Проектирование жизненного цикла металлоискателя

ТГТУ 210201.001 ЛР4.docx

Лабораторная работа №4
Построение диаграммы в стандарте IDEF3
Тема: Построение диаграммы в стандарте IDEF3
Цель работы: Изучение методики построения диаграммы в нотации IDEF3 и разработать диаграмму декомпозиции в этом стандарте
Методические указания
Для создания диаграммы декомпозиции в стандарте IDEF3 перейдите на диаграмму которую вы хотите декомпозировать нажмите в палитре инструментов на кнопку перехода на нижний уровень и выберите работу для декомпозиции щелкнув по ней левой кнопкой мыши. В появившемся диалоге Activity Box Count выберите нотацию – IDEF3 и установите число работ на диаграмме. Нажмите OK. Автоматически будет создана диаграмма декомпозиции в стандарте IDEF3 содержащая работы (UOW).
Для внесения наименования работы правой кнопкой мыши щелкните по работе выберите в контекстном меню свойство Name и внесите имя работы. Затем во вкладке Definition внесите определение. Во вкладке UOW внесите свойства работы (Objects Facts description Constrains). Нажмите ОК.
Для создания перекрестка нажмите на кнопку на палитре инструментов щелкните левой кнопкой мыши на поле модели и в появившемся окне выберите нужный тип перекрестка нажав по нему левой кнопкой мыши. Связи работ и перекрестков стрелками осуществляются аналогичным образом как и в диаграммах IDEF0.
Выполнение лабораторной работы
Для декомпозиции первого уровня разработать диаграмму декомпозиции в стандарте IDEF3 для одного из блоков диаграммы декомпозиции первого уровня.
Стандарт IDEF3 предназначен для представления последовательности прохождения технологического процесса.
IDEF3 является стандартом документирования технологического процесса на предприятии и представляет инструментарий для наглядного представления и моделирования их сценариев. Сценарием называется описание последовательности изменений свойств объекта в рамках рассматриваемого процесса (например: описание последовательности обработки детали в цеху и изменение ее свойств после проведения той или иной операции). Исполнение каждого сценария сопровождается соответствующим документооборотом который состоит из двух основных документов определяющих структуру и последовательность технологических процессов и документов отображающих ход его выполнения. Для эффективного управления любым процессом необходимо иметь детальное представление об его сценарии и структуре сопутствующей документации.
Средства документирования и моделирования IDEF3 позволяют выполнять следующие задачи:
- документировать имеющие данные о технологии процесса выявление процесса опроса компетентных сотрудников ответственных за организацию данного процесса;
- определять и анализировать точки влияния потоков соответствующего документооборота на сценарий технологического процесса;
- определять ситуации в которых требуется принятие решений влияющих на жизненный цикл процесса например изменение конструктивных технологических и иных свойств конечного продукта;
- содействие принятию оптимальных решений при реорганизации технологического процесса;
- разработка имитационных моделей технологических процессов по принципу «КАК БУДЕТ ЕСЛИ ».
Построим диаграмму PFDD. Диаграмма является графическим отображением сценария обработка детали. Прямоугольники на диаграмме PFDD называются функциональными элементами или элементами поведения и обозначают событие стадию процесса или принятия решения. Каждый UOB имеет свое имя отображаемое в глагольном наклонении и уникальный номер. Стрелки или линии являются отображением перемещения детали между UOB-блоками в ходе процесса.
Последовательность выполнения работы
Загрузите модель полученную в результате предыдущей работы
Создайте диаграмму IDEF3
Введите названия определения и свойства работ (UOW)
Создайте перекрестки
Соедините работы и перекрестки стрелками
Сохраните результат на диске
Анализ схемы технологического процесса
Анализ схемы технологического процесса получения печатного рисунка проведем в виде описания этапов и блоков приведенных в таблице 1.
Таблица 1. Описание этапов технологического процесса
Этап технологического процесса
Заключается в подготовке поверхности печатной платы к нанесению печатного рисунка подразумевает операции обезжиривания и очистки поверхности.
Заключается в формирование на подготовленной поверхности печатной платы проводящего рисунка методом «горячего утюга» или иным методом
Проводится с целью контроля качества нанесенного печатного рисунка
Заключается в корректировке или дополнительном нанесении элементов печатного рисунка
Проводится с целью формирования токопроводящих элементов печатного рисунка
Анализ и контроль качества проведенной операции травления
Проводится с целью исправления и устранения погрешностей при проведении операции травления
Утилизация при некачественном травлении
Продолжение операции при качественной проведенной операции травления
Окончательная обработка поверхности в частности устранении натеков и аналогичных дефектов
Окончательная операция направленная на нанесение защитного покрытия от воздействий окружающей среды.
Вывод: в результате выполнения лабораторной работы по построению диаграммы в стандарте IDEF3 были получены практические навыки по построению данных диаграмм рассмотрены этапы и процессы технологического процесса.
Список используемых источников
Маклаков С.В. Моделирование бизнес-процессов с BPwin 4.0. – М.: Диалог – МИФИ 2002 – 224 с.

Приложения А,Б.doc

Чертеж печатной платы

02 Бланк задания.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Конструирования радиоэлектронных и микропроцессорных систем
подпись инициалы фамилия
Студент В.В. Третьяков код ЭР63304
Тема: Применение CALS-технологий при проектировании электронных средств
Срок представления проекта к защите
Исходные данные для проектирования (научного исследования):
Перечень разделов пояснительной записки
3 Разработка методов и средств интеграции CALS-технологий и комплексного
математического моделирования для решения задач проектирования радио-
электронных устройств

