Материал: САПР СУПЕР

8.2. Программные характеристики, классифицирующие сапр по отдельным особенностям программных решений

1. По специализации программных средств:

• Узкоспециализированные утилиты - предназначены для

• выполнения одной локальной функции системы, например, быстрого

• просмотра файлов моделей и чертежей или для преобразования

• файлов из формата одной системы в формат другой;

• Специализированные системы - позволяют автоматизировать комплекс задач, связанных с одной достаточно узкой областью проектирования или подготовки производства. Дополнительно их можно разделить в зависимости от области применения и решаемых задач на следующие три группы:

• 1) программы для графического ядра системы;

• 2) системы для функционального моделирования на различных уровнях физического представления проектируемых объектов;

• 3) системы, для подготовки управляющих программ для технического оборудования. Системы, используемые для анализа и оценки функциональных свойств проектируемых объектов, обычно отличаются высокой сложностью и стоимостью и охватывают широкий круг задач моделирования технических объектов. Специализированные программные системы могут использоваться как автономные самостоятельные системы, так и включаться в состав универсальных систем.

• Универсальные системы - позволяют создавать изделия самого широкого профиля. Они предназначены для комплексной автоматизации производства. Универсальные системы можно разделить в зависимости в зависимости от их функциональных возможностей, набора модулей и структурной организации системы на системы низкого и среднего уровня, а также полномасштабные системы.

- Системы низкого уровня обычно имеют ограниченный набор модулей. Как правило, системы низкого уровня эксплуатируются на недорогих ПЭВМ или дешевых рабочих станциях (PC).

- Системы среднего уровня имеют более широкий набор модулей, разрабатываемых в значительной мере фирмой — собственником системы. В большинстве случаев, системы среднего уровня используют геометрические моделлеры первого поколения с ограниченными возможностями параметрического моделирования и ассоциативности. Технической базой для таких систем являются обычно PC с ОС UNIX или ПЭВМ уровня графических рабочих станций.

- Наибольшими возможностями обладают полномасштабные системы.

Обычно это сложные многофункциональные системы, в состав которых входит

Большой набор модулей различного функционального назначения. Типовой набор модулей включает: графическое ядро; широкий набор модулей для различных видов анализа; набор модулей для генерации управляющих программ; модули обмена данными в различных графических форматах (IGES, STEP, DXF, VDA- FS и др.); модули управления данными проекта в гетерогенной сети (PDM); собственная или коммерческая СУБД. Этот базовый набор модулей дополняется различными вспомогательными модулями, расширяющими возможности систем. Очень часто в состав универсальных систем включаются широко известные специализированные пакеты. Системы этого класса, как, правило, эксплуатируются на достаточно мощных графических рабочих станциях в среде ОС UNIX.

На практике в большинстве западных и отечественных фирм и предприятий в эксплуатации находится большое число разнообразных специализированных и универсальных систем CAD/CAM/CAE различных версий и в различной конфигурации. Очень часто в разных подразделениях организации используются различные системы, иногда это имеет место даже на уровне отдельных разработчиков.

• Комплексные системы — предназначены для решения проблем проектирования и подготовки производства специальных высокосложных изделий.

2. По способу организации внутренней структуры САПР классифицируются:

• 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.

• 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 Data vision.

3. По возможности функционального расширения системы пользователем сапр подразделяются на:

• Закрытые системы, которые 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 в САПР, сформированных в текстовом пакетном файле, созданном внешней программой и 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.

• Системы с возможностью подключения внешних модулей — позволяют подключать модули пользователя, написанные на языках высокого уровня типа C++, 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 С AS. CADE фирмы MATRA Data vision.

Современные САПР в том или ином виде включают практически весь набор (за исключением инструментов разработчика) средств индивидуальной настройки и возможности расширения систем пользователем.

4. По возможности обмена информацией системы автоматизированного проектирования можно классифицировать как:

• Замкнутые системы, которые 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. Они 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 значениям.

5. 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 проектируемого 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 движется большинство разработчиков САПР.

6. 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 характеристик проектируемого объекта.

• Специализированные подсистемы моделирования — дают возможность анализировать поведение весьма специфических материалов и объектов проектирования в не менее особых условиях.

8.3. Технические характеристики современных сапр

1. По используемым техническим средствам и периферийному оборудованию систем автоматизированного проектирования можно классифицировать как:

• 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; устройства хранения информации (стример для резервного копирования данных).

• Технически развитые САПР — один или несколько мониторов от 17дюймов и выше, устройства ввода данных и позиционирования курсора («клавиатура, мышь»); дигитайзер (цифровой планшет) формата АО; сканер формата А1-АО; устройства вывода информации (струйный или лазерный (светодиодный) принтер формата A3—А4; один или несколько плоттеров формата AS-AO (перьевой, рулонный, струйный, лазерный или светодиодный)); устройства хранения информации (магнитооптические диски, RAID массивы, сменные ZIP—диски, перезаписываемые оптические диски).

2. По числу уровней технического обеспечения;

• Одноуровневые (строится на основе ЭВМ среднего или высокого класса со штатным периферийным оборудованием).

• Двухуровневые (строятся на основе ЭВМ среднего или высокого класса, который в качестве интеллектуальных терминалов подключает персональные ЭВМ).

• Комплексные (строятся на основе ЭВМ среднего или высокого класса, которые объединяются в сеть и каждая из этих ЭВМ имеет подсеть персональных ЭВМ).

3. По используемым средствам вычислительной техники:

• Персональные компьютеры.

• Рабочие станции на базе разнообразных архитектур.

• Мини-ЭВМ.

• Мэйнфреймы.

4. По способу объединения технических средств:

• Автономные рабочие станции;

• Многотерминальные ЭВМ;

• Одноранговая локальная сеть;

• Локальная сеть с выделенным сервером;

• Гетерогенная сеть со сложной структурой.

Реально во многих случаях в эксплуатации находятся неоднородные или гетерогенные системы. В связи с этим часто используют модули прямой связи между известными системами CAD/CAM/CAE, например, CATIA-CADDS, CADDS-CATIA, I/EMS-MEDUSA, MEDUSA-I/EMS и другие. Использование прямых трансляторов позволяет более полно использовать графические возможности систем.