Средства автоматизации проектирования автоматизированных систем

Тема практики – средства автоматизация проектирования автоматизированных систем.
Задачи практики:
Осуществить сбор, обработку, анализ и систематизацию научно-технической информации по теме практики. При этом обзор современной литературы по теме практики выполнять за 5-10-летний период (в РИНЦ, Scopus, Web of Science, IEEEXplore). В обзоре отразить результаты выполненных исследований с целью выявления современного научно-технического состояния путей решения обозначенной руководителем проблемы, существующих тенденций развития тематики.
изучить ГОСТ Р 15.011-96 «Система разработки и постановки продукции на производство. Патентные исследования. Содержание и порядок проведения»;
проанализировать электронным способом доступные российские и зарубежные патентные базы и другие библиографические источники;
подготовить отчет по практике, включая отчет о патентных исследованиях по заданной теме в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96 «Система разработки и постановки продукции на производство. Патентные исследования. Содержание и порядок проведения». Отчет о патентных исследования оформить отдельным приложением к отчету по практике;
подготовка материалов презентации по результатам выполненных исследований, а также, в качестве рекомендации, доклада на конференцию.

Для выполнения учебной практики были выполнены следующие действия:
была согласована тема практики с руководителем практики;
был обозначен объект и предмет исследования в рамках практики;
был разработан порядок исследований руководителем практики по п. 6 ГОСТ Р 15.011-96;
проанализированы российские и зарубежные патентные базы;
осуществлен сбор, обработка и анализ патентной информации (патенты на изобретения, полезные модели, промышленные образцы, программы для ЭВМ, базы данных и т.п.) по выбранной теме
подготовлен отчет по практике, включая отчет о патентных исследованиях по заданной теме в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96 «Система разработки и постановки продукции на производство. Патентные исследования. Содержание и порядок проведения». Отчет о патентных исследования оформить отдельным приложением к отчету по практике;
по результатам обзора предмета исследования и обзора литературы, результатам патентных исследований сформировать отчет о выполнении ПРАКТИКИ. Список использованных источников необходимо оформлять в соответствии с ГОСТ Р 7.0.5-2008 «Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления», ГОСТ 7.1-2003;
по итогам выполнения практики подготовить презентацию с целью защиты полученных результатов в комиссии, кроме того, по желанию студента и по рекомендации руководителя, подготовить доклад на конференцию с последующей публикацией в сборнике ее трудов.

Проектирование — это процесс создания описания, необходимого для построения объекта, еще не существующего в конкретных условиях. Проектирование начинается, когда существует явная потребность в сообществе для целей проектирования.
Действия дизайнера основаны на определенном методе или принципе. И если можно с достаточной точностью предсказать, как работает устройство (компьютер), то выбор способа работы человека не является определенным. В настоящее время, когда компьютерные технологии и технологии все чаще используются в проектировании, мы можем говорить о методах и процедурах систем "Человек-машина". В основе рационально-сознательного метода человеческого действия лежит метод.
Для того, чтобы метод существовал, вам нужно:
1. Правила поведения как описание способа действия;
2. Осознание использования метода в качестве основы действия;
3. Строгое соблюдение правил поведения;
4. Описание случаев, когда этот метод подходит.
Основная часть

Анализируя проектную деятельность с частной и общественной точки зрения, можно сказать, что она основана на:
1. Процедура;
2. Методы (принципы);
3. Способ.
В зависимости от того, какие инструменты использует дизайнер для выполнения творческих действий, существуют:
1. Эвристические методы;
2. Алгоритмические методы.
В эвристических методах определения ценности:
1. Потенциал профсоюзов;
2. Интуитивное мышление;
3. Способы контроля мышления.

