Автоматизация процессов проектирования

Необходимость автоматизации проектирования возникла в связи со всё возрастающими объемами и сложностью проектных работ и отсутствием заметного прогресса в эффективности труда проектировщиков. По экспертным данным производительность труда в промышленности за 20 век возросла более чем в 1000 раз, а в проектировании – всего лишь вдвое. Появилась тенденция к увеличению затрат на проектно-конструктор­ские работы из-за привлечения к ним все большего числа специалистов. Это смещение центра тяжести трудовых за­трат с производства на его подготовку, естественное по мере развития производительных сил общества, и обуславливает необходимость в автоматизации проектирования.

Естественным основанием для автоматизации проектирования является то, что многие проектные процедуры, а особенно их составные части (проектные операции) поддаются унификации, так как описываются алгоритмами, остающимися неизменными для множества операций и процедур. В настоящее время автоматизация проектных работ предполагает создание технических средств для выполнения слабо фор­мализованных работ, например, чертежных, на которые­ приходится до половины трудозатрат, развитие множи­тельной техники, внедрение нового программного обеспечения для ЭВМ, создание ин­формационных банков данных и систем автоматизиро­ванного проектирования. В связи с этим открываются возможности для ведения параллельного проектирования у исполнителей смежных разделов проектной и рабочей документации вместо после­довательного, что приводит к резкому сокращению про­должительности проектирования при одновременном уве­личении производительности труда проектировщиков и качества проектных работ.

Автоматизированное проектирование – проектирование, при котором отдельные преобразования описаний объекта и (или) алгоритма его функционирования осуществляются взаимодействием человека и ЭВМ. Функции между человеком и ЭВМ должны быть рационально распределены. Человек должен решать задачи творческого характера, а ЭВМ – задачи, допускающие формализованное описание в виде алгоритма рутинного характера.

В зависимости от характера исполнения проектных процедур различают неавтоматизированное, автоматизированное и автоматическое проектирование. Степень автоматизации может быть различной и оценивается долей Δ проектных работ, выполняемых ЭВМ без участия человека. При Δ=0 проектирование называют неавтоматизированным, при Δ=1 – автоматическим, при 0≤Δ≤1 – автоматизированным.

Проектирование любого объекта связано с созданием, преобразованием и представлением в принятой форме образа этого объекта. Проектирование начинается с изучения задания на проектирование, которое отражает потребности общества в получении некоторого технического изделия, а результатом проектирования является полный комплект документации, содержащий достаточные сведения для изготовления объекта в заданных условиях. Эта документация представляет собой окончательное описание объекта. Образ объекта или его составных частей может создаваться в воображении человека в результате творческого процесса или генерироваться по некоторым алгоритмам в процессе взаимодействия человека и ЭВМ.

Технический уровень и качество создаваемых машин и систем определяются в ходе проектных и технологических разработок. При этом следует учитывать, что за последние годы резко возросла сложность и трудоемкость проектируемых изделий при вынужденном ограничении сроков проектирования, что приводит иногда к недостаточно глубокой проработке проектов. Для решения проектных задач широко применяется вычислительная техника. Применение вычислительных машин для решения отдельных задач проектирования началось почти одновременно с появлением ЭВМ. Обычно в каждом конкретном случае инженер сам составлял заново программу решения, используя традиционные методы проектирования. Поскольку последние разрабатывались для ручного применения, то их переложение для машинного выполнения не могло дать принципиально ничего нового и привести к достижению тех целей, которые в настоящее время ставятся перед автоматизированным проектированием. Поэтому такое применение ЭВМ для решения инженерных задач еще не следует считать автоматизацией проектирования.

Поэтому рационально применять еще одно определение этого процесса: автоматизация проектирования - систематическое применение ЭВМ в процессе проектирования при рациональном распределении функций между проектировщиком и ЭВМ и при научно обоснованном выборе методов решения задач на ЭВМ.