Программное обеспечение для автоматизированного проектирования используется профессионалами в области дизайна для проектирования и документирования реальных объектов. Организации, занимающиеся проектированием, архитектурой, геодезией и строительством, используют САПР для изображения различных планов, деталей строительства и реальных представлений реальных активов. AutoCAD и MicroStation представляют собой два широко используемых типа программного обеспечения САПР общего назначения. Данные из этого программного обеспечения поддерживаются ArcGIS Pro .
Данные САПР
Наборы данных САПР могут различаться по размеру, масштабу и уровню детализации; они могут представлять информацию о внутренней части здания в масштабе проекта или обзорную площадку в региональном масштабе. Файлы САПР часто изображают предлагаемые объекты инфраструктуры или другие предлагаемые изменения в строении или природной среде, которые могут быть представлены на карте в их географическом контексте.
Чертежи САПР часто являются источником новых активов инфраструктуры или изменений в природной среде и могут использоваться для создания или обновления наборов данных ГИС. ArcGIS Pro читает файлы САПР как один из форматов ГИС-данных, добавляет их в карты или сцены или же переносит информацию из них в наборы данных ГИС. Файлы САПР можно использовать непосредственно во многих инструментах геообработки и автоматизированных рабочих процессах для анализа и создания данных. Данные САПР легко конвертируются в объекты базы геоданных ArcGIS с помощью инструментов геообработки. Эта конвертация данных поддерживает процессы для редактирования данных из САПР-источников или публикацию итоговых ресурсов в веб-карты и 3д веб-сцены.
Обзор программы САПР «Грация»
Назначение данных САПР
Данные САПР — распространенный источник ГИС-данных, но перед их использованием в ArcGIS Pro у данных должны быть координаты. У файлов САПР должна быть корректная система координат Esri (файл PRJ) и для них может потребоваться дополнительная информация о трансформации координат (WLD) файл, чтобы определить, как координаты в данных САПР должны располагаться на поверхности земли.
Уведомления появляются, когда вы пытаетесь добавить данные САПР, которые не имеют надлежащей пространственной привязки. Эти уведомления помогут вам выбрать правильную пространственную привязку и представят действия для выполнения необходимого изменения положения данных САПР. Чтобы проверить информацию о геопространственном расположении для любого файла САПР или BIM, вы можете просмотреть опцию Проверить местоположение в диалоговом окне Свойства файла , которое вызывается из контекстного меню файлов САПР щелчком правой кнопкой мыши на панели Каталог.
Форматы
ArcGIS Pro поддерживает файлы из AutoCAD и MicroStation . В каждом из них используются векторные форматы на основе файловой структуры. Оба формата поддерживают 2D и 3D информацию.
Autodesk AutoCAD DWG и DXF
Формат DWG – исходный формат ПО Autodesk AutoCAD . В дополнении к Autodesk AutoCAD , ряд других разработчиков САПР используют версии файлового формата DWG. ArcGIS Pro читает файлы .dwg и .dxf , которые также могут содержать данные классов объектов, созданные в плагине Esri ArcGIS for AutoCAD или в программе Autodesk AutoCAD Civil 3D.
Что такое САПР для швейников?
Формат DXF – обменный формат, изначально разработанный для совместимости с другими приложениями. Его использование сокращается по мере того, как программные приложения все чаще поддерживают формат DWG непосредственно с лицензированной технологией чтения/записи от Autodesk или от сторонних поставщиков, таких как Open Design Alliance.
Bentley MicroStation DGN
Формат DGN – исходный формат программного обеспечения САПР от Bentley MicroStation . Уникальной особенностью формата DGN является возможность его сохранения с нестандартными расширениями файла. Он используется для определения содержания; например, вы можете сохранить файл формата DGN с расширением .par , для идентификации чертежей, с информацией об участках. Файлы MicroStation могут включать несколько чертежей модели поддерживаемой геометрии в одном файле.
