projektowanie inżynierskie, Komp wspomag CAD - WYKlAD 7, 10


Komputerowe wspomaganie projektowania

Istota komputerowego wspomagania prac projektowych

Ponieważ projektowanie jest procesem przetwarzania masowej informacji, a komputer jest najpotężniejszym (poza mózgiem) narzędziem do przetwarzania masowej informacji, jest naturalne że niemal od początku rozwoju komputerów poświęcano szczególnie dużo uwagi tej klasie zastosowań komputerów.

W pierwszym okresie rozwoju komputeryzacji (w latach sześćdziesiątych) uważano, że w przyszłości będzie możliwe opracowanie takich programów i takiego sprzętu informatycznego, który w całości zastąpi projektanta; zatem mówiło się wtedy o automatyzacji projektowania.

Niestety, ścisłe algorytmiczne działanie komputera spowodowało, że szybko wyczerpały się możliwości nowych zastosowań technik komputerowych w projektowaniu.

W latach siedemdziesiątych stało się oczywiste, że należy dokonać rozdziału czynności projektowych na:

Dla pierwszych czynności można stworzyć oprogramowanie i wykonywać je na komputerze, natomiast te drugie czynności można pozostawić człowiekowi (projektantowi). Oprócz tego w takim układzie jest potrzebne sterowanie przebiegiem sesji komputerowej i właśnie ta czynność decyduje o skuteczności jego działania. Tę funkcję także rozdziela się między obu "partnerów" :

Tak zorganizowane komputerowe systemy działania nazywa się dialogowymi lub interaktywnymi. Istotne w tych systemach jest :

Ponieważ każda procedura heurystyczna zawiera jakieś działania algorytmiczne, można się spotkać z wykorzystaniem komputera jako narzędzia wspomagającego - mówi się wtedy o projektowaniu wspomaganym komputerem.

Komputerowym wspomaganiem projektowania nazywa się proces użytkowania zbioru metod i środków informatycznych (komputerowych) wzmacniających możliwości twórcze konstruktora czy projektanta. Jest to zatem pewien system, składający się z trzech głównych elementów:

  1. konstruktora lub projektanta, nazywanego dalej użytkownikiem, mającego odpowiednie kwalifikacje,

  2. sprzętu komputerowego,

  3. oprogramowania,

Taki trójelementowy układ nazywa się systemem CAD (ang. Computer Aided Design) lub systemem KWP (Komputerowego Wspomagania Projektowania).

Należy podkreślić, że CAD jest narzędziem wspomagającym pracę człowieka przy użyciu komputera, a nie eliminuje go z procesu projektowania.

Zauważamy również, że w procesie projektowania systemów powstają informacje potrzebne w kolejnych etapach procesu zaspokajania potrzeb w projektowaniu procesu, w wytwarzaniu, testowaniu, uruchamianiu i podczas eksploatacji. W tych etapach również można i trzeba wykorzystywać komputery, do których istnieje wiele efektywnych pakietów.

Powstała więc idea łączenia programów w większe całości, tzw. systemy programowe, w których programy te mogą wzajemnie przekazywać sobie dane za pośrednictwem plików dyskowych. W rezultacie dostępne są w sprzedaży duże pakiety programowe realizujące kompleksowe działania wspomagające prace inżynierskie.

Pakiety programowe realizujące kompleksowe działania wspomagające:

Zakres komputerowego wspomagania prac inżynierskich

Do typowych działań, które mogą być wykonywane przez komputer zalicza się:

Zakres tematyczny CAD

Od pewnego czasu CAD jest samodzielnym przedmiotem nauczanym na wyższych uczelniach. Sytuacja ta może ulec zmianie, gdy wykorzystanie komputera będzie powszechne i naturalne, tak jak pióra, papieru i kalkulatora. Tematyka CAD zostanie wtedy włączona przez wykładowców do odpowiednich przedmiotów.

