На многих современных предприятиях используются системы автоматизированного проектирования, или САПР. Существует большое количество поставщиков подобных решений. Функции и возможности данных систем проектирования, в частности представленных специализированным ПО соответствующего назначения, могут быть самыми разными. В чем заключается сущность САПР? Каковы нюансы разработки данных систем?
Что представляют собой системы автоматизированного проектирования?
САПР — это автоматизированные системы, которые призваны реализовывать ту или иную информационную технологию осуществления проектирования. На практике они представляют собой технические системы, позволяющие, таким образом, автоматизировать, обеспечить независимое от человека функционирование процессов, составляющих разработку проектов. В зависимости от контекста под САПР может пониматься:
- программное обеспечение, используемое в качестве основного элемента соответствующей инфраструктуры;
- совокупность кадровых и технических систем (включая те, что предполагают задействование САПР в виде ПО), применяемых предприятием в целях автоматизации разработки проектов.
Таким образом, можно выделить более широкую и узкую трактовку термина, о котором идет речь. Сложно сказать, какая из них применяется в бизнесе чаще, все зависит от конкретной сферы использования САПР, тех задач, которые призваны решать данные системы. К примеру, в контексте отдельно взятого производственного цеха под САПР, вероятно, будет пониматься конкретная программа для автоматизированного проектирования. Если речь идет о стратегическом планировании развития предприятия, данное понятие будет, вероятно, соответствовать более масштабной инфраструктуре, задействуемой в целях повышения эффективности разработки различных проектов.
Стоит отметить, что САПР — это аббревиатура, которая и расшифровываться может по-разному. В общем случае она соответствует словосочетанию «система автоматизированного проектирования». Вместе с тем есть и другие варианты расшифровки соответствующей аббревиатуры. Например, она может звучать как «система автоматизации проектных работ».
В английском языке российскому термину САПР по смыслу соответствует аббревиатура CAD, в некоторых случаях — CAX. Рассмотрим более подробно, в каких целях могут создаваться системы автоматизированного проектирования в машиностроении и иных сферах.
Цели создания САПР
Главная цель разработки САПР — повышение эффективности труда специалистов предприятия, решающих различные производственные задачи. В частности, связанные с инженерным проектированием. Повышение эффективности в данном случае может осуществляться за счет:
- снижения трудоемкости процесса проектирования на производстве;
- сокращения сроков реализации проектов;
- снижения себестоимости проектных работ, а также издержек, связанных с эксплуатацией;
- обеспечения повышения качества инфраструктуры проектирования;
- снижения издержек на моделирование, а также проведение испытаний.
САПР — это инструмент, позволяющий добиться отмеченных преимуществ за счет:
- автоматизации документации;
- эффективной информационной поддержки специалистов, участвующих в разработке проектов;
- применения концепций параллельного проектирования;
- унификации различных решений;
- осуществления стратегического проектирования;
- применения математического моделирования как альтернативы дорогостоящим испытаниям;
- повышения качества процессов управления бизнесом;
- оптимизации методов проектирования.
Рассмотрим теперь, в какой структуре может быть представлена САПР.
Структура САПР
Система автоматизированного проектирования технологических процессов, к примеру, может включать следующие компоненты:
- комплекс элементов автоматизации;
- программно-техническую инфраструктуру;
- методические инструменты;
- элементы поддержки функциональности САПР.
Распространен подход, в соответствии с которым в структуре САПР следует выделять различные подсистемы. Ключевыми принято считать:
- обслуживающие подсистемы, которые поддерживают функционирование основных проектирующих компонентов САПР, инфраструктуры, отвечающей за обработку данных, поддержание ПО;
- проектирующие подсистемы, которые в зависимости от соотнесения с объектом разработки могут быть представлены с объектными задачами или же инвариантными, то есть связанные с реализацией конкретных проектов или же с совокупностью нескольких.
САПР — это системы, которые включают в себя определенные функциональные компоненты. Рассмотрим их особенности.
