 |
Сначала
уточним, что САПР необходимо рассматривать как неразрывную связку
"пользователи - технические средства - ПО проектирования".
Руководствуясь этим принципом основные классификационные
характеристики систем разбиты на следующие группы:
 |
Общие
характеристики |
 |
По назначению систем:
- Машиностроительные - разработка широчайшего спектра
изделий: от создания аэрокосмических систем до проектирования
кофеварок и кухонных комбайнов.
- Изделия микроэлектроники - проектирование
принципиальных и монтажных схем, печатных плат, автоматическое
размещение элементов изделий, автотрассировка.
- Электротехнические - разработка принципиальных схем и
схем подключения электротехнического оборудования, его
пространственная компоновка, ведение баз данных готовых изделий.
- Архитектурные - трехмерное проектирование
архитектурно-строительных конструкций, расчет специальных
конструкций типа крыш, типовые статические расчеты строительных
конструкций, ведение баз данных стандартных элементов,
планирование территорий под строительство.
- Оборудование промышленных установок и сооружений -
создание принципиальных схем установок, пространственная
разводка трубопроводов и кабельных трасс, проектирование систем
отопления, водоснабжения, канализации, электроснабжения,
вентиляции и кондиционирования, ведение баз данных оборудования,
трубопроводной арматуры, готовых электротехнических изделий.
- Геоинформационные - оцифровка данных полевой съемки,
анализ геодезических сетей, построение цифровой модели рельефа,
создание в векторной форме карт и планов, ведение земельного и
городского кадастров, ведение электронного картографического
архива.
- ...
По
способу организации информационных потоков:
- Индивидуальные автоматизированные рабочие места -
системы подобного класса создаются на базе отдельных рабочих
станций или ПК с соответствующим ПО.
- Распределенная одноуровневая система - системы,
объединенные в локальную сеть с несколькими рабочими станциями
и/или ПК; функциональные возможности ПО в этом случае больше
всего зависят от технических параметров используемых средств
вычислительной техники и могут выполнять равноправные
проектно-конструкторские функции; базой для создания подобной
сети может послужить, например, система Pro/ENGINEER фирмы PTC, имеющая сопоставимые по цене и возможностям
функциональные аналоги САПР для рабочих станций и персоналок.
- Распределенная многоуровневая система - системы,
объединенные в локальную сеть с одной или несколькими рабочими
станциями и ПК; функциональные возможности ПО в этом случае
отличаются: на высокопроизводительных рабочих станциях
устанавливаются мощные и достаточно дорогие САПР, а на
персоналки - их существенно более дешевые, но несколько
сокращенные функциональные аналоги; в этом случае на рабочих
станциях осуществляется укрупнение и сборка деталей и узлов,
сконструированных на ПК; примером подобной организации работ
может служить программный тандем, образованный системами Euclid
и Prelude фирмы MATRA
Datavision;
- Интегрированная многоуровневая система - системы,
предназначенные для проектирования и подготовки производства
сложных изделий, как правило, имеют и достаточно сложную
внутреннюю иерархию информпотоков, наложенную на запутанную
структуру технических и программных средств; современные
высокоуровневые САПР имеют все средства для организации
параллельно-агрегатного инжиниринга, позволяющего управлять
работой как отдельных исполнителей, работающих в рамках одного
проекта, так и работой целых конструкторских отделов, решающих
совершенно разные задачи;
- Интегрированная система управления предприятием -
системы, управляющие всем комплексом задач функционирования
предприятия как единого целого. САПР/АСТПП в этом случае входят
как отдельные структурные элементы автоматизированной системы
управления предприятием.
|
Программные
характеристики |
|
По специализации программных
средств:
- Узкоспециализированные утилиты - предназначены для
выполнения 1-й локальной функции системы, например, быстрого
просмотра файлов моделей и чертежей или для преобразования
файлов из формата 1-й системы в формат другой;
- Специализированные системы - позволяют
автоматизировать комплекс задач, связанных с 1-й достаточно
узкой областью проектирования или подготовки производства; в
качестве примера можно привести системы гибки листовых деталей,
проектирования оснастки для холодной штамповки, подготовки
управляющих программ для станков с ЧПУ, контрольно-измерительных
систем и т.д.
- Универсальные системы - позволяют создавать изделия
самого широкого профиля; большинство машиностроительных САПР
можно отнести именно к универсальным системам.