Набор классов объектов САПР
В ArcGIS Pro , AutoCAD или MicroStation файл считывается как набор классов объектов ArcGIS. Этот набор классов объектов содержит пространственную привязку и классы объектов ArcGIS только для чтения. Набор классов объектов только для чтения, и входящие в него классы объектов можно добавлять на карту или сцену, а также использовать в рабочих процессах геообработки так же, как и остальные наборы данных ArcGIS без предварительной конвертации. Эти классы объектов заполняются геометрией из файла САПР наряду с атрибутами объекта, извлеченными из поддерживаемой геометрии свойств записей САПР. Файлы AutoCAD могут содержат атрибутированные классы объектов ArcGIS, созданные с использованием ArcGIS for AutoCAD или на основе данных AutoCAD , экспортированных из ArcGIS Pro с использованием инструмента геообработки Экспорт в САПР .
Классы пространственных объектов набора данных САПР
Когда вы подключаетесь к файлу САПР в ArcGIS Pro , элементы САПР в чертеже на лету образуют виртуальные классы пространственных объектов, которые напоминают схему базы геоданных.
По умолчанию элементы САПР в файле САПР организованы в классы объектов по типу геометрии. К этим классам пространственных объектов по умолчанию относятся Point, Polyline, Polygon, Annotation и Multipatch. Элементы САПР содержат разнообразные числовые и текстовые свойства, которые идентифицируют их символы, а также различные параметрические и определяемые пользователем атрибуты. Если данные интерпретированы ArcGIS Pro как ГИС-объекты, свойства элементов интерпретируются как атрибуты объектов.
Файлы AutoCAD .dwg и .dxf могут содержать дополнительную информацию из AutoCAD Civil 3D которая включена в набор классов как класс объектов САПР. Этот класс объектов создается из объектов AEC, сохраненных в файлах .dwg и .dxf , и используемых программным обеспечением Autodesk Civil 3D.
Файлы AutoCAD .dwg и .dxf также могут включать дополнительную информацию из файлов ArcGIS for AutoCAD или AutoCAD DWG, экспортируемых инструментом геообработки Экспорт в САПР . Эта информация включается в виде дополнительного содержания в класс объектов в наборе данных САПР. Эти классы объектов кодированы с применением системы организации данных картографическая спецификация для САПР (MSC), используемой Esri для хранения классов объектов ArcGIS в файлах AutoCAD .dwg или .dxf . Эти классы объектов MSC также содержат дополнительные метаданные Esri, например, определение системы координат.
Атрибуты из свойств объекта САПР
Атрибуты объектов ГИС генерируются из свойств объекта САПР. ArcGIS Pro использует графические свойства САПР и число заданных пользователем исходных атрибутов для генерации виртуальной таблицы ГИС атрибутов. Часть атрибутивных полей включается из определенного пользователем содержания, создаваемого автором САПР.
Эти исходные атрибуты включают блоки атрибутов AutoCAD атрибуты доступных ячеек MicroStation , и заданные пользователем атрибуты из Civil 3D. Предварительно заданные имена полей сохраняются как стандартные свойства полей САПР. Некоторые определяемые пользователем атрибуты могут содержать недопустимые имена полей в ArcGIS Pro , которые были изменены, чтобы быть приемлемыми. Например, если имя поля начинается с числа, перед числом автоматически добавляется буква t.
Классы объектов, производные от объектов AutoCAD Civil 3D, имеют параметрические и определяемые пользователем атрибуты и включаются в качестве атрибутов объектов. ArcGIS Pro поддерживает определенные пользователем наборы свойств Civil 3D в качестве атрибутов элементов. Имя набора свойств Civil 3D будет добавлено в качестве префикса к имени поля для каждого включенного атрибута набора свойств.
Классы пространственных объектов, созданные с помощью плагина ArcGIS for AutoCAD или инструмента геообработки Экспорт в САПР , будут включать в себя определенные пользователем атрибуты объектов ГИС, которые включаются при доступе к данным САПР с помощью ArcGIS Pro .
