Курс лекций к дисциплине Системы автоматизированного проектирования

преподаватель:
к.т.н., доцент
Уразбахтина Анжелика Юрьевна

уровня и качества проектируемых объектов, сокращению сроков разработки и освоения

их в производстве. Автоматизация проектирования особенно эффективна, когда от автоматизации выполнения отдельных инженерных расчетов переходят к комплексной автоматизации, создавая для этой цели системы автоматизированного проектирования (САПР).

При создании САПР ТП различают два подхода: с одной стороны  создание САПР в крупных, ведущих проектных и конструкторских организациях, а с другой  широкое распространение типовых расчетов, алгоритмов и программ в средних и заводских проектно-конструкторских организациях.

Возможность широко распространять в проектных организациях наиболее прогрессивные, а также типовые и стандартные методы расчетов, различные нормативные и справочные данные предопределяют высокую эффективность САПР ТП.

нашей стране обычно подразумеваются пакеты, выполняющие функции CAD/CAM/CAE/PDM, т. е.

автоматизированного проектирования, подготовки производства и конструирования, а также управления инженерными данными.

Проектирование изделий машиностроения/ракетостроения заключается прежде всего в конструировании, т.е. в определении геометрических форм тел и их взаимного расположения. Поэтому история автоматизация проектирования в машиностроении связана с историей компьютерной графики и практически началась с создания первой графической станции.

В 1955…1959 г.г. – в Массачусетском технологическом институте (МТМ) под руководством доктора Росса была разработана система программирования АРТ, она давала возможность подготовки программ для станков с ЧПУ путем описания рабочего хода инструмента; в это же время и сформировался термин CAD – Computer Aided Design – проектирование с помощью компьютера. В настоящее время CAD  системы для автоматизированного выполнения чертежей.

отметить создание языка APT (Automatic Programming Tools) в 1961 г.

в США. Этот язык стал родоначальником многих других языков программирования для оборудования с числовым программным управлением. В СССР Г.К. Горанский создает программы для расчетов режимов резания в первой половине 1960-х годов. Станция Sketchpad с использованием дисплея и светового пера, представлена в 1963 г. И. Сазерлендом. В 1965 г. NASA для поддержки проектов, связанных с космическими исследованиями, ставит задачу разработки конечно-элементного программного пакета. К 1970 г. такой пакет под названием NASTRAN (NAsa STRuctural ANalysis) был создан и начал эксплуатироваться. Стоимость разработки, продолжавшейся 5 лет, составила 3-4 млн долларов.

В компании General Motors в 1960-х годах была разработана интерактивная графическая система подготовки производства, а в 1971-м ее создатель − доктор Патрик Хэнретти (его называют отцом САПР) − основал компанию Manufacturing and Consulting Services (MCS). По мнению аналитиков, идеи MCS составили основу почти 70% современных САПР. В 1967…1968 г.г.  в Англии в Кембриджском университете доктором Грау был разработан удобный способ хранения данных в компьютере, так появились первые базы данных (БД).

в 1970-е годы В.Д. Цветков, Н.М. Капустин, С.П. Митрофанов и

др. разрабатывают методы синтеза технологических процессов. В 1970…1977 г.г. – изобретен язык программирования высокого уровня FORTRAN для выполнения сложных инженерных расчетов; в 1970…1980 г.г. – широко используются чертежные автоматы (графопостроители) и автоматизированные системы при подготовке производства деталей типа «тело вращения». В разработках преобладали системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП) и средств технологического оснащения (САПР СТО). Обобщение накопленного положительного опыта позволило НИИНМаш создать комплекс стандартов для Единой Системы Технологической Подготовки Предприятия (ЕСТПП) и Единой Системы Технологической Документации (ЕСТД). Эти стандарты закрепили достижения СССР по проблеме автоматизации технологической подготовки производства (ТПП) и сыграли серьезную роль в подготовке промышленных предприятий к переходу на широкое использование ЭВМ в ТПП.