- Комплексные системы - предназначены для решения
проблем проектирования и подготовки производства специальных
высокосложных изделий; например, специализированные
судостроительные системы типа Tribon фирмы Kockums Computer
Systems или FORAN фирмы Senermar позволяют
автоматизировать практически весь цикл проектирования судна: от
определения формы корпуса судна, его основных размеров и
расположения основных отсеков и помещений до создания рабочих
чертежей блоков и секций корпуса, многочисленных трубопроводных
систем, кабельных трасс, а также подготовки управляющих программ
для тепловой резки деталей.
По способу организации внутренней структуры
САПР
- Нерасширяемые системы - используют стандартный набор
взаимосвязанных модулей, реализующий все основные функции
системы; изменение функциональных возможностей системы требует,
как правило, модификации исходного программного кода и
перекомпиляции системы; такой подход, в основном, применялся на
первоначальном этапе создания САПР.
- Масштабируемые модульные системы
- формируемые
вокруг базового ядра.
Ядро таких систем включает все
требуемые базовые средства построения двухмерной и трехмерной
графики, средства диалога с пользователем, базу данных
графической информации и позволяют компоновать
специализированные системы на базе свободно подключаемых
модулей, учитывающих специфику работ пользователя (например,
модули раскроя листового материала или развертки трубных
соединений); большинство современных систем построено именно по
этому принципу.
- горизонтально расширяемые
системы.
Интегрирующим ядром таких систем является
диспетчер пользовательской среды, организующий доступ к внешним
приложениям и обмен данными с внешними системами;
объектно-ориентированная структура данных и стандартизованный их
обмен между приложениями позволяет максимально децентрализовать
процесс проектирования и упростить подключение
специализированных модулей; такой подход, например, успешно
реализован в системе Euclid Quantum фирмы MATRA
Datavision и в настоящее время считается одним из наиболее
перспективных. По
возможности функционального расширения системы
пользователем:
- Закрытые системы - не имеют средств индивидуальной
настройки и возможности расширения системы пользователем.
- Системы с настраиваемой системой интерфейса
пользователем - обладают возможностью подстройки системы
меню, создания диалоговых окон для создания среды, удобной
пользователю.
- Системы с пакетной обработкой команд - имеют
возможность выполнения последовательности команд САПР,
сформированных в текстовом пакетном файле, созданном внешней
программой; примером могут служить script-файлы системы AutoCAD фирмы AutoDesk,
позволяющие задавать последовательность команд построения
графических примитивов с соответствующими им числовыми
параметрами.
- Системы со встроенным макроязыком и библиотекой
функций - обладают средствами для записи макрокоманд или
создания новых функций пользователя, позволяющих
автоматизировать специфические конструкторские операции; система
AutoCAD,
например, имеет встроенный язык AutoLISP, а пакет SolidWorks
фирмы SolidWorks Corporation снабжен подмножеством
языка Basic, аналогичным языку Basic for Application фирмы Microsoft.
- Системы с возможностью подключения внешних модулей -
позволяют подключать модули пользователя, написанные на языках
высокого уровня типа С++, что значительно увеличивает
потенциальные возможности расширения системы; большинство
современных САПР высокого уровня обладают подобной возможностью.
- Инструменты разработчика САПР - дают возможность,
используя набор стандартных библиотек функций, создавать свои
собственные приложения для САПР или даже собственные САПР;
инструменты могут включать как отдельные библиотеки функций типа
OpenGL для работы с графическими объектами, так и целые
интегрированные объектно-ориентированные инструментальные
"производства" типа CAS.CADE фирмы MATRA
Datavision.
Современные САПР в том или ином виде включают практически
весь набор (за исключением инструментов разработчика) средств
индивидуальной настройки и возможности расширения систем
пользователем. По
возможности обмена информацией:
- замкнутые системы - сохраняют данные в своем
собственном внутреннем формате и не позволяют обмениваться
информацией с другими системами.
- системы с текстовыми файлами обмена информацией -
сохраняют и считывают информацию об отдельных геометрических
примитивах в виде массивов цифр, разделенных пробелами или
запятыми.
- системы со стандартными средствами обмена информацией
- позволяют сохранять и считывать полную информацию о созданных
моделях изделий в специальном текстовом или двоичном формате,
описывающем все объекты модели в специальных терминах описания
графических примитивов с соответствующими им числовыми
значениями; в качестве примера можно привести файл обмена
информацией (Data Exchange Format) .DXF системы AutoCAD, ставший
стандартом de facto для ПК; наиболее распространенными другими
стандартами являются STEP, IGES, CADL, AME и некоторые другие.