Связанные разделы
- Краткий словарь САПР
- Поддерживаемая геометрия Autodesk Civil 3D
- Поддерживаемая геометрия AutoCAD и MicroStation
В этом разделе
- Данные САПР
- Назначение данных САПР
- Форматы
- Набор классов объектов САПР
- Классы пространственных объектов набора данных САПР
Источник: pro.arcgis.com
3. Программное обеспечение сапр
Программное обеспечение САПР представляет собой совокупность всех программ и эксплуатационной документации к ним, необходимых для автоматизированного проектирования. Физически в состав ПО входят:
— Документы с текстами программ;
— Программы, записанные на машинных носителях информации;
Составляющие программного обеспечения САПР, а также требования к его разработке и документированию установлены государственными стандартами.
ПО САПР подразделяется на:
1) Общесистемное ПО содержит набор программных средств, которые предназначены для повышения эффективности использования вычислительных комплексов САПР и производительности труда персонала, обслуживающего эти комплексы.
К функциям общесистемного ПО относятся:
— Управление процессом вычислений;
-Ввод, вывод и частично обработка информации;
-Диалоговая взаимосвязь с пользователем в процессе проектирования;
-Решение общематематических задач;
-Хранение, поиск, сортировка, модификация данных, необходимых при проектировании, защита их целостности и защита от несанкционированного доступа;
-Контроль и диагностика работы вычислительного комплекса.
2) Специализированное ПО включает в себя прикладные программы и пакеты прикладных программ (ППП), основной функцией которых является получение проектных решений.
Сапр схемотехнического моделирования.
Схемотехническое (электрическое, аналоговое) моделирование представляет собой моделирование электрических процессов в электронных устройствах, обычно изображаемых в виде принципиальных электрических схем, т.е. соединений условных обозначений элементов схемы (транзисторов, диодов, резисторов, конденсаторов и т.д.). Схемотехническое моделирование учитывает реальные физические ограничения в электрических процессах – законы сохранения. Этим оно отличается от логического моделирования, при котором рассматриваются только информационные потоки в схеме. Упомянутые ограничения описываются первым и вторым законами Кирхгофа, которые вытекают из законов сохранения заряда и энергии и называются обычно законами электрического равновесия. Необходимость выполнения этих законов в каждой расчетной точке требует решения соответствующих уравнений электрического равновесия.
В связи с этим в математическую модель электронного устройства (математическую модель схемы, ММС) входят не только модели отдельных элементов и уравнения их связи, как и в логическом моделировании, но и уравнения электрического равновесия, составляемые на основе законов Кирхгофа и называемые обычно топологическими уравнениями. Уравнения отдельных элементов схемы называются компонентными.
Таким образом, математическая модель схемы в общем случае состоит из двух подсистем уравнений – компонентной и топологической. Более высокая степень строгости описания электронных схем при схемотехническом моделировании позволяет получить более точные сведения о процессах в схеме по сравнению с логическим моделированием. Платой за это служит увеличение времени моделирования из-за необходимости решения уравнений равновесия. Цель схемотехнического моделирования состоит обычно в определении формы и параметров величин тока и напряжения, возникающих в разных точках схемы. Далее можно вычислить параметры сигналов (фронт, длительность, задержку и др.), рассчитать спектр выходного сигнала, чувствительность схемы к изменению параметров ее элементов, решить задачи статистического анализа схемы и оптимизации ее параметров.
- Micro-cap
- SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)
- Design Lab
Источник: studfile.net
XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2020
В настоящее время на предприятиях независимо от собственника идёт активное развитие конкурентоспособных систем автоматизированного проектирования, целью которых является сокращение трудоёмкости и сроков производства на этапах планирования и проектирования, вследствие этого сокращение себестоимости и повышение качества результатов. Поэтому в сфере САПР постоянно вводятся новые технологии для расширения возможностей существующих и разработки новых систем и подсистем автоматизированного проектирования, что даёт существенный толчок к разработке качественно новых методов разработки САПР, анализируя уже существующие.
Подсистемы САПР
Система автоматизированного проектирования (САПР) — автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности. Также для обозначения подобных систем широко используется аббревиатура САПР.
Иными словами, Система автоматизированного проектирования (САПР) — это совокупность средств и методов для осуществления автоматизированного проектирования.
