Автоматизація графічних та розрахункових задач проектування

Автоматизація графічних та розрахункових задач проектування

Міністерство освіти і науки України

Українська інженерно-педагогічна академія

Гірничий факультет

Кафедра інформаційних технологій

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до курсової роботи

з дисципліни "Основи автоматизованого проектування складних cистем"

на тему:

Автоматизація графічних та розрахункових задач проектування

Стаханов 2010

ВИХІДНІ ДАНІ ДО ПРОЕКТУ

Загальні вимоги до графічного та математичного моделювання. Завдання згідно варіанта з проектування офісу, який обладнаний комп’ютерами та програмним забезпеченням відповідно до призначення офісу. Розробці підлягають план та об’ємне зображення офісу, меблювання та розташування обладнання, електропостачання та ін. Завдання згідно варіанта з розв’язання математичних задач. Середовища проектування: 3D Home, Excel, MathCAD, Power Point та інші, за узгодженням з керівником проекту.

4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що їх належить розробити) Вступ з обов’язковим посиланням на літературу, в якій вказується актуальність і ефективність використання САПР та математичного моделювання. Умови завдань. Графічне моделювання. Опис діяльності офісу та його програмне забезпечення, співробітники. Альтернативне комп’ютерне обладнання. Електропостачання. Математичне моделювання. Висновки з обов’язковим переліком кількісних даних, що характеризують результати розробки. Презентація проекту. Використані джерела. Додатки.

5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень) Екранні копії результатів графічного та математичного моделювання. Не менше п’яти сторінок формату А4 з планами та об’ємними зображеннями офісу та розмірами.

6. Дата видачі завдання 4 лютого 2010 р.

РЕФЕРАТ

Курсовий проект: 52 с., 50 рис., 7 табл., 1 додаток, 6 джерел.

Об'єктом проектування є розробка офіса у діяльності САПР-хімія.

Предметом проектування є середовище 3DHome для розробки офісу.

Метою проектування є систематизація і закріплення теоретичних знань, отриманих при вивченні навчальної дисципліни "Основи автоматизованого проектування складних систем" і придбання навичок у використанні сучасних інформаційних технологій, а також придбання і закріплення навичок самостійної роботи.

Методи дослідження. Для вирішення поставленої мети застосовані:

-  загальнонаукові методи: теоретичного пошуку, концептуально-порівняльного аналізу, визначення теоретичних і прикладних аспектів проектування, визначення структури і змісту підготовки;

-  емпіричні методи; математичні методи.

-   методи створення програмних засобів навчального призначення. Новизна проектування полягає у тому, що розроблено офіс для навчальній діяльності.

Практична значущість проектування: розробка об’єкта, моделей для дисципліни «Автоматизація графічних та розрахункових задач проектування».

ВСТУП

Різні можливості й границі застосування обчислювальної техніки для автоматизації проектування визначаються рівнем формалізації науково-технічних знань у конкретній галузі. Чим глибше розроблена теорія того або іншого класу технічних систем, тим більші можливості об'єктивно існують для автоматизації процесу їхнього проектування.

Під автоматизацією проектування розуміють систематичне застосування ЕОМ у процесі проектування при науково обґрунтованому розподілі функцій між проектувальником й ЕОМ і науково обґрунтованому виборі методів машинного рішення задач.

Ціль автоматизації - підвищити якість проектування, знизити матеріальні витрати на нього, скоротити строки проектування й ліквідувати зріст числа інженерно-технічних працівників, зайнятих проектуванням і конструюванням.

Проектування являє собою цілеспрямовану послідовність дій по реалізації проектних рішень (до яких приводять проектні процедури: математичне моделювання, оптимізація, компонування об'єктів), що приводять до створення опису об'єкта проектування, достатнього для виготовлення об'єкта і його експлуатації в заданих умовах.

Особливістю автоматизованого проектування є те, що в ході проектування відбувається постійний діалог людини й машини [1, 2, 5].

Дана курсова робота присвячена автоматизованому проектуванню складних систем, які характеризуються ієрархією, різноманіттям зв'язків між елементами, багаторазовою зміною стану, множиною показників якості й критеріїв. Окремі частини складних систем можуть розглядатися як система.

Для вивчення й проектування систем використають: математичне моделювання (заміна реальної системи її математичним описом на різних рівнях абстракції), що значно скорочує витрати на створення моделі й проводиться на ЕОМ без додаткових приладів; геометричне моделювання (процес побудови форми об'єкта - поступова її деталізація в міру розвитку ідей розроблювача), що реалізується за допомогою САПР й являє собою роботу з формами в тривимірному просторі; фізичне моделювання (макетування), що є альтернативою математичному.