основа.doc

В настоящее время проектирование и технология производства электронных
средств уже не могут рассматриваться в отрыве друг от друга и других этапов
жизненного цикла продукта. Острая конкурентная борьба за рынки сбыта между
научно-производственными объединениями электронного профиля приводит к
быстрому развитию информационных технологий. Современные автоматизированные
технологии позволяют охватывать все виды работ по маркетингу планированию
проектированию производству реализации эксплуатации а где требуется и
утилизации электронных средств. Только широкое использование информационных
технологий позволяет выйти на уровень управления предприятием "бизнес со
Ежегодно появляется много новых программных продуктов или новых версии
существующих. Созданных технологий так много и они настолько быстро
развиваются что специалисту в одной области информационных технологий
невозможно отслеживать весь широкий спектр методов программных и
технических средств которые применяются при создании и производстве
электронной продукции.
Одним из таких продуктов является система проектирования радиоэлектронной
аппаратуры P-CAD разработанная первоначальной фирмой ALTIUM и появившейся
на российском рынке в конце восьмидесятых начало девяностых.
На сегодняшний день данный пакет программ считается самым
распространенным в автоматизированном проектировании для персональных
Первоначально P-CAD представлял собой пакет специализированных модулей
тесно связанных между собой и охватывающих все этапы разработки печатной
платы. Начиная с более современных версий программного продукта система P-
CAD включает модули схемотехнического моделирования электронных устройств
позволяющих проектировать аналоговые цифровые и комбинированные
электронные средства.
Программные средства системы позволяет автоматизировать процесс
проектирования электронных средств начиная с ввода принципиальных схемы
ее моделирование упаковки схемы на печатную плату интерактивное
размещение компонентов на поверхности платы и проведение автоматической
трассировки соединений без участия или с частичным участием пользователя.
Помимо этого возможна подготовка конструкторской документации и информации
для подготовки производства.
В дальнейшем проведем описание системы автоматизированного проектирования
P-CAD 2006 на примере проектирования печатной платы радиовещательного УКВ
приемника с двойным преобразованием частоты.
СТРУКТУРА СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ P-CAD 2006
Система автоматизированного проектирования P-CAD 2006 предназначена для
проектирования многослойных печатных плат аналоговых цифровых и
цифроаналоговых устройств.
Данный пакет программ состоит из нескольких взаимосвязанных программ
причем отдельные программы входящие в данный пакет способны на
самостоятельное функционирование. Структурная системы P-CAD 2006
приведена на рисунке 1.
Редактор схем – Schematic – графический редактор для ввода принципиальных
электрических схем изделия. С легкостью позволяет создавать сложные
многолистовые схемы в том числе и иерархической структурой. Обладает
свойствами проверки правильности составления схем. Позволяет создавать и
помещать в библиотеки символов новые а также редактировать существующие.
Рисунок 1. Структура системы P-CAD 2006
Редактор печатных плат – PCB – графический редактор для работы с
односторонними двухсторонними и многослойными печатными платами. Позволяет
в ручном режиме создавать контуры печатных плат проводить размещение
компонентов. В ручном и интерактивном режимах может быть осуществлена
трассировка и редактирование проводников. Осуществляется контроль над
соблюдением установленных норм и правил.
Relay – упрощенный графический редактор печатной платы предназначен для
коллективной работы над проектом. Является аналогом графического редактора
P-CAD PSB с ограниченными возможностями. С его помощью разработчиком
печатной платы может проводиться предварительное размещение элементов
проложить наиболее критичные трассы задать допустимое значение ширины ряда
цепей и информации о других конструкторских ограничениях. Печатные платы
можно просматривать вручную и редактировать их в реальном времени. Однако
несмотря на ряд преимуществ данная составляющая имеются недостатки
заключающиеся в: невозможность трассировки проводников в интерактивном и
автоматическом режимах трудности в создании слоев металлизации и другие
Interoute Gold – дополнительная утилита для PCB позволяющая в
интерактивном режиме прокладывать проводники автоматически раздвигая
мешающие. Существенно облегчает и ускоряет процесс трассировки.
InterPlace – DBX утилита для PSB представляет собой интерактивное
средство размещения компонентов. Размещение проводится с учетом
существующих технологических ограничений. Компоненты могут быть объединены
в логические или физические группы и размещены на плате повернуты
Librari Executive – менеджер библиотек компонентов с расширенными
возможностями. Предназначен для работы с интегрированными библиотеками
которые содержат графическую информацию о символах и типовых корпусах
компонентов и текстовую упаковочную информацию.
В интегрированных библиотеках одному символу может соответствовать
несколько вариантов корпусов. Библиотека легко пополняется при помощи
графических редакторов а текстовая информация координируется менеджером
Shape – Based Autorouter – бессеточная программа автоматической
трассировки печатной платы. Модуль предназначен для автоматической разводки
многослойных ПП с высокой плотностью размещения элементов особенно при
применении технологии поверхностного монтажа бескорпусных элементов
выполненных в различных системах координат. Здесь имеется возможность
размещения проводников под различными углами и в разных слоях платы
оптимизировать длины проводников и число переходных отверстий. Современные
бессеточные методы трасировки позволяют анализировать полезную площадь ПП
а также проводить манипуляции с проводниками с целью определения
оптимального варианта их размещения. Модуль запускается непосредственно из
редактора P-CAD PSB в виде отдельного приложения позволяя проводить
разводку проводников как в автоматическом так и в ручном режиме. Имеется
возможность блокировки предварительно размещенных проводников стратегия
трассировки задается в соответствующем окне путем включения той или иной
Document Toolbox – дополнительная опция ACCEL P-CAD PSB и Schematic для
размещения на чертежах схем или печатных плат диаграмм и таблиц
составления различных списков и отчетов которые динамически обновляются.
Данная утилита позволяет автоматизировать создание конструкторской
документации предназначенной для производства проектированной печатной
PCS представляет собой DBX-утилиту данные в которую передаются из
Schematic и P-CAD PСB. В ней имеется окно для просмотра списка компонентов
и списка цепей проекта. Данная программа вызывается автоматически после
загрузки принципиальной схемы в Schematic или печатной платы в P-CAD PCB
или выбором команды в этих программах. Утилита позволяет задать набор
правил проектирования (ширина проводников отдельной цепи типа переходных
отверстий и так далее) для передачи их программа автоматического размещения
компонентов автотрассировки проводников. Правила проектирования в данном
случае задаются виде констант.
Автотрассировщики вызываются из управляющей оболочки P-CAD РСВ где и
производится настройка стратегии трассировки. Информацию об особенностях
трассировки отдельных цепей можно с помощью стандартных атрибутов ввести на
этапах создания принципиальной схемы или ПП. Первый утилита QuickRoute
относится к трассировщикам лабиринтного типа и предназначен для создания
проводящего рисунка на простейших ПП. Второй автоматический трассировщик
PRO Route используется для создания ПП с числом сигнальных слоев до 32.
Трассировщик Shape-Based Autorouter - бессеточная программа автотрассировки
ПП. Программа предназначена для автоматической разводки многослойных
печатных плат с высокой плотностью размещения элементов. Эффективна при
поверхностном монтаже корпусов элементов выполненных в различных системах
координат. Имеется возможность размещения проводников под различными углами
на разных слоях платы оптимизации их длины и числа переходных отверстий.
SPECCTRA - программа ручного полуавтоматического и автоматического
размещения компонентов и трассировки проводников. Используется при создании
ПП большой сложности с числом слоев до 256. В программе используется так
называемая бессеточная Shape-Based - технология трассировки. За счет этого
повышается эффективность трассировки ПП с высокой плотностью размещения
компонентов а также обеспечивается трассировка одной и той же цепи
трассами различной ширины. Программа SPECCTRA имеет модуль AutoPlace
предназначенный для автоматического размещения компонентов на печатной
плате. Вызов программы производится автономно из программы P-CAD РСВ.
1 Возможности системы P-CAD 2006
Данная система выполняет полный цикл операций по созданию печатной платы.
В частности такие операции как:
графический ввод электрических схем;
упаковка схем на печатную плату;
интерактивное размещение компонентов;
интерактивную и автоматическую трассировку проводников;
контроль ошибок в схеме и печатной плате;
выпуск документации и тому подобное.
Помимо вышеперечисленных общих операций данная система позволяет
учитывать ограничения на каждую конкретную операцию а также на каждый этап
Основные характеристики системы проектирования P-CAD имеют следующий вид:
-разрядная база данных;
разрешающая способность P-CAD РСВ и других программ равна 0001мм;
до 100 открытых одновременно библиотек;
число компонентов в одной библиотеке - неограниченно;