вышли первые CAM-пакеты (Computer Aided Manufacturing – управление производством с

помощью компьютера), позволяющие частично автоматизировать процесс производства с помощью программ для станков с ЧПУ, и CAE-продукты (Computer Aided Engineering – инженерные расчеты с помощью компьютера), предназначенные для анализа сложных конструкций. В системах инженерных расчетов и анализа CAE центральное место занимают программы моделирования полей физических величин, прежде всего это программы анализа прочности по методу конечных элементов (МКЭ).
К 1982 г. твердотельное моделирование начинают применять в своих продуктах компании Computervision, IBM, Prime и др., однако методы получения моделей тел сложной формы еще не развиты, отсутствует поверхностное моделирование. В начале 1982 г. появляется система Graphical Kernel System (GKS), задающая примитивы, сегменты и преобразования графических данных и ставшая стандартом в 1985 г. В 1983 году разработана техника создания 3D-моделей. С 1983 года концерн Крайслер (США) использовал САПР для моделирования испытаний автомобиля на прочность при столкновении с препятствием, что позволило уменьшить число опытных образцов автомобилей; с 1984 года на предприятиях концерна Форд (США) все внешние панели из листового материала для автомобиля разрабатывались с помощью графической САПР; с 1985 года фирмой MCS используется САПР со встроенной системой управления базами данных (СУБД).

систем САПР, таких как системы проектирования технологии обработки на станках

токарной группы, холодной штамповкой, на сверлильных и фрезерных станках. Для разработанных систем характерны большая сложность алгоритмов и программ, большой объем нормативно-справочной информации, которую необходимо хранить в памяти ЕС ЭВМ. Из-за высокой стоимости часа работы на ЕС ЭВМ стоимость спроектированных технологических процессов также оказывалась весьма высокой. Полиграфическое качество документов, выводимых на алфавитных цифровых печатающих устройствах, было весьма невысоким, что вызывало трудности с их размножением. Был осуществлен постепенный переход на СМ ЭВМ, что позволило организовать решение технологическим задач в режиме диалога и отказаться от ввода данных с помощью перфокарт и перфолент.
В 1983…1986 годах на КАМАЗе была разработана и внедрена система автоматизированного проектирования оборудования и сложной оснастки; созданы подсистемы «Кулачек», «Подшипник», «Передача», названия которых говорят сами за себя; в 1982…1988 г.г. в Институте атомной энергии им. Н.В. Курчатова разработана САПР машиностроительных изделий (КАПРИ), она представляла собой замкнутый автоматизированный цикл: научные исследования – опытное производство; в 1988 году на Запорожском ПО «Моторостроитель» применялись: САПР «Техпроцесс-18» для оформления маршрутно-операционной технологии в инструментальном производстве (годовой экономический эффект 22 тыс. руб., сокращены сроки разработки ТП в 1,5 раза, высвобождены 4 технолога); САПР «АВТОШТАМП-2» автоматизированного проектирования разделительных штампов и подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ (годовой экономический эффект 22 тыс. руб., трудоемкость проектирования снижена в 3…4 раза); САПР «ИНСТРУМЕНТ» с информационно-поисковой системой для хранения и подбора информации о параметрах режущего и мерительного инструментов (годовой экономический эффект 63,6 тыс. руб., трудоемкость проектирования снижена в 2 раза, за счет унификации инструмента сокращена его номенклатура на 20%, высвобождены 8 конструкторов); система планирования сменного задания на ЭВМ на основании месячного подетального плана участка, ежедневного пооперационного учета движения производства и выработки рабочих (годовой экономический эффект от 40 до 80 тыс. руб. по одному цеху).
В 1986 г. компания Autodesk выпускает свой первый CAD-продукт Autocad. В 1987 г. разработан вариант GKS-3D с ориентацией на 3D графику. В этих системах используются графические форматы для обмена данными, обеспечивающими возможность запоминать графическую информацию единым образом, передавать ее между различными системами и интерпретировать для вывода на различные устройства. В 1988 г. создается аппаратура для прототипирования изделий с помощью лазерной стереолитографии по данным, получаемым в CAD. Также в 1988 г. компания PTC впервые реализует параметризацию моделей. В 1989 г. основана компания Аскон. В нее вошел коллектив разработчиков, который до этого в Коломенском конструкторском бюро машиностроения проектировал систему Каскад. Первая версия Компас для 2D проектирования на персональных компьютерах появилась в том же 1989 г.
Недостаток систем был один: по данным Dataquest в начале 1980-х гг. стоимость одной лицензии CAD/CAM/CAE-системы доходила до $90000. В 1980-х появились и начали использоваться графические рабочие станции компаний Intergraph, Sun Microsystems и автоматизированные рабочие места на компьютерах VAX под управлением ОС Unix. К концу 1980-х годов стоимость CAD/CAM/CAE-лицензии снизилась, примерно, до $20000.

