Техническое обеспечение САПР представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения автоматизированного проектирования. К компонентам технического обеспечения относят устройства вычислительной и организационной техники, средства передачи данных, измерительные и другие устройства и их сочетания, обеспечивающие функционирование комплекса средств автоматизированного проектирования.
Структура технического обеспечения может представлять локальные вычислительные сети, объединяющие в своем составе, в зависимости от задач, решаемых САПР, различные классы ЭВМ, периферийные устройства, сетевое оборудование и микропроцессорную технику, встроенную в технологическое оборудование.
Компоненты технического обеспечения должны давать возможность: кодирования и ввода информации с ее визуальным контролем и редактированием; передачи информации по различным каналам связи; хранения, контроля и восстановления информации; загрузки, хранения и исполнения программного обеспечения; оперативного предоставления запрашиваемой информации на устройства вывода.
Математическое обеспечение САПР – совокупность математических методов, математических моделей и алгоритмов проектирования, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования. Сюда входят математические модели конкретных объектов (технологических процессов, инструментов, приспособлений и др.) и процессов проектирования, методы проектирования, а также методы и алгоритмы выполнения различных инвариантных проектных операций и процедур, связанных с оптимизацией, поиском информации, автоматизированной графики и др.
Взаимосвязи между компонентами математического обеспечения должны обеспечивать формализацию процесса проектирования, его целостность, адекватно описывать проектируемый объект, обеспечивать точность и экономичность.
Модель всегда лишь приближенно отражает некоторые свойства объекта. Адекватность имеет место, если модель отражает заданные свойства объекта с приемлемой точностью. Под точностью понимают степень соответствия оценок одноименных свойств объекта и модели. Экономичность (вычислительная эффективность) определяется затратами ресурсов, требуемых для реализации модели.
Программное обеспечение - совокупность машинных программ, необходимых для выполнения АП и предоставленных в заданной форме. Сюда включаются комплексы программ специального и общего назначения. Специальное программное обеспечение представляется в виде текстов прикладных программ, ориентированных на решение специальных задач (проектирование маршрутных и операционных технологических процессов, техническое нормирование, проектирование оснастки и т. п.). Общее программное обеспечение предназначено для управления вычислительным процессом и подготовки прикладных программ к использованию на ЭВМ. Эти функции обычно выполняют программы, входящие в состав операционных систем.
Компоненты программного обеспечения должны иметь иерархическую организацию, в которой на верхнем уровне размещается монитор управления компонентами нижних уровней - программными модулями. Программный модуль должен: регламентировать функционально законченное преобразование информации; быть написанным на одном из стандартных языков программирования; удовлетворять соглашениям о представлении данных, принятым в данной системе АП.
Информационное обеспечение – совокупность сведений, необходимых для выполнения АП и представленных в заданной форме. Основная составная часть информационного обеспечения САПР – банк данных, представляющий собой совокупность средств для централизованного накопления данных. Банк данных состоит из базы данных и системы управления базой данных.
Банки данных должны обеспечивать: информационную совместимость проектирующих и обслуживающих подсистем; независимость данных на логическом и физическом уровнях, в том числе инвариантность к программному обеспечению; возможность одновременного использования данных из различных баз данных и различными пользователями; возможность интеграции неоднородных баз данных для совместного их использования различными подсистемами; возможность наращивания баз данных; контролируемую избыточность данных.
Построение банков данных САПР - сложная задача, что обусловлено следующими особенностями САПР.
1. Разнообразие проектных данных, фигурирующих в процессах обмена как по своей семантике (многоаспектность), так и по формам представления. В частности, значительна доля графических данных.
2. Нередко обмены должны производиться с высокой частотой, что предъявляет жесткие требования к быстродействию средств обмена (полагают, что СУБД должна работать со скоростью обработки тысяч сущностей в секунду).