Typowy zakres tematyczny CAD jest następujący:

Niekiedy włącza się także inne zagadnienia związane z projektowaniem, np.:

Ogólna budowa pakietów (systemów) CAD

Z punktu widzenia twórcy systemu można mówić o ośrodkach integracji systemu CAD, tzn. o logicznym rdzeniu systemu. Jest to pewien program (lub algorytm), któremu są podporządkowane inne metody systemu. Ośrodkiem integracji może być:

Typowe pakiety (systemy) CAD składają się z kilku części, często zwanych modułami lub programami. Z reguły są to osobne jednostki programowe, widziane przez system komputera jako niezależne pliki. Często mogą to być autonomiczne programy, które można uruchamiać niezależnie, np. program sprawdzający obliczeń wytrzymałościowych lub program symulacyjny. Typowe są następujące moduły:

bazę danych stałych, wprowadzoną przez twórcę systemu, których użytkownik nie może zmieniać ani wymazać (np. niektóre reguły decyzyjne, komunikaty dla użytkownika), albo które może uzupełniać (np. dane o materiałach konstrukcyjnych), oraz

bazę danych zmiennych automatycznie uzupełnianą przez system w miarę postępowania sesji komputerowej i podejmowania przez użytkownika kolejnych decyzji akceptujących, np. o wymiarach projektowanego obiektu,

Znaczenie systemów CAD

Najważniejsze korzyści wynikające z wykorzystania systemów CAD są następujące:

Znaczenie systemów CAD i pokrewnych na świecie stale rośnie, gdyż efektywnie zwiększają one konkurencyjność producentów i zmniejszają ich koszty własne.

Wymagania stawiane systemom CAD

Użytkownik stawia wiele wymagań systemowi programowemu (popularnie zwanemu pakietem). Wymagania te stale rosną, w miarę rozwoju sprzętu, systemów operacyjnych i sieci komputerowych, a także dochodzą nowe wymagania w związku z gwałtownym poszerzeniem kręgu użytkowników o osoby z małą znajomością informatyki, a w szczególności komputerów i algorytmów pracy użytkowanych przez siebie programów.

Znajomość wymagań jest bardzo przydatna do oceny pakietów, gdy użytkownik staje wobec konieczności wyboru systemu. Podstawowym wymaganiem zawsze jest dobra dokumentacja użytkownika, zawierająca instrukcję instalowania, uruchomienia i obsługi, listę błędów, listę plików systemowych i inne użyteczne informacje. Poniżej omówiono typowe wymagania szczegółowe stawiane systemom CAD.

Wymagania dotyczące obsługi

  1. Istnienie wygodnego systemu podpowiedzi (help); najlepiej jeśli jest kontekstowy, tzn. że na ekran wyprowadzana jest tylko informacja dotycząca bieżącej sytuacji lub wybranej w danej chwili opcji,

  1. Możliwość automatycznego zabezpieczenia przed omyłkowym wprowadzaniem przez użytkownika niepoprawnych danych (np. liter zamiast liczb),

  1. Możliwość przerwania danej sekwencji działań interaktywnych z użytkownikiem, np. możliwość przerwania wprowadzania długiego ciągu danych za pomocą klawiatury lub przerwania danej sekwencji obliczeń, gdy użytkownik stwierdzi, że ich kontynuacja jest bezcelowa, jak np. w procesie symulacji czy optymalizacji,

  1. Możliwość zmiany tylko jednej wybranej danej wejściowej bez konieczności wpisywania z klawiatury wszystkich od nowa.

  1. Przejrzystość działania, tzn. łatwość zrozumienia przez użytkownika algorytmów użytych w programie - co osiąga się przez dobrze napisaną i zorganizowaną instrukcję użytkownika (komentarze na ekranie),

  1. Możliwość używania systemu w dwóch lub więcej wersjach obsługi: inna dla początkującego użytkownika (np. z automatycznym wyprowadzaniem zwięzłych komunikatów), inna dla doświadczonego (np. z wyprowadzaniem za pomocą kombinacji klawiszy, bez potwierdzania wprowadzonych danych), co może znaczenie przyspieszyć pracę, lub bez pokazywania menu, co zwiększa dostępne pole ekranu,

  1. Dostarczenie przez producenta systemu wersji demonstracyjnej lub wersji szkoleniowej do szybkiego nauczania obsługi systemu nowych użytkowników,

  1. Bogaty system dostępnych opcji, przy czym zlecenia opcji powinny być logicznie pogrupowane w hierarchiczne menu oraz intuicyjnie zrozumiałe bez koniecznośc wcześniejszego żmudnego studiowania dokumentacji systemu, powinny być także obsługiwane nie tylko za pomocą klawiatury, lecz także myszki lub rysownicy,

  1. Możliwość uzyskania przez użytkownika aktualnej informacji o bieżącym stanie systemu,

  1. Możliwość uzyskania przez użytkownika informacji o bieżącym trybie pracy systemu, np. graficznym lub znakowym, oczekiwanie na wprowadzenie danych liczbowych lub oczekiwanie na potwierdzenie,