появились механизмы твердотельного моделирования ACIS и Parasolid, которые сейчас используются

во многих ведущих САПР. Появилась возможность использования рабочих станций на базе персональных ЭВМ, что заметно снизило стоимость внедрения САПР на предприятиях.
С 1990 года в России проводятся работы по созданию комплексных систем АСТПП, основанных на использовании единой системы кодирования и единого математического обеспечения. Однако изменение в 90-х годах экономической обстановки в России и отсутствие должной государственной поддержки не дали возможности быстро осуществить полноценный перевод САПР ТП на персональные ЭВМ и реализовать новые идеи, накопленные на основе анализа результатов функционирования промышленных САПР ТП. В период с 1991 по 1996 год, в силу специфики политической ситуации («перестройки»), Россия отстала по CAD-технологиям от развитых промышленных стран на 10…20 лет [9, 10, 34, 37].
В 1992 году корпорация Intergraph, один из ведущих на тот момент производителей CAD-систем для машиностроения, приняла решение о разработке нового программного продукта, целиком построенного на базе платформы Wintel. В 1993 г. в США создается компания Solidworks Corporation и уже через два года она представила свой первый пакет твёрдотельного параметрического моделирования Solidworks.
В результате в конце 1995 года появилась система геометрического моделирования Solid Edge (такое имя получила новая система). В 1998 году к Unigraphics перешло все отделение Intergraph, занимающееся САПР для машиностроения.
По оценке аналитической компании Daratech, в 1999 г. объем продаж систем CAD/CAM/CAE за год увеличился на 11,1%, в 2000-м − на 4,7%, в 2001-м − на 3,5%, а в 2002 г. − на 1,3%. Начиная с 1997 г., рабочие станции на платформе Wintel не уступают Unix-станциям по объемам продаж. Стоимость лицензии снизилась до нескольких тысяч долларов.

− поглощения компаний и поиск новых направлений для роста. Яркий

пример первой тенденции − покупка компанией EDS в 2001 г. двух известных разработчиков тяжелых САПР − Unigraphics и SDRC, а второй − активное продвижение концепции PLM (Product Lifecycle Management), подразумевающей управление информацией об изделии на протяжении всего его жизненного цикла. Начинается интеграция CAD/CAM/CAE-систем с системами управления проектными данными PDM (PDM  Product Data Manager  системы технического документооборота [15]) и с другими средствами информационной поддержки изделий. В 2000 г. САПР Компас осуществляет и 3D проектирование. В 2003 г. выпущена 6-я версия Компас и PDM система PLM (Product Lifecycle Management − управление жизненным циклом изделия) Лоцман.

CAE, CAM, PDM, PLM продуктов выделяют:
системы автоматизации проектирования технологических процессов

(CAPP  Computer Automated Process Planning, здесь «Automated» – автоматический, «Process» – процесс, «Planning» – планировать, планирование, составление плана) [12]. В России эти системы принято называть САПР ТП или АС ТПП (автоматизированные системы технологической подготовки производства). С помощью этих систем разрабатывают технологические процессы и оформляют их в виде маршрутных, операционных, маршрутно-операционных карт, проектируют технологическую оснастку, разрабатывают управляющие программы (УП) для станков с ЧПУ. CAPP-системы могут генерировать технологические процессы, но только при условии предварительного специального описания изделия с помощью конструкторско-технологических элементов. Почти все творческие функции CAPP-системы перекладывают на инженера;
системы производственного планирования и управления PPS (Produktions plaungs system), что соответствует отечественному термину АСУП (автоматизированная система управления производством, предприятием, цехом);
системы управления качеством CAQ (Computer Aided Qulity Control). Здесь Qulity – качество, Control – управление. В России используется термин АСУК (автоматизированная система управления качеством) [9, 10].

