розвиткупройшло декілька стадій і зазнало значних змін. З появоюобчислювальної техніки був зроблений акцент на автоматизацію проектних завдань,мають чітко виражений розрахунковий характер, коли реалізовувалисяметодики, орієнтовані на ручне проектування. Потім, у мірунакопичення досвіду, стали створювати програми автоматизованих розрахунків наоснові методів обчислювальної математики (параметрична оптимізація,метод кінцевих елементів і т. п.). З впровадженням спеціалізованихтермінальних пристроїв з'являються універсальні програми для ЕОМ длярішення як розрахункових, так і деяких рутинних проектних завдань
(виготовлення креслень, специфікацій, текстових документів і т. п.). Уостанні роки велика увага приділяється автоматизації розрахунково -конструкторських робіт при проектуванні типових вузлів і агрегатів, колисинтез конструкції проводиться евристичний, а основні параметри вибираютьсяі оптимізуються в інтерактивному режимі діалогу проектувальника та ЕОМ.

Однак на всіх цих стадіях автоматизації проектування інженеру крімвивчення інструкцій з експлуатації та написання програм доводитьсяпізнавати ряд по суті справи непотрібних йому подробиць системних програм імов програмування. Крім того, при використанні в проектуванніспеціалізованих по об'єктах розрізнених пакетів прикладних програм
(ППП) інженер змушений кожного разу знов кодувати і вводити інформаціювідповідно до інструкції ППП. Зазначені недоліки призводять до того, щочасткова ( «позадачная») автоматизація не справила суттєвого впливу на підвищення якості та продуктивності проектування технічних системі коштів в цілому.

Вирішення проблем автоматизації проектування за допомогою ЕОМ грунтуєтьсяна системному підході, тобто на створенні та впровадженні САПР - системавтоматизованого проектування технічних об'єктів, які вирішуютьвесь комплекс завдань від аналізу завдання до розробки повного обсягуконструкторської та технологічної документації. Це досягається за рахунокоб'єднання сучасних технічних засобів і математичного забезпечення,параметри та характеристики яких вибираються з максимальним урахуваннямособливостей задач проектно-конструкторського процесу. САПР представляєсобою великі організаційно-технічні системи, що складаються з комплексузасобів автоматизації проектування, взаємопов'язаного з підрозділамиконкретної проектної організації.

1. МЕТА СТВОРЕННЯ САПР

Під автоматизацією проектування розуміють систематичне застосування
ЕОМ у процесі проектування при науково обгрунтованому розподілі функційміж проектувальником і ЕОМ та науково обгрунтованому виборі методів машинноговирішення завдань.

Мета автоматизації - підвищити якість проектування, знизитиматеріальні витрати на нього, скоротити терміни проектування іліквідувати зростання числа інженерно-технічних працівників, зайнятихпроектуванням і конструюванням.

Науково обгрунтоване розподіл функцій між людиною і ЕОМмає на увазі, що людина повинна вирішувати завдання, які мають творчийхарактер, а ЕОМ - завдання, вирішення яких піддається алгоритмізації.

Істотною відмінністю автоматизованого проектування віднеавтоматизованому є можливість заміни дорогого іщо займає багато часу фізичного моделювання - математичниммоделюванням. При цьому слід мати на увазі один дуже важливийобставина: при проектуванні число варіантів неосяжно. Томуне можна ставити завдання створення універсальної САПР, а необхідно вирішуватипитання проектування для конкретного сімейства машин.

Для створення САПР необхідно:

. удосконалювати проектування на основі застосування математичних методів і засобів обчислювальної техніки;

. автоматизувати процеси пошуку, обробки та видачі інформації;

. використовувати методи оптимального і варіантного проектування; застосовувати ефективні, що відображають істотні особливості, математичні моделі об'єктів, що проектуються, комплектуючих виробів і матеріалів;

. створювати банки даних, що містять систематизовані відомості довідкового характеру, необхідні для автоматизованого проектування об'єктів;

. підвищувати якість оформлення проектної документації;

. підвищувати творчу долю праці проектувальників за рахунок автоматизації нетворчих робіт;

. уніфікувати та стандартизувати методи проектування;

. готувати і переподготавлівать фахівців;

. реалізовувати взаємодія з автоматизованими системами різного рівня та призначення.