до 64 000 электрических цепей в одном проекте;
до 10 000 выводов в одном компоненте;
до 5000 секций (вентилей) в одном компоненте;
до 2000 символов в атрибуте компонента;
до 2000 символов в текстовой строке;
до 20 символов в имени вывода имени цепи позиционном обозначении
вывода (пробелы знаки табуляции точки и скобки не допускаются);
до 16 символов в имени типа компонента (пробелы и знаки табуляции не
до 30 символов в позиционном обозначении компонента (двоеточие
пробелы знаки табуляции точка и точка с запятой не допускаются);
до 8 символов в имени файла (в том числе и при работе в среде
многошаговый «откат» вперед и назад. По умолчанию количество
запоминаемых шагов установлено равным 10 но эту величину можно при
необходимости изменить редактируя файл конфигурации *.ini.
минимальный шаг сетки 01 mil в английской системе и 0001 мм в
метрической системе (1 mil = 0001 дюйма = 00254 мм 1 мм = 40 mil).
Систему единиц можно изменять в любой фазе проекта.
Графический редактор принципиальных схем P-CAD Schematic также имеет
характеристики. А именно:
до 99 листов схем в одном проекте максимальный размер листа 60 х 60
поддержка стандартных форматов листов от А до Е АО-А4 и др. форматов;
дискретность угла поворота компонента 90°;
работает утилита ERC для просмотра и сортировки ошибок в
принципиальных схемах;
перекрестные связи между P-CAD Schematic и P-CAD РСВ позволяют для
выбранной на схеме цепи высветить на ПП соответствующий ей проводник и
возможна передача данных в программу моделирования Dr. Spice AD.
Графический редактор печатных плат P-CAD РСВ :
до 99 слоев в ПП из них 11 слоев предварительно определены;
максимальный размер ПП 60 х 60 дюймов;
автоматическая коррекция принципиальных схем по изменениям в печатной
плате и наоборот (коррекция «назад» и «вперед»);
до 64 000 типов контактных площадок в проекте;
ширина проводника на ПП до 10 мм;
до 64 000 стилей стеков контактных площадок в проекте;
контактные площадки различных форм: эллипс овал прямоугольник
скругленный прямоугольник сквозное переходное отверстие перекрестье
для сверления (target) непосредственное соединение тепловой барьер с
контроль соблюдения зазоров и полноты разводки ПП;
минимальный дискрет угла поворота текста и графических объектов — 01
поддержка управляющих файлов фотоплоттеров Gerber и сверлильных
станков с ЧПУ типа Excellon.
Создание символов компонента для схем электрических принципиальных
В данном разделе указаны способы создания символьных образов
компонентов и правила занесения их библиотеку. В качестве примера приведем
пример создания символа компонента отображающего на схеме контакт
Для решения поставленной задачи используется встроенный в систему
специальный графический редактор P-CAD Symbol Editor. Указанный редактор
может быть запущен автономно исполняемым модулем SYMED.EXE или из
редактора P-CAD Schematic а также из редактора P-Cad PCB или из менеджера
библиотек P-CAD Library Executive после выполнения команды UtilsP-CAD
На рисунке 2 представлен экранный интерфейс указанного редактора
основные элементы которого описаны выше. Отличием данного интерфейса
является наличие четырех дополнительных кнопок:
Рисунок 2. Экран редактора P-CAD Symbol Editor
Wizard - мастер создания символа компонента.
Слева расположена панель Placement Toolbar с пиктограммами для размещения
вывода символа рисования линии дуги полигона установки точки привязки
символа ввода текста задания атрибутов символа и размещения стандартного
символа IEEE указывающего функциональное назначение символа.
После загрузки редактора P-CAD Symbol Editor для создания символа
компонента необходимо проделать операции настройки указанные ниже.
1 Настройка конфигурации графического редактора
Для этого необходимо выполнить команду OptionsConfigure. Установить
систему единиц — мм размер форматки - А4. Нажать кнопку ОК. Размер
рабочего поля составит примерно 280x210 мм.
Выполнить команду OptionsGrids. Появится диалоговое окно (рисунок 3) для
определения списка нужных сеток. Для установки сетки с нужным шагом надо в
поле Grid Spasing ввести числовое значение шага (например 5 мм) и нажать
кнопку Add (добавить) а затем - кнопку ОК. В случае необходимости можно
добавить и другие размеры шагов сетки. После ввода каждого значения шага
сетки необходимо нажимать кнопку Add. Переключение шагов сетки в дальнейшем
можно производить непосредственно в окне строки состояний экрана.
Рисунок 3. Список установленных сеток экрана
В области Width (ширина) установить Thin (тонкая линия — толщиной 0.254
мм - по умолчанию) в области Style установить Solid (сплошная линия) и
нажать кнопку ОК. Пользователь может установить нестандартную толщину линии
после активизации флажка User и ввода в окно нужного значения толщины
линии. Переключение на нужную толщину линии можно производить в процессе
рисования установкой соответствующих значений толщины линии в окне строки
состояний (рисунок 4).
Рисунок 4. Установка толщины и стиля линий рисования
После выполнения команды OptionsDisplay (рисунок 5) в области Item
Colors диалогового окна закладки Colors устанавливаются цвета для различных
частей символа: контакта (Pin) линии (Line) полигона (Polygon) текста
(Text) свободного вывода (Open End). В области Display Colors
устанавливаются цвета для фона экрана (Background) основной сетки (1x
Grid) сетки с увеличенным шагом (10х Grid) для подсвечиваемых объектов
(Highlight) для выбранных объектов (Selection). При выборе стиля курсора в
области Cursor Style закладки Miscellaneous активизируют соответствующие
флажки: стрелка (Arrow) маленькое перекрестье (Small Cross) перекрестье
во весь экран (Large Cross).
Рисунок 5. Настройка параметров дисплея
2 Рисование контура графического изображения символа компонента
Рисование контура изображения символа производится при помощи команд
PlaceLine и PlaceArc линиями выбранной толщины.
Рисование линии (PlaceLine) производится указанием начальной точки линии
и последующем перемещении курсора с нажатой левой кнопкой мыши (будущая
линия видна) или перемещением курсора с отжатой левой кнопкой мыши (будущая
линия не видна). В местах изгиба линии в зависимости от указанного способа
рисования отпускается (или нажимается) левая кнопка мыши. В процессе
рисования курсор имеет форму косого креста что указывает на возможность
продолжения рисования. По окончании рисования линии нажимают правую кнопку
мыши или клавишу Esc. Проявляется линия заданной ширины и конфигурации.
Рисование дуги (PlaceArc) производится в следующем порядке: курсор
помещается в начальную точку дуги затем нажимается левая кнопка мыши и
курсор протягивается в конец дуги кнопка мыши отпускается. В результате
подсвечивается дуга с центром расположенным посередине линии соединяющей
конечные точки дуги. Поместить курсор в центр линии и щелкнуть мышью. Дуга
рисуется окончательно. Для редактирования дуги ее нужно выделить и
перетаскивая появившиеся на дуге метки можно придать дуге нужную форму и
После выделения дуги можно использовать клавишу R для поворота на 90°
(нажатие клавиш Shift+R поворачивает дугу в обратную сторону) и клавишу F -
для зеркального отображения дуги относительно оси Y.
Для рисования окружности необходимо вначале указать точку на линии
окружности а затем щелкнуть в точке центра окружности.
3 Создание символов компонентов
Внимание! Выполнение изображения символа компонента его размер и
пропорции элемента определяются требованиями Единой системы конструкторской
документации (ЕСКД).
Приведем последовательность операций для создания символа на примере
секции для микросхемы К174ПС1.
Условимся что шаг между выводами символа кратен 5 мм. Установите шаг
сетки 25 мм и нарисуйте прямоугольник размером 75x10 мм.
Для создания вывода схемы выбираем команду PlacePin и щелкнуть левой
кнопкой мыши. В появившемся диалоговом окне (рисунок 6) в поле Length
(длина) установить флажок Normal (нормальная длина контакта).
Рисунок 6. Диалоговое окно для создания контактов символа
В поле Outside Edge (выходной контакт) выбрать значение Dot (кружок
инверсии). В окне Default Pin Des (позиционное обозначение первого вывода)
проставить единицу. В поле Display включить флажки Pin Des (позиционное
обозначение контакта на схеме) и Pin Name (имя контакта). Включить флажок
Increment Pin Des (приращение номера очередного размещаемого контакта на
единицу). В поле Text Style в строках Pin Name и Pin Des выбрать стиль
текста DefaultTTF. После установки всех параметров нажать ОК.
Переместить курсор в ту точку (в нашем случае отступить сверху от правого
верхнего угла прямоугольника на 5 мм) графического изображения символа где
будет размещен выход вентиля нажать левую кнопку мыши (появится
изображение контакта с инверсным выходом) и не отпуская кнопку мыши
нажать два раза клавишу R для разворота контакта в нужное положение а
затем отпустить кнопку мыши. Контакт установлен. Нажать правую кнопку мыши
Нажать кнопку левую кнопку мыши для ввода входных контактов. В
открывшемся диалоговом окне в поле Outside Edge выбрать None (убрать кружок
инверсии) и в окне Default Pin Des проставить цифру 2 (позиционный номер
следующего вывода символа). Нажать кнопку ОК.
Для построения первого входного контакта установить курсор в точку с
координатами определяющими пропорции изображения символа (в нашем случае
отступить сверху от левого верхнего угла прямоугольника на 25 мм) нажать
левую кнопку мыши и не отпуская ее дважды нажать клавишу R (для разворота
изображения вывода на 180°) а затем отпустить кнопку мыши.
Для построения второго входного контакта установить курсор в нужную точку
(на 5 мм ниже линии первого контакта) и щелкнуть левой кнопкой мыши.