Имеются также пакеты прикладных программ (ППП) для автоматизированного выполнения инженерных расчетов; информационно-поисковые системы (ИПС); системы автоматизированного проектирования инструмента (САПР И); программы роботизированного управления оборудованием.
Термин «САПР для машиностроения» (машиностроительные САПР) в нашей стране обычно используют в тех случаях, когда речь идет о пакетах программ для автоматизированного проектирования (CAD), автоматизации проектирования технологических процессов (CAPP), подготовки производства (CAM) и инженерного анализа (CAE).

по возможностям, и по составу, и качеству применяемых средств автоматизации.

Чтобы их различать, применять, оценивать, САПР как сложное изделие, классифицируют [9, 37, 34]. Классификация создает условия для разработки технически обоснованных норм обеспечения процесса создания, функционирования и стандартизации в области САПР.

Системы классифицируют по общим характеристикам, определяющим взаимодействие САПР как единого целого; по программным характеристикам и по отдельным особенностям программных решений; по техническим характеристикам, определяющим особенности используемых в САПР средств вычислительной техники и периферийного оборудования; по эргономическим характеристикам, оценивающим эффективность взаимодействия пользователя с программно-техническими средствами САПР; по экономическим эффектам от внедрения конкретной САПР.

Рассмотрим некоторые из них.

получения двухмерного электронного чертежа, т.н. «электронный кульман»;
узкоспециализированные системы, в

состав которых входит двухмерный графический редактор и несколько специализированных предметных приложений, позволяющих проводить требуемые инженерные расчеты и создавать пользовательские БД;
широкопрофильные специализированные системы;
универсальные САПР с элементами интеграции;
полностью интегрированные САПР – системы будущего.
Классификация САПР по общим характеристикам:
Программы «легкой» категории предназначены для автоматизации выпуска конструкторской и технологической документации, подготовки управляющих программ для 2.5-осевого оборудования с ЧПУ «по электронному чертежу». То есть для сокращения сроков выпуска документации, что позволяет сократить время разработки проектов, но не гарантируют проектировщиков от ошибок даже при полном соответствии документации ЕСКД и ЕСТД. Поэтому экономический эффект таких систем зависит от квалификации и размера зарплаты конструктора или технолога и от их навыков использования САПР.
Системы среднего уровня позволяют создать объемную модель изделия, по которой контролируется взаимное расположение деталей, определяются инерционно-массовые, прочностные и прочие характеристики, моделируются все виды ЧПУ-обработки, отрабатывается внешний вид по фотореалистичным изображениям и выпускается документация. Кроме того, обеспечивается управление проектами на базе электронного документооборота. Экономический эффект состоит в многократном сокращении затрат на доводку опытных образцов изделий в результате исключения ошибок при проектировании.
«Тяжелые» системы высшего уровня, кроме перечисленных функций, дают возможность конструировать детали с контролем технологичности и учетом особенностей материала (пластмасса, металлический лист), моделировать работу механизмов, проводить динамический анализ сборки с имитацией сборочных приспособлений и инструмента, проектировать оснастку с моделированием процессов изготовления (штамповки, литья, гибки), что исключает брак в оснастке и изготовление натурных макетов, то есть значительно уменьшает затраты и время на подготовку производства изделия.

скрытых линий;
трехмерные, со светотеневой раскраской;
трехмерные, с фотореалистическим отображением.
По характеру базовой

подсистемы бывают:
САПР на базе подсистемы машинной графики и геометрического моделирования. Эти САПР ориентированы на приложения, где основной процедурой проектирования является конструирование, т.е. определение пространствен­ных форм и взаимного расположения объектов. К этой группе систем относится большинство САПР в области машиностроения, построенных на базе графических ядер.
САПР на базе СУБД. Они ориентированы на приложения, в которых при сравнительно несложных математических расчетах перерабатывается большой объем данных. Такие САПР преимущественно встречаются в технико-эко­номических приложениях.
САПР на базе конкретного прикладного пакета. Фактически это авто­номно используемые программно-методические комплексы (ПМК), например, имитационного моделирования производственных процессов, расчета прочности, синтеза и анализа систем автоматического управления и т.п. Примерами могут служить программы проектирования на базе математического пакета MathCAD или Matlab.
Комплексные (интегрированные) САПР, состоящие из совокупности подсистем предыдущих видов. Характерными примерами комплексных САПР валяются CAE/CAD/CAM-системы в машиностроении.