Комплекс засобів автоматизації проектування включає методичне,лінгвістичне, математичне, програмне, технічне, інформаційне таорганізаційне забезпечення.

2. СКЛАД САПР

САПР - система, яка об'єднує технічні засоби, математичне тапрограмне забезпечення, параметри і характеристики яких обирають змаксимальним урахуванням особливостей задач інженерного проектування іконструювання. В САПР забезпечується зручність використання програм зарахунок застосування засобів оперативного зв'язку інженера з ЕОМ, спеціальнихпроблемно-орієнтованих мов і наявності інформаційно-довідкової бази.

Структурними складовими складовими САПР є підсистеми,володіють всіма властивостями систем і створені як самостійнісистеми. Це виділені за деякими ознаками частини САПР, що забезпечуютьвиконання деяких закінчених проектних завдань з отриманнямвідповідних проектних рішень і проектних документів.

За призначенням підсистеми САПР поділяють на два види: проектують іобслуговують.

До проектують відносяться підсистеми, що виконують проектні процедури таоперації, наприклад:

. підсистема компонування машини;

. підсистема проектування складальних одиниць;

. підсистема проектування деталей;

. підсистема проектування схеми управління;

. підсистема технологічного проектування.

До обслуговуючим відносяться підсистеми, призначені для підтримкипрацездатності проектують підсистем, наприклад:

. підсистема графічного відображення об'єктів проектування;

. підсистема документування;

. підсистема інформаційного пошуку та ін

Залежно від ставлення до об'єкта проектування розрізняють два видипроектують підсистем:

. об'єктно-орієнтовані (об'єктні);

. об'єктно-незалежні (інваріантні).

До об'єктним підсистем відносять підсистеми, які виконують одну абокілька проектних процедур або операцій, безпосередньо залежних відконкретного об'єкта проектування, наприклад:

. підсистема проектування технологічних систем;

. підсистема моделювання динаміки, проектованої конструкції та ін

До інваріантні підсистем відносять підсистеми, що виконуютьуніфіковані проектні процедури та операції, наприклад:

. підсистема розрахунків деталей машин;

. підсистема розрахунків режимів різання;

. підсистема розрахунку техніко-економічних показників і ін

Процес проектування реалізується у підсистемах у вигляді певноїпослідовності проектних процедур і операцій. Проектна процедуравідповідає частині проектної підсистеми, в результаті виконання якоїприймається деякий проектне рішення. Вона складається з елементарнихпроектних операції, має твердо встановлений порядок їх виконання іспрямована на досягнення локальної мети в процесі проектування. Підпроектної операцією розуміють умовно Виділену частина проектної процедуриабо елементарне дію, що здійснюється конструктором в процесіпроектування. Прикладами проектних процедур можуть служити процедурирозробки кінематичної або компоновочной схеми верстата, технологіїобробки виробів і т. п., а прикладами проектних операцій - розрахунокприпусків, рішення будь-якого рівняння і т. п.

Структурний єдність підсистем САПР забезпечується сувороїрегламентацією зв'язків між різними видами забезпечення, об'єднанихзагальної для даної підсистеми цільовою функцією. Розрізняють такі видизабезпечення:

. методичне забезпечення - документи, в яких відображено склад, правила відбору і експлуатації засобів автоматизації проектування;

. лінгвістичне забезпечення - мови проектування, термінологія;

. математичне забезпечення - методи, математичні моделі, алгоритми;

. програмне забезпечення - документи з текстами програм, програми на машинних носіях та експлуатаційні документи;

. технічне забезпечення - пристрої обчислювальної та організаційної техніки, засоби передачі даних, вимірювальні та інші пристрої і їх поєднання;

. інформаційне забезпечення - документи, що містять опис стандартних проектних процедур, типових проектних рішень, типових елементів, комплектуючих виробів, матеріалів та інші дані;

. організаційне забезпечення - положення та інструкції, накази, штатний розклад та інші документи, що регламентують організаційну структуру підрозділів та їх взаємодія з комплексом засобів автоматизації проектування.

3. ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ ПОБУДОВИ САПР

Розробка САПР представляє собою значну науково-технічну проблему,а її впровадження вимагає значних капіталовкладень. Накопичений досвіддозволяє виділити такі основні принципи побудови САПР.

1. САПР - людино-машинна система. Всі створені і створювані системипроектування за допомогою ЕОМ є автоматизованими, важливу роль уних грає людина - інженер, який розробляє проект технічного засобу.

В даний час і принаймні в найближчі роки створення системавтоматичного проектування не передбачається, і ніщо не загрожуємонополії людини при прийнятті вузлових рішення в процесі проектування.
Людина в САПР має вирішувати, по-перше, всі завдання, які неформалізовані, по-друге, завдання, вирішення яких людина здійснює наоснові своїх евристичних здібностей більш ефективно, ніж сучасна
ЕОМ на основі своїх обчислювальних можливостей. Тісна взаємодіялюдини і ЕОМ в процесі проектування - один з принципів побудови іексплуатації САПР.

2. САПР - ієрархічна система, що реалізує комплексний підхід доавтоматизації всіх рівнів проектування. Ієрархія рівнів проектуваннявідображається у структурі спеціального програмного забезпечення САПР у виглядіієрархії підсистем.

Слід особливо підкреслити доцільність забезпечення комплексногохарактеру САПР, так як автоматизація проектування лише на одному зрівнів виявляється значно менш ефективною, ніж повна автоматизаціявсіх рівнів. Ієрархічне побудова відноситься не тільки до спеціальногопрограмного забезпечення, але і до технічних засобів САПР, які поділяються нацентральний обчислювальний комплекс і автоматизовані робочі місцяпроектувальників.

3. САПР - сукупність інформаційно-узгоджених підсистем. Цей дужеважливий принцип повинен ставитися не тільки до зв'язків між великимипідсистемами, але і до зв'язків між більш дрібними частинами підсистем.
Інформаційна узгодженість означає, що всі або більшість можливихпослідовностей завдань проектування обслуговуються інформаційноузгодженими програмами. Дві програми є інформаційноузгодженими, якщо всі ті дані, які являють собою об'єктпереробки в обох програмах, що входять до числові масиви, які не потребуютьзмін при переході від однієї програми до іншої. Так, інформаційнізв'язку можуть проявлятися в тому, що результати розв'язання однієї задачі будутьвихідними даними для іншої задачі. Якщо для узгодження програмпотрібна істотна переробка загального масиву за участю людини,який додає відсутні параметри, вручну перекомпоновивает масивабо змінює числові значення окремих параметрів, то програмиінформаційно не узгоджені. Ручна перекомпоновка масиву веде доістотним тимчасових затримок, зростання кількості помилок і тому зменшуєпопит на послуги САПР. Інформаційна неузгодженість перетворює САПР всукупність автономних програм, при цьому через неврахування в підсистемахбагатьох факторів, що оцінюються в інших підсистемах, знижується якістьпроектних рішень.

4. САПР - відкрита і розвивається. Існує, принаймні,дві вагомі причини, з яких САПР повинна бути що змінюється в часісистемою. По-перше, розробка такого складного об'єкта, як САПР, займаєтривалий час, і економічно вигідно вводити в експлуатацію частинисистеми в міру їхньої готовності. Введений в експлуатацію базовий варіантсистеми надалі розширюється. По-друге, постійний прогрес техніки,об'єктів, що проектуються, обчислювальної техніки та обчислювальної математикипризводить до появи нових, більш досконалих математичних моделей іпрограм, які повинні замінювати старі, менш вдалі аналоги. Тому
САПР повинна бути відкритою системою, тобто мати властивість зручностівикористання нових методів і засобів.