  1. Możliwość przerwania pracy bez utraty danych wejściowych i danych obliczonych do chwili przerwania, np. po przerwaniu pracy programu symulacyjnego przed zakończeniem obliczeń powinna istnieć możliwość wykreślenia dotychczas uzyskanych wyników,

  1. Możliwość chwilowego wyjścia do systemu operacyjnego i uruchomienia innych programów zewnętrznych, a potem kontynuacji przerwanej pracy,

  1. Zapewnienie wygodnej obsługi systemu, np. przez wykorzystanie okien dialogowych, obsługiwanych za pomocą myszki w trybie klikania lub toggle oraz istnienie nakładek na klawiaturę.

Wymagania dotyczące instalowania

Możliwość łatwego instalowania systemu, np. przez umieszczenie w pakiecie programu instalującego (INSTALL.EXE), zawierającego różne mechanizmy upraszczające instalowanie, np. automatyczne zmienianie plików konfiguracyjnych.

Wymagania dotyczące oprogramowania

  1. Dostarczenie przez producenta systemu typowych modułów programowych, które po prostym uzupełnieniu stają się modułami użytkownika, np. tabliczka rysunkowa (bez napisów) w edytorze rysunków albo moduł modelu matematycznego symulacji (bez prawych stron równań różniczkowych),

  2. Istnienie bogatej biblioteki procedur i funkcji matematycznych,

  3. Istnienie wygodnego ekranowego edytora alfanumerycznych danych wejściowych lub edytora do kodowania modelu matematycznego (np. symulacji czy optymalizacji),

  4. Łatwość tworzenia i edytowania baz danych i baz wiedzy; ewentualnie z automatycznym wpisaniem na żądanie użytkownika do tych baz wyników konkretnej sesji obliczeniowej (np. w systemie ekspertowym),

Wymagania dotyczące uruchamiania

  1. Istnienie efektywnego systemu wykrywania syntaktycznych błędów programu uruchomieniowego (ang. debugger) wyprowadzającego zrozumiałe i jednoznaczne informacje dla użytkownika,

  2. Istnienie efektywnego systemu wykrywania błędów obliczeniowych; trafne i jednoznaczne komunikaty o znalezionych błędach i ich przyczynach,

  3. Efektywne narzędzia do uruchamiania, testowania i weryfikacji działania programu,

  4. Możliwość objaśniania (na żądanie użytkownika) otrzymanych wyników (np. w systemie ekspertowym),

  5. System powinien być dobrze przetestowany, aby nie zawieszał się przy nietypowych zestawach danych wejściowych.

Wymagania związane z działaniem programu

  1. Zapewnienie dużej szybkości działania - co osiąga się przez zastosowanie efektywnych algorytmów matematycznych i dobrą organizację pamięci,

  1. Istnienie kompromisowego podziału systemu na moduły i pliki dyskowe, tak aby uzyskać szybką pracę systemu i jednocześnie małą zajętość pamięci operacyjnej.

Wymagania dotyczące możliwości przystosowania do specyficznych potrzeb użytkownika (ang. customizing)

  1. Możliwość tworzenia makroinstrukcji, tzn. ciągu poprawnych (i legalnych w danym systemie) zleceń, ewentualnie z parametrami, które mogą być argumentami tych makrozleceń,

  1. Możliwość automatycznego tworzenia pliku rejestrującego kolejno wprowadzane zlecenia; ewentualnie z rejestracją czasu zegarowego (ang. log-file), co może być pomocne np. przy tworzeniu makroinstrukcji,

  1. Możliwość pracy dwumonitorowej (jedne drogi monitor graficzny, drugi tani o małej rozdzielczości do dialogu alfanumerycznego),

  1. Możliwość uruchomienia systemu pod różnymi systemami operacyjnymi,

  1. Zapewnienie łatwego przystosowania systemu do specyficznych potrzeb określonego użytkownika (ang. customizing of the system), np. przez możliwość :

Wymagania sprzętowe

  1. Wymagana jak najmniejsza pamięć operacyjna (RAM) i zewnętrzna pamięć dyskowa (dysk twardy), niekonieczny procesor,

  1. Możliwość instalowania systemu na różnych komputerach i w różnych konfiguracjach sprzętowych, np. przy istnieniu różnych kart graficznych, z koprocesorem arytmetycznym lub bez niego, z ograniczoną pamięcią operacyjną RAM, możliwość założenia dysku wirtualnego (RAM-dysku) itp., możliwość instalowania w obecności różnych kart graficznych.