В результате появится изображение символа компонента с нумерованными
двумя входными и одним инверсным выходным контактами.
Для ввода текста выполнить команду PlaceText затем установить курсор
внутрь контура изображения символа и щелкнуть мышью. В поле Text
открывшегося диалогового окна набрать символ & установить выравнивание
текста (Justification) по центру как по вертикали так и по горизонтали. В
списке стилей текста (Style) выбрать стиль DefaultTTF. Нажать кнопку Place.
Если выделить текст то его можно развернуть нажав клавишу R необходимое
число раз или переместить в нужное место если первоначальное размещение
оказалось не очень удачным.
При необходимости для перенумерации контактов выполняется команда
UtilsRenumber диалоговое окно которой представлено на рисунке 7.
Рисунок 7. Окно перенумерации контактов
В области окна Туре установить режим Pin Number.
В окнах Starting Pin Number (стартовый номер контакта) и Increment Value
(приращение нумерации) установить значение единица. Нажать кнопку ОК.
Устанавливайте курсор на нужный контакт и нажимайте левую кнопку мыши
предварительно просмотрев рисунок компонента в документации. В результате
изображения контактов изменят свой цвет и будут пронумерованы в указанной
вами последовательности (номера контактов не отображаются).
Для изменения позиционных обозначений контактов вновь вызовите команду
Utils Number включите флажок Default Pin Designator в окнах Starting Pin
Designator и Increment Value проставьте единицу и нажмите ОК. Затем
прощелкайте контакты в нужной последовательности. На экране появятся
позиционные номера контактов после выделения которых (нажать клавишу
Shift) можно изменить их местоположение на рисунке.
Выполните команду PlaceRef Point для задания точки привязки символа.
Переместите курсор в точку первого контакта символа и щелкните мышью. В
результате сверху изображения первого контакта появится светлый
прямоугольник с диагоналями.
Выполните команду PlaceAttribute для задания атрибутов символа: места
для размещения позиционного обозначения элемента на схеме и надписи типа
элемента. Для этого щелкните мышью и в появившемся диалоговом окне (рисунок
) в области категорий атрибута (Attribute Category) укажите назначение
атрибута для элемента (Component). В области имен атрибутов (Name) выбрать
имя атрибута позиционного обозначения (Refdes). В списке Text Style
установить стиль текста Default TTF. В области выравнивания текста
(Justification) установить выравнивание текста по вертикали — вниз а по
горизонтали — центр. Нажать кнопку ОК. Установить курсор сверху изображения
символа и щелкнуть мышью. После выделения позиционного обозначения символа
его можно перетащить надпись в нужное место рисунка.
Рисунок 8. Окно установки атрибутов символа
Повторите предыдущую операцию для вывода имени компонента (Туре) в
соответствующем месте рисунка символа. Результат создания символа
компонента представлен на рисунок 9.
Рисунок 9. Вид библиотечного элемента XRMR_004_N
Имя контакта выводится на экран после выделения контакта выбора в
контекстном меню строки Properties активизации флажка Pin Name
простановке в окне Default Pin Name имени контакта и нажатии на кнопку ОК.
Для проверки правильности создания символа выполните команду
UtilsValidate. Появится соответствующее ситуации сообщение — правильно или
неправильно выполнено кодирование символа компонента.
4 Запись созданного элемента в библиотеку
Осуществление данной операции возможно двумя различными способами. А
Запись символа в имеющуюся библиотеку.
Для этого необходимо вызвать команду SymbolSave As. Откроется диалоговое
окно Symbol Save To Library (рисунок 11).
Рисунок 10. Запись созданного элемента в существующую библиотеку
В поле Library выбрать имя нужной библиотеки. Включить метку занесения
информации в библиотеку как отдельного элемента - Create Component. В окне
Symbol набрать имя символа NAND в окне Component - имя компонента и нажать
кнопку ОК. В появившемся диалоговом окне Save Component As в области
Component Туре установить флажок Normal и нажать ОК.
Если выполнить команду Save To File As то можно сохранить файл с новым
именем не включая его в библиотеку (расширение файла .sym).
Если выполнить команду Save To File то можно сохранить файл со старым
Запись символа в новую библиотеку
Для этого необходимо выбрать команду LibraryNew и в открывшемся
диалоговом окне установить нужный диск открыть (создать) папку дать имя
библиотеке с обязательным расширением .lib и нажать кнопку Сохранить.
Для записи символа в созданную библиотеку необходимо повторить действия
Создание посадочного места компонента
Посадочное место компонента можно создать с помощью графического
редактора P-CAD Pattern Editor. Указанный редактор запускается исполняемым
модулем PATED.EXE или из среды любого из редакторов P-CAD командой UtilsP-
CAD Pattern Editor. После запуска программы надо настроить ее конфигурацию.
Командой OptionsConfigure установите метрическую систему измерения и
требуемый размер рабочей области Workspace Size (ширину — Width и высоту -
Height например 80x80 мм).
Командой OptionsGrids установите шаги сетки равные 125 и 25 мм.
Прикрепите курсор мыши к узлам сетки командой ViewSnap to Grid.
Установите курсор в точку с координатами (25 25) и нажмите клавишу
«серый плюс» для увеличения области рисования.
Командой OptionsCurrent Line установите толщину линии равную 02 мм.
Командой OptionsDisplay задают цвета объектов расположенных на
различных слоях платы. Вид экрана представлен на рисунок 11.
Рисунок 11. Окно команды Options Display
В области LayerItem Colors закладки Colors после щелчка мышью по имени
слоя или имени объекта можно изменить их цвет. Впрочем можно и оставить
цвета слоев и объектов которые установлены по умолчанию (кнопка Default).
По умолчанию установлена следующая структура слоев платы:
Тор - проводники на верхней стороне платы (сторона установки
компонентов) Bottom — проводники на нижней стороне платы Board -контур
платы Top Mask — графика маски пайки на верхней стороне платы Bot Mask -
графика маски пайки на нижней стороне платы Top Silk - шелкография на
верхней стороне платы (позиционные обозначения компонентов) Bot Silk -
шелкография на нижней стороне платы Top Paste - графика пайки на верхней
стороне платы Bot Paste - графика пайки на нижней стороне платы.
Области Glue Dots и Pick and Place задают соответственно параметры вывода
на экран точек приклеивания и привязок компонентов при автоматическом
монтаже компонентов на печатной плате. Возможны три варианта: Show —
показать на экране Hide - скрыть No Change — не изменять (по сравнению с
библиотечным посадочным местом). Установите в указанных областях флажки No
Командой Library New подключите ранее созданную библиотеку или создайте
1 Стеки контактных площадок и переходных отверстий
Контактные площадки для выводов компонентов и переходных отверстий могут
иметь различные формы и размеры. Поэтому для элементной базы применяемой в
разработках пользователь и создает собственные библиотеки стеков
контактных площадок и переходных отверстий которые сохраняются в файле
технологических параметров проекта Design Technology Parameters (расширение
Этот файл содержит сведения и о других параметрах проекта — величинах
допустимых зазоров структуре слоев свойствах и классах отдельных цепей и
Для создания файла технологических параметров в редакторе P-CAD Pattern
Editor проделайте следующие операции:
выполните команду PatternDesign Technology Parameters в окно введите
имя файла а затем подтвердите открытие нового (пока пустого) файла
технологических параметров;
уберите флажок Read-only file щелкните кнопку New Group и введите имя
вашего проекта и нажмите ОК;
выделите имя проекта и для создания секций файла технологических
параметров нажмите кнопку New Section. Появится окно изображенное на
рисунке 12. Установите флажки Pad Styles и V
выделите строчку Pad Styles нажмите кнопку New Item (новый тип
контактной площадки) введите имя создаваемой контактной площадки
(вводимое имя должно отражать некоторые параметры создаваемого стека
например имя smd2108 показывает что площадка планарная размером 21
мм X 08 мм а имя dip17 означает что площадка сквозная и ее внешний
диаметр равен 17 мм) и нажмите ОК;
повторите операцию задания имени контактным площадкам столько раз
сколько разновидностей площадок имеется в вашем проекте (при
необходимости площадки можно удалить или переименовать). Вид окна
после проведения указанных операций представлен на рисунок 12.
На печатных платах размещаются простые (Simple) и сложные (Complex)
стеки контактных площадок и переходных отверстий (Via Stacks). Стек
контактной площадки — это файл который содержит описание графики
контактной площадки в различных слоях ПП и номер апертуры фотоплоттера.
Рисунок 12. Окно технологических параметров проекта
Стеки для штыревых выводов (DIP-корпусы) компонентов которые имеют
одинаковую форму контактных площадок на всех слоях ПП и стеки для
компонентов с планарными выводами (SMD-корпусы) имеющие контактные
площадки на одном слое ПП образуют простые стеки. Компоненты с планарными
выводами размещаются на слоях Тор или Bottom (на этих же слоях задается и
графика корпусов этих компонентов). Сложные стеки на различных слоях ПП
могут иметь различную геометрическую форму. Стек первого контакта
компонента должен отличаться (например квадрат) от других стеков этого же
Для редактирования стеков выполняется команда OptionsPad Style (рисунок
). В области Current Style в начале работы обычно имеется только один
стек контактной площадки — Default выделите строчку Default нажмите
кнопку Сору и в окне Pad Name введите имя нового стека контактной площадки