5. САПР - спеціалізована система з максимальним використаннямуніфікованих модулів. Вимоги високої ефективності іуніверсальності, як правило, суперечливі. Стосовно САПР цеположення зберігає свою силу. Високої ефективності САПР, виражаєтьсяперш за все малими тимчасовими і матеріальними витратами при вирішенніпроектних завдань, домагаються за рахунок спеціалізації систем. Очевидно, що прицьому зростає число різних САПР. Щоб знизити витрати на розробкубагатьох спеціалізованих САПР, доцільно будувати їх на основімаксимального використання уніфікованих складових частин. Необхідноюумовою уніфікації є пошук спільних рис і положень в моделюванні,аналізі та синтезі різнорідних технічних об'єктів. Безумовно, може бутисформульовано і ряд інших принципів, що підкреслює багатосторонність іскладність проблеми САПР.

4. СТАДІЇ СТВОРЕННЯ САПР

Створення та розвиток САПР здійснюється самої проектною організацією ззалученням (при необхідності) інших організації-співвиконавців, у томучислі науково-дослідних інститутів та вищих навчальних закладів.
Слід підкреслити, що створення САПР - складна і трудомістка робота,виконання якої під силу тільки великим висококваліфікованомуколективу розробників.

Процес створення САПР включає в себе вісім стадій: передпроектнідослідження, технічне завдання, технічна пропозиція, ескізнийпроект, технічний проект, робочий проект, виготовлення, налагодження тавипробування, введення в дію.

Керівництво розробкою, впровадженням, експлуатацією і модернізацієюсистем і компонентів САПР в проектній організації повинне займатисяспеціалізований підрозділ, що включає групи фахівціввідповідних напрямків.

Передпроектні дослідження проводяться для виявлення готовностіконкретної проектної організації до впровадження автоматизованих методів.
Основу цієї роботи становить системне обстеження об'єкту проектуванняі використовуються в інженерній практиці традиційних методів і прийомівпроектування, а також обсягу технічної документації, що розробляється впроцесі проектування. Процес обстеження здійснюється головнимчином опитуванням досвідчених проектувальників і конструкторів.

В результаті обстеження визначається необхідність і економічнаефективність створення автоматизованої системи. При цьому враховуєтьсяобсяг проектно-конструкторських робіт, їх періодичність, загальні витратиінженерного праці, можливість створення адекватного математичногоопису та оптимізаційних процедур, необхідність підвищення якіснихпоказників проектованого вироби, скорочення термінів проектування.

Істотним фактором при вирішенні питання про доцільність створення
САПР является підготовленість відповідного проектного підрозділу достворення і впровадження САПР. Підготовленість може бути оцінена за наступнимикритеріям:

. можливість формалізації проектно-конструкторських завдань і реалізації математичних методів їх вирішення;

. наявність необхідних технічних засобів і необхідність придбання і встановлення додаткових агрегатів;

. підготовленість інформаційних фондів і технічних засобів зберігання і обробки інформації.

Крім того, важливо виявити фактори оцінки підготовленості кадрів дляексплуатації САПР, до яких можна віднести наступні:

. відповідність системи, що впроваджується прийнятої організації проектних робіт;

. наявність у проектно-конструкторської організації кадрів для експлуатації та підтримки працездатності САПР;

. ставлення керівництва організації до створення си-теми та рівень організації цих робіт;

. психологічна підготовленість колективу до впровадження САПР.

Технічне завдання (ТЗ) є вихідним документом для створення САПРі повинно містити найбільш повні вихідні дані та вимоги. Цейдокумент розробляє головний розробник системи. ТЗ на створення САПРповинно містити наступні основні розділи:

«. Найменування та область застосування», де вказують повне найменуваннясистеми і коротку характеристику області її застосування;

«Підстава для створення», де вказують найменування директивнихдокументів, на підставі яких створюється САПР;

«Характеристика об'єктів проектування», де наводять відомості пропризначення, склад, умови застосування об'єктів проектування;

«Мета і призначення», де перераховують мета створення САПР, її завдання ікритерій ефективності її функціонування;

«Характеристика процесу проектування», де наводять загальний описпроцесу проектування, вимоги до вхідних і вихідних даних, а такожвимоги з розділення проектних процедур (операції), що виконуються іздопомогою неавтоматизованому та автоматизованого проектування;

«Вимоги до САПР», де перераховують вимоги до САПР в цілому і доскладу її підсистем, до застосування в складі САПР раніше створених підсистемі компонентів і т. п.;

"Техніко-економічні показники», де оцінюють витрати на створення
САПР, вказують джерела отримання економії і очікувану ефективність відзастосування САПР.