Актуальність курсової роботи полягає в тому, що досвід, отриманий у процесі курсового проектування, впливає на розвиток творчих здібностей студента, є гарною підготовкою згодом до успішного виконання дипломного проекту за фахом. Розробка офіса з вихідними даними: кількість комп'ютерів 2, кількість принтерів 2, блоки безперебійного живлення 1, кількість сканерів 2, модем 1, телевізор (підключення до ЕОМ) 1, осциллограф (підключення до ЕОМ) 1, Корисна площа офісу, 34,5 кв. м

Задачею даної курсової роботи є автоматизування розрахункових задач проектування (рішення систем рівнянь, побудова графіків залежності, оптимізація, моделі об'єктів) і графічне проектування офісу на підставі вихідних даних (розміри офісу, його устаткування та напрямок діяльності), програмне забезпечення, що буде використано для реалізації роботи: MS Excel, MathCAD, 3D Home Architect 8.0 Delux.

1.1  Початкові дані для проектування офісу

Вихідні дані:

1.2  Опис призначення офісу і його програмне забезпечення

На підставі вихідних даних можна припустити, що в офісі може працювати 4 людини. Так, як ця установа призначена для роботи в сфері САПР – хімія, то необхідні наступні кадри: два програмісти, секретар та менеджер.

Офіс може виконувати:

написання нових програм на різних мовах програмування;

рішення математичних задач;

складання різних баз даних;

WEB-дизайн.

Для використання в даній установі більш усього підійде WindowXP Professional , тому що це одна із самих нових і надійних операційних систем. Вона має найбільшу універсальність, широке поширення, і відповідно, має особливу підтримку з боку апаратного й програмного забезпечення. Для комп'ютера, що працює в цій системі, найпростіше підібрати прикладні програми й драйвери пристроїв.

Завдяки графічному інтерфейсу Windows XP є простою для використання, тому немає необхідності навчати операторів для переходу на нову ОС. Windows XP Professional є нащадком таких систем Win95, WinNT, Win98, і зберігає основні принципи роботи в ОС цього типу, отже, оператори, що працювали на попередніх версіях легко зможуть адаптуватися до нового. Основною відмінністю цієї ОС від попередніх версій є надійність і стабільність роботи. Вона більше мультимедійна та функціональна. Windows XP Professional вводить новий стандарт програмного забезпечення для бізнесу, поєднуючи продуктивність і надійність корпоративного рівня з безпрецедентною простотою експлуатації. Побудована на фундаменті перевіреної технології Windows 2000, система Windows XP Professional включає всі можливості Microsoft® Windows® XP Home Edition, а також нові й поліпшені засоби, розроблені спеціально для бізнесу й досвідчених користувачів. Час запуску знижений, а стабільність роботи офісних програм вище, ніж у будь-який попередньої операційної системі. Підтримка декількох моніторів дозволяє переглядати більше даних або одночасно виводити вікна двох різних програм.

Під час виконання роботи програміст використовуватиме персональний комп'ютер з наступним програмним забезпеченням: Delphi 7 (2007,2009Pro), C++, Opera, Microsoft Office Excel та ін.

Microsoft Office Excel - ця програма дозволяє просто й зручно проводити досить складні розрахунки, у тому числі практично всі фінансові й бухгалтерські розрахунки. за допомогою програми Microsoft Office Excel ви зможете підготувати різноманітні бланки з використанням засобів форматування тексту й чисел і вставки зображень. Електронні таблиці дозволяють організувати, проаналізувати й представити дані у вигляді діаграм різних типів.

Delphi - мова й середовище програмування, що відноситься до класу RAD- (Rapid Application Development ‑ "Засіб швидкої розробки додатків") засобів CASE - технології. Delphi використовувалось для розробки потужних додатків Windows. Додатків Windows, для створення яких була потрібно велика кількість людських зусиль наприклад у С++, тепер можуть бути написані однією людиною, що використає Delphi. Delphi має широкий набір можливостей, починаючи від проектувальника форм і закінчуючи підтримкою всіх форматів популярних баз даних. Середовище усуває необхідність програмувати такі компоненти Windows загального призначення, як мітки, піктограми й навіть діалогові панелі. Працюючи в Delphi, ви неодноразово бачили однакові "об'єкти" у багатьох різноманітних додатках. Діалогові панелі (наприклад Choose File й Save File) є прикладами багаторазово використовуваних компонентів, вбудованих безпосередньо в Delphi, що дозволяє пристосувати ці компоненти до наявної задачі, щоб вони працювали саме так, як потрібно створюваному додатку.

ACD/ChemSketch + Dictionary [1-01i]

Всесвітньо відомий хімічний редактор, що включає можливості генерації хімічних імен згідно номенклатурі IUPAC і Inchi код для комерційного використання. Містить Acd/dictionary - унікальну бібліотеку 29,000 часто використовуваних хімічних і біологічних молекул з більш ніж 158,000 тривіальних, торгових і систематичних назв.

Надає зовнішній інтерфейс для більшості Acd/labs додатків.

