Система автоматизации

ВВЕДЕНИЕ.

Увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение

сроков проектирования, повышение качества разработки проектов - важнейшие

проблемы, решение которых определяет уровень ускорения научно-технического

прогресса общества. Развитие систем автоматизированного проектирования (САПР)

опирается на прочную научно-техническую базу. Это - современные средства

вычислительной техники, новые способы представления и обработки информации,

создание новых численных методов решения инженерных задач и оптимизации. Системы

автоматизированного проектирования дают возможность на основе новейших

достижений фундаментальных наук отрабатывать и совершенствовать методологию

проектирования, стимулировать развитие математической теории проектирования

сложных систем и объектов. В настоящее время созданы и применяются в основном

средства и методы, обеспечивающие автоматизацию рутинных процедур и операций,

таких, как подготовка текстовой документации, преобразование технических

чертежей, построение графических изображений и т.д..

1.Понятие осистемах CAD/CAM/CAE (сквозные САПР).

Сквозные системы - это всеобъемлющий набор средств для автоматизации процессов и

технологической подготовки производства, а также различных объектов

промышленности. Системы включают в себя полный набор промышленно адаптированных

и доказавших свою эффективность программных модулей, функционально охватывающих

анализ и создание чертежей, подготовку производства на всех этапах, а также

обеспечивающих высокую функциональную гибкость всего цикла производства.

Данная система позволяет выполнять разработку самых сложных технических изделий:

жгуты электропроводки, детали из пластмассы, различные механические конструкции.

Это достигается с помощью еденного набора программных средств удовлетворяющих

специальным требованиям производства.

Системы представляют собой не просто объединенный набор отдельных программных

решений, а целостную интегрированную систему взаимосвязанных инструментальных

модулей способных функционировать на различных технических платформах,

взаимодействовать с другим производственным оборудованием, обрабатывать данные,

полученные путем достижения разработок новейшей технологии.

Системы CAD/CAM/CAE позволяют в масштабе целого предприятия логически связывать

всю информацию об изделии, обеспечивать быструю обработку и доступ к ней

пользователей работающих в разнородных системах. Так же они поддерживают

технологию параллельного проектирования и функционирования различных

подразделений согласовано выполняющих в рамках единой компьютерной модели

операции проектирования, сборки, тестирование изделия, подготовку производства и

поддержку изделия в течение всего его жизненного цикла.

Создаваемая системой модель основывается на интеграции данных и представляет

собой полное электронное описание изделия, где присутствует, как

конструкторская, технологическая, производственная и другие базы данных по

изделию. Это обеспечивает значительное улучшение качества, снижение

себестоимости и сокращение сроков выпуска изделия на рынок.

Каждая система разрабатывается руководствуясь задачами объединения и оптимизации

труда разработчиков и принимаемых при этом технологий в масштабах всего

предприятия для поддержания данной системой стратегии автоматического

проектирования.

2. Классификация ЭВМ.

Технические средства и общее системное программное обеспечение являются

инструментальной базой САПР. Они образуют физическую среду, в которой

реализуются другие виды обеспечения САПР. Инженер, взаимодействуя с этой средой

и решая различные задачи проектирования, осуществляет автоматическое

проектирование технических объектов. Технические средства и общее программное

обеспечение в процессе проектирования выполняют и решают такие задачи как :

ввода исходных данных описания объекта проектирования;

отображения введенной информации с целью ее контроля и редактирования;

преобразования информации;

хранение и оперативного общения проектировщика с системой; и многие другие

функции.

Для решения этих задач технические средства САПР должны содержать процессоры,

оперативную память, внешние запоминающие устройства, устройства ввода-вывода

информации, технические средства машинной графики и многие др. устройства. На

сегодняшний день существует очень много разнообразных ЭВМ. Основные технические

характеристики по которым ЭВМ разделены на группы это: производительность,

емкость оперативного запоминающего устройства, пропускная способность подсистемы

ввода-вывода информации, надежность функционирования и др. ЭВМ, используемые в

САПР, можно разделить на две группы:

универсальные общего назначения;

специализированные.

Специализированные ЭВМ предназначены для решения узкого круга задач

проектирования конкретных технических объектов. Можно условно разделить ЭВМ на

группы по цене/производительности, но очень быстрый прогресс в области

разработки вычислительной техники размывают эту границу, превращая сегодняшнюю

супер-ЭВМ в простой калькулятор.

Разделяют вычислительные машины на супер-ЭВМ, ЭВМ высокой производительности и

ЭВМ средней производительности, они используются в основном для решения сложных

вычислительных задач (например, моделирования, параметрической оптимизации и

т.п.); мини-ЭВМ служат основой для создания типовых проблемно-ориентированных

комплексов; персональные ЭВМ предназначены для текущей повседневной работы

инженера; микро-ЭВМ получили широкое распространение, поскольку легко

встраиваются в различные устройства САПР. Приведем несколько примеров, где можно

проанализировать технические характеристики разных типов ЭВМ (таб.1) .

таб.1.

Параметры ЭВМСупер-ЭВМЭВМ высокой произв.ЭВМ средней произв.Супермини

ЭВМ.Микро-ЭВМ

Название.Cray X-MPIBM-3081ЕС1046VAX11/780СМ 50/60

Производ. млн. опер/сек. Максим.200 141,21,10,15

Разрядность машинного слова.6432323216

Емкость ОЗУ, байт.64М32М 8М8М128К

В начале 90-х годов в нашу страну хлынул большой поток зарубежной вычислительной

техники, произошел резкий скачок в развитии Российского рынка компьютерной и

оргтехники. Нам стали доступны последние достижения в мире Hardware, Software,

Multimedia. Так имея денежные средства можно без лишних усилий приобрести ЭВМ

любого класса и любой конфигурации. Принцип открытой архитектуры, впервые

используемый фирмой IBM, сделал самыми распространенными IBM-совместимые

компьютеры. По классам их можно подразделить на офисные компьютеры, сетевые

рабочие станции, графические станции, файл-серверы, видео-серверы, компьютеры

мультимедиа, Desktop, Laptop. Представители каждой группы имеют различные

технические характеристики.

Эти небольшие на вид машины несут в себе огромный вычислительный потенциал,

который нашел свое применение в системах автоматизированного проектирования,

анимации, банковского дела, образования и многих других сферах. Так, например,

Cray Research единственная компания, выпускающая вычислительную технику для

научных высокопроизводительных вычислений. Современные дорогостоящие ЭВМ

содержат по несколько десятков и даже сотен процессоров (например, MasPar MP-2

содержит 16000 процессоров) достигая при этом пиковой производительности в

несколько сотен Мфлоп. Простые же ЭВМ содержат обычно один процессор (

процессоры условно подразделяют на поколения 286, 386, 486, 586”Pentium”),

несколько мегабайт оперативной памяти (обычно она наращивается), жесткий диск

(постоянное запоминающее устройство - “винчестер”, емкость от нескольких Мб до

нескольких Гбайт), адаптеры видео-, мульти- и др. (для поддержания работы

различных устройств, как монитор, винчестер и т. д.). Все перечисленные

устройства устанавливаются на материнскую плату, к ней от блока питания подается

электрическая энергия и ЭВМ может работать. Это конечно не полный состав

компьютера (на самом деле он намного сложнее), но уже достаточно, чтобы

представить себе его сущность.