На стадіях технічної пропозиції, ескізного та робочого проектуваннявибираються та обгрунтовуються варіанти САПР, розробляються остаточнірішення. При цьому виконуються наступні основні види робіт:

. виявлення процесу проектування (його алгоритм), тобто прийняття основних технічних рішень;

. розробка структури САПР та її взаємозв'язку з іншими системами

(визначення складу проектних процедур і операції по підсистемах; уточнення складу підсистем і взаємозв'язку між ними; розробка схеми функціонування САПР в цілому);

. визначення складу методів, математичних моделей для проектних операцій і процедур; складу мов проектування; складу інформації

(обсяг, способи її організації та види машинних носіїв інформації); складу загального, спеціалізованого загального та спеціального програмного забезпечення;

. формування складу технічних засобів (ЕОМ периферійні пристрої та інші елементи);

. прийняття рішень з математичного, інформаційного, програмного і технічного видами забезпечення по САПР в цілому та окремо по підсистемах;

. розрахунок техніко-економічних показників САПР.

Оформлення всієї документації, необхідної для створення іфункціонування САПР, виконують на стадії робочого проектування.

На стадії виготовлення, налагодження та випробування проводять монтаж, налагодження івипробування комплексу технічних засобів автоматизації проектування, натестових прикладах доводять програмне забезпечення та готуютьпроектну організацію до введення в дію САПР.

Введення в дію системи здійснюють після досвідченого функціонування іприймальних випробувань у замовника.

5. Відображення процесу ПРОЕКТУВАННЯ У ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ САПР

Найважливішим питанням при створенні САПР після формалізації процесупроектування є питання відображення проектно-конструкторськоїдіяльності інженера в програмне забезпечення.

Загалом, вигляді процес проектування в САПР можна спрощено представитисхемою, що на рис. 1. Ця схема відображає елементарну коміркупроектно-конструкторського процесу, з ланцюжка, яких складається реальнийавтоматизований процес. Всі системи проектування, що створюються здопомогою сучасних засобів обчислювальної техніки, єавтоматизованими. Найважливішу роль у цих системах грає людина-інженер,розробляє проект нових технічних засобів. Людина в САПР вирішує всенеформалізовані проектні завдання і завдання планування робіт. Сучасна
САПР є інструментом висококваліфікованого інженера -проектувальника, тому тісна взаємодія людини і ЕОМ в процесіпроектування - одна з найважливіших принципів побудови та експлуатації
САПР.

Основним блоком у схемі процесу автоматизованого проектування
(рис. 1) є блок проектних рішень. В залежності від повнотиформалізації наших знань у конкретній предметній області проектне рішенняможе бути виконане автоматично або в інтерактивному режимі. На основівхідних даних і обмежень (незалежні параметри проектування) блокзмінює варійований параметри (фактори рішення) до отримання прийнятний-