Компоненты САПР
Автоматизированное проектирование систем управления и промышленной инфраструктуры, как мы уже знаем, состоит из различных подсистем. В свою очередь, их составляющими являются компоненты, которые обеспечивают функционирование соответствующих элементов САПР. Например, это может быть та или иная программа, файл, аппаратное обеспечение. Компоненты, обладающие общими признаками, формируют средства обеспечения систем проектирования. Таковые могут быть представлены следующими основными разновидностями:
- техническим обеспечением, которое представляет собой совокупность различных технических средств, таких как компьютеры, сетевые компоненты, измерительные приборы;
- математическими моделями, которые объединяют те или иные алгоритмы, что задействуются в целях решения различных задач;
- программным обеспечением — системным, прикладным;
- информационным обеспечением, представляющим собой совокупность различных данных, что необходимы в целях внедрения проектирования;
- лингвистическими моделями, представляющими собой совокупность различных языков, которые применяются в САПР в целях отражения сведений о проектировании;
- методическим обеспечением, представляющим собой совокупность подходов к обеспечению функционирования САПР, различных методов подбора технологических концепций для достижения оптимальных результатов при реализации тех или иных проектов;
- организационным обеспечением, которое представлено главным образом источниками, которые определяют структуру проектной документации, а также характеристики системы автоматизации и то, каким образом должны отражаться результаты реализации проектов.
Автоматизированные системы проектирования, обработки информации могут быть классифицированы по различным критериям. Рассмотрим их специфику.
Классификация САПР
В числе распространенных критериев классификации САПР — отраслевое назначение соответствующих систем. Так, выделяют:
- автоматизированное проектирование инфраструктуры машиностроения;
- САПР для электронного оборудования;
- автоматизированное проектирование в сфере строительства.
Первый тип систем САПР используется в широком спектре отраслей — в автомобилестроении, авиастроении, судостроении, в сегментах выпуска различных товаров народного потребления. Соответствующая инфраструктура применяется в целях разработки как отдельных деталей, так и различных механизмов с использованием всевозможных подходов в рамках параметрического проектирования, моделирования.
Второй тип САПР применяется для проектирования готового электронного оборудования, а также отдельных его элементов, например процессоров, интегральных микросхем и прочих видов аппаратного обеспечения.
Третий тип САПР задействуется в целях проектирования различных зданий, сооружений, элементов инфраструктуры.
Следующий критерий, по которому могут быть классифицированы системы автоматизированного проектирования, программирования, — целевое назначение САПР. Так, выделяют:
- средства проектирования, задействуемые в целях автоматизации двумерных либо трехмерных геометрических моделей, формирования конструкторской документации;
- системы, применяемые в целях разработки различных чертежей;
- САПР, созданные для геометрического моделирования;
- системы, предназначенные для автоматизации расчетов в рамках инженерных проектов, а также динамического моделирования;
- САПР, предназначенные для осуществления компьютерного анализа различных параметров по проектам;
- средства автоматизации, используемые в целях технологической оптимизации проектов;
- САПР, используемые в целях автоматизации планирования.
Стоит отметить, что данную классификацию следует считать условной.
Автоматизированная система технологического проектирования может включать в себя самый широкий спектр функций из числа тех, что перечислены выше, и не только. Конкретный перечень возможностей САПР определяет прежде всего разработчик соответствующей системы. Рассмотрим, какие в принципе задачи он может решать.
Разработка САПР
Проектирование автоматизированных систем обработки информации, управления, программирования и реализации иных функций, направленных на повышение эффективности разработки проектов в тех или иных отраслях, — процесс, который характеризуется высоким уровнем сложности и требует от его участников осуществления вложения значительных ресурсов — трудовых, финансовых. Эксперты выделяют несколько основных принципов, в соответствии с которыми может вестись разработка САПР. В числе таковых:
- унификация;
- комплексность;
- открытость;
- интерактивность.
Рассмотрим их подробнее.
