Материал: 2334

ную совместимость с AutoCAD. Bricscad имеет интуитивно понятный интерфейс и не требует дополнительного обучения.

4.ProgeCAD. Система ProgeCAD 2009 Professional записывает и читает формат DWG от версии AutoCAD 2.5 до версии 2009. Программа предоставляет инструменты Express Tools, встроенную систему трехмерного моделирования физических объектов ACIS (ACIS solid modeling), позволяющую импортировать и редактировать растровые изображения, фотореалистичный рендеринг (визуализацию), печать форматов PDF, DWF, JPG, импортирование PDF в DWG, возможность обработки растровых изображений, импортирование растровых изображений в векторные, библиотеки блоков, объектное отслеживание (Otrack), полярное отслеживание (Polar Tracking).

5.GstarCAD. Базовые функции этой системы: поддержка формата DWG версий AutoCAD от 2.5 до 2009; используются шрифты TTF

иSHX; поддержка DWGCODEPAGE; поддержка шаблонов DWT; восстановление чертежа; резервное копирование; аудит и восстановление чертежа; экспорт DWG в PDF; экспорт в DWF 2D и 3D; редактирование внешних ссылок на месте; менеджер профилей пользователя.

6.InfrasoftCAD. InfrasoftCAD – российская САПР-программа, отличная замена AutoCAD. Система полностью соответствует промышленному стандарту в области САПР. Внутренний формат файлов системы – DWG и DXF – обеспечивает полную совместимость в чтении, редактировании и записи файлов, созданных в AutoCAD версий 2.5- 2010.

7.BtoCAD. BtoCAD – это полноценная система проектирования,

иона может быть широко применена почти во всех отраслях промышленности. Ввиду своей компактности, легкости установки и низких системных требований возможна установка BtoCAD даже на лэптоп. Пользоваться системой легко и комфортно.

8.КОМПАС-3D, разработанная российской компанией АСКОН. Система КОМПАС-3D позволяет реализовать классический процесс трехмерного параметрического проектирования – от идеи к ассоциативной объемной модели, от модели к конструкторской документации. Основные компоненты КОМПАС-3D – собственно система трехмерного твердотельного моделирования, универсальная система автоматизированного проектирования КОМПАС-График и модуль проектирования спецификаций. Все они легки в освоении, имеют русскоязычные интерфейс и справочную систему.

30

9. AutoCAD Inventor, разработанная компанией Autodesk. AutoCAD Inventor Suite – комплекс программного обеспечения для трехмерного проектирования и составления конструкторской документации в области машиностроения. Inventor – это семейство продуктов для промышленного 3D проектирования, включающее в себя средства моделирования, создания инструментальной оснастки и обмена проектными данными. Использование технологии цифровых прототипов (3D-моделей) позволяет создавать изделия более высокого качества за меньшее время.

Проведенный анализ современного рынка программных продуктов для САПР позволил сделать вывод, что на данный момент САПР параметров устройства управления положением платформы строительной машины не разработана.

1.6. Обзор принципов и методов автоматизированного проектирования

Применение ЭВМ при проектно-конструкторских работах в своем развитии прошло несколько стадий и претерпело значительные изменения. С появлением вычислительной техники был сделан акцент на автоматизацию проектных задач, имеющих четко выраженный расчетный характер, когда реализовывались методики, ориентированные на ручное проектирование. Затем по мере накопления опыта стали создаваться программы автоматизированных расчетов на основе методов вычислительной математики (параметрическая оптимизация, метод конечных элементов и т. п.). В последние годы большое внимание уделяется автоматизации расчетно-конструкторских работ при проектировании типовых узлов и агрегатов, когда синтез конструкции проводится эвристически, а основные параметры выбираются и оптимизируются в интерактивном режиме диалога проектировщика и ЭВМ [5, 6, 8, 18].

Решение проблем автоматизации проектирования с помощью ЭВМ основывается на системном подходе, т. е. на создании и внедрении САПР – систем автоматизации проектирования технических объектов, которые решают весь комплекс задач от анализа задания до разработки полного объема конструкторской и технологической документации. Это достигается за счет объединения современных технических средств и математического обеспечения, параметры и ха-

31

рактеристики которых выбираются с максимальным учетом особенностей задач проектно-конструкторского процесса [5, 6, 8, 18].

Существенным отличием автоматизированного проектирования от неавтоматизированного является возможность замены дорогостоящего и занимающего много времени физического моделирования математическим моделированием. При этом необходимо иметь в виду одно существенное обстоятельство: при проектировании число вариантов необозримо. Поэтому невозможно ставить задачу создания универсальной САПР, необходимо решать вопросы проектирования для конкретного семейства машин [6].

