• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
Бакалавриат 2019/2020

Автоматизация проектных работ

Статус: Курс обязательный (Информатика и вычислительная техника)
Направление: 09.03.01. Информатика и вычислительная техника
Когда читается: 4-й курс, 1-3 модуль
Формат изучения: без онлайн-курса
Язык: русский
Кредиты: 8

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина «Автоматизация проектных работ» является изучение основных принципов и методологий современного автоматизированного проектирования при создании электронных средств, овладение основными методами и приемами решения задач по основным разделам дисциплины с использованием средств автоматизации проектирования. В процессе изучения курса студент должен изучить: - современные системы автоматизированного проектирования (САПР), алгоритмы и формальные процедуры решения основных задач схемотехнического проектирования и моделирования на ЭВМ цифровых и аналоговых электронных схем ЭС; - современные САПР, алгоритмы и формальные процедуры решения основных задач конструкторского проектирования ЭС – автоматизированного синтеза чертежей конструкций и деталей, расчета основных режимов конструкций (тепловых, механических и др.), автоматического проектирования конструкций печатных плат (компоновка элементов, размещение элементов, трассировка соединений), автоматизированного выпуска конструкторской документации; - современные автоматизированные системы технологической подготовки производства (АСТПП), задачи и маршруты технологических процессов, методы решения основных задач технологического проектирования ЭС – моделирование иерархических уровней технологического проектирования, синтеза технологических процессов, подготовки управляющих программ для станков. В результате освоения дисциплины студент осваивает компетенции: - способен получать новые знания, умения, в том числе в области, отличной от профессиональной области; - способен выявлять научную сущность проблем в профессиональной области; - способен организовать и провести экспериментальные исследования на объектах профессиональной деятельности по заданной методике; - способен разработать и исследовать математические модели в задачах проектирования и технологического обеспечения объектов профессиональной деятельности; - способен обосновать принимаемое проектное решение, применить критерии оценки эффективности проектного решения при проектировании отдельных программно-аппаратных компонентов автоматизированных систем сбора, обработки, передачи, хранения информации и управления, компьютерных сетей и информационных систем в соответствии с техническим заданием; - способен подготовить график выполнения проектных работ, рабочие чертежи, принципиальные схемы, исходные тексты программ, наборы тестов и методики испытаний при разработке объектов профессиональной деятельности, оформить перечень конструкторской и программной документации по законченным проектным и конструкторским работам. Дисциплина относится к вариативной части дисциплин и является частью профессионального учебного цикла в структуре ОП «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавров.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Изучение основных принципов и методологий современного автоматизированного проектирования при создании электронных средств.
  • Овладение основными методами и приемами решения задач по основным разделам дисциплины с использованием средств автоматизации проектирования.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Рассмотрение основных этапов и задач автоматизированного проектирования ЭС.
  • Иерархическое и сквозное проектирование ЭС.
  • Задачи автоматизированного проектирования ЭС на системном уровне.
  • Методы моделирования цифровых и аналоговых ЭС на системном уровне проектирования: аналитический, событийный и имитационный.
  • Задачи автоматизированного проектирования ЭС на функциональном уровне.
  • Модели сигналов. Методы моделирования цифровых и аналоговых ЭС на функциональном уровне проектирования: аналитический, простой итерации, Зейделя и событийный.
  • Задачи проектирования ЭС на схемотехническом уровне.
  • Алгоритмы моделирования электронных схем на основе метода узловых потенциалов и метода расширенного неоднородного координатного базиса.
  • Автоматизированный синтез конструкций ЭС: основные задачи и методы.
  • Процедуры синтеза геометрической структуры из примитивов.
  • Математические модели в задачах конструкторского проектирования: монтажно- коммутационных пространств (дискретные, графовые, мультиграфовые), конструкций (взвешенные графовые, мультиграфовые, теплообмена, прочностные).
  • Критерии и алгоритмы компоновки конструктивных модулей (для покрытия - покрытия графа и линейного программирования, для разрезания- последовательный и итерационный).
  • Критерии и алгоритмы размещения конструктивных модулей (последовательный, итерационный, силовой, назначения).
  • Критерии и алгоритмы трассировки проводных соединений и печатного монтажа в ЭС (алгоритм Прима, лучевой, волновой и его модификации, эвристический).
  • Методы анализа и верификации конструкций: методы конечных элементов и конечных разностей и их применение для расчета тепловых и механических режимов конструкций.
