Современное состояние САПР уже позволяет решать замкнутые задачи – реализовать сквозной процесс, включающий несколько этапов: анализ требований к изделию, разработка трехмерной модели изделия (в ряде случаев не только компьютерной, но и физической), разработка конструкторской документации, анализ функционирования спроектированного изделия в различных заданных условиях применения, изготовление технологической оснастки, подготовка производства.
Процесс автоматизации проектирования идет от полностью автоматически выполняемых проектных операций и процедур до систем, обеспечивающих неформализованное представление процесса проектирования – предоставление проектанту синтеза объекта и возможности оценки проектных решений.
Такие сквозные САПР создаются обычно только в крупных фирмах и предназначаются для проектирования и конструирования всего изделия в целом (самолета, корабля, автомобиля, трактора, строительного объекта и т. д.) В основном они строятся на дифференциальной основе, когда проектирование крупных узлов изделия осуществляется подсистемами проектирования. В этих подсистемах присутствуют составные структурные части САПР, которые представляют все обеспечения автоматизированного проектирования, необходимые для выполнения подсистемой ее функций. Такие подсистемы по своим свойствам и функциям могут рассматриваться как отдельные системы.
Укрупненно структуру САПР можно представить в виде подсистем:
- проектно-независимые подсистемы – для выполнения типовых проектных процедур;
- проектно-зависимые подсистемы – для выполнения проектных процедур, специфических для определенного класса объектов;
- обслуживающие подсистемы – для обеспечения функционирования проектных подсистем.
Построение каждой из подсистем имеет свои особенности.
Принято выделять следующие виды обеспечений САПР:
Техническое – аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое оборудование, линии связи), которые обеспечивают выполнение всех проектных процедур, взаимодействие между проектантом и ЭВМ, взаимодействие между членами коллектива
Математическое – методы, методики, модели, логическая схема проектирования, проектные процедуры и операции, алгоритмы
Программное – компьютерные программы САПР
Информационное – совокупность используемых данных (базы данных, СУБД)
Организационное – документы, регламентирующие работу с САПР.
По функциональному признаку можно выделить подсистемы: формирования входной информации - PREPROCESSOR, собственно проектирования – PROCESSOR - (пакеты прикладных и управляющих программ), формирования выходной информации - POSTPROCESSOR.
Проектные подсистемы на уровне системы автоматизированного проектирования объекта на данном этапе - это сложные комплексы проектирования, направленные на автоматизацию проектирования отдельных узлов сложных изделий. Проектные подсистемы на уровне формализации решаемых задач - автоматизация отдельных элементов наиболее трудоемких процессов проектирования (ввода и вывода информации, изготовления документации и т. д.).
Например, для самолета это подсистемы проектирования крыльев, фюзеляжа, хвостовой части, системы жизнеобеспечения, для автомобиля - подсистема проектирования передних и задних мостов, кабины и т. д.
Каждая подсистема САПР может создаваться как отдельный элемент процесса проектирования. В дальнейшем, при наличии достаточной базы типовых структур возможно объединение их в рамках единой САПР. Для обеспечения этого подсистемы должны создаваться по открытому принципу.
Создание открытых систем – одна из главных тенденций современной информатики. Основа создания открытых систем – стандартизация и унификация в области информационных технологий.
Открытость системы предполагает следующее.
Мобильность программного обеспечения – возможность перенесения на различные аппаратные платформы
Интегрируемость – приспособленность системы к ее модификациям и комплексированию с другими системами.
Выделение в системе интерфейсной части (входов и выходов), обеспечивающей сопряжение с другими системами.
Системный подход к построению САПР.
САПР как сложная система строится на основе принципов системного подхода. Главная цель – повышение эффективности проектных работ. Ответить на вопрос что именно автоматизировать можно только при системном взгляде на задачи проектирования.
Это предполагает:
- повышение технической эффективности проектируемой системы (анализ аналогов, статистических данных, множества альтернативных вариантов, имитационное моделирование),
- снижение трудоемкости проведения проектных работ (проведение большого объема расчетных и графических работ).
Основной принцип - САПР должна работать с информацией в общем виде: моделями любого объекта, степень подобия которых натуральному объекту определяется задачами конкретного этапа проектирования.