ВВЕДЕНИЕ. Целью учебного пособия является обобщение и систематизации учебно-методического обеспечения по дисциплине «Информационные технологии проектирования РЭС

Целью учебного пособия является обобщение и систематизации учебно-методического обеспечения по дисциплине «Информационные технологии проектирования РЭС. Часть1. Основы САПР» для студентов, обучающихся по направлению 210200 «Проектирование и технология электронных средств» специальности 210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» очной и заочной форм обучения с нормативным сроком обучения

В учебном пособии отражена методика изучения курса, изложены теоретические основы, необходимые для его успешного усвоения в комплексе с задачами, примерами, тестовыми заданиями и вопросами для самопроверки, что обеспечивает комплексную методическую поддержку самостоятельного изучения дисциплины.

В состав учебного пособия входят разделы:

- развёрнутый теоретический материал, удобно структурированный в соответствии с разделами РУП, сопровождающийся примерами, иллюстрациями и справочными материалами, а также, в необходимом объёме, вопросами для самостоятельного контроля знаний студентами;

- методические рекомендации по организации самостоятельной работы студентов (СРС) в ходе изучения курса, а также задания и методические указания по выполнению контрольных работ;

- рабочая программа учебного курса (РУП);

- глоссарий по разделам учебной дисциплины;

- примерные тестовые задания для промежуточного и итогового контроля знаний студентов;

-контрольно-измерительные материалы по дисциплине в виде вопросов к экзаменационным билетам.

Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования к минимуму содержания и уровню подготовки специалиста направления 210200 «Проектирование и технология электронных средств», специальности 210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» по курсу «Информационные технологии проектирования РЭС»: основы автоматизированного проектирования конструкций и технологических процессов РЭС; принципы автоматизации проектирования: системы автоматизированного проектирования (САПР) РЭС; виды обеспечения САПР РЭС; технические средства САПР и их развитие; математические модели объектов проектирования; методы автоматизированного проектирования конструкций и технологических процессов различного уровня иерархии.

Целью изучения дисциплины является овладение теоретическими знаниями, практическими навыками и умениями выполнения задач деятельности специалиста конструктора-технолога РЭС по экспериментально-статистическому исследованию, моделированию и оптимизации, обеспечению качества и надежности, а также освоение методологии автоматизированного проектирования конструкций и технологии РЭС, способов формирования и реализации основных видов обеспечения САПР.

Изучение дисциплины ² Основы САПР² опирается на курсы ² Математика², ² Физика², ² Информатика². Выполнение расчётных и лабораторных заданий предусматривает знание студентами программирования и вычислительных методов, а также наличия навыков работы с ЭВМ. Материалы данной учебной дисциплины используются при изучении основных теоретических курсов специальности 210201, в том числе учебных дисциплин " Информационные технологии проектирования радиоэлектронных средств" ² Основы проектирования РЭС², ² Основы автоматики и САУ², ² Технология РЭС², ² Теплофизическое проектирование РЭС².

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать архитектуру САПР, методы и средства формализованного описания конструктивных модулей РЭС с учетом заданных моделей технологических процессов, методы и средства автоматизированного проектирования конструкций РЭС и технологи

ческих процессов их изготовления, методы и способы анализа и проверки конструктивных узлов;

иметь представление о методах и средствах совершенствования САПР, знать принципы построения основных видов обеспечения САПР;

изучить математическую постановку задач анализа и синтеза конструкций и технологии РЭС, методы структурной и параметрической оптимизации в САПР;

знать методы автоматизации, применяемые для решения типовых задач синтеза конструкций РЭС;

иметь представление о принципах построения математических моделей и алгоритмов автоматизированного проектирования технологических процессов.

Основываясь на полученных знаниях, студенты должны уметь:

осуществлять выбор адекватной модели объекта проектирования;

решать задачи выбора наиболее эффективного метода анализа данной модели;

формировать многокритериальные модели задач оптимизации и проводить их решение на ЭВМ с учетом технико-экономических ограничений.

Основные понятия САПР

В современных условиях всё более возрастает потребность в электронных средствах с высокими технико-экономическими характеристиками, способных работать в сложных условиях при наличии различных воздействий: температуры, влаги, механических нагрузок. Это приводит к значительному усложнению РЭС и к увеличению сроков проектирования.

В условиях быстрого развития технического прогресса это приводит к быстрому старению РЭС, вплоть до того, что разработанное изделие морально устаревает до начала его серийного выпуска. Дробление задачи разработки на более простые, увеличение штата разработчиков не дают хороших результатов из-за возникающих неувязок, нестыковок и согласований, трудностей управления большим коллективом. Только применение ЭВМ позволило решить данную проблему, сократив время и повысив качество проектирования.

При этом решение проблемы автоматизации проектирования заключается не в ускорении расчетов до уровня, обеспечивающего перебор всех вариантов, а в разработке и применении методов моделирования и оптимизации (прежде всего вероятностно-статистических) для организации направленного поиска варианта, наилучшим образом удовлетворяющего требованиям технического задания (ТЗ) без анализа всех возможных решений.

Поэтому актуальной задачей для будущего специалиста конструктора-технолога РЭС является овладение теоретическими знаниями, практическими навыками и умениями выполнения задач деятельности по экспериментально - статистическому исследованию, моделированию и оптимизации, обеспечению качества и надежности РЭС, а также освоение методологии автоматизированного проектирования конструкций и технологических процессов производства РЭС, способов формирования и реализации основных видов обеспечения САПР, а также получение навыков практического решения типовых задач конструкторско-технологического проектирования методами и средствами САПР.

Вопросы автоматизированного проектирования (САПР) - это комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов (пользователями системы). Участие человека в процессе проектирования является фактором, определяющим отличие автоматизированной системы от автоматической.

Цель автоматизации проектирования - повысить качество, снизить материальные затраты, сократить сроки проектирования и ликвидировать рост количества инженерно-технических работников, занятых проектированием. Как самостоятельное научно-техническое направление автоматизация проектирования появилось сравнительно недавно. Процесс ее становления, разработка теории и методов и обобщение практических достижений продолжается и в настоящее время.

Сейчас под автоматизацией проектирования понимается систематическое применение ЭВМ в процессе проектирования при научно обоснованном распределении функций между проектировщиком и ЭВМ и при научно обоснованном выборе методов машинного решения задач. Наилучшая форма организации процесса автоматизации проектирования достигается при применении систем автоматизированного проектирования (САПР).

В ГОСТ 23501.0-79 " Система автоматизированного проектирования. Основные положения" дано следующее определение САПР: " САПР представляет собой организационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации и выполняющую автоматизированное проектирование".