Системы автоматизации проектирования

Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО Костромской государственный технологический университет
Утверждаю:
проректор КГТУ по НР
д.т.н., проф. Ибрагимов А.М.
«___»____________2015 г.
ПРОГРАММА
ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В АСПИРАНТУРУ
Направление подготовки 09.06.01 «Информатика и вычислительная техника»
(Уровень подготовки кадров высшей квалификации)
Профиль «Системы автоматизации проектирования» (промышленность)
Программа утверждена на Совете ФАСТ КГТУ
03.02.2015 г., протокол №6
декан ФАСТ, к.т.н., доцент
Лустгартен Ю.Л.
Программа утверждена на заседании кафедры
Информационных технологий и защиты информации
28.01.2015 г., протокол №1
заведующий кафедрой ИТ и ЗИ,
д.т.н., профессор
Шведенко В. Н.
Кострома – 2015 г.
1
Целью данной программы является установление объема знаний, необходимого
для сдачи вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки 09.06.01
«Информатика и вычислительная техника» профиль «Системы автоматизации проектирования» (промышленность) в области знаний, связывающих процессы автоматизированного проектирования с аспектами управления на предприятии и обработки информации,
обеспечивающей эти процессы.
Содержанием направления подготовки 09.06.01 «Информатика и вычислительная
техника» профиль «Системы автоматизации проектирования» (промышленность) являются: разработка и исследование научных основ проектирования; построение и функционирование интегрированных интерактивных комплексов анализа и синтеза проектных решений; систем создания проектной, конструкторской, технологической и иной документации
на изготовление и эксплуатацию сложных технических объектов, образцов новой техники
и технологий.
Значение решения научных и технических проблем данного направления для
народного хозяйства заключается в совершенствовании процессов проектирования и технологической подготовки производства новых объектов и изделий на основе широкого
использования средств вычислительной техники, информационных технологий и вычислительных сетей, в сокращении сроков создания и ввода в эксплуатацию образцов новой
техники и ускорении научно-технического прогресса в различных отраслях промышленности.
РАЗРАБОТЧИКИ ПРОГРАММЫ
1. ШВЕДЕНКО В. Н. – д.т.н., профессор, заведующий кафедрой информационных
технологий и защиты информации (ИТ и ЗИ) КГТУ.
_________________/Шведенко В.Н./
28.01.2015 г.
2. ВИНОГРАДОВА Г. Л. – к.т.н., профессор кафедры информационных технологий
и защиты информации (ИТ и ЗИ) КГТУ.
__________________/Виноградова Г.Л./
28.01.2015 г.
2
1. Принципы разработки САПР.
САПР как объект проектирования. Принципы создания САПР. Состав и структура
САПР. Классификация САПР. Взаимодействие САПР с другими автоматизированными
системами.
Формализация процесса проектирования. Способы организации процесса проектирования. Общие схемы процесса проектирования. Этапы проектирования САПР. Обзор современных САПР.
Проблемы проектирования САПР Системотехническая деятельность. Комплексы
технических средств. Программное обеспечение. Организация диалогового взаимодействия. Информационное обеспечение. Методы моделирования. Машинная графика.
Нормативно-технические документы по разработке и развитию САПР. Стадии создания и развития САПР. Требования, предъявляемые к комплексам средств и компонентам САПР.
2. Лингвистическое и программное обеспечение САПР.
Методы и средства проектирования программного обеспечения САПР. Структура
программного обеспечения САПР. Общая характеристика методов проектирования программного обеспечения САПР. Проектирование прикладных программ САПР.
Программирование, отладка и испытания программ САПР. Методы программирования программного обеспечения САПР. Методы проверки программ. Организация отладки
и испытаний программного обеспечения САПР.
Языки проектирования САПР (входные и выходные). Трансляция языков проектирования технических объектов. Формальные языки и грамматики. Лексический и синтаксический анализ формальных языков. Организация диалога в САПР. Виды диалога. Стандарты пользовательского интерфейса.
3. Организация диалогов в САПР.
Взаимодействие проектировщика с системой. Типы и формы диалога. Структурная
организация диалога. Диалоговые процедуры проектирования.
Информационно-программное обеспечение диалога. Диалоговые средства в САПР.
Построение диалогового интерфейса. Сценарная организация диалога.
4. Графические системы САПР.
Состав и структура графических систем САПР. Основные сведения о графических
системах. Задачи графических систем САПР. Функции графических систем. Компоненты
графических систем САПР.
Средства разработки систем машинной графики. Языки в графических системах. Базовая графическая система в стандарте ГКС. Базовые графические системы для трехмерной области.
