СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ (ВИДЫ, ДОСТОИНСТВА, НЕДОСТАТКИ, ПРИМЕНЕНИЕ)

Аннотация. В статье рассмотрены особенности систем автоматизированного проектирования, их виды, достоинства и недостатки, возможности реализации в различных отраслях. Сделан вывод о возможности применения САПР в машиностроении, промышленном производстве, радиоэлектронике и т.д. В то же время, для решения конкретных производственных, проектных задач требуется творческий подход к разработке и внедрению САПР. Поиск оптимальной организации автоматизации процессов на производстве, в наукоемких отраслях, приборо- и самолетостроении продолжается.

Ключевые слова: система автоматического проектирования, система автоматизированного проектирования, САПР, автоматизация проектирования, АСУ ТП, проектирование

Усложнение технологических процессов, рост конкуренции в большинстве отраслей экономики вызвали необходимость применения в деятельности предприятий систем автоматизированного проектирования. Трудно переоценить их значение в автоматизации технологических процессов, управлении наукоемкими и промышленными предприятиями. В то же время, необходимость учета как специфики деятельности (предприятия, технологических процессов, управления), так и уровня решаемых задач определили многообразие применяемых САПР, а так же средств автоматизации, постоянное их совершенствование и поиск новых, наиболее успешных направлений модернизации. Рассмотрим особенности систем автоматизированного проектирования, их виды, достоинства и недостатки.

Система автоматизированного проектирования (САПР) представляет собой организационно-техническую систему, представленную комплексом средств автоматизации проектирования. В радиоэлектронной отрасли промышленности среди САПР выделяют системы:

- функционального проектирования (системы расчетов и инженерного анализа (САЕ);

- конструкторского проектирования (CAD);

- технологического проектирования (проектирование технологических процессов (САМ).

Координирует работу названных систем – система управления проектными данными (PDM).

Наглядно основные типы автоматизированных систем можно рассмотреть на примере промышленного производства изделий, рассматривая жизненный цикл изделий (рис. 1).

Рисунок 1. Автоматизированные системы на основных этапах жизненного цикла промышленных изделий

Управление поставками материалов и комплектующих для производства изделия производится на этапе проектирования системой управления цепочками поставок (SCM). Автоматизированные системы управления предприятием и технологическими процессами (АСУП и АСУ ТП) обеспечивают информационную поддержку этапа производства изделий. При этом АСУП включает системы: планирования и управления (ERP), производства и требований к материалам (MRP-2), производственную исполнительную систему (MES), систему управления взаимоотношениями с заказчиками (CRM).

В состав АСУ ТП с целью выполнения диспетчерских функций, разработки программного обеспечения для встроенного оборудования вводят SCADA-системы. Непосредственное программное управление технологическим оборудованием осуществляется с помощью CNC-системы на базе контроллеров, встроенных в технологическое оборудование.

Рассмотрим особенности классификации САПР (табл. 1).

Таблица 1.

Классификация САПР по ряду признаков

Таким образом, классификацию САПР осуществляют по таким признакам, как приложение, целевое назначение, масштабы, характер базовой подсистемы.

С.Г. Камшиловым рассматриваются системы автоматизированного проектирования производственных процессов, делается вывод о необходимости комплексной автоматизации производства, что позволит координировать большинство технологических процессов и операций, будет способствовать оптимальной организации производственного процесса, получению продукции высокого качества в кратчайшие сроки, чего невозможно достигнуть автоматизируя отдельные ТП [3]. При этом С.Г. Камшилов приводит классификацию САПР-АСТПП систем нижнего, среднего и высшего уровня. Системы нижнего уровня призваны автоматизировать инженерно-графические работы и математические расчеты (Auto-CAD, Компас). Системы среднего уровня обеспечивают комплексную автоматизацию процесса проектирования изделия, автоматизацию технологической подготовки производства (наряду с САПР используются MRP, ERP, CRM, OLAP). Системы высшего уровня решают сложные задачи, обеспечивают высокий уровень координации ТП. И.А. Белоус в качестве такой системы рассматривает Altium Designer, позволяющую проводить сквозное проектирование, обеспечивающее планомерный переход от одного этапа процесса к другому [1]. Н.В. Сурина рассматривает применение модульного принципа проектирования, как наиболее надежного для технической подготовки производства [4].

Фактическое применение систем автоматизированного проектирования сегодня затрагивает помимо автоматизации процессов в промышленном производстве многие новые и современные отрасли. Так, применение САПР рассматривается при проектировании беспилотных летательных аппаратов [2].

Итак, изучение результатов научных исследований по проблеме применения САПР в различных отраслях позволяет сделать ряд выводов. Необходимость комплексной автоматизации производственных процессов, применения систем автоматизации при проектировании, разработке экспериментальных моделей и действующих оразцов, промышленное производство изделий, а так же автоматизация технологических процессов в промышленности, радиоэлектронике, самолетостроении и др. областях сегодня не вызывает сомнения. В то же время, изучение основных видов САПР, их технологических и обеспечивающих подсистем, а так же широкие возможности модификации программного обеспечения определяют непрекращающийся поиск новых, наиболее оптимальных САПР и сочетаний подсистем на их основе. Достоинством применения САПР служит минимальное участие человека в организации и контроле за технологическими процессами, повышение координации производственных процессов, ускорение производства продукции и повышение качества готовой продукции. В то же время, необходимость подбора оптимального комплекса компонентов САПР для решения конкретных задач не позволяет применять какие-то единые подходы к автоматизации, в каждом конкретном случае требуется не только творческий подход, но и постоянный мониторинг работы внедренных САПР с целью обеспечения оптимальной организации автоматизируемых процессов.

Список литературы:

1. Белоус И.А. Сквозное автоматизированное проектирование в системе Altium Designer // Территория новых возможностей. Вестник Владивостокского государственного университета экономики и сервиса. – 2015. - № 1 (28). – С. 66-71.
2. Гридин В.Н., Дмитревич Г.Д., Анисимов Д.А. Архитектура распределенных сервис-ориентированных систем автоматизированного проектирования // Известия Южного федерального университета. Технические науки. – 2014. - № 7 (156). – С. 51-58.
3. Камшилов С.Г. Системы автоматизированного проектирования в производственных процессах // Вестник Челябинского государственного университета. – 2004. - № 1. – С. 104-108.
4. Сурина Н.В. Интегрированные системы автоматизированного проектирования технической подготовки производства // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2008. - № 10. – С. 356-358.