Wymagania dotyczące ochrony zbiorów

  1. Ochrona zbiorów jest to uniemożliwienie czytania, kopiowania, zapisywania oraz omyłkowego lub świadomego usuwania plików dyskowych przez niepowołane osoby; osiąga się to np. przez zastosowanie hasła, przez szyfrowanie plików z danymi lub przez ograniczenie uprawnień dla poszczególnych użytkowników w sieciach komputerowych, a w najprostszym przypadku przez rozdzielenie plików tego samego systemu na różne katalogi,

  1. Należy zapewnić zabezpieczenie plików (np. rysunku zapisanego na dysku) przed usunięciem spowodowanym nieprzemyślanym (lub machinalnym) naciśnięciem dowolnego klawisza, automatyczne tworzenie kopii bezpieczeństwa itp. .

Wymagania dotyczące współpracy z otoczeniem programowym i sprzętowym

  1. Komunikacja z innymi systemami jest to możliwość wczytania danych uzyskanych jako wynik działania innych systemów (np. wyniki optymalizacji są wprowadzane do edytora rysunku) i odwrotnie - możliwość zapisania danych wyjściowych w formacie czytelnym dla innych systemów (szczególnie zalecane są tu formaty powszechnie uznane),

  1. Możliwość fizycznego dołączania różnych urządzeń zewnętrznych wejściowych (np. myszki, skanera czy digitizera) oraz wyjściowych (np. drukarki czy plotera); oczekuje się też bogatego zestawu programów obsługi różnych typów i producentów tych urządzeń (ang. drivers),

  1. Opcjonalna możliwość graficznego lub alfanumerycznego wyprowadzania informacji wynikowych (np. w systemach metody elementów skończonych lub w metodach polioptymalizacji),

  1. Opcjonalna możliwość graficznego lub alfanumerycznego wprowadzania informacji (np. w systemach metody elementów skończonych lub w programach przetwarzania obrazów),

  1. Możliwość automatycznej samoobrony systemu przed wirusami znajdującymi się w plikach zewnętrznych z danymi wejściowymi,

  1. Możliwość czytania istniejącego pliku danych, utworzonego pod starszą wersją systemu, gdy użytkownik chce go wykorzystać w nowej wersji danego systemu (ang. upgrade).



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
projektowanie inżynierskie, Formułowanie wymagań zadania -WYKŁAD 4, 6
Prawo inżynierskie i ochrona własności intelektualnych. Wykład 10, Studia, Politechnika Łódzka - Pen
kolokwium 14 01 10, polibuda, 3 semestr, fizyka i inżynieria materiałowa (kolokwia, sprawozdania, w
hydraulika reaktorów, Inżynieria Środowiska, Przydomowe oczyszczalnie ścieków, projekt, Przydomowe o
Urzadzenia elektroenergetyczne projektowanie wyklad 1 10 2006
Urzadzenia elektroenergetyczne projektowanie wyklad  10 2006
projektowanie inżynierskie, Proj.inż.-Podstawowe zasady proj.- WYKŁAD 2, 4
rząd reakcji, Inżynieria Środowiska, Przydomowe oczyszczalnie ścieków, projekt, Przydomowe oczyszcza
Urzadzenia elektroenergetyczne projektowanie wyklad  10 2006
Do kolokwium, Pytania do kolokwium z PPI nr2, PYTANIA DO KOLOKWIUM NR 2 Z WYKŁADÓW „PODSTAWY P
Do kolokwium, Pytania do kolokwium z PPI nr2, PYTANIA DO KOLOKWIUM NR 2 Z WYKŁADÓW „PODSTAWY P
BYT Wzorce projektowe wyklady z 10 i 24 11 2006
Do kolokwium, ppi odp wykład, PYTANIA DO KOLOKWIUM NR 2 Z WYKŁADÓW „PODSTAWY PROJEKTOWANIA INŻ
Ekonomika- wykład 10, studia AGH, ZiIP, Inżynier, Ekonomika, Wykłady
Wykład 10 - Projektowanie i wdrażanie przedsięwzięć inwestycyjnych, Studia - materiały, semestr 7, P
projektowanie inżynierskie, Modele w projekt - WYKŁAD 5, 7
Grafika Inżynierska Wykład 7 10 14
IK - Projektowanie Lotnisk A, Przodki IL PW Inżynieria Lądowa budownictwo Politechnika Warszawska, S

więcej podobnych podstron