Методы и средства разработки графических приложений. Стандарты в графических
системах САПР. Классификация графических систем. Системы подготовки и выпуска
конструкторско-технологической документации. Примеры современных графических систем.
5. Математическое моделирование и анализ объектов в САПР
3
Особенности математических моделей на различных иерархических уровнях описания объектов. Показатели эффективности и требования к моделям, методам и алгоритмам
анализа в САПР. Понятие об областях адекватности моделей. Классификация математических моделей по степеням детальности отображения свойств объекта, по характеру отображения свойств, по методам получения. Виды математических моделей. Методика получения моделей, применение методов планирования экспериментов и регрессионного анализа.
Численные методы анализа объектов. Численные методы интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ). Явные и неявные методы. Устойчивость
вычислений и области предпочтительного применения методов. Пути повышения эффективности методов анализа.
Моделирование логических и функциональных схем дискретных устройств. Синхронное и асинхронное моделирование. Методы решения логических уравнений. Представление сложных и информационных систем в виде систем массового обслуживания.
Организация событийного моделирования. Применение методов имитационного моделирования для анализа функционирования САПР.
6. Автоматизация конструкторского и технологического проектирования
Классификация задач конструкторского проектирования. Иерархическое проектирование. Топологическое проектирование. Математические модели в задачах конструкторского проектирования. Алгоритмы геометрического и топологического синтеза. Переборные, последовательные и итерационные алгоритмы. Синтез форм деталей. Анализ и верификация конструкций. Примеры конструкторских САПР и их проектирующих подсистем.
Взаимосвязь систем конструкторского и технологического проектирования. Иерархические уровни технологического проектирования. Структурно-логические и функциональные модели. Синтез технологических маршрутов обработки и сборки изделий. Информационное обеспечение технологического проектирования. Унификация описаний
технологической информации. Разработка оптимального технологического маршрута. Автоматизация подготовки и выпуска конструкторско-технологической документации.
Основная литература
1. Аверченков В.И., Федоров В.П., Хейфец М.Л. Основы математического моделирования
технических систем. Учебное пособие.-Брянск: Изд-во БЕТУ, 2004.
2. Аверченков В.И., Казаков Ю.М. Автоматизация проектирования технологических процессов. Учеб.пособие.-Брянск: Изд-во БГТУ, 2004.
3. Евгеньев Г.Г.Системоолгия инженерных знаний. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э Баумана,
2001.- 376с.
4. Зарубин В.С. Математическое моделирование в технике. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.
Баумана, 2001.-195с.
5. Информационно-вычислительные системы в машиностроении.CALS-технологии /
Ю.М. Соломащев и др.- М.: Наука, 2003.-300с.
6. Капустин Н.М. Автоматизация машиностроения. :- М. Высшая школа., 2003.- 233с.
7. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования. М.: Изд-во МГТУ им
Н.Э. Баумана, 2001.-386с.
8. Норенков И.П., Кузьмин П.К. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALSтехнологии. – М.: Изд-во МГТУ им Н.Э Баумана. 2002.- 320с.
9. Роджерс Д., Адаме Дж. Математические основы машинной графики. М.: Мир, 2001.
Семененко М.Д. Введение в математическое моделирование. М.: Солон-Р, 2002.-111с.
4
10. Тихонов А.Н., Цветков В.Л. Методы и система поддержки принятия решения. -М.
:Макс Пресс, 2001.- 312с.
11.Яблочнеков Е.И. , Маслов Ю.В. Автоматизация ТПП в машиностроении./ Учебное пособие.- СПб.: СПб ГИТМО, 2003.-104с.
Дополнительная литература
1. Аверченков В.И., Малахов Ю.А. Основа научного творчества. Учебное пособие.
Брянск.:БГТУ, 2000.-179с.
2. Бенерджи П., Баттерфилд Р. Методы граничных элементов в прикладных науках. М.:
Мир, 1984.
3. Бреббиа К., Теллес Ж., Вроубел Л. Методы граничных элементов. М.: Мир, 1987.
4. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975.
5. Иванов Г.С. Конструирование технических поверхностей. М.: Машиностроение, 1987.
6. Ильина О.Н. Системный проект к управлению проектами в организации. М.: Высшая
школа, 2012.-208с.
7.Препарата Ф., Шеймоас М. Вычислительная геометрия. Введение. М.: Мир, 1986.
8. Фокс А., Пратт М. Вычислительная геометрия. Применение в проектировании и на производстве. М.:Мир, 1982.
9. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: Мир. 1975.
10. Хорафас Д., Легг С. Конструкторские базы данных. М.: Машиностроение, 1990.
5