обусловливает разнообразие применяемых САПР.
Рисунок − Этапы жизненного цикла промышленных изделий

и используемые автоматизированных систем (АС)

САПР или их составная часть (подсистемы) могут быть отнесены к

различным классам:
Класс A: системы (подсистемы) управления технологическими объектами и/или процессами. К этому классу и относятся САПР ТП.
Объектами контроля и управления таких систем выступают: технологическое оборудование; датчики; исполнительные устройства и механизмы.
В качестве классических примеров систем класса A можно считать:
SCADA  Supervisory Control And Data Acquisition (диспетчерский контроль и накопление данных) для выполнения диспетчерских функций (сбор и обработка данных о состоянии оборудования и технологических процессов);
DCS  Distributed Control Systems (распределенные системы управления);
Batch Control  системы последовательного управления;
АСУ ТП  Автоматизированные Системы Управления Технологическими Процессами.

 это системы (подсистемы) подготовки и учета производственной деятельности предприятия.

Системы класса B предназначены для выполнения класса задач, требующих непосредственного участия человека для принятия оперативных (тактических) решений, оказывающих влияние на ограниченный круг видов деятельности или небольшой период работы предприятия. В некотором смысле к таким системам принято относить те, которые находятся на уровне технологического процесса, но с технологией напрямую не связаны.

В перечень основных функций систем (подсистем) данного класса можно включить:
выполнение учетных задач, возникающих в деятельности предприятия;
сбор, предварительную подготовку данных, поступающих в АС из систем класса A, и их передачу в системы класса C;
подготовку данных и заданий для автоматического исполнения задач системами класса A.
С учетом прикладных функций этот список можно продолжить следующими пунктами:
управление производственными и человеческими ресурсами в рамках принятого технологического процесса;
планирование и контроль последовательности операций единого технологического процесса;
управление качеством продукции;
управление хранением исходных материалов и произведенной продукции по технологическим подразделениям;
управление техническим обслуживанием и ремонтом.
Эти системы, как правило, имеют следующие характерные признаки и свойства:
наличие взаимодействия с управляющим субъектом (персоналом), при выполнении стоящих перед ними задач;
интерактивность обработки информации;
небольшой длительностью обработки данных, колеблющейся от нескольких минут до несколько часов или суток;
наличием существенных временных и параметрических зависимостей (корреляций) между обрабатываемыми данными;
система оказывает влияние на ограниченный круг работ и видов деятельности предприятия;
система оказывает влияние на небольшой период работы предприятия (в пределах от месяца до полугода);
наличием сопряжения с системами класса A и/или C.

Классическими примерами систем класса B можно считать:
MES  Manufacturing Execution Systems (система управления производством или исполнительная производственная система); системы MES ориентированы на решение оперативных задач управления проектированием, производством и маркетингом;
MRP  Material Requirements Planning (системы планирования потребностей в материалах);
MRP 2  Manufacturing Resource Planning (системы планирования ресурсов производства); системы MRP-2 ориентированы, главным образом, на бизнес-функции, непосредственно связанные с производством;
CRP  Сomputing Resource Planning (система планирования производственных мощностей)

− это системы (подсистемы) планирования и анализа производственной деятельности предприятия.

Они предназначены для выполнения класса задач, требующих непосредственного участия человека для принятия стратегических решений, оказывающих влияние на деятельность предприятия в целом.
В круг задач решаемых системами (подсистемами) данного класса можно включить:
анализ деятельности предприятия на основе данных и информации, поступающей из систем класса B;
планирование деятельности предприятия;
регулирование глобальных параметров работы предприятия;
планирование и распределение ресурсов предприятия;
подготовку производственных заданий и контроль их исполнения;
наличие взаимодействия с управляющим субъектом (персоналом), при выполнении стоящих перед ними задач;
интерактивность обработки информации;
повышенной длительностью обработки данных, колеблющейся от нескольких минут до несколько часов или суток;
длительным периодом принятия управляющего решения;
наличием существенных временных и параметрических зависимостей (корреляций) между обрабатываемыми данными;
система оказывает влияние на деятельность предприятия в целом;
система оказывает влияние на значительный период работы предприятия (от полугода до нескольких лет);
наличием непосредственного сопряжения с системами класса B.