Для создания САПР необходимо [5, 6, 8, 18]:

–совершенствовать проектирование на основе применения математических методов и средств вычислительной техники;

–автоматизировать процессы поиска, обработки и выдачи информации;

–использовать методы оптимального и вариантного проектирования, применять эффективные, отражающие существенные особенности, математические модели проектируемых объектов, комплектующих изделий и материалов;

–создавать банки данных, содержащих систематизированные сведения справочного характера, необходимые для автоматизации проектирования объектов;

–унифицировать и стандартизовать методы проектирования;

–реализовывать взаимодействие с автоматизированными системами различного уровня и назначения.

Математическая модель процесса проектирования. Проекти-

рование является сложным динамическим процессом. Изучение этого процесса возможно как на физических, так и на математических моделях. Поскольку построение физических моделей процесса проектирования связано с большими издержками средств и времени, то наиболее целесообразно исследовать этот процесс на математических моделях [5, 6, 8, 18].

Как уже отмечалось, основной чертой сложных систем принято считать иерархичность структуры. Примером подобного рода может служить задача проектирования сложной системы, такой как система автоматического горизонтирования платформы строительной машины. Такая система состоит из ряда подсистем различного уровня.

На рис. 1.8 приводится одна из возможных классификаций математических моделей процесса проектирования системы управления положением платформы строительной машины [6].

32

Детерминированная Эвристическая

Рис. 1.8. Классификация моделей проектирования

Детерминированная модель строится в случаях, когда факторы влияния на конечный результат процесса поддаются достаточно точной оценке, a случайные факторы либо отсутствуют, либо ими можно пренебречь. Если факторы, влияющие на конечный результат процесса, являются случайными, то строится вероятностная (стохастическая) модель. Поскольку проектирование сложных систем можно представить как процесс переработки информации, то для описания процесса проектирования может быть использована информационная модель.

Проектирование сложных систем, выполняемое коллективами специалистов, основывается в значительной степени на опыте, интуиции, аналогии и индукции, т.е. на эвристических методах. Эвристические процедуры (операции) не получили до сего времени формализованного отображения и ограничиваются описательной формой представления. Тем не менее процесс проектирования с известной степенью приближения может быть представлен эвристической моделью [6]. Процесс проектирования сложных систем протекает в условиях неполной информации. С этих позиций процесс проектирования может быть представлен теоретико-игровой моделью [6].

Методы сетевого планирования дают возможность объективно устанавливать минимально необходимое время, а также необходимый расход материальных ресурсов для выполнения проектных работ. Кроме того, эти методы позволяют учитывать «узкие места», возникающие в процессе проектирования, и вносить поправки в организацию проектных работ. Это позволяет процесс проектирования сложных систем представлять сетевой моделью, базирующейся на теории направленных графов [6].

При составлении математической модели следует руководствоваться следующими соображениями [5, 6, 8, 18]:

– модель должна четко отвечать поставленной задаче. Модель не должна быть шире, чем это безусловно необходимо для решения поставленной задачи;

33

–модель должна быть предельно простой и удобной для анализа

ив то же время предельно чувствительной к основным исследуемым процессам.

При этом необходимо абстрагироваться от всех посторонних процессов, чтобы проанализировать влияние на конечный результат основных процессов. Усложнение модели подробностями чревато тем, что влияние главных параметров «тонет» в совокупном влиянии многих других факторов [6].

Математические методы оптимизации. Одна из основных це-

лей проектирования заключается в оптимизации решений, т.е. в достижении заданных характеристик при наименьших затратах или наилучших характеристик проектируемых систем при ограниченных затратах имеющихся ресурсов.

Сущность оптимизации сводится к отысканию при наложенных ограничениях таких значений переменных х1, х2, х3,… , хn, которые дают минимум (максимум) целевой функции [6]:

Общая задача оптимизации может быть сформулирована в следующем виде. Необходимо найти значения переменных х1, х2, х3,…, хn, при которых целевая функция Z принимает экстремальное значение с учетом функциональных ограничений (равенств) и граничных условий (неравенств) [6].

Функциональные ограничения могут быть связаны как с ограниченностью ресурсов, так и с требованиями, наложенными на переменные и их зависимости между собой (например, такими требованиями при проектировании систем управления являются: характеристики надежности и устойчивости, качество управления, быстродействие и др.).

Математические методы оптимизации можно классифицировать так, как это показано на рис. 1.9 [5, 6, 8, 18]. Применение аналитических методов всегда предпочтительней численных, поскольку аналитические методы позволяют получить достаточно полную и общую картину исследуемой функции, установить влияние различных факторов на эту функцию. Аналитические методы применимы, когда критерий, ограничения и связи между координатами, решениями и аргументом, а также начальные и конечные условия представлены функциями, которые должны быть, по крайней мере, два раза дифференцируемыми и иметь конечное число точек разрывов. На рис. 1.10

34