Лекция № 27. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Лекция № 27. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ПЛАН

1.     Общие сведения о САПР.

2.      Различия ГИС и САПР.

3.     Основные модули САПР, применяемые для решения задач камеральной обработки геодезических измерений и проектирования.

1 Общие сведения о САПР

В последние годы в инженерной практике вычислительная техника широко применяется для выполнения автоматизации проектирования, организации и планирования экспериментальных исследований, для обработки результатов испытания машин, механизмов, аппаратов и для многих других целей.

Термин САПР "Система автоматического проектирования" (в английской нотации CAD) появился в конце пятидесятых годов. Первые CAD - системы появились десять лет спустя.

 Проектирование - это процесс создания описания, необходимого для построения в заданных условиях еще не существующего объекта.

Выделим 3 основных способа реализации проектирования:

1. Если весь процесс проектирования осуществляется человеком, то проектирование называют неавтоматизированным.

2. Проектирование, при котором происходит взаимодействие человека и ЭВМ называется автоматизированным.

3. Проектирование, при котором все преобразования описаний объекта и алгоритма его функционирования осуществляется без участия человека, называется автоматическим.

Совокупность проектных документов в соответствии с установленным перечнем, в котором представлен результат проектирования, называется проектом.

Система автоматизированного проектирования (САПР) - организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с необходимыми подразделениям проектной организации П1, П2,... ,

Под автоматизацией проектирования понимают систематическое применение ЭВМ в процессе проектирования при научно обоснованном распределении функций между проектировщиком и ЭВМ и научно обоснованном выборе методов машинного решения задач.

Цель автоматизации:

1) повысить качество проектирования,

2) снизить материальные затраты на него,

3) сократить сроки проектирования

4) ликвидировать рост числа инженерно-технических работников, занятых проектированием и конструированием

ЭВМ подразумевает, что человек должен решать задачи, носящие творческий характер, а ЭВМ — задачи, решение которых поддается алгоритмизации.

Существенным отличием автоматизированного проектирования от неавтоматизированного является возможность замены дорогостоящего и занимающего много времени физического моделирования — математическим моделированием.

Для создания САПР необходимо:

1) совершенствовать проектирование на основе применения математических методов и средств вычислительной техники;

2) автоматизировать процессы поиска, обработки и выдачи информации;

3) создавать банки данных, содержащих систематизированные сведения справочного характера, необходимые для автоматизированного проектирования объектов;

4) повышать качество оформления проектной документации;

5) повышать творческую долю труда проектировщиков за счет автоматизации нетворческих работ

6) подготавливать и переподготавливать специалистов;

7) реализовывать взаимодействие с автоматизированными системами различного уровня и назначения.

Комплекс средств автоматизации проектирования включает методическое, лингвистическое, математическое, программное, техническое, информационное и организационное обеспечение.

Структурными составными составляющими САПР являются подсистемы, обладающие всеми свойствами систем и создаваемые как самостоятельные системы. Это выделенные по некоторым признакам части САПР, обеспечивающие выполнение некоторых законченных проектных задач с получением соответствующих проектных решений и проектных документов.

По назначению подсистемы САПР разделяют на два вида: проектирующие и обслуживающие.

К проектирующим относятся подсистемы, выполняющие проектные процедуры и операции, например:

· подсистема проектирования деталей;

· подсистема проектирования схемы управления.

К обслуживающим относятся подсистемы, предназначенные для поддержания работоспособности проектирующих подсистем, например:

· подсистема графического отображения объектов проектирования;

· подсистема документирования;

Создание и развитие САПР ведется очередями. Каждая из очередей САПР является расширением предыдущей, что достигается путем внедрения новых подсистем и компонентов САПР.

САПР создается и функционирует в проектной организации как самостоятельная система. Она может быть связана с подсистемами и банками данных других автоматизированных систем. Системы автоматизированного проектирования имеют свои специфические особенности, принципы создания и развития.

2 Различия ГИС и САПР

1. Различия по моделям данных

В САПР, в отличие от ГИС, используется большое число различных графических примитивов, так как одной из главных задач САПР является получение качественных чертежей. Сложность структуры чертежей САПР не позволяет хранить чертежи в базах данных (а если они и хранятся, то целиком, в виде единого большого поля), а поэтому они хранятся в виде отдельных файлов.

2. Различия по атрибутной поддержке

Одним из принципиальных различий между ГИС и САПР является то, что графический примитив в ГИС является самостоятельным объектом, имеющим свои атрибуты, а в САПР – только изобразительным средством, т.е. частью объекта, а поэтому своих атрибутов, как правило, не имеет.

