Рекомендуем к посещению:

Проблемы автоматизации САПР

Усложнение технических систем сопровождается усложнением процессов их создания. Так, по оценкам С. М. Егера [1], сложность конструкции самолетов за период с 50-х до 70-х гг. ХХ века возросла примерно в 5–6 раз. Длительность разработки самолетов новых типов достигла 8–10 лет и приблизилась к периоду морального старения техники. Одновременно возросли трудоемкость разработки (для самолета F-111 – 25 млн. чел.ч) и стоимость проектирования (для самолета B-1 – 2,7 млрд. дол., для двигателя YF120-GE-100 – свыше 2 млрд. дол.).

 

При разработке новых самолетов наиболее ответственные решения, определяющие дальнейшую судьбу проекта, принимаются на начальных стадиях работ в условиях неполной информации в отношении обоснованности требований к создаваемому самолету (рис. 1.1).

Известно, что решение проектно-конструкторских задач на различных стадиях разработки вносит существенно различный вклад в технико-экономические показатели проектируемого объекта [2]. Усовершенствования при расчете параметров на уровне разработки рабочей документации улучшает технико-экономические показатели на 10–15 %, на уровне задач выбора конструктивной схемы – на 20–30 %, а принципиальной схемы – на 30–50 % и более (иногда в несколько раз).

Рис. 1.1. Относительная значимость проектных решений и доля затрат по стадиям разработки

 

Наряду с увеличением трудоемкости проектирования объектов новой техники возросла и «цена ошибки» конструктора. Так, по данным зарубежных источников, стоимость исправления ошибок, выявленных на различных стадиях разработки, составляет (в долларах):

концептуальное проектирование

1;

конструирование

10;

изготовление макета

100;

проектирование оснастки              

1000;

изготовление оснастки

10000;

выпуск установочной серии

100000;

серийное производство

1000000.

 

Все это послужило стимулом к созданию систем проектирования, автоматизирующих наиболее ответственные ранние стадии разработки. До последнего времени основным направлением развития САПР считалось совершенствование систем геометрического моделирования (СГМ): разработка средств графического диалога, развитие систем параметризации, разработка специальных языков геометрического моделирования и т. п.

Однако уровень использования традиционных САПР на различных этапах проектирования обратно пропорционален влиянию этих этапов на технико-экономические показатели объекта.

В последнее время была осознана невозможность автоматизации принятия проектных решений при использовании только этих инструментальных программных средств и в особенности – их непригодность для задач структурного синтеза.

Причины этого таковы:

1. Низкая эффективность традиционных САПР на ранних стадиях проектирования.

В процессе проектирования технического объекта последовательно возрастает степень детализации его описания. Поэтому на различных стадиях проектирования последовательно используются разные формы описания объекта, соответствующие достигнутой степени полноты данных. Основные из этих форм следующие [3]:

потребность – исходное описание, характеризующее цель и назначение создаваемого объекта;

техническая функция, определяемая входными и выходными потоками вещества, энергии, информации и способом преобразования входов в выходы;

функциональная структура как результат декомпозиции технической функции и выделения функциональных элементов, выполняющих частичные функции;

принципиальная схема, отображающая физический принцип действия в виде цепи взаимосвязанных физико-технических эффектов;

техническое решение как результат конструктивного оформления физического принципа действия, представляющее собой параметризованное («безразмерное») описание объекта;

проект (рабочая документация) как результат конкретизации значений параметров объекта и его элементов, то есть полное определение изделия, достаточное для его изготовления.

Далее следует стадия технологической подготовки производства, охватывающая комплекс работ по проектированию процессов и средств изготовления изделия.

Системы CAE/CAD/CAM, как показано на рис. 1.2, могут быть эффективно использованы лишь с момента формирования геометрической модели изделия, т. е. на относительно поздних стадиях проектирования. Начальные же этапы разработки, хотя и являются наиболее ответственными, либо вовсе остаются не охвачены средствами автоматизации, либо (в наиболее продвинутых фирмах) требуют создания специального программного обеспечения собственными силами или на заказ.

Рис. 1.2. Формы описания объекта проектирования, стадии разработки и области применения CAE/CAD/CAM-систем 

 

О сайте

Система автоматизации проектных работ, или система автоматизированного проектирования, САПР (англ. CAD, Computer-Aided Design) — программный пакет, предназначенный для автоматизированного проектирования (CAD), разработки (CAE) и производства (CAM) конечного продукта, а также оформления конструкторской и/или технологической документации(PDM).

Свежие материалы


Вы здесь: Главная САПР Проблемы автоматизации САПР