Рассмотренная в предыдущем параграфе проблема синтеза оптимальной структуры САПР решается в настоящее время как путем использования опыта создания автоматизированных систем управления, так и за счет накопления и использования опыта создания и эксплуатации крупных программных комплексов. Этот опыт концентрируется в ряде принципов, на которые целесообразно ориентироваться при разработке САПР [2]:
- Совместимость автоматического и автоматизированного способов проектирования. Использование этого принципа позволяет заменить один режим проектирования другим, более производительным в каждом конкретном, случае, без изменения структуры всей системы в целом.
- Автономность отдельных частей системы, построенной на модульном принципе. Этот принцип предполагает возможность независимой разработки и независимого ввода в действие отдельных частей системы, что позволяет расширять и усложнять систему в процессе ее эксплуатации.
- Обеспечение интерактивного* режима проектирования, что позволяет проектировщику активно вмешиваться в этот процесс, осуществлять контроль за ходом проектирования в режиме диалога «человек—машина». Организация интерактивного проектирования улучшается с уменьшением времени реакции ЭВМ.
- Минимальность взаимодействия системы с внешней средой, что предполагает минимизацию различных видов взаимодействия системы с внешней средой за счет сокращения объемов выходной и особенно входной информации.
- Принцип развития, позволяющий производить модернизацию системы и расширение ее возможностей за счет совершенствования компонентов САПР и упорядоченности связей между этими компонентами без перерыва или с минимальными перерывами в функционировании системы.
- Единый принцип построения САПР для группы родственных по функциональным характеристикам объектов.
- Принцип эволюционности в проектировании, т. е. максимальное использование имеющегося опыта и навыков проектирования, перенесения их в комплекс алгоритмов и программ, которые являются инструментом машинного проектирования. Совершенствование компонентов САПР в этом случае должно базироваться на основе использования методов эвристического программирования.
- Принцип максимальной независимости от технических средств, которые постоянно обновляются (период обновления поколений ЭВМ составляет 7—10 лет).
- Принцип системного единства, состоящий в том, что САПР строится как совокупность подсистем, функционирование которых подчинено общей цели.
- Принцип сквозного проектирования, обеспечивающий непрерывный характер проектирования объекта от элемента до изделия в целом и предполагающий автоматизацию на различных этапах проектирования от замысла до воплощения проекта «в металле».
- Принцип иерархического построения системы, обусловливающий многоступенчатую пирамидальную структуру системы с подчинением низших звеньев высшим.
- Принцип включения, предусматривающий согласование параметров и возможностей конкретной САПР с более сложной системой (АСУП, автоматизированной системой научных исследований АСНИ), стоящей выше на иерархическом уровне.
- Принцип информационного единства, требующий использования во всех подсистемах САПР нормативно установленных в отрасли правил применения терминов, символов, способов представления информации и т. д.
- Принцип моральной живучести, предполагающий наличие в САПР средств настройки на развивающийся класс объектов, который изменяется как количественно, так и качественно.
- Принцип первого руководителя, согласно которому за процессы разработки, внедрения и развития САПР должен непосредственно отвечать руководитель соответствующего проектно-конструкторского подразделения. Попытки передоверить это управление второстепенным лицам, как правило, заканчиваются тем, что САПР или оказываются дискредитированы, или выполняют рутинные функции.
- Принцип новых задач предполагает решение на базе САПР таких задач, которые без этих систем решались частично, приближенно или не решались вообще из-за отсутствия соответствующих для этого ресурсов.
* Интерактивный режим — режим взаимодействия человека с ЭВМ.
Безусловно, может быть сформирован и ряд других принципов, что подчеркивает многосторонность и сложность проблемы САПР. Каждый из вышеперечисленных принципов облегчает и делает более эффективной как разработку, так и эксплуатацию САПР. Так, например, второй, девятый и одиннадцатый принципы выработаны в борьбе со сложностью программного обеспечения САПР.
Созданию системы автоматизированного проектирования объекта, как правило, предшествует системное обследование объекта проектирования и используемых в инженерной практике неавтоматизированных методов и приемов проектирования, технической документации, разрабатываемой в процессе проектирования.
В результате обследования определяются необходимость и экономическая эффективность создания автоматизированной системы. При этом учитываются объем проектно-конструкторских работ, их периодичность, общие затраты инженерного труда, возможность создания адекватного математического описания и оптимизационных процедур, необходимость повышения технико-экономических показателей проектируемого изделия и уменьшения сроков проектирования и т. д.
Существенным обстоятельством при решении вопроса о целесообразности создания САПР является подготовленность соответствующего проектного подразделения (проектный институт, конструкторское бюро и т. д.) к созданию и внедрению САПР. Подготовленность к созданию САПР может быть оценена по следующим признакам:
наличию математических моделей объектов проектирования и возможности их реализации на ЭВМ в процессе проектирования;
наличию технических средств (ЭВМ, периферийных устройств) и определению необходимости установки дополнительных технических средств;
готовности информационных фондов как в смысле их упорядоченности с целью хранения на машинных носителях, так и организованности технических средств хранения и обработки информации.
Кроме оценки подготовленности к разработке должны быть выполнены оценки подготовленности к внедрению разработанной САПР. Эта оценка включает в себя такие дополнительные факторы:
подготовленность кадров проектно-конструкторской организации к работе в условиях САПР;
соответствие внедряемой системы принятой организации проектных работ;
психологическая подготовленность коллектива к эксплуатации САПР и практическому использованию результатов автоматизированного проектирования;
отношение руководства проектно-конструкторской организации к внедрению и использованию, системы.
Отрицательные оценки по какому-либо аспекту данной проблемы свидетельствуют о необходимости проведения подготовительных работ по разработке и внедрению САПР на данном предприятии.