Обмеження

Отримання проектних рішень

Вхідні Варійована Проектні

Проектні дані параметри процедури рішення

Оцінка результатів проектування

Вихідна документація

Рис. 1. Схема процесу автоматизованого проектування

екпортувати проектних рішень (залежних змінних).
Результати проектування повинні бути представлені у вигляді, зручному длясприйняття людиною, і містити інформацію, на основі якої інженер мігб винести судження про результати проектування.
Якщо проектне рішення затверджується, то оформляється необхідна вихіднадокументація; якщо необхідне коригування проекту, інженер, уточнюючиварійований параметри, в інтерактивному режимі добивається потрібнихрезультатів, коли ж проектно-конструкторський процес не призводить донаміченої мети, необхідно уточнити вхідні дані і обмеження.
Розгляд навіть такої спрощеної схеми процесу проектуваннядозволяє уточнити розподіл функції між інженером і ЕОМ в САПР.
Отримання варіантів проектних рішень та їх представлення у вигляді, зручномудля сприйняття людиною, може бути покладено на ЕОМ в тій мірі, в якійце дозволить зробити математичне забезпечення проектних процедур. Але навітьпри автоматичному одержанні варіантів проектних рішень за інженеромзалишаються найважливіші функції - введення вихідних даних для проектування,остаточна оцінка та затвердження проектних рішенні. В інтерактивному жрежимі проектування інженер безпосередньо бере участь у розв'язаннізавдань, впливаючи на вибір факторів рішення і уточнюючи незалежнізмінні. Отримання вихідний документації відповідно до існуючихвимогами є операцією рутинної і повинна виконуватисяавтоматично.

На підставі викладеного модель програмного забезпеченняавтоматизованої проектної процедури можна представити схемою, показаноїна рис. 2.

Формування
Завдання вхідних данихварьируемых

параметрів

Коригування Список

Список вхідних даних вхіднихварьируемых Роздруківка данихпараметрів варьируемых

Роздруківкапараметрів вхідних даних Розрахунковий модуль

Підготовка

Формування Список

Проектні даних для обмежень обмежень рішення оцінки рішень

Коригування
Візуалізація обмеженьпроектних

рішень

Роздруківка обмежень
Документування проектнихрішень

Рис. 2. Модель програмного забезпечення проектної процедури в САПР

Узагальнена модель програмного забезпечення проектної процедури в САПРмає ряд складових і списки даних. Загалом, як кожна складоваповинна реалізуватися своїм програмним модулем.

Призначення модуля формування вхідних даних полягає у створенні спискуцих даних для проектування і його контролю при введенні в систему.
Структура та формат списку вхідних даних залежать від змісту проектноїпроцедури (розрахункового модуля). Необхідно передбачити існуваннякількох версій списку вхідних даних, які з заданими іменамизберігаються на ділянках магнітного диска. Структура списку даних визначаєтьсярозробником САПР, а формується він або в діалоговому режимікористувачем, або генерується автоматично попередніми проектнимипроцедурами.

Програмний модуль коригування вхідних даних передбачаєредагування (видалення, вставку і т. п.) списку, потреба в якомувиникає через помилки користувача при введенні даних, що виявляються приконтроль, а також при необхідності їх уточнення в результаті аналізу іоцінки проектних рішень.

Для забезпечення ретельного контролю в САПР повинні бути передбаченіпрограмні засоби для візуалізації списків даних. У загальному випадкунеобхідно мати можливість отримання декількох видів роздруківки спискуданих: двійковий, десятковий, символьний, табличний та за записами. Дляреалізації різних вимог користувача роздруківка може виводитися наекран дисплея або на АЦПУ. Всі ці операції виконує модуль роздруківкивхідних даних.

Програмні модулі формування, коригування та друку обмеженняна процес проектування працюють однаково описаним. Структура іформат обмежень залежать від проектного модуля, але вони істотно меншепіддаються змінам, ніж структура і формат вихідних даних. Однак(наприклад, загальних вимог до технічних засобів з боку різнихзамовників).

Створення та контроль списку варьируемых параметрів здійснюютьсяпрограмними модулями їх завдання та друку.

Розрахунковий модуль програмного забезпечення процесу проектуванняпризначений для автоматичного виконання ЕОМ всіх тих операцій проектноїпроцедури, які вдалося повністю формалізувати.

Отримані варіанти проектних рішень обробляються програмним модулемпідготовки даних для оцінки рішень і передаються модуля візуалізації.
Аналізуючи результати проектно-конструкторського процесу, інженерповинен мати можливість перегляду вихідних даних на АЦПУ, дисплеї іграфобудівники, наприклад, у вигляді таблиць, схем і креслень.

