• 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: Full time
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.
Результаты освоения дисциплины

Результаты освоения дисциплины

  • 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 Created with Sketch. Домашнее задание
    По темам самостоятельной работы
  • неблокирующий Created with Sketch. Самостоятельная работа
    Выполнение группового проекта
  • неблокирующий Created with Sketch. Лабораторные работы
    Выполнение лабораторных работ согласно темам лекций
  • неблокирующий Created with Sketch. Проект
    Презентация из 15 слайдов, отчет по групповому проекту
  • блокирует часть оценки/расчета Created with Sketch. Экзамен
    Устный: Аналитическое заключение по выполненному проекту, презентация проекта, отметка о сдаче проекта по календарному плану, защита всех практических работ, дополнительно 2 вопроса в билете
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 дополнительная литература

  • Управление качеством при проектировании теплонагруженных радиоэлектронных средств : учебное пособие для вузов, Жаднов В. В., Сарафанов А. В., 2004