(например dip17) и нажмите ОК. В области Current Style появится имя новой
контактной площадки. На рисунок 13 представлены примеры стеков имена
которых отражают форму и размеры контактных площадок:
Рисунок 13. Стеки контактных площадок
DIP12 - круглая площадка диаметром 12 мм;
REC1212 - квадратная (прямоугольная) площадка размером 12 х 12 мм.
После выделения имени стека и нажатии на кнопку Modify (Simple) открывают
меню редактирования простых стеков контактных площадок (рисунок 14).
Рисунок 14. Окно редактирования простых стеков
В области Туре выбирается тип контактной площадки:
Thru - контактная площадка для штыревого вывода;
Тор — контактная площадка для планарного вывода со стороны установки
Bottom - контактная площадка для планарного вывода со стороны монтажа
В области Plane Connection указывается тип контактных площадках при
подключении их к сплошным слоям металлизации:
Direct - сплошная контактная площадка напрямую подключена к слою
В списке окна Shape устанавливается форма контактной площадки:
Target — перекрестье для сверления;
Mounting Hole - крепежное (монтажное) отверстие.
В области Plane Swell устанавливается значение зазора между слоем
металлизации и неподсоединенными к нему контактными площадками и
переходными отверстиями. Этот зазор выдерживается при автоматической
трассировке связей на печатной плате. После всех установок нажмите ОК.
При выделений нужного имени стека и нажатии кнопки Modify (Complex) в
диалоговом окне Options Pad Style (Complex) производится редактирование
сложных стеков контактных площадок (рисунок 15).
В окне Layers последовательно указывают имена слоев на которых будут
размещаться контактные площадки стека. Имена слоев появляются при раскрытии
списка слоев в окне Layer области Pad Definition нужный слой выбирается из
списка и добавляется в поле
Layers при нажатии на кнопку Add. В окнах Shape Widht и Height области
Pad Definition указывают форму контактной площадки на выбранном слое ее
ширину и высоту соответственно.
Рисунок 15. Редактирование сложных стеков
В списке Shape указаны тринадцать вариантов форм контактных площадок
приведем некоторые из них:
Thermal 2 Spoke90 - контактная площадка с двумя тепловыми барьерами
развернутыми на 90°;
Другие варианты - как для контактных площадок с простыми формами.
В области Hole в окне Diameter устанавливается диаметр металли-
зированногонеметаллизированного (включенвыключен флажок Plated)
отверстия соединяющего слои ПП. Смещение центра отверстия относительно
центра апертуры фотокоординатографа (по горизонтали - X Offset и по
вертикали - Y Offset) определяется оборудованием применяемым для
изготовления фотошаблонов.
После окончания установки параметров для каждой контактной площадки
нажимается кнопка Modify.
После окончания установок данных для стека по всем слоям нажать кнопку
ОК и в появившемся окне Options Pad Style (рисунок 16) для просмотра
сечений-стеков контактных площадок во всех слоях печатной платы нажимается
кнопка Modify Hole Range.
Рисунок 16. Сечение стеков контактных площадок
Затем в области Styles выбирают имя стека и просматривают изображения его
сечений по всем установленным для него ранее слоям печатной платы.
2 Создание стеков переходных отверстий
Выполняется при помощи команды OptionsVia Style аналогично формированию
стеков контактных площадок.
Имена стеков переходных отверстий проекта задаются по команде
PatternDesign Technology Parameters.
Все сформированные стеки контактных площадок могут быть размещены на
рабочем поле ПП после выполнения команды PlacePad программы P-CAD Pattern
Editor. Такое размещение контактных площадок стеков производится для
формирования установочного места компонента с целью последующей записи его
в библиотеку или в отдельный файл (расширение PAT).
3 Создание установочного места со штыревыми контактами
Опишем способ создания данного установочного места. Для этого необходимо:
Загрузите программу P-CAD Pattern Editor.
Установите шаг сетки рабочего поля равным 125 мм а число сигнальных
Если еще не сформированы стеки контактных площадок выполните команды
OptionsPad Style и OptionsVia Style и сформируйте нужное количество
стеков контактных площадок и переходных отверстий количество и тип
которых зависит от применяемой вами элементной базы и перечня
элементов проекта. В нашем случае формируем два простых стека: первый
стек (квадрат со стороной 12 мм диаметр внутреннего отверстия - 08
мм) - для первого (ключевого) контакта второй стек (площадка
диаметром 12 мм диаметр внутреннего отверстия - 08мм) - для всех
остальных контактов; отверстия - сквозные (Thru).
Командой PatternOpen подключите ранее созданную библиотеку или
создайте новую - LibraryNew.
После выполнения указанных действий еще раз выберите команду
OptionsPad Style выберите нужный стиль стека (например стиль
первого контакта компонента) и нажмите кнопку Close.
На панели Placement Toolbar нажмите кнопку Place Pad и установите
первый контакт в нужную точку рабочего поля.
Повторите команду OptionsPad Style и последовательно выбирая стиль
всех прочих контактов компонента разместите их сообразуясь с
чертежом установочного места конкретного компонента.
Если необходимо перенумеровать контакты то выполните команду
UtilsRenumber. В диалоговом окне области Туре активизируйте флажок
Pin Number проследите чтобы в окнах Start Pad Number (начальный
номер контакта) и Increment Value (приращение нумерации) были
установлены единицы.
Внимание! При размещении контактов следите за именами слоев на которых
размещаются контакты.
Выберите команду PlaceKef Point и щелкните по первому контакту. В
результате этого на первый контакт будет наложен квадрат с
диагоналями отображающий точку привязки компонента.
Выберите команду Place Attribute и щелкните в любом месте экрана
монитора В области Attribute Category появившегося диалогового окна
установите категорию Component а в области Name установите значение
RefDes и установите флажок Visible (видимый). Щелкните на кнопке ОК и
в верхней части изображения установочного места компонента укажите
место размещения для указанного атрибута RefDes. При необходимости
атрибут можно передвинуть в другую позицию.
Еще раз щелкните в любом месте экрана монитора и в области Attribute
Category появившегося диалогового окна установите категорию Component
а в области Name установите значение Туре и установите флажок Visible
(видимый). Щелкните кнопку ОК и разместите атрибут в поле графического
изображения корпуса компонента (в месте установки указанного атрибута
при размещении компонента в рабочем поле в дальнейшем появится
обозначение типа компонента задаваемого пользователем. При
необходимости перетащите или разверните на нужный угол имя атрибута.
Командой OptionsLayers установите слой Top Silk и после выбора
команды Place Line или Place Arc нарисуйте контур компонента так как
этого требуют нормативные документы.
Проверьте правильность создания файла командой UtilsValidate.
Выполните команду PatternSave As. В диалоговом окне установите имя
библиотеки в которую будет произведена запись изображения
установочного места компонента. В окно Pattern введите имя посадочного
места (например DIP14) включите флажок Create Component в окно
Component введите имя компонента) и нажмите кнопку ОК. Будет
произведена запись созданного установочного места компонента в
заданную вами библиотеку.
4. Создание установочного места с планарными контактами
Все операции по формированию установочного места компонента с планарными
выводами аналогичны операциям перечисленным для формирования компонента со
штыревыми контактами.
Для создания файла естественно вначале конструируются стеки планарных
контактов. Эти стеки должны располагаться в библиотеке вашего проекта.
Результат формирования установочного места представлен на рисунке 17.
Рисунок 17. Изображение установочного места компонента с планарными
5. Создание установочного места с помощью программы-мастера Pattern
Программа-мастер Pattern Wizard запускается одноименной пиктограммой на
панели инструментов или после выполнения команды PatternPattern Wizard в
редакторе P-CAD Pattern Editor. Перед началом работы необходимо установить
единицы измерения шаг сетки и определить стеки контактных площадок.
Окно мастера создания посадочных мест показано на рисунок 18.
Рисунок 18. Окно мастера создания посадочного места
В списке Pattern Type выбирается тип корпуса: DIP - корпус типа Dip с
двухрядным расположением выводов ARRAY - прямоугольный корпус с массивом
выводов QUAD - корпус с выводами расположенными с четырех сторон.
Number of Pads Down - число строк выводов по вертикали (для DIP и SMD
корпусов - число контактов установочного места компонента).
Number of Pads Across - число столбцов в массиве выводов (только для
корпусов ARRAY и QUAD).
Pad to Pad Spacing — расстояние между центрами контактов в строках.
Cutout Pads Down — число вырезанных строк в центральной области массива.
Cutout Pads Across - число вырезанных столбцов в центральной области
Corner Pads - исключение выводов во внешних или внутренних вершинах
массива данных. Последние три характеристики — для массива типа ARRAY.
Pattern Width и Pattern Height - расстояние между центрами выводов по
строкам и столбцам соответственно.
Pad 1 Position —местоположение первого вывода компонента (в корпусе DIP
обычно — верхний левый вывод).
Pad Style (PadlOther) — типы стеков контактов площадок для первого и
остальных выводов компонента - автоматически передаются из текущей платы.
Имена этих стеков как было упомянуто ранее находятся в специальном файле
проекта с расширением .dtp.
Rotate — возможность поворота контакта на 90°.
Silk Screen — флажок визуализации габаритов корпуса компонента (графика