Классическими представителями систем класса С можно считать: автоматизированные системы управления предприятием (АСУП) и автоматизированные системами управления технологическими процессами (АСУТП). К АСУП относятся системы планирования и управления предприятием ERP (Enterprise Resource Planning  Планирование Ресурсов Предприятия); Наиболее развитые системы ERP выполняют различные бизнес-функции, связанные с планированием производства, закупками, сбытом продукции, анализом перспектив маркетинга, управлением финансами, персоналом, складским хозяйством, учетом основных фондов и т. п.; IRP  Intelligent Resource Planning (системами интеллектуального планирования); АСУП; EIS.

и технологического проектирования.

Рассмотренные в данной работе виды классификаций не единственные,

но являются основными, т.к. в них САПР рассматривается с нескольких точек зрения.

комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации

или коллективом специалистов (пользователей системы), выполняющий автоматизированное проектирование.
При создании и/или приобретении САПР ТП и их составных частей необходимо руководствоваться следующими принципами:
системного единства;
совместимости;
типизации;
развития.

Принцип системного единства обеспечивает целостность системы и иерархичность проектирования отдельных частей и объекта в целом.

сохраняет открытой систему в целом.

Принцип типизации предусматривает разработку и

использование типовых и унифицированных элементов САПР ТП. Типизируют элементы, имеющие перспективу многократного использования.

Принцип развития дает возможность пополнения, совершенствования и обновления составных частей САПР ТП.

этого для них характерен ряд признаков:
Объектно-ориентированное взаимодействие человека и ПК.

Пользователь работает в режиме манипулирования изображениями заготовок, деталей, сборочных единиц, со схемами, текстом и т.д. в реальном времени. В основу манипулирования заложено программирование соответствующих процедур, выполняемых ПК. Человек видит информационные объекты, получаемые посредством средств вывода информации, и воздействует на них за счет средств ввода информации.
Сквозная информационная поддержка на всех этапах обработки информации на основе интегрированной базы данных (БД). БД предусматривает единую унифицированную форму представления, хранения, поиска, отображения, восстановления и защиты информации.
Безбумажный процесс обработки информации. Все промежуточные варианты и необходимые численные данные записываются на машинных носителях и доводятся до пользователя через экран монитора. На бумаге фиксируется только окончательный вариант документа: технологическая карта, карта эскизов и т.д.
Интерактивный режим решения задач, выполняемый в режиме диалога пользователя и ПК.

организацией с привлечением (при необходимости) других организации-соисполнителей, в том числе

научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений.
Процесс создания САПР включает в себя восемь стадий: предпроектные исследования, техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект, рабочий проект, изготовление, отладка и испытание, ввод в действие.
Предпроектные исследования проводятся для выявления готовности конкретной проектной организации к внедрению автоматизированных методов. Основу этой работы составляет системное обследование объекта проектирования и используемых в инженерной практике традиционных методов и приемов проектирования, а также объема технической документации, разрабатываемой в процессе проектирования. Процесс обследования осуществляется главным образом опросом опытных проектировщиков и конструкторов.
В результате обследования определяется необходимость и экономическая эффективность создания автоматизированной системы. При этом учитывается объем проектно-конструкторских работ, их периодичность, общие затраты инженерного труда, возможность создания адекватного математического описания и оптимизационных процедур, необходимость повышения качественных показателей проектируемого изделия, сокращение сроков проектирования.

Техническое задание (ТЗ) является исходным документом для создания САПР и должно содержать наиболее полные исходные данные и требования. Этот документ разрабатывает головной разработчик системы. ТЗ на создание САПР должно содержать следующие основные разделы:
«Наименование и область применения», где указывают полное наименование системы и краткую характеристику области ее применения;
«Основание для создания», где указывают наименование директивных документов, на основании которых создается САПР;
«Характеристика объектов проектирования», где приводят сведения о назначении, составе, условиях применения объектов проектирования;
«Цель и назначение», где перечисляют цель создания САПР, ее назначение и критерий эффективности ее функционирования;
«Характеристика процесса проектирования», где приводят общее описание процесса проектирования, требования к входным и выходным данным, а также требования по разделению проектных процедур (операций), выполняемых с помощью неавтоматизированного и автоматизированного проектирования;
«Требования к САПР», где перечисляют требования к САПР в целом и к составу ее подсистем, к применению в составе САПР ранее созданных подсистем и компонентов и т.п.;
«Технико-экономические показатели», где оценивают затраты на создание САПР, указывают источники получения экономии и ожидаемую эффективность от применения САПР.