3. Различия по методам визуализации

В САПР, как правило, графические объекты сразу создаются такими, как они выглядят на экране и печати. В ГИС же понятия модели объекта и его внешнего вида специально разнесены.

В связи с тем, что ГИС и САПР в чистом виде имеют свои сильные и слабые стороны, в последнее время всё большее распространение получают интегрированные графические системы, обладающие возможностями как ГИС, так и САПР.

Например, в дорожной отрасли такие комбинированные возможности необходимы, например, для представления комплексных проектов автомобильных дорог на плане местности, когда в мелком масштабе пользователь на экране компьютера видит общую схему сети дорог, а при постепенном увеличении появляются детальные чертежи автомобильных дорог.

§ В мире существует ряд фирм, которые разрабатывают только ГИС-продукты. Например, MapInfo (Канада).

§ Другие производители, такие, как AutoDesk (США) и Bentley Systems (США), разрабатывают на едином графическом ядре (AutoCAD в Autodesk и Microstation в Bentley) как САПР, так и ГИС.

§ Среди отечественных ГИС наиболее известными являются GeoGraph (ЦГИ ИГ РАН, Москва), КАРТА-2000 (КБ Панорама, Москва), GeoCAD (Геокад, Новосибирск).

§ Для дорожной отрасли комплексное решение САПР (IndorCAD) + ГИС (IndorGIS) разрабатывается фирмой "ИндорСофт. Инженерные сети и дороги" (Томск)

 3 Основные модули САПР, применяемые для решения задач камеральной обработки геодезических измерений и проектирования

Основные модули САПР, применяемые для решения задач камеральной обработки геодезических измерений и проектирования являются:

1- AutoCAD

2- Autodesk Land Desktop

3- Autodesk Survey (сёвэй)

4- Autodesk Civil Design (цивил дисижн)

5- Autodesk Map

6- Autodesk MapGuide (мап гейд)

Лидером в области создания САПР стала компания Autodesk, которая в 1983 г. выпустила САПР для ПК под названием AutoCAD.

Для мелкомасштабного картографирования особое значение приобретают возможности ГИС-пакета, касающиеся черчения и редактирования графических элементов карты. Мировой лидер по этому показателю программа AutoCAD (1) от компании Autodesk. Все отраслевые решения этой компании, в том числе и касающиеся ГИС, включают AutoCAD и, соответственно, располагают всеми его возможностями.

Программа AutoCAD (1) представляет собой мощнейшую аналитическую, вычислительную и графическую оболочку, которая может быть направлена на решение картографических, геодезических, и также множества инженерных пространственных задач практически любого уровня сложности. Программа сочетает в себе функции векторного графического редактора, текстового редактора, СУБД (СистемаУправления Базами Данных), среды программирования, электронной таблицы и многих других приложений. Главной функцией программы AutoCAD является графическое моделирование, причем оно может осуществляться как аналитически, так и мануальным способом (вручную). Широта возможностей AutoCAD простирается вплоть до развитой системы трехмерного моделирования, и позволяет решать любые практические задачи при землеустройстве: вычисление координат точек, полученных с помощью любого вида съемок, решение прямой и обратной задачи, вычисление площадей - все эти функции встроены, вычисляются автоматически без дополнительного программирования. Также сочетаются возможности графического и текстового редактора (изменение масштаба, поворот, перемещение, копирование и т.д.), причем все операции могут быть исполнены по аналитическим данным с большой точностью. Важным также является печать материалов в действительном масштабе , т. е. без искажения координат , длин линий и площадей объектов .

Лучшими программными средствами обработки результатов полевых измерений, построения и анализа пространственных моделей местности, являются программа Autodesk Land Desktop(2) и ее дополнительные модули: Autodesk Survey(3) и Autodesk Civil Design(4).

Программа Autodesk Land Desktop (2) представляет собой оптимальное решение для всех специалистов, на разных этапах работающих с ГИС: геодезистов, картографов, гидрологов, ландшафтных архитекторов, проектировщиков, геологов и экологов. Эти специалисты зачастую параллельно работают над проектом и совместно используют его данные. При этом каждый специалист может работать исходя из своих задач и потребностей: в его распоряжении набор инструментов для ввода данных и удобного доступа к ним. Единая платформа позволяет Autodesk Land Desktop (2) свободно обмениваться данными с другими desktop-решениями от Autodesk.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