Составными структурными частями САПР являются подсистемы, в которых при помощи различных комплексов средств выполняется решение функционально законченных задач в определенной последовательности. Подсистема САПР—это составная структурная часть САПР, обладающая всеми свойствами системы и являющаяся самостоятельной системой. Различают подсистемы проектирующие и обслуживающие.
Проектирующие подсистемы непосредственно выполняют проектные процедуры. Примерами проектирующих подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов, изготовления конструкторской документации, схемотехнического анализа, трассировки соединений в печатных платах. В зависимости от отношения к объекту проектирования различают два вида функциональных подсистем: объектно-ориентированные (объектные); объектно-независимые (инвариантные). [1]
К объектным подсистемам относят подсистемы, выполняющие одну или несколько проектных процедур или операций, непосредственно зависимых от конкретного объекта проектирования. Например, подсистема проектирования технологических систем; подсистема моделирования динамики, проектируемой конструкции и др.
К инвариантным подсистемам относят подсистемы, выполняющие унифицированные проектные процедуры и операции. Например, подсистема расчетов деталей машин; подсистема расчетов режимов резания; подсистема расчета технико-экономических показателей и др. [2]
К проектирующим подсистемам относят:
Подсистему функционально-логического проектирования. На выходе этой системы мы получаем функциональную схему, затем логическую схему и на выходе принципиальную электрическую схему.
Подсистему конструкторского (технического) проектирования. На выходе этой системы получаем конструкцию устройства и конструкторскую документацию, включая схему расположения элементов на поверхности модуля и топологию печатных соединений межу элементами.
Подсистемы технической подготовки производства. На выходе этой системы получаем маршрутную карту производственного (технологического) процесса и программы для управления станками с числовым программным управлением.
Другие примеры проектирующих подсистем:
подсистема компоновки машины;
подсистема проектирования сборочных единиц;
подсистема проектирования деталей;
подсистема проектирования схемы управления;
подсистема технологического проектирования.
Обслуживающие подсистемы – объектно-независимые подсистемы, реализующие функции общие для подсистем или САПР в целом, обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, оформление, передачу и вывод данных, сопровождение программного обеспечения и т.п., их совокупность называют системной средой (или оболочкой) САПР. [3]
Типичными обслуживающими подсистемами являются:
подсистемы управления проектными данными (PDM — Product Data Management);
обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР;
подсистемы графического ввода-вывода;
система управления базами данных (СУБД);
подсистемы разработки и сопровождения программного обеспечения CASE (Computer Aided Software Engineering);
подсистемы управления процессом проектирования (DesPM — Design Process Management)
подсистема информационного поиска.
В состав как проектирующих, так и обслуживающих систем современных САПР могут входить:
Экспертные системы — это системы, в основе которых лежит база знаний, представленная либо в виде системы продукции, либо в виде фреймов (FRAME). Экспертная система позволяет формализовать знания эксперта в определенной предметной области с целью принятия рациональных проектных решений.
Системы принятия решений — это системы, позволяющие производить выбор эффективных проектных решений в условиях определенности и неопределенности исходной информации на основе формальных методов и процедур. Для оценки проектных решений могут также применяться нейросетевые технологии.
Системы поддержки принятия решений. Наряду с вышеперечисленными методами могут применяться различные методы информационной поддержки и аналитической обработки представленной информации для принятия более правильного решения пользователем.
Процесс проектирования реализуется в подсистемах в виде определенной последовательности проектных процедур и операций. Проектная процедура соответствует части проектной подсистемы, в результате выполнения которой принимается некоторое проектное решение. Она состоит из элементарных проектных операции, имеет твердо установленный порядок их выполнения и направлена на достижение локальной цели в процессе проектирования. Под проектной операцией понимают условно выделенную часть проектной процедуры или элементарное действие, совершаемое конструктором в процессе проектирования. Примерами проектных процедур могут служить процедуры разработки кинематической или компоновочной схемы станка, технологии обработки изделий и т. п., а примерами проектных операций — расчет припусков, решение какого-либо уравнения и т. п.