Унификация как принцип разработки САПР
Работа с системами автоматизированного проектирования как на стадии их разработки, так и в период пользования соответствующей инфраструктурой предполагает следование принципу унификации, в соответствии с которым, те или иные решения могут одинаково эффективно и по схожим алгоритмам внедряться в различных отраслях производства. Данный принцип предполагает, что человек, использующий знакомый ему модуль САПР или, к примеру, методику автоматизированного проектирования в одной среде, без труда сможет адаптировать их к специфике применения в иных условиях.
Унификация САПР имеет значение и с точки зрения развития предприятия - разработчика соответствующей системы: чем более универсальными будут модули и подходы, которые данный хозяйствующий субъект предлагает рынку, тем более интенсивным может быть его рост, тем выше конкурентоспособность и готовность новых потребителей к сотрудничеству.
Комплексность как принцип разработки САПР
Следующий принцип, который характеризует процесс проектирования автоматизированных систем, — комплексность. Он предполагает, что производитель САПР сможет наделить свой продукт компонентами, которые позволят его пользователю решать поставленные задачи на самых разных уровнях реализации проекта. Данный аспект, возможно, является ключевым с точки зрения обеспечения конкурентоспособности продукта и освоения им новых рынков. Но при этом следует иметь в виду, что даже самые комплексные решения должны удовлетворять иным ключевым принципам разработки САПР. В числе таковых — открытость.
Открытость как принцип разработки САПР
Открытость в данном контексте может пониматься по-разному, но во всех случаях ее интерпретация будет уместной. Разработка системы автоматизированного проектирования — процесс, который должен прежде всего характеризоваться открытостью с точки зрения формирования обратной связи между производителем САПР и ее пользователями. Человек, задействующий соответствующую систему, должен иметь возможность информировать ее разработчика о выявленных проблемах, особенностях функционирования САПР в различных условиях, передавать бренду-производителю свои пожелания касательно улучшения продукта.
Открытость в разработке САПР также может выражаться в готовности производителя осуществлять активный мониторинг технологических разработок, в том числе от конкурирующих производителей, отслеживать различные тренды. В данном случае ведущую роль в бизнесе могут играть не только технологические подразделения, но, к примеру, маркетологи компании, специалисты по PR, менеджеры, отвечающие за переговоры фирмы с партнерами.
Открытость при разработке САПР — это также готовность разработчика соответствующей системы к прямому диалогу с другими поставщиками, которые опять же могут быть его прямыми конкурентами. Обмен технологиями, позволяющими создавать продукты, посредством которых может быть осуществлено эффективное автоматизированное проектирование систем управления, промышленной инфраструктуры, инженерных разработок, также является значимым фактором повышения конкурентоспособности бренда, поставляющего САПР в тех или иных сегментах рынка.
Интерактивность как принцип разработки САПР
Следующий важнейший принцип создания САПР — интерактивность. Он предполагает прежде всего создание разработчиком соответствующих систем интерфейсов, максимально облегчающих процедуру их задействования человеком, а также осуществления им необходимых коммуникаций с другими пользователями САПР.
Еще один аспект интерактивности — обеспечение в необходимых случаях взаимодействия между различными модулями систем автоматизированного проектирования в рамках формирования производственной инфраструктуры.
Можно отметить, что принцип интерактивности тесно связан с первым — унификацией. Дело в том, что обмен данными в рамках тех или иных интерактивных процедур наиболее эффективным будет при условии необходимой стандартизации взаимодействия между теми или иными субъктами. Это может выражаться в унификации файловых форматов, документов, процедур, языка, инженерных подходов при разработке тех или иных проектов.
Особенно большое значение рассматриваемый принцип играет в САПР, посредством которых осуществляется автоматизированное проектирование информационных систем. Данная сфера применения САПР характеризуется, в частности, высокой степенью потребности пользователей соответствующей инфраструктуры:
- в регулярном, динамичном взаимодействии между собой;
- обеспечении связей между большим количеством модулей САПР;
- осуществлении оптимизации различных интерактивных процедур;
- оперативном формировании отчетности.
Только при условии достаточной интерактивности систем автоматизированного проектирования пользователи вправе рассчитывать на эффективное решение подобных производственных задач.
