Тема 1. САПР. Основні відомості. Види та функції. Структура. Сучасні проектувальні системи

1. Основні відомості

Систе́ма автоматизо́ваного проектува́ння (САПР) — автоматизована система, призначена для автоматизації технологічного процесу проектування виробу, кінцевим результатом якого є комплект проектно-конструкторської документації, достатньої для виготовлення та подальшої експлуатації об'єкта проектування.

Процес автоматизованого проектування реалізується на базі спеціального програмного забезпечення, автоматизованих банків даних, широкого набору периферійних пристроїв.

САПР забезпечує створення, зберігання і обробку моделей геометричних об'єктів і їх графічне зображення за допомогою комп'ютера.

В автоматизованому проектуванні загальноприйнятими є скорочені терміни:

CAD (англ. Computer-aided design) — технологія автоматизованого проектування;

CAM (англ. Computer-aided manufacturing) — технологія автоматизованого виробництва;

CAE (англ. Computer-aided engineering) — технологія автоматизованої розробки;

CAPP (англ. computer - aided process planning) - засоби автоматизації планування технологічних процесів, вживані на стику систем CAD і CAM.

CALS (англ. Continuous Acquisition and Life cycle Support) — постійна інформаційна підтримка поставок і життєвого циклу.

Перевагами методів аналізу і оптимізації конструкцій є те, що вони дозволяють конструктору побачити поведінку кінцевого виробу і виявити можливі помилки до створення і тестування реальних прототипів, уникнувши певних витрат. Оскільки вартість конструювання на останніх стадіях розробки і виробництва продукту є значною, а це призводить до скорочення термінів і вартості розробки.

2. Класифікація

Класифікувати САПР можна за такими ознаками:

• по ступеню формалізації вирішуваних задач; 
• по функціональному призначенню;
• по спеціалізації;
• по технічній організації.

За функціональним призначенням САПР поділяються в залежності від вирішуваних задач, визначених складом функціональної частини системи:

• розрахунково-оптимізаційні;
•  графічні;
•  графоаналітичні;
• інформаційні і т.п.

За спеціалізацією САПР поділяють на спеціалізовані та інваріантні. Оскільки завдання автоматизованого проектування дуже складні, то, як правило, САПР є спеціалізовані системи, що створюються для вирішення вузьких завдань однієї галузі.

За технічною організацією САПР бувають однорівневі, побудовані на базі однієї достатньо продуктивної ЕОМ з набором необхідних периферійних пристроїв, і багаторівневі, такі, що включають крім базової ЕОМ ряд підпорядкованих їй автоматизованих робочих місць (АРМ), що побудовані на основі ЕОМ нижчого рівня.

3. Функції САПР

• конструкторська — розробка повного комплекту конструкторської документації;
• технологічна — розрахунок і проектування технологічних схем, технологічного оснащення, транспорту;
• архітектурно-будівельна — розрахунок і проектування металевих і залізобетонних конструкцій;
• санітарно-технічна — проектування теплопостачання, опалення і вентиляції виробничих і адміністративних корпусів, а також водопостачання і каналізації;
•  електротехнічна — розрахунок і проектування електропостачання, електросилового устаткування, світлотехнічної частини проектів, телемеханізації електропостачання;
• гідротехнічна — розрахунок і проектування напірного і безнапірного гідротранспорту відвальних хвостів, стійкості укосів хвостосховищ;
• системи автоматизації — розробка схем зовнішніх з'єднань, електричних і трубних проводок щитів автоматики;
• кошторисна — складання локальних і зведених кошторисів, відомостей матеріалів, специфікацій, комплектація обладнання.

4. Структура САПР

САПР складається з проектуючої і обслуговуючої підсистем.

Проектуючі підсистеми безпосередньо виконують проектні процедури. Прикладами проектуючи підсистем можуть слугувати підсистеми геометричного тривимірного моделювання механічних об'єктів, виготовлення конструкторської документації, схемотехнічного аналізу, трасування з'єднань у друкованих платах.

Обслуговуючі підсистеми забезпечують функціонування проектуючи підсистем, їхню сукупність часто називають системним середовищем (або оболонкою) САПР. Типовими обслуговуючими підсистемами є підсистеми керування проектними даними (PDM – Product Data Management), керування процесом проектування (DesPM – Desіgn Process Management), користувацького інтерфейсу для зв'язку розробників з ЕОМ, CASE (Computer Aіded Software Engіneerіng) для розробки та супроводу програмного забезпечення САПР, навчальні підсистеми для освоєння користувачами технологій, реалізованих у САПР.

5. Сучасні проектувальні системи