Припустимо існування декількох версій проектних рішень, якізберігаються на магнітному диску і можуть бути представлені у потрібному вигляді здопомогою програмного модуля документування проектних рішень.

Зв'язок між різними програмними модулями проектної процедури івзаємодія даної проектної процедури з іншими відбувається через загальнупам'ять.

Це дозволяє здійснювати інтерактивний автоматизований процеспроектування з збереженням безлічі різних версій, як вхіднихданих, так і проектних рішень. Для виконання вимоги принципураціональної зв'язку САПР з навколишнім середовищем при проектуванні програмногозабезпечення слід прагнути до того, щоб список вхідних даних буврезультатом попередніх проектних процедур або модулів. Це досягається прирозробці інформаційного забезпечення САПР.

6. СПЕЦИФІКА ІНФОРМАЦІЙНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ САПР

До комплексу засобів автоматизованого проектування входитьінформаційне забезпечення, яке являє собою сукупністьдокументів, що описують стандартні проектні процедури, типові проектнірішення, типові елементи і комплектуючі вироби, матеріали та іншідані, а також файли і блоки даних на машинних носіях із записомзазначених документів. Головною метою створення інформаційного забезпечення
САПР є розробка інформаційної системи, що дозволяє правильно ішвидко вирішувати проектні завдання. Це може бути досягнуто своєчасноївидачею джерела запиту повної і достовірної інформації для виконанняпевної частини проектно-конструкторського процесу.

Основні вимоги до інформаційного забезпечення САПР наступні:

1. Наявність необхідної інформації для забезпечення як автоматизованих,так і ручних процесів проектування.

2. Можливість зберігання та пошуку інформації, що є результатручних і автоматизованих процесів проектування.

3. Достатній обсяг сховищ інформації. Структура системи маєдопускати можливість нарощування ємності пам'яті разом із зростанням обсягуінформації, що підлягає зберіганню. Одночасно необхідно забезпечитикомпактність інформації, що зберігається і мінімальне зношування носіївінформації.

4. Достатня швидкодію системи інформаційного забезпечення.

5. Можливість швидкого внесення змін і коригування інформації,доведення цих змін до споживача, а також отримання твердої копіїдокумента.

При створенні інформаційного забезпечення САПР основна проблемаполягає в перетворенні інформації, необхідної для виконанняпроектно-конструкторських робіт над певним класом об'єктів, у форму,прийнятну і найбільш раціональну для машинної обробки, і виведенняінформації на ЕОМ у вигляді, зручному для сприйняття людиною.

Безліч даних, які потенційно можуть використовуватися прифункціонуванні САПР або служити запам'ятовувати результати її роботи,утворюють інформаційну базу даних (БД) системи. Типовими групами данихінформаційного забезпечення автоматизованого проектування єкласифікатори та таблиці відповідності для них, науково-технічна тарозрахунково-проектна (оперативна) інформація.

Інформаційна база

Інформаційна система

Інтерфейс

Проектні модулі

(програми)

Користувачі САПР

(конструктори)

Рис. 3 Схема інформаційного забезпечення САПР

Інформаційне забезпечення САПР можна представити у вигляді схеми (мал. 3),з якої видно, яке місце займає база даних, і яке взаємодіяінформаційної системи з проектними модулями. Ця взаємодіяздійснюється через спеціально організований інтерфейс, який захищаєпроектні програмні модулі від впливу специфіки програмної реалізаціїінформаційної системи, підтримуючи тим самим незалежність проектнихоперацій від виду представлення інформації в базі даних, У функції цьогоінтерфейсу входить також узгодження і сполучення інформаційної системи іпроектних модулів за форматами записів (інформаційний аспект), по колам іпозначенням даних (змістовний аспект), і з програмних засобів,мов програмування і т. п. (програмний аспект).