По способу создания
изменяемых прототипов:
- Неизменяемые готовые блоки - вставляются в модель или
чертеж в виде готовых элементов, предварительно сохраненных на
жестком диске.
- Элементы, программно формируемые во внешних модулях -
создаются специальными программами в виде текстовых пакетных
файлов с последовательностью команд построения объекта или
стандартных файлов обмена информацией.
- Параметрически задаваемые элементы - представляют
собой графические объекты, размеры которых связаны между собой в
виде взаимозависимых цепочек параметров; изменение какого-либо
одного из них или зависимости, определяющей взаимосвязь
нескольких параметров, приводит к соответствующему пересчету по
всей зависимой цепочке размеров и соответствующему изменению
геометрии модифицируемого объекта.
- Адаптивно изменяемые элементы -дают возможность
несколько более простой корректировки объектов; простым
указанием курсора мыши на модифицируемые элементы геометрии
объекта можно изменить форму контуров объекта или задать в
диалоговом окне новую величину определяющего параметра.
- Комбинированные методы - сочетают адаптивную
технологию быстрой корректировки свободных размеров и
параметрическую технологию изменения взаимозависимых размеров;
это направление, в котором движутся большинство разработчиков
САПР.
По методам
моделирования функций создаваемых изделий:
- Без специальных методов - в этом случае основные
параметры проектируемых конструкций определяются вне системы
традиционными методами.
- Проверочные расчеты с использованием метода конечных
элементов - позволяют проводить широкий комплекс работ по
определению основных прочностных характеристик изделия, величин
напряжений и деформаций в зависимости от различных схем нагрузки
и параметров материала.
- Специализированные подсистемы моделирования - дают
возможность анализировать поведение весьма специфических
материалов в не менее особых условиях: например, исследовать
поведение пластмасс в процессе штамповки в термопластавтоматах
или прогнозировать возникновение трещин в металле во время
сварки с учетом пластических деформаций материала.
|
Технические
характеристики |
|
По используемым средствам вычислительной
техники:
- Персональные компьютеры на базе процессоров Intel Pentium;
- Рабочие станции на базе разнообразных архитектур (RISC,
SPARC, MIPS, PowerPC, Pentium Pro и т.д.) различных
производителей (SUN, Silicon Graphics, Digital, Hewlett-Packard, IBM и др.);
- МиниЭВМ (DEC VAX, CM);
- Мэйнфреймы (IBM 360/370, ЕC).
По способу объединения технических
средств:
- Автономные рабочие станции;
- Многотерминальные ЭВМ;
- Одноранговая локальная сеть;
- Локальная сеть с выделенным сервером;
- Гетерогенная сеть со сложной структурой.
По используемым техническим средствам и
периферийному оборудованию САПР:
- САПР минимальной конфигурации - монитор 14-15 дюймов,
устройства ввода данных и позиционирования курсора (клавиатура,
мышь), устройства вывода информации (матричный, струйный или
лазерный (светодиодный) принтеры формата А4; карандашный,
перьевой или струйный плоттер формата А1), устройства хранения
информации (стриммер для резервного копирования данных).
- Технически развитые САПР - один или несколько
мониторов от 17 дюймов и выше, устройства ввода данных и
позиционирования курсора (клавиатура, мышь); дигитайзер
(цифровой планшет) формата А0; сканер формата А1-А0; устройства
вывода информации (струйный или лазерный (светодиодный) принтер
формата А3-А4; один или несколько плоттеров формата А1-А0
(перьевой рулонный, струйный, лазерный или светодиодный));
устройства хранения информации (магнитооптические диски, RAID
массивы, сменные ZIP-диски, перезаписываемые оптические диски).
|
Эргономические
характеристики |
|
По способу организации диалога системы с
пользователем:
- С помощью командной строки;
- С помощью системы иерархических меню и диалоговых окон с
контекстно зависимой помощью: в виде текстовых строк или в
виде условных пиктограмм.
- С помощью объектно-ориентированного интерфейса и
мультимедийной системы помощи.
По удобству диалога системы с
пользователем:
- С интуитивно простым и удобным пользовательским интерфейсом;
- Со сложным и неудобным пользовательским интерфейсом.
По поддержке
трехмерного моделирования:
- Двумерные системы;
- Трехмерные каркасные;
- Трехмерные с удалением скрытых линий;
- Трехмерные со светотеневой раскраской;
- Трехмерные с фотореалистическим отображением.
|