Система автоматизированного проектирования (САПР)) - автоматизированная система, реализующая информационные технологии для выполнения проектных функций , представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и сложного набора технических методов, программного обеспечения и других средств для автоматизации ее деятельности. Аббревиатура cad также широко используется для обозначения этих систем.
Преимущества САПР
1. Создание системы послойного представления графической информации (чертежей, карт);
2. Использование программного обеспечения систем автоматизированного проектирования (САПР) для работы с графической информацией и построения карт;
3. Введение так называемых «блоков» для получения проектных документов;
4. Глобальную интеграцию различных видов информации.
Подсистемы САПР как автоматизированной интегрированной информационной системы (аиис):
1. Подсистема сбора;
2. Подсистема хранения данных (чаще всего это база данных или экспертная система);
3. Подсистема обработки данных (моделирования);
4. Подсистема представления информации;
5. Телекоммуникационная подсистема;
6. Расшифровки аббревиатуры САПР;
7. система автоматизации проектных работ;
8. система автоматического проектирования;
9. программное средство для автоматизации проектирования;
10. cad, cae, cam (англ. Computer-aided design), подразумевает использование компьютерных технологий в проектировании.

Цели создания САПР:
1. сокращение трудоёмкости проектирования и планирования;
2. сокращение сроков проектирования;
3. сокращение себестоимости проектирования и изготовления, уменьшение затрат на эксплуатацию;
4. повышение качества и технико-экономического уровня результатов проектирования;
5. сокращение затрат на натурное моделирование и испытания.
Задачи САПР:
1. автоматизация оформления документации;
2. информационная поддержка и автоматизация процесса принятия решений;
3. использование технологий параллельного проектирования;
4. унификация проектных решений и процессов проектирования;
5. повторное использование проектных решений, данных и наработок;
6. стратегическое проектирование;
7. замена натурных испытаний и макетирования математическим моделированием;
8. повышение качества управления проектированием;
9. применение методов вариантного проектирования и оптимизации.
Стадии проектирования:
1. Рабочее проектирование;
2. Результат;
3. Техническое проектирование;
4. Эскизное проектирование;
5. Разработка технического предложения;
6. Разработка технического задания;
7. Предпроектное исследование.

Предпроектное исследование:
1. Анализ потребностей внешней среды (вс) в новом изделии;
2. Поиск возможного аналога, т.е. может быть сделан вывод о необходимости модернизации существующего изделия;
3. Результатом является документ ит (исходные требования), в котором отражается информация о наличии и характеристиках изделия.
Разработка технического задания (тз):
1. Содержит основные характеристики изделия: габариты, вес, энергопотребление;
2. Производится уточнение структур, функций, режимов работы будущего изделия, описываются требования к дизайну, экономическим показателям;
3. Тз требует уточнения исполнителем либо разрабатывается совместно заказчиком и исполнителем до полного согласования и достижения ясности поставленных задач проектирования.
Разработка технического предложения (пт):
1. Разрабатывает исполнитель проекта, где отражает свое видение проблемы.
2. Результатом является документ утз, который подписывается исполнителем и заказчиком.

Эскизное проектирование (эп):
1. Моделируются отдельные принципиальные узлы будущего изделия;
2. Отрабатываются математические модели поведения;
3. Анализируется и доказывается реальная возможность создания будущего изделия;
4. Проводятся многовариантные испытания;
5. Строятся физические или виртуальные модели;
6. Уточняются технико-экономические характеристики, принципиальный состав узлов, детализованные проработки важнейших составных частей (схемы, чертежи, макеты).
Техническое проектирование (тп):
Прорабатываются полностью все компоненты изделия: дизайн корпуса, разрабатываются все части проекта:
1. содержит результаты полной параметрической оптимизации, все чертежи, схемы узлов, полное описание функционирования изделия, описание режимов работы.
2. результат - полная конструкторская документация и, как правило, опытный образец.
3. рабочее проектирование (рп). Рабочий проект - полный комплекс документов для промышленного выпуска (массовый выпуск изделия).