обосновываются варианты САПР, разрабатываются окончательные решения. При этом выполняются следующие

основные виды работ :
выявление процесса проектирования (его алгоритм), т.е. принятие основных технических решений;
разработка структуры САПР и ее взаимосвязи с другими системами (определение состава проектных процедур и операций по подсистемам; уточнение состава подсистем и взаимосвязи между ними; разработка схемы функционирования САПР в целом);
определение состава методов, математических моделей для проектных операций и процедур; состава языков проектирования; состава информации (объем, способы ее организации и виды машинных носителей информации); состава общего, специализированного общего и специального программного обеспечения;
формирование состава технических средств (ПК, периферийные устройства и другие элементы);
принятие решений по математическому, информационному, программному и техническому видам обеспечения по САПР в целом и отдельно по подсистемам;
расчет технико-экономических показателей САПР.

Оформление всей документации, необходимой для создания и функционирования САПР, выполняют на стадии рабочего проектирования.

На стадии изготовления, отладки и испытания производят монтаж, наладку и испытание комплекса технических средств автоматизации проектирования, на тестовых примерах доводят программное обеспечение и подготавливают проектную организацию к вводу в действие САПР.

Ввод в действие системы осуществляют после опытного функционирования и приемочных испытаний у заказчика.

число создаваемых систем автоматизированного проектирования (САПР) и сроки их внедрения;

уровень автоматизации проектно-конструкторских работ и технологической подготовки производства; удельный вес промышленной продукции, изготавливаемой по документации, подготовленной средствами автоматизированного проектирования, в общем объеме промышленной продукции; экономию от снижения себестоимости изготовления продукции; условное сокращение численности работающих в проектно-конструкторских организациях и занимающихся не творческим трудом; сокращение численности работающих в основном производстве. Определение большинства таких показателей САПР ТП трудоемко и требует применения специальных методик расчета экономической эффективности САПР.

проектирования конкретных объектов (объектами проектирования могут быть изделия, оборудование, машины,

аппараты, системы, материалы, технологические процессы, здания, сооружения и т.п.);
определить основные сферы и источники экономии от автоматизации проектирования;
определить объем и очередность автоматизации задач проектирования объекта;
выбрать наиболее рациональный вариант системы и все виды обеспечения САПР;
определить оптимальный состав методов и средств автоматизации проектирования в условиях конкретного предприятия;
оценить объем требуемых капитальных затрат на создание и внедрение САПР;
определить показатели, характеризующие влияние САПР на качество проектных решений и деятельность проектной, проектно-конструкторской, технологической организации и промышленного предприятия;
рассчитать ожидаемую экономию текущих затрат и снижение себестоимости выпускаемой продукции;
определить годовой экономический эффект (годовую экономию приведенных затрат), т.е. разницу между годовой экономией на себестоимости продукции и капитальными затратами на внедрение САПР, пересчитанными на год с помощью нормативного коэффициента сравнительной экономической эффективности;
оценить срок окупаемости САПР или сравнить расчетный коэффициент экономической эффективности с установленными нормативами;
обеспечить сравнение экономической эффективности САПР с эффективностями других автоматизированных систем.
Эффективность САПР ТП и процесса создания систем автоматизации достигается за счет следующих факторов:
достижения системного единства автоматизации всех составляющих процесса (проектирование – конструирование  технологическая подготовка производства);
обеспечения аппаратной и программной совместимости САПР и их элементов;
обеспечения возможности модификации систем;
создания унифицированных и стандартизованных модулей, узлов, элементов ТП и операций;
создания и использования единой унифицированной информационной базы САПР;
применения унифицированного математического обеспечения, операционных систем, СУБД, систем САD/CAM/CAE и т.п.
Применительно к сфере автоматизации проектирования можно выделить следующие основные источники экономической эффективности САПР ТП:
рост производительности труда проектировщиков, конструкторов и технологов;
повышение качества проектирования объектов, технологических процессов и выпускаемой документации;
экономии производственных ресурсов, к которым относится живой труд, сырье, материалы, топливо, энергия, капитальные вложения в производственные фонды.