корпуса по умолчанию рисуется в слое Silk).
Silk Line Width — ширина линий габаритов корпуса компонента
Silk Rectangle WidthHeight — высоташирина прямоугольника изображающего
После ввода данных в окно мастера Pattern Editor нажмите кнопку Finish и
окончательно отредактируйте посадочное место. Запишите созданный файл в
библиотеку командой PatternSave As.
Итак часть данных (символы компонентов стеки контактных площадок и
посадочные места) необходимых для проектирования печатной платы
определена. Теперь пора переходить к программе которая объединяет
предыдущие графические данные и дополняет их до такого содержания чтобы
эти интегрированные и взаимосвязанные между собой данные можно было
использовать для построения электрических схем размещения компонентов на
печатной плате и для трассировки печатных плат.
Такой программой является менеджер библиотек P-CAD Library Executive.
Менеджер библиотек P-CAD Library Executive
При решении задачи согласования используемых в проекте символов
компонентов и их посадочных мест и внесения дополнительных данных для
упаковки компонента в корпус используется менеджер библиотек P-CAD Library
Executive который содержит интегрированную информацию о графике корпусов и
символов компонентов а также текстовую информацию о компонентах.
Вся текстовая информация об упаковке компонентов и их атрибутах заносится
в две таблицы удобные для просмотра и редактирования. Тем самым
исключаются ошибки несогласованного ввода этой информации.
P-CAD Library Executive позволяет составлять списки соответствий выводов
символов компонентов и имеет средства просмотра параметров компонентов. В
электронных таблицах параметров обеспечена возможность одновременного
изменения содержания нескольких выбранных ячеек. Во все электронные таблицы
параметров (Pins Pattern и Symbol) включены столбцы с указанием номеров
выводов (Pad Number). Программа имеет средства просмотра библиотечных
файлов и поиска компонентов по всем возможным атрибутам.
Запускается менеджер исполняемым файлом СМР.ЕХЕ или из среды любого
графического редактора P-CAD командой UtilsP-CAD Library Executive.
После запуска программы необходимо выполнить команду Component New и
выбрать нужную библиотеку в которой ранее записаны сведения о графике
символов и посадочных местах компонентов и заполнить нужные окна
диалогового окна (рисунок 19).
Щелкните по кнопке Select Pattern введите имя посадочного места (в нашем
случае — DIP14) в окно Number of Gates введите число вентилей компонента. В
нижней части диалогового окна отобразится таблица столбцы которой содержат
следующую информацию: Gate# - имена (номера) логических секций Gate Eq
-коды логической эквивалентности секций (поскольку все секции однородного
компонента одинаковы то в этом столбце во всех ячейках автоматически
устанавливается число 1) Normal - информация соответствующая
библиотечному имени символа данной секции (компонент может состоять и из
разных функциональных секций!). Этот символ определяется после установки
курсора в ячейку столбца Normal напротив имени нужной секции нажатии на
кнопку Select Symbol выборе из появившегося списка имени символа и нажатии
Рисунок 19. Окно Component Information
В окне Refdes Prefix напишите DD (так будут на схеме именоваться в
будущем позиционные обозначения компонентов).
В области Component Type включите флажок Normal - обычный компонент
(возможны варианты: Power - источник питания Sheet Connector - соединитель
листов схемы Module - модуль иерархического символа Link — схема модуля).
В области Component Style выберите Homogeneous — однородный компонент
(все секции одинаковы). В области Gate Numbering задайте способ нумерации
секций (Alphabetic - буквенный или Numeric -числовой способ).
Кнопки Pins View Pattern View и Symbol View используются для открытия
окон редактирования соответствующих параметров компонентов.
Для создания Таблицы выводов Pins View щелкните по кнопке Pins View и
заполните таблицу информацией взятой из технической документации для
текущего компонента (или задайте эти данные сами). В нашем случае таблица
выводов компонента выглядит так как показано на рисунок 20.
Рисунок 20. Таблица выводов компонентов
В столбцы Pad# (номера контактных площадок корпуса компонента) и Pin Des
(позиционные номера выводов компонентов на схеме) для нашего примера в оба
столбца вносится одна и та же информация о порядке их нумерации.
Прежде всего устанавливается соответствие между номерами контактов
столбца Sym Pin # и номерами выводов в столбце Pin Des.
В столбец Pin Name вводят имена выводов в каждой секции (включая контакты
«земли» - имя GND и «питания» - имя VCC).
В столбцы Gate Eq и Pin Eq вводят данные о логической эквивалентности
секций и выводов соответственно. Выводы и секции с одинаковой
эквивалентностью в процессе размещения модулей на печатной плате могут быть
автоматически «переставлены». Для некоторых компонентов указанные столбцы
не заполняются ввиду отсутствия у них эквивалентных секций и выводов.
В столбце Elec. Type указывается тип вывода используемый при поиске
ошибок в схемах электрических принципиальных (этот столбец рекомендуется
заполнить до ввода данных в столбец Gate #). После установки курсора в
ячейку столбца и нажатии стрелки справа в одноименной горизонтальной строке
раскрывается список типов выводов.
Unknown — вывод не имеющий определенного типа (по умолчанию);
Input — входной вывод;
Output - выходной вывод;
Ореп-Н - открытый эмиттер ИС типа ЭСЛ (к выводу должен быть подключен
нагрузочный резистор);
Open-L — открытый коллектор ИС типа ТТЛ (к выводу должен быть
подключен нагрузочный резистор);
Passive-H — пассивный компонент (обычно резистор) подключаемый к
источнику питания (соответствует высокому логическому уровню);
Passive-L - пассивный компонент (обычно резистор) подключаемый к
«земле» (соответствует низкому логическому уровню);
После выбора типа вывода надо нажать Enter.
Для выбора просмотра и возможного редактирования символа компонента надо
щелкнуть по кнопке Symbol View в окне Pins View. Откроется диалоговое окно
Symbol View (рисунок 21).
Нажимая кнопки Next Sym или Prev Sym можно просмотреть следующую или
предыдущую секции символа компонента. При этом в таблице Pins View
подсвечивается строка с первым номером вывода соответствующей секции.
Рисунок 21. Диалоговое окно для просмотра и выбора символа компонента
После нажатия на кнопку Select Symbol можно выбрать другой символ для
компонента из открытой библиотеки.
После нажатия кнопки Edit Symbol можно отредактировать текущий символ
(запускается редактор P-CAD Pattern Editor). Такая возможность
редактирования символа позволяет использовать уже имеющиеся символы
библиотек для построения другого символа с наименьшими затратами времени.
Переход от одного окна к другому окну редактора P-CAD Executive
производится после нажатия соответствующих кнопок в текущем окне.
После выполнения всех указанных выше операций для создания
интегрированного образа компонента необходимо выполнить команду
ComponentValidate для проверки согласованности всех данных компонента и в
случае отсутствия ошибок сохранить компонент в текущей библиотеке командой
После завершения упаковки элементов библиотеку то есть соединение
графического образа и посадочного места завершается этап по созданию
компонентов и можно переходить к созданию схемы электрической
СОЗДАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ
Первым этапом при создании схемы электрической принципиальной является
создание в соответствии с ЕСКД форматки области построения. Для этого
необходимо провести следующие настройки:
Активируем команду Opt
Рисунок 22. Панель настройки области форматки
На появившейся панели Custorn Title Sheect нажать кнопку Selekct и
перейдя в каталог Titles выберите первую область форматки.
Нажмите кнопку ОК на панели Custorn Title Sheect и Option Configure
для завершения оформления страницы.
Следующим этапом перед вводом и размещением компонентов на схеме
необходимо подключить к проекту библиотеки с необходимыми элементами и
отключить неиспользуемые.
Подключение библиотек осуществляется следующим образом:
Выбираем в меню команду L
На появившейся панели L
Рисунок 23. Окно добавления библиотек
Перейти в каталог с библиотеками выбираем необходимые файлы и
Повторением двух предыдущих пунктов открываем все необходимые
Для отключения библиотеки выбираем ее в списке и нажимаем кнопку
Изменение местоположения имени библиотеки в списке можно с помощью
Завершив формирование списка библиотек нажмем кнопку ОК.
После подключения списка необходимого числа библиотек производится
установка символов на монтажное поле. Рассмотрим установку элементов на
примере размещения резистора. Данная операция выполняется по следующим
Устанавливается шаг сетки равный 5 мм;
активируем команду PlacePart и щелкаем левой кнопкой мыши по полю
На открывшейся панели Place Part (рисунок 24) выбираем из
раскрывающегося окна необходимую библиотеку содержащую установочный
элемент и нажимаем кнопку Browse для отображения выбранного
В окне списка компонентов находим элемент резистора и щелкаем по нему
На поле чертежа нажмите левую кнопку мыши и перемещаем элемент к месту
его размещения на поле чертежа;
Для окончательного ввода элемента щелкаем правой кнопкой мыши.
Рисунок 24. Выбор элемента из библиотеки
Аналогичным способом производится установка всех элементов на поле
При необходимости можно корректировать положение элемента. Так для
изменения параметров того или иного элемента левым щелчком мыши активируем
окно свойств элемента и там проводим необходимые манипуляции. Установка
может сопровождать изменение положения элемента для этого зажимая клавиши