Acd/chemfolder [1-02i]

Чудовий інструмент для створення призначених для користувача баз даних хімічних структур, властивостей, експериментальних даних, реакцій, схем метаболізму (біо-трансформаційних шляхів) і управління ними. Поставляється з Acd/chemcoder - унікальним модулем для кодування хімічних структур разом з асоційованими даними в двовимірні баркоди і назад. Acd/labs пропонує програмне забезпечення для ЯМР, яке може передбачати теоретичні зрушення і константи, обробляти і зберігати в базах даних експериментальні спектри, а також допомогти з їх інтерпретацією і з'ясуванням хімічної структури, що помітно збільшує продуктивність ЯМР лабораторій. Acd/labs відома своїми прогнозами фізико-хімічних властивостей на основі молекулярної структури, які широко визнані і прийняті за стандарти в провідних світових компаніях. Дане програмне забезпечення допомагає компаніям оцінювати з'єднання ще до того, як їх властивості були експериментально ізміряні, або навіть до того, як самі з'єднання були синтезовані. Доступні в Standalone або Batch версіях.

Acd/structure Designer [4-02i]

Є складовою частиною Acd/ Structure Design Suite (SDS). Спеціально розроблений, щоб задовольнити ключові потреби рядових органиків-синтетиків в оптимізації хімічних структур без залучення додаткової функціональності (доступною в SDS). Ця програма надає можливість медичним і синтетичним хімікам швидко знаходити структурні модифікації ключових з'єднань для отримання аналогів з покращуваними молекулярно-фізичними властивостями. Доступні прогнози pka, LOGP, logd і водній розчинності.

Acd/logp DB [4-09i]

Програма розраховує точні величини коефіцієнта розподілу вода/октанол і ряду зв'язаних властивостей в стандартних умовах при 25°c. Надає доступ до внутрішньої бази експериментальних даних по logp для більш ніж 18,400 з'єднань. Дозволяє покращувати точність прогнозів для ваших нових унікальних класів з'єднань через навчання програми за допомогою ваших експериментальних даних.

Acd/pka DB [4-12i]

Швидко і точно передбачає константи кислотно-основної дисоціації для широкого ряду органічних сполук. Надає доступ до баз даних такою, що містить більш ніж 31,000 експериментальних величин pka для приблизно 16,000 з'єднань у воді і 2000 молекул в неводних розчинниках. Дозволяє покращувати точність прогнозів для ваших нових унікальних класів з'єднань через навчання програми за допомогою ваших експериментальних даних.

Acd/solubility DB [4-15i]

Передбачає розчинність з'єднань у воді за різних умов. Дозволяє проглядати профіль розчинності і розподіл іонних форм у всьому інтервалі ph (0-14) для того, щоб ви могли краще розуміти поведінку ваших з'єднань в розчині і покращувати їх розчинність.

Acd/boiling Point Predictor [4-18i]

Дозволяє розраховувати температуру кипіння і тиск пари органічних сполук і переводить їх в різні одиниці вимірювання. Передбачає ентальпію паротворення і температуру спалаху.

Acd/chemfolder Enterprise (Server) [5-01i]

Варіант Acd/chemfolder, що працює на платформі Oracle або POSTGRESQL, - хімічна база даних для використання усередині всієї організації і забезпечення доступу до інформації всім зацікавленим співробітникам.

1.3  Співробітники офісу

Функції біотехників полягають в розробці органічних сполук для трубчастих реакторів (виробництва малеїнового ангідриду). Основні проектні вирішення. Для розрахунку математичних моделей використовується метод кінцевих|скінченних| різниць. Для задачі оптимізації метод Ньютона.

Функції менеджера спрямовані на організацію роботи, рішення задач, пов’язаних з керуванням робочим процесом, укладання договорів з замовниками. Відповідальність за прибутки, та заробітну платню найманим робітникам.

Функції секретаря полягають в призначенні ділових зустрічей, наборі та роздруківці різних документів, відповіді на телефонні дзвінки, ведення архіву, приготування кави, чаю.

Час роботи офісу: з 9-00 до 18-00, перерва з 13-00 до 14-00 годин. Вихідний - субота, неділя.

1.4  Альтернативне комп'ютерне устаткування. Критерії вибору

Так як особливістю проектування є здійснення оптимального вибору з декількох варіантів, відповідно до критеріїв оптимальності, то було зроблено два варіанти комп'ютерного встаткування. Склад комп'ютерного встаткування розроблявся, виходячи із заданого встаткування (2 комп'ютери, 2 принтери, 2 сканери, 1 блок безперебійного живлення, телевізор, осцилограф, модем).

Перший варіант

Таблиця 1.1 – Устаткування (1 варіант)

Вартість 2 комп'ютерів – 7083.72 грн.

Таблиця 1.2 - Додаткове устаткування (1 варіант)

Загальна вартість устаткування: 10765.9 грн.

Для проектування складних систем необхідно мати альтернативи, тобто варіанти вибору. Для здійснення оптимального вибору з декількох варіантів, за критеріями оптимальності, було спроектовано два варіанти комп'ютерного устаткування.

Другий варіант

Таблиця 1.3– Устаткування (2 варіант)

Вартість 2 комп'ютерів – 8927,78 грн.

Таблиця 1.4 - Додаткове устаткування (2 варіант)

Загальна вартість устаткування: 12841,45 грн.

Страницы: 1, 2