3. В САПР проблема целостности данных оказывается более трудной для решения, чем в большинстве других систем, поскольку проектирование является процессом взаимодействия многих проектировщиков, которые не только считывают данные, но и изменяют их, причем в значительной мере работают параллельно. Из этого факта вытекают следствия: во-первых, итерационный характер проектирования обычно приводит к наличию по каждой части проекта нескольких версий, любая из них может быть принята в дальнейшем в качестве основной, поэтому нужно хранить все версии с возможностью возврата к любой из них; во-вторых, нельзя допускать использования неутвержденных данных, поэтому проектировщики должны иметь свое рабочее пространство в памяти и работать в нем автономно, а моменты внесения изменений в общую БД должны быть согласованными и не порождать для других пользователей неопределенности данных.
4. Транзакции могут быть длительными и трудоемкими. Транзакцией называют последовательность операций по удовлетворению запроса. В САПР внесение изменений в некоторую часть проекта может вызвать довольно длинную и разветвленную сеть изменений в других его частях из-за существенной взаимозависимости компонентов проекта (многошаговость реализации запросов). В результате транзакции могут длиться даже несколько часов. При хранении компонентов проекта во внешней памяти затраты времени на обработку запросов оказываются значительно выше, чем в большинстве других автоматизированных систем.
5. Иерархическая структура проектных данных и, следовательно, отражение наследования в целях сокращения объема базы данных.
Лингвистическое обеспечение – совокупность языков проектирования, включая термины и определения, правила формализации естественного языка и методы сжатия и развертывания текстов, необходимых для автоматизирования проектирования и представленных в заданной форме.
Компоненты лингвистического обеспечения должны быть согласованными с компонентами обеспечения других видов, быть относительно инвариантными к конкретному содержанию баз данных, предоставлять компактной форме средства для описаний всех объектов и процессов заданного для системы класса с необходимой степенью детализации и без существенных ограничений на объект описания, быть рассчитанными, в основном, на диалоговый режим их использования.
Поскольку созданием программ для программируемых контроллеров обычно занимаются не профессиональные программисты, а заводские технологи, такие языки программирования должны быть достаточно простыми, обычно построенными на визуальных изображениях ситуаций. Например, используются различные схемные языки. Ряд языков стандартизован и представлен в международном стандарте I ЕС 1131-3.
Методическое обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав и правила отбора и эксплуатации средств обеспечения АП и необходимых для решения проектных задач.
К компонентам методического обеспечения относят: утвержденную документацию инструктивно-методического характера, устанавливающую технологию автоматизированного проектирования; правила эксплуатации комплекса средств АП; нормативы, стандарты и другие руководящие документы, регламентирующие процесс и объект проектирования.
Компоненты методического обеспечения должны размещаться на машинных носителях информации, позволяющих осуществлять как долговременное хранение документов, так и их оперативный вывод в форматах, установленных соответствующими стандартами.
Организационное обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав проектной организации и ее подразделений, связи между ними, их функции, а также форму представления результата проектирования и порядок рассмотрения проектных документов, необходимых для выполнения АП.
Компоненты организационного обеспечения должны устанавливать организационную структуру системы и подсистем, включая взаимосвязи ее элементов; задачи и функции службы САПР и связанных с нею подразделений организации; права и ответственность должностных лиц по обеспечению создания и функционирования АП порядок подготовки и переподготовки пользователей.
2. Решение о внедрении автоматизированного проектирования.
Предприятие внедряет АП если подтверждена целесообразность и обеспечены необходимые экономические, технические и организационные условия. Эффект от внедрения АП может быть экономический, социальный и технический.
Полный экономический эффект от внедрения АП на предприятии Эп складывается из следующих составляющих:
Эп = Эпт + Эпр + Энтпп,
где Эпт – экономический эффект, полученный на этапе потребления изделий, обладающими улучшенными потребительскими свойствами благодаря тому, что их свойства сформулированы технологиями спроектированными средствами САПР; Эпр – экономический эффект, полученный на этапе использования в серийном и опытном производствах технологий, которые, благодаря тому, что они спроектированы средствами АП, обладают улучшенными производственно-технологическими показателями; Энтпп – экономический эффект, получаемый непосредственно на этапе проектирования изделий и технологий.