ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ. ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ. И ОБОРУДОВАНИЯ

Основные принципы создания САПР

Одной из основных функций инженера является проектирование объектов того или иного назначения или технологических процессов их изготовления. Проектирование в самом общем виде может быть опреде­лено как процесс направленного действия проектировщика (группы проектировщиков), необходимый для выработки технических решений, достаточных для реализации создаваемого объекта, удовлетворяющего заданным требованиям. Завершающим этапом проектных работ являет­ся выпуск комплекта документации, отображающей принятые решения в форме, необходимой для производства объекта.

Проектирование, осуществляемое при помощи средств автомати­зации, называют автоматизированным. В автоматизированном проекти­ровании коллектив специалистов различного профиля и средства авто­матизации объединяются в специализированную организационно­техническую систему САПР. Работу САПР обеспечивает ее персонал, а также комплекс средств автоматизации проектирования, который со­держит в своем составе техническое, математическое, программное, информационное, лингвистическое, методическое и организационное обеспечение. Взаимодействие этих видов обеспечения, осуществляемое персоналом системы в соответствии с целями и задачами проектирова­ния, составляет существо функционирования САПР, которое приводит к необходимым конечным результатам.

Реализация основных требований к САПР связана с формирова­нием ее типовой структуры, выполненной на уровне средств лингвисти­ческого, информационного и программного обеспечения.

Средства лингвистики САПР определяют состав языков, необ­ходимых для ее функционирования и взаимодействия с пользователем. Лингвистическое обеспечение включает в себя три группы языков:

1. Языки пользователя, предназначенные для его взаимодействия с системой и служащие для описания объекта, базовых элементов и численных значений параметров этих элементов. Базовые элементы в зависимости от целевого назначения САПР описывают конструкцию элемента, алгоритм его функционирования, операции технологического процесса обработки элемента, формы документации выпускаемой САПР и т. д. Директивы управления формируют технологический про­цесс проектирования, т. е. последовательность операций при проекти­ровании конкретного объекта.

2. Языки внутреннего представления данных (ЯВПД), предназна­ченные для описания информационной модели объекта в оперативной базе данных. ЯВПД задают форматы внутреннего представления дан­ных и обеспечивают оперативное взаимодействие между проектными процедурами, инициируемое, как правило, программными модулями.

3. Язык машинного архива, предназначенный для хранения гра­фической и текстовой информации по спроектированному объекту (ЯГТИ). Язык обеспечивает единую форму представления документа­ции в архиве, необходимую для выпуска ее на различных технических средствах.

Средства информационного обеспечения. Типовыми структур­ными единицами информационного обеспечения САПР являются три группы хранилищ информации САПР. Каждое хранилище имеет свои программные средства управления и языки представления данных.

Первым постоянным хранилищем данных, составляющим основу базы данных САПР, является библиотека базовых элементов (БЭ) раз­личного уровня, в которые входят:

• описание моделей, элементов различного целевого назначения и уровней интеграции;

• описание форматов документов;

• описание технологических данных;

• различная нормативно-справочная информация.

Вторым является временное (в пределах времени проектирования объекта) хранилище - рабочий массив, предназначенный для хранения описаний структуры (элементов и связей) объекта проектирования на различных этапах создания. Форма и состав описания соответствуют условиям работы с модулями проектирования. По своему содержанию рабочий массив является информационной моделью объекта.

Информационная модель (ИМ) объекта проектирования является ядром процесса автоматизированного проектирования конкретного объ­екта. По содержанию ИМ представляет собой структуру объекта, опи­санную в словаре библиотеки базовых элементов и необходимую для формирования математических моделей, используемых в различных проектных модулях САПР. Информационная модель создается в ре­зультате трансляции исходного описания объекта.

В процессе выполнения проектных операций ИМ служит средством информационного взаимодействия между отдельными модулями САПР. При выполнении проектных операций ИМ непрерывно обновляется и мо­дифицируется. На завершающем этапе ИМ представляет собой закончен­ное описание объекта проектирования в форматах языка внутреннего представления и служит для формирования по нему документации.

Третьим является временное или долговременное (на время разра­ботки проекта) хранилище документации по объекту проектирования. Поскольку в САПР могут идти работы одновременно по нескольким объектам, хранилище должно сохранять документацию до момента вы­пуска ее в соответствующей форме. Дальнейшим развитием этого хра­нилища данных по спроектированному объекту является автоматизиро­ванная архивная служба, выполняющая все функции, свойственные ар­хиву технической документации. К таким функциям относятся введение изменений, формирование сводных документов, учет рассылок и др.

Средства программного обеспечения. Программный комплекс ти­повой САПР включает следующие программные компоненты:

1. Трансляцию исходного задания.

2. Формирование структуры информационной модели.

3. Управление базой данных САПР (СУБД САПР).

4. Управление вычислительным процессором - «Монитор-САПР».

5. Интерфейс базы данных.

6. Модели проектирования.

7. Формирование документации.

8. Ведение архива САПР.

9. Постпроцессоры выпуска документации.

Программы трансляции осуществляют грамматический разбор и интерпретацию задания на выполнение проектных работ в САПР, включающего описание объекта проектирования, описание базовых элементов и директивы управления. По результатам трансляции форми­руются диагностические данные для пользователя о составе ошибок.

Программы формирования структуры развертывают оттрансли­рованное описание объекта с использованием библиотеки базовых эле­ментов в режимах интерактивного взаимодействия с пользователем САПР, обеспечивают оперативный автоматический обмен данными библиотеки БЭ с рабочим модулем (РМ) по запросам программы фор­мирования исходного модуля (ИМ).

Программа «Монитор—САПР» обеспечивает управление после­довательностью выполнения проектных работ в соответствии с управ­ляющими директивами.

Программы интерфейса базы данных обеспечивают перевод семантически согласованного текста ИМ, представленного в РМ на ЯВПД, в форму, необходимую для программ, выполняющих проектные процедуры и обратное преобразование результатов проектирования в форматы ЯВПД рабочего массива.

Программные модули проектирования являются прикладным программным обеспечением, определяющим проблемную ориентацию САПР. Каждый модуль является системным компонентом программно­го обеспечения САПР и выполняет определенную законченную проце­дуру или группу процедур. Основу процедур составляют процедуры моделирования и синтеза проектных решений. Исходными данными яв­ляются ИМ. Выходные данные ПФД (графические и текстовые доку­менты) хранятся в форматах единого ЯГТИ, принятого для данной сис­темы САПР.

Программы ведения архива документации по спроектирован­ному объекту обеспечивают хранение, поиск и выдачу документации, сформированной в САПР по группе объектов, находящихся в процессе проектирования.

Постпроцессоры выпуска документации предназначены для пре­образования графических и символьных текстов из стандартной архив­ной формы, принятой в САПР, в форму, необходимую для использова­ния на конкретном устройстве. Постпроцессоры делятся на три основ­ных класса:

• постпроцессоры выпуска текстовой документации на автома­тах печати;

• постпроцессоры формирования графической документации на графопостроителях;

• постпроцессоры формирования технологической документа­ции автоматизированного производства.