По назначению подсистемы САПР разделяют на два вида:
1. 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.
2. Проектирующие подсистемы - объектно-ориентированные подсистемы, реализующие определённый этап проектирования или группу связанных проектных задач.
В зависимости от отношения к объекту проектирования, делятся на:
1. Объектные — выполняющие проектные процедуры и операции, непосредственно связанные с конкретным типом объектов проектирования.
2. Инвариантные — выполняющие унифицированные проектные процедуры и операции, имеющие смысл для многих типов объектов проектирования.

Типичными обслуживающими подсистемами являются:
1. Подсистемы управления проектными данными.
2. Обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР.
3. Подсистемы графического ввода-вывода.
4. Система управления базами данных (субд).
Элементы САПР:
1. Ксап — комплекс средств автоматизации проектирования САПР;
2. птк — программно-технические комплексы;
3. пмк — программно-методические комплексы;
4. компоненты обеспечения САПР, не вошедшие в пмк и птк.
Виды обеспечения САПР:
1. Аппаратно-техническое - совокупность взаимосвязанных и Взаимодействующих технических средств для ввода, Хранения, переработки, передачи программ и данных (эвм, периферийные устройства, сетевое Оборудование, линии связи, измерительные средства).
2. Математическое - совокупность математических моделей, методов решения, алгоритмов для решения задач САПР, а также совокупность специалистов, владеющих этими методами или способных разработать новые методы.
3. Программное - совокупность программ на машинных носителях и соответствующей документации, реализующих задачи САПР.
4. Информационное - совокупность любых сведений, исходных и справочных данных, необходимых в данной предметной области для выполнения проектирования.
5. Лингвистическое - совокупность языков, используемых в САПР для представления информации о проектируемых объектах, процессе и средствах проектирования, а также для осуществления диалога «проектировщик – эвм» и обмена данными между техническими средствами САПР.
6. Инструктивно-методическое - совокупность документов, характеризующих состав, функционирование и правила эксплуатации САПР
7. Организационно-технологическое - совокупность документов, регламентирующих взаимодействие проектной организации с комплексом средств автоматизированного проектирования.
8. Эргономическое - 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.
9. Правовое - состоит из правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании САПР, и юридический статус результатов её функционирования.

Основные процедуры разработки САПР:
1. Поиск;
2. Синтез;
3. Анализ;
4. Выпуск проектной документации.
По сложности САПР:
1. Легкие - autocad, компас-график;
2. Средние - solid works, solid edge, компас-3d;
3. Тяжелые - catia, pro/engineer, nx.
По целевому назначению:
1. Конструкторские САПР — средства, предназначенные для автоматизации дву- или трехмерного геометрического проектирования, создания конструкторской и технологической документаци.
2. Технологические САПР — средства технологической подготовки производства или системами.
3. САПР функционального проектирования — средства автоматизации инженерных расчётов, анализа и симуляции физических процессов, осуществляют динамическое моделирование.
4. САПР информационной поддержки производства — автоматизированная система технологической подготовки производства (астпп).

Для успешного функционирования промышленных предприятий в современных условиях абсолютно необходимы передовые информационные технологий. Они позволяют не только решать широкий круг задач в сфере автоматизации финансово-хозяйственной и управленческой деятельности, но и осуществлять комплексную автоматизацию основных технологических и производственных бизнес-процессов.
На сегодняшний день внедрение САПР в производство предприятие является не таким уж и трудоемким, как на первый взгляд. Многие готовые системы САПР выпускаются сейчас, и их стоимость чуть выше 500$, в зависимости от рабочих мест. Конечно, есть бесплатные, которые можно закачать с интернета. Но от них никакой технической поддержке. И еще неизвестно как они себя поведут.
Независимо от того какая система САПР необходима:
1. PDM система - Управления данными об изделиях (Product Data Management);
2. PLM система - Управления жизненным циклом изделия (Product Lifecycle Management);
3. TDM система - Ведения электронного архива технической документации (Technical Data Management);
Необходимо хорошо развитая локальная сеть и компьютер с большим объемом памяти жесткого диска, для базы данных всей документации. И конечно же желание руководства.
Остальные, являются лишь второстепенными.
Заключение