клавишу R проводим вращение или перемещение.
После установки элементов необходимо осуществить электрический монтаж
данных соединений. Для облегчения работы с чертежами часто используют линии
групповой связи. Поскольку в системе P-CAD проводники приобретают
необходимый вид автоматически линии групповой связи необходимо соединять
до осуществления монтажа проводами.
Для нанесения на поле чертежа линии связи применяем команду из панели
управления PlaceBus нанесение заканчивается нажатием правой кнопки мыши.
Помимо стандартной операции по нанесению линии связи над ней можно
проводить изменения. В частности изменение имени соединения а также
возможности придания ей ортогонального положения.
Заключительным этапом по созданию схемы электрической принципиальной
является проверка данной схемы на наличие синтаксических ошибок а также
правильности соединений.
В конечном итоге самая важная с точки зрения конструктор операция
проводимая над схемой – это автоматическое получение списка цепей и
элементов используемых в редакторе ПП.
Для создания списка необходимо:
Выбираем в меню команду: UtilsGenerate Netlist
На появившейся панели (рисунок 25) в окне Netlist Format выбираем
стандарт сохранения;
Рисунок 25. Меню создания списка соединения
Флажок Include Librari Information необходимо сбросить тем самым
происходит запрет создания библиотечной секции в отсчете. Хотя данная
секция и читается редактором печатных плат но никак не используется.
Нажмем на кнопку Netlist Filename и выбираем место расположения файла
списка цепей и его имя;
Нажатием кнопки ОК производится создание цепи сетей и компонентов.
Просмотр сгенерированного списка соединения можно осуществить при помощи
Данный этап считается заключительным после чего можно переходить в
редактор печатных плат.
Электрическая принципиальная схема приведена измененная при помощь
программы Microsoft Office Visio приведена в приложении.
РЕДАКТОР ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
Заключительным этапом создания печатной платы является прокладка
элементов проводящего рисунка осуществляемого ручным автоматически и
полуавтоматическим (доводка печатного рисунка вручную) способами.
1 Настройка редактора печатных плат PCB
Данная операция в редакторе PCB схожа с настройками редактора схем
Schematic. Поэтому описывать их не имеет смысла. Единственное о чем стоит
упомянуть так это основные отличия в настройках по следующим пунктам:
Настройка общих параметров объекта;
Настройка параметров технологического контроля;
Установка параметров ручной и автоматической трассировки. На данном
этапе происходит установка ограничений на тот или иной тип
Установка производственных параметров.
Установка конфигурации слоев и так далее.
Пройдя все этапы настройки редактора печатных плат можно переходить к
проведению трассировки.
Существует мнение что автоматическую трассировку печатных плат следует
проводить только в случае неответственных плат. Во всех остальных случаях
лучше проводить трассировки вручную всей платы или по крайней мере самых
ответственных участков.
Для ручной трассировки в среде P-CAD предлагаются инструменты которые
условно можно поделить на группы:
инструменты ручной трассировки;
инструменты интерактивной трассировки;
специальные инструменты.
К инструментам ручной трассировки можно отнести Route Manual с помощью
которого прокладка трасс проводится полностью вручную в соответствии с
замыслом конструктора.
Инструменты интерактивной трассировки более интеллектуальны. Здесь
происходит указание фрагмента трассы а система формирует ее сама с учетом
ограничений на трассировку. При желании возможно автоматическое завершение
начатой трассы. К инструментам интерактивной трассировки можно отнести
команду Route Interactive осуществляющей трассировку и инструменты для
сглаживания изгибов проводника Route Miter.
К специальным инструментам трассировки относятся:
Route Fanoute – для полуавтоматической генерации выравнивающих
отрезков трассдля группы проводников;
Route Bus – для одновременной трассировки в интерактивном режиме
нескольких параллельных проводников образующих шину или жгут;
Route MultiTrace – для автоматической трассировке (в одном слое)
несколько соединений указанных пользователем.
Рассмотренные команды позволяют судить о большом количестве методов и
способов трассировки. Рассмотрим один из алгоритмов применяемый при
трассировке печатных плат.
2 Ручная трассировка печатной платы
Данная операция выполняется по команде Route Manual (трассировкаручная).
Данная команда является достаточно гибким инструментом позволяющим
проводить трассы точно по желанию пользователя. Перед началом трассировки
необходимо провести размещение компонентов на печатной плате и задать
электрические связи между их выводами.
Для проведения трассы в ручном режиме необходимо:
Для проведения трассы необходимо предварительно выбрать сигнальный
слой в котором будет располагаться первый сегмент трассы и
выбрать или задать ширину сегмента.
Устанавливаем подходящий шаг координатной сетки и установить такой
масштаб изображения чтобы были видны узлы сетки. Это значительно
упрощает процесс трассировки.
Для начала трассировки щелчком левой кнопки мыши по контактной
площадке с которой должна начинаться контактная площадка а затем
отмечаем все места изломов трассы.
При необходимости в процессе трассировки перед началом размещения
текущего сегмента можно изменять сигнальные слои и ширину
По умолчанию при щелчке правой кнопки мыши система пытается
завершить недоразведенную связь сегментов по кратчайшему
расстоянию до конечной точки. Как правило такое соединение
некорректно поэтому лучше не пытаться систему самостоятельно
завершить прокладку трассы. Прерывание процесса трассировка
осуществляется при помощи клавиши «».
Удалить последний введенный сегмент можно используя клавишу
«Backspace». При ее нажатии последовательно будут уничтожаться
введенные ранее элементы.
Очень часто варианты сопряжения отдельных сегментов трассы
регламентируется назначением устройства или технологическими ограничениями.
Система P-CAD обладает большими возможностями в этой области. Для примера
(рисунке 26) показаны допустимые варианты сопряжения.
Рисунок 26. Допустимые варианты сопряжения
проводники ортогональны (а);
сглаживание отрезками прямых под углом 45 градусов (б);
сопряжение по дуге (проводники ортогональны) (в);
проводники под любым углом без сглаживания (г);
сглаживанием касательными дугами (д).
переключение между различными режимами сглаживания в процессе ручной
трассировки производится с помощью горячей клавиши «О». При этом другая
клавиша «F» позволяет изменять положение точки излома при сглаживании
прямыми линиями при сопряжении по дуге.
Во многих случаях удобно проводить трассировку с применением Т-образного
соединения проводников (рисунок 27). Реализация такого соединения при
выполнение команды RouteManual имеет свои особенности.
Рисунок 27. Т-образное соединения проводников
Во – первых поскольку трасса реализуется как полиния то есть конец
одного сегмента является началом другого необходимо вначале полностью
создать верхнюю часть соединения завершается ее создание нажатием правой
Затем на существующую трассу указывается точку подключения нового
фрагмента. Дальнейшее построение осуществляется как обычно.
Поскольку прокладка трассы осуществляется вручную возможно возникновение
нарушение технологичности процесса поэтому периодически требуется проверка
Это наиболее сложный с точки зрения производительности способ
трассировки однако он считается наиболее точным.
Остальные методы считаются более легким особенно автоматические способы
Печатная плата полученная при использовании данного метода приведена в
Постоянный рост требований к технологии производства электронных изделий
предъявляет все более жесткие требования к средствам автоматизации
проектирования печатных плат. Поэтому программные средства не могут стоять
на месте они постоянно претерпевают изменения и модификации.
Однако это не касается пакета программ P-CAD так как фирмы производителя
Но наши предприятия продолжают использовать данную систему несмотря на
ряд неудобств. В частности не позволяют проектировщику автоматизировать
некоторые тонкие особенности той или иной платы такие как прокладка
дифференциальных пар проводников защита проводников от наводок расчет
взаимного влияния проводников и многое другое. В конечном итоге все это
приводит к временным и материальным затратам.
На сегодняшний день на мировом рынке представлен современный и мощный
инструмент проектирования печатных плат - автотрассировщик SPECCTRA
(программный продукт фирмы Сooper & Chyan Technology) а так же пакет
программ моделирования и сквозного проектирования (Design Lab и Design
Center) производства фирмы MicroSim Corporation.
Данная программа интегрированная в пакет P-CAD с легкостью устраняет
выше рассмотренные недостатки и расширяет его возможности.
Хотя данная пакет программ P-CAD 2006 и является устаревшим он остается
самым распространенным программным средством для разводки печатных плат
ручным или автоматизированным способом.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Лопаткин А.В. Проектирование печатных плат в среде P-CAD. Учебное
пособие для практических занятий. – Нижний Новгород НГТУ 2007 г.-
Разевиг В. Д. Система проектирования печатных плат ACCEL EDA 12.1 (P-
CAD для Windows). -М.: СК Пресс 1997. - 368с.
Балыбин В.М.. Муромцев Д.Ю. Муромцев Ю.Л. Орлова Л.П.
Информационные технологии проектирования радиоэлектронных средств.
Курсовое проектирование. Учебное пособие. - Тамбов: Издательство
Тамбовского государственного технического университета 2004.-84 с.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.docx