Состав и структура САПР
Системное единство САПР обеспечивается наличием комплекса взаимосвязанных моделей, определяющих объект проектирования в целом, а также комплексом системных интерфейсов, осуществляющих заданную взаимосвязь.
Формирование и использование моделей объекта проектирования в прикладных задачах осуществляется комплексом средств автоматизированного проектирования (КСАП). Структурными частями КСАП являются различные комплексы средств, а также компоненты организационного обеспечения.
Виды комплексов средств и компонентов САПР представлены на следующем рисунке
Виды комплексов и компонентов САПР
Комплексы средств подразделяются на комплексы средств одного вида обеспечения – технического, информационного, программного и комбинированные.
Программно-методический комплекс (ПМК) представляет собой взаимосвязанную совокупность компонентов программного, информационного и методического обеспечения, необходимую для получения законченного проектного решения по объекту проектирования или выполнения унифицированных процедур. В зависимости от назначения ПМК подразделяются на общесистемные, базовые, проблемно-ориентированные.
Программно-технический комплекс (ПТК) представляет собой взаимосвязанную совокупность ПМК с комплексами и компонентами технического обеспечения. В зависимости от назначения ПТК различают: автоматизированные рабочие места (АРМ); центральные вычислительные комплексы (ЦВК).
Комплексы средств могут объединять свои вычислительные и информационные ресурсы, образуя локальные вычислительные сети подсистем или системы в целом.
Эффективное функционирование КСАП достигается за счет взаимосогласованной разработки компонентов, входящих в состав комплексов средств.
Общесистемные ПМК, включающие в себя программное, информационное, методическое и другие виды обеспечения, предназначены для выполнения унифицированных процедур по управлению, контролю, планированию вычислительного процесса. Они подразделяются на мониторные системы управления функционированием технических средств, информационно-поисковые системы, системы управления базами данных, программно-методические комплексы машинной графики. Базовые проблемно-методические комплексы подразделяются на проблемно-ориентированные, предназначенных для автоматизированного упорядочения исходных данных, требований и ограничений к объекту проектирования в целом или к сборочным единицам, выбора физического принципа действия объекта проектирования, выбора технических решений и выбора структуры объекта проектирования, и объектно-ориентированные, отражающие особенности объектов проектирования, как совокупной предметной области. [4]
Компоненты и обеспечение САПР
Каждая подсистема состоит из компонентов, обеспечивающих функционирование подсистемы. Компонент выполняет определенную функцию в подсистеме и представляет собой наименьший (неделимый) самостоятельно разрабатываемый или покупной элемент САПР (программа, файл модели транзистора, графический дисплей, инструкция и т. п.). Совокупность однотипных компонентов образует средство обеспечения САПР. Принято выделять семь видов обеспечения САПР:
техническое (ТО), включающее различные аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое коммутационное оборудование, линии связи, измерительные средства); [5]
математическое (МО), объединяющее математические методы, модели и алгоритмы для выполнения проектирования;
программное, представляемое компьютерными программами САПР;
информационное, состоящее из базы данных, СУБД, а также включающее другие данные, используемые при проектировании; отметим, что вся совокупность используемых при проектировании данных называется информационным фондом САПР, а база данных вместе с СУБД носит название банка данных;
лингвистическое, выражаемое языками общения между проектировщиками и ЭВМ, языками программирования и языками обмена данными между техническими средствами САПР;
методическое, включающее различные методики проектирования, иногда к нему относят также математическое обеспечение;
организационное, представляемое штатными расписаниями, должностными инструкциями и другими документами, регламентирующими работу проектного предприятия.
В САПР как проектируемой системе, выделяют также эргономическое и правовое обеспечения.
Эргономическое обеспечение объединяет взаимосвязанные требования, направленные на согласование психологических, психофизиологических, антропометрических характеристик и возможностей человека с техническими характеристиками средств автоматизации и параметрами рабочей среды на рабочем месте. Правовое обеспечение состоит из правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании САПР, и юридический статус результатов ее функционирования.
Теперь кратко разберёмся с назначением каждого компонента средств САПР
Математическое обеспечение САПР.