Общие данные об объекте исследований
Наименование ВКР: «Средства автоматизация проектирования автоматизированных систем».
Шифр СЧ ВКР: «(ИО/04-11)».
Сроки проведения ВКР: начало – 03 июня 2021 г., окончание – 17 июня 2021 г.
Объектом исследований является: средства автоматизация проектирования автоматизированных систем.
Назначением данного программного обеспечения является средства автоматизация проектирования автоматизированных систем.
В соответствии с требованиями ГОСТ Р 15.011-96 патентные исследования проводились в части исследования патентной чистоты объекта (экспертиза объекта на патентную чистоту)

Основная (аналитическая часть)
Патентные исследования проведены на основании технического задания на ВКР «Система разработки и постановки продукции на производство. Патентные исследования. Содержание и порядок проведения» в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96 на патентную чистоту на территории Российской Федерации (РФ).
Задачей настоящих патентных исследований является исследование патентной чистоты объекта техники, то есть установление исчерпывающего перечня использованных в проверке объекта технических решений, подлежащих проверке по патентным фондам, установление перечня рубрик международного патентного классификатора (MПK), отбор и анализ действующих патентов, которые достаточно близко затрагивают проверяемый объект.
Результаты поиска оформляются в виде отчета о поиске по формам приложений А, Б, В и Д в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96.
В таблицу B.6.1 - «Патентная документация» внесены сведения обо всех официально зарегистрированных объектах патентного права, непосредственно относящихся к предмету поиска.
В результате патентных исследований выявлено 9 (девять) патентных документов. Для последующего анализа было отобрано 3 документа, которые занесены в таблицу Д.3.1.1.
Предварительный анализ независимых пунктов формул изобретений этих документов: показал, что в данных технических решениях нет существенных признаков сходных с существенными признаками объекта проверки, поэтому в таблицу Д.3.1.2 - «Сопоставительный анализ объекта техники с охраняемыми объектами промышленной собственности» они не заносятся (исключаются из перечня) и детальному анализу подвергаться не будут.
Выводы о патентной чистоте объекта техники занесены в таблицу Д.3.1.3.
В результате проведения исследований были выявлены следующие организации, получившие патенты в исследуемой области:
1. HITACHI DATA SYSTEMS CORPORATION
2. SIEMENS AG [DE]

Патентные исследования основывались на положениях ГОСТ Р 15.011-96: «Система разработки и постановки продукции на производство. Патентные исследования. Содержание и порядок проведения», что полностью соответствует заданию на их проведение.
Полный перечень найденных патентных источников, которые могут считаться в некоторой степени близкими по технической сущности к теме ВКР «Средства автоматизация проектирования автоматизированных систем», приведен в таблице B.6.1 – «Патентная документация» отчета о патентных исследованиях.
Патентные исследования были проведены на патентную чистоту объекта техники по описаниям к свидетельствам, заявкам и патентам. Поиск проводился на глубину не менее 15 лет (усредненный срок обновления объектов техники и технологии) с 1996 г. по 2021 г., в соответствии с ГК РФ.
При проведении патентных исследований был выявлен ряд организаций, имеющих патентные документы в исследуемой области.
Из числа проверяемых технических решений были исключены следующие технические решения:
1. срок известности, которых заведомо превышает срок действия патентов;
2. по которым по той или иной причине был прекращен статус действия.
Таким образом, разработанный в рамках ВКР «Разработка и исследование средств автоматизации проектирования автоматизированных систем» и проверяемый на патентную чистоту не нарушает патентных прав третьих лиц и обладает патентной чистотой, так как не подпадает под действующие патенты, на дату публикации 17.06.2021 г.
Заключение