Складність розробки бази даних обумовлена тим, що формування їїструктури можливо тільки після розробки алгоритмів проектування.
Ступінь розробки алгоритмів повинна бути доведена до машинної реалізації,так як структура бази даних повинна враховувати специфіку процесуавтоматизованого проектування. Але для розробки пакета прикладнихпрограм (ППП) необхідні відомості про структуру бази даних. Отже,інформаційне забезпечення та спеціальне програмне забезпечення САПРповинні створюватися паралельно.

Інформація, яка використовується при проектуванні, може бути розділена настатичну і динамічну (рис. 4).

Адміністратор бази даних

База даних

Статична інформація Динамічна інформація

Довідкові Дані Проміжні

Результати дані Т3дані проектування

ППП1 ППП2 ... ... ... ПППi ... ... ... ...
ПППn

ПРОЕКТИРОВЩИК

Рис. 4. Схема інформаційних потоків в САПР

Статична інформація характеризується порівняно рідкими змінами.
До цієї інформації слід віднести дані ТЗ на проектування та довідковідані, що мають великий обсяг. Формування, завантаження і коректуваннядовідкових даних здійснюється виключно адміністратором бази даних,тобто системним програмістом, що формує базу даних. Адміністратор базиданих підтримує безпосередній контакт зі службою нормалізації істандартизації проектної організації. Обсяг даних ТЗ на проектованийо??'ект значно меншим за обсяг довідкових даних, але коло осіб, які маютьправо вносити зміни до ТЗ, має бути ще більш обмежений, ніж колоосіб, які мають право коригувати довідкові дані.

Динамічна інформація складається з даних, що накопичуються для виконанняпевних операції проектування (проміжні дані), і даних,що представляють собою результат проектування при виконанні данихоперацій (на рис. 72 проектні операції показані у вигляді прямокутників,позначених ППП1, ППП2, ... , ПППi, ... , ПППn,). Проміжні даніпостійно змінюються при функціонуванні САПР. Вносити зміни в варіантипроектних рішень має право тільки конструктор-виконавець і йогокерівник.

Інформація, яка використовується при проектуванні, з вигляду її поданняможе бути підрозділена на документальну, іконографічний іфактографічну. Документальна інформація - це метаінформація. Вонаявляє собою пошуковий образ документа, що знаходиться в базі даних.
При необхідності може бути видана сукупність документів,задовольняють пошуковому образу. В САПР інформація такого виду широковикористовується для знаходження відомостей про аналоги об'єкта проектування, пропатентах та авторських свідоцтвах, методику проектування і розрахунків,результати випробування і т. п.

Інформація, що міститься в зображеннях документів (креслення,фотографії і т. д.), в ідентичною формі подання називаєтьсяіконографічної. Для її зберігання використовують спеціальні носії
(мікрофіші, рулонні мікрофільми, магнітні стрічки відеозаписів і т. д.). Усучасних САПР цей вид інформації служить для зберігання великих обсягівграфічної інформації, пошук якої може здійснюватися за допомогоюсупроводжує її документальної інформації.

Основу бази даних САПР становить фактографічна інформація. Вонаявляє собою числові та літерні довідкові дані про матеріали,цінах, комплектуючих виробах, про спроектованих в САПР об'єктах і т. п.
Сюди ж відносяться дані, необхідні для виконання розрахунків:коефіцієнти, таблиці, апроксимувати графічні залежності і т. д.

В даний час розрізняють два види автоматизованих інформаційнихсистем САПР - банки даних та інформаційно-пошукові системи (ІПС). Цісистеми розрізняються видом що зберігається та оброблюваної інформації іінформаційним мовою, за допомогою якого здійснюється опис даних іманіпуляції з ними. Ці відмінності накладають певні обмеження наорганізацію інформації в системі (структури даних, формати, зв'язку, доступі т. д.) і на програмну реалізацію.

Функціонування інформаційної системи забезпечується програмно -технічними засобами (машинна організація) та засобами внемашіннойорганізації.

Програмно-технічні засоби інформаційних систем - це, якправило, спеціальні ППП, які забезпечують накопичення (введення, зміни,модифікацію), зберігання та пошук інформації.

До засобів внемашінной організації даних в інформації