  • САПР сквозного конструирования печатных плат Altium Designer и организация в ней технологического проектирования.
  • Основные задачи автоматизированного проектирования при технологической подготовке производства: проектирование технологических процессов, проектирование технологической оснастки, проектирование управляющих технологических программ для станков с ЧПУ.
  • Маршрутный и операционный иерархические уровни технологического проектирования. Структура АСТПП
  • Информационное обеспечение АСТПП: структура базы данных АСТПП, описание детали и перехода, формализация задачи базирования, унификация описаний технологической информации.
  • Синтез технологических процессов: принципы и алгоритмы автоматизированного синтеза технологических процессов изготовления деталей и сборки изделий, математические модели технологических процессов.
  • Синтез технологических процессов: параметрическая и структурная оптимизация технологических процессов, формирование индивидуального и группового технологического процесса по типовому, таблицы решений, разработка оптимального технологического маршрута.
  • Формирование управляющих программ для станков с ЧПУ: закон движения привода, методы подготовки УП.
  • Формирование управляющих программ для станков с ЧПУ: принципы построения и процесс проектирования управляющей программы, препроцессор и постпроцессор.
  • Автоматизация подготовки и выпуска конструкторско-технологической документации: системы SolidWorks, Компас 3D, Altium Designer, T-Flex CAD и др.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Тема 1. Классификация задач автоматизированного схемотехнического, конструкторского и технологического проектирования ЭС. Автоматизированное проектирование ЭС на системном уровне
  • Тема 2. Проектирование ЭС на функциональном уровне и схемотехническом уровне: основные задачи и методы
  • Тема 3. Математические модели в задачах автоматизированного конструкторского проектирования
  • Тема 4. Алгоритмы геометрического и топологического синтеза конструкций
  • Тема 5. Анализ и верификация конструкций
  • Тема 6. Примеры конструкторских САПР и их взаимосвязь с системами технологического проектирования. Иерархические уровни технологического проектирования.
  • Тема 7. Информационное обеспечение АСТПП
  • Тема 8. Синтез технологических маршрутов и операций обработки деталей и сборки изделий
  • Тема 9. Подготовка управляющих программ (УП) для станков с ЧПУ. Автоматизация подготовки и выпуска конструкторскотехнологи ческой документации.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Домашнее задание
    По темам самостоятельной работы
  • неблокирующий Самостоятельная работа
    Выполнение группового проекта
  • неблокирующий Лабораторные работы
    Выполнение лабораторных работ согласно темам лекций
  • неблокирующий Проект
    Презентация из 15 слайдов, отчет по групповому проекту
  • блокирует часть оценки/расчета Экзамен
    Экзамен проводится в устной форме (опрос по материалам курса). Экзамен проводится на платформе Jitsi Meet в формате видеоконференц-связи. К экзамену необходимо подключиться согласно расписанию экзаменационной сессии. Заранее при необходимости студент может у преподавателя запросить примерный перечень вопрос (также он продублирован в программе учебной дисциплины), который преподаватель высылает на корпоративные почты студентов накануне экзамена по запросу. Компьютер студента должен удовлетворять требованиям: наличие рабочей камеры и микрофона, поддержка Jitsi Meet. Студенту выдается билет, содержащий 2 вопроса. Предварительно студенту сообщается его накопленная оценка за работу по дисциплине. Для участия в экзамене студент обязан: поставить на аватар свою фотографию, явиться на экзамен согласно точному расписанию, при ответе включить камеру и микрофон. Во время экзамена студентам запрещено: выключать камеру, пользоваться конспектами и подсказками. Кратковременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение связи менее минуты. Долговременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение минута и более. При долговременном нарушении связи студент не может продолжить участие в экзамене.
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (3 модуль)
    0.15 * Домашнее задание + 0.15 * Лабораторные работы + 0.1 * Проект + 0.1 * Самостоятельная работа + 0.5 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Хайнеман Р. - Визуальное моделирование электронных схем в PSPICE - Издательство "ДМК Пресс" - 2009 - 336с. - ISBN: 978-5-94074-436-8 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/890

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Афонин В.В., Федосин С.А. - Моделирование систем - Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ" - 2016 - 269с. - ISBN: 978-5-9963-0352-6 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/100659
  • Голубева Н.В. - Математическое моделирование систем и процессов - Издательство "Лань" - 2016 - 192с. - ISBN: 978-5-8114-1424-6 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/76825
  • Управление качеством при проектировании теплонагруженных радиоэлектронных средств : учебное пособие для вузов, Жаднов В. В., Сарафанов А. В., 2004