Основа — это алгоритмы, по которым разрабатывается программное обеспечение САПР. Среди разнообразных элементов математического обеспечения имеются инвариантные элементы-принципы построения функциональных моделей, методы численного решения алгебраических и дифференциальных уравнений, постановки экстремальных задач, поиски экстремума. Разработка математического обеспечения является самым сложным этапом создания САПР, от которого в наибольшей степени зависят производительность и эффективность функционирования САПР в целом. [6]
Программное обеспечение САПР.
Программное обеспечение состоит из программ ЭВМ. Программное обеспечение (ПО) делится на общесистемное, базовое и прикладное (специальное). Общесистемное ПО предназначено для функционирования технических средств. Базовое ПО включает программы, обеспечивающие правильное функционирование прикладных программ.
Прикладное ПО реализует математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных процедур. Прикладное ПО имеет форму пакетов прикладных программ, каждый из которых обслуживает определенный этап процесса проектирования
Информационное обеспечение САПР.
Основу составляют данные, которыми пользуются проектировщики в процессе проектирования непосредственно для выработки проектных решений. Эти данные могут быть представлены в виде тех или иных документов на различных носителях, содержащих сведения справочного характера о материалах, параметрах элементов, сведения о состоянии текущих разработок в виде промежуточных и окончательных проектных решений.
Техническое обеспечение САПР.
Техническое обеспечение САПР представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения автоматизированного проектирования.
Техническое обеспечение делится на группы средств программного обеспечения, подготовки и ввода данных, отображения и документирования, архива проектных решений, передачи данных от ЭВМ к терминалам (конечным пунктам вывода информации – плоттерам).
Основной показатель технического обеспечения – высокая надежность оборудования и удобство пользования (чтобы гарантировать проектировщику получение достоверных результатов с наименьшими затратами труда). [7]
Лингвистическое обеспечение САПР.
Лингвистическое обеспечение САПР представлено совокупностью языков, применяемых для описания процедур автоматизированного проектирования и проектных решений. Среди алгоритмических языков наибольшее распространение получили Фортран, Паскаль, по которым составляют программное обеспечение существующих САПР.
Методическое обеспечение САПР.
Методическое обеспечение определяет объект проектирования, процесс проектирования и взаимосвязь между машиной и человеком (т.е. что проектировать и как управлять процессом проектирования).
Разработка методического обеспечения требует знаний предметной области проектирования и технических средств, с тем, чтобы определить, какие задачи и этапы проектирования выполнять в автоматическом режиме, какие оставить за проектировщиком, а какие необходимо осуществлять в интерактивном режиме пользователя и системы.
Методическое обеспечение включает также пакет документов, в которых отражены состав, правила отбора и эксплуатации средств автоматизации проектирования. Кроме того, в методических документах каждой системы излагается технология проектирования, дается описание циклов проектирования, типовых сочетаний программ, рационального распределения функций между человеком и ЭВМ. [8]
Организационное обеспечение САПР.
Этот пункт предписывает комплектование подразделений САПР профессионально грамотными специалистами, имеющими навыки и знания для работы с перечисленными выше компонентами САПР. От их работы будет зависеть эффективность и качество работы всего комплекса САПР (может даже всего производства)
Заключение
В заключение следует отметить, что благодаря системам автоматического проектирования существенно сокращаются сроки выполнения и подготовки конструкторской и технической документации. Такая экономия во времени достигается за счет автоматизации большинства действий, связанных с этим процессом.
Также, в результате использования машинного проектирования значительно улучшается качество, как технической документации, так и непосредственно самих конструкторских разработок. Конструктору, инженеру, проектировщику больше не приходится значительную часть своих усилий тратить на рутинные операции. Он может целиком сконцентрироваться на самом творческом процессе разработки.
Системы автоматизированного проектирования совершили революцию в промышленности, сократив объемы ручного труда, повысив точность работы проектировщиков, уменьшив большинство ошибок, допускаемых людьми, увеличив производительность проектировщиков и улучшив качество проектов.
Источник: scienceforum.ru