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Левин А.И. Судов Е.В.- Журнал: Директор информационной службы №11 2002 год.
Левин А.И. Судов Е.В.-Журнал: Технологические системы №4 2004 Киев.
Стрельников В. П. Федухин А. В. Оценка и прогнозирование надёжности электронных элементов и систем. – К.: Логос 2002. – 486 с.
Воловиков В. В. Кофанов Ю. Н. и др. Обеспечение качества радиоэлектронной аппаратуры при концептуальном проектировании на основе CALS-технологии Качество и ИПИ (CALS) – технологии: ежеквартальный науч.-техн. и производств. журн. – М.: Фонд «Европейский центр по качеству» 2005. – №4 (8) с.2–6.

03 Аннотация.doc

Применение CALS-технологий при проектировании электронных средств. Цель
проекта - создание информационно-логической модели проектирования
радиоэлектронных устройств. Курсовой проект выполнил Третьяков В.В.;
руководитель проекта – Шамкин В.Н.; Тамбов ТГТУ 2010 год. В ходе
выполнения курсового проекта был рассмотрен алгоритм создания
радиоэлектронных систем. Рассмотрен способ унификации и стандартизации
спецификаций промышленной продукции на всех этапах её жизненного цикла.
Создана информационно-логическая модель проектирования радиоэлектронных
Пояснительная записка содержит 22 страницы.
Графическая часть проекта состоит из одного листа формата:
А2: 1 лист – информационно-логической модели проектирования
радиоэлектронных устройств.

бланк задания (2).doc

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра: Конструирования радиоэлектронных и микропроцессорных систем
Студент И.Г. Проценко код ЭР65027
Тема: Проектирование печатной платы в среде P-CAD 2006.
Срок представления проекта к защите:
Исходные данные для проектирования:
Перечень разделов пояснительной записки:
2 Структура системы проектирования P-CAD 2006.
3 Создание символа компонентов для схем электрических принципиальных.
4 Создание посадочного места компонента.
5 Менеджер библиотеки P-CAD Library Executive.
6 Создание схемы электрической принципиальной.
7 Редактор печатных плат.
9 Список используемых источников.
Приложение А: Спецификация Б: Чертеж печатной платы.
Перечень графического материала: Схема эклектическая принципиальная
подпись дата инициалы фамилия

01 Титульный лист.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Конструирования радиоэлектронных и микропроцессорных систем
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по Информационным технологиям проектирования РЭС
На тему: Применение CALS-технологий при проектировании электронных
Специальность 210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных
Обозначение курсового проекта ТГТУ.210201.021
Руководитель проекта В.Н. Шамкин
наименование учебной дисциплины
подпись дата инициалы фамилия
тема курсового проекта

ТГТУ 210201.001 ЛР5.docx

Лабораторная работа №5
Разработка нечетких систем управления
Тема: Разработка нечетких систем управления
Цель работы: Изучить основные понятия и определения нечеткой логики. Для заданной системы управления объектом разработать структурную схему нечеткой системы и определить нечеткие лингвистические переменные.
Объект – кондиционер.
Нечеткая лингвистическая переменная – это переменная значениями которой являются выражение естественного языка.
Рисунок 1- Структура нечеткой системы управления
НР - нечеткий регулятор;
О – объект управления 500 ватный кондиционер;
ОС – элементы обратной связи в нашем случае датчик температуры помещения
t°зад – заданная (необходимая) температура помещения;
t° - текущая температура помещения;
P – мощность подаваемая на кондиционер
ni – задаваемое количество оборотов в мин.
В нечеткой системе управления будет 2 входных лингвистических переменных ni и T= t° - t°зад и одна выходная P.
Функции принадлежности представлены ниже.
Рисунок 2 – Функции принадлежности
Вывод: в ходе лабораторной работы для заданной системы управления объектом была разработана структурная схема нечеткой системы и определены нечеткие лингвистические переменные.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Маклаков С.В. BPwin и Erwin. CASE-средства разработки информационных систем.-2-у изд. испр. и дополн.- М.: ДИАЛОГ-МИФИ2001.-304 с.

А2.dwg

Применение CALS-технологий
Детализация блока «Исследование надежности РЭУ»
Детализация блока «Комплексное моделирование
физических процессов в РЭУ»
Детализация блока «Разработка структуры РЭУ с применением
комплексного моделирования»
Информационно-логическая модель проектирования
радиоэлектронных устройств

наклейка (4).doc

-----------------------
Применение CALS-технологий при проектировании электронных средств
Третьяков В.В. группа Р-41.

наклейка.docx

Программа BPWIN. Принципы построения моделей в BPWIN.
Чекалин П.И. группа Р-41.

практикум.doc

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
Тамбовский государственный технический университет
Факультет: Энергетический
Кафедра: Конструирование радиоэлектронных и микропроцессорных систем
Лабораторный практикум
«Информационные технологии проектирования РЭС»
Белолипецкий И.В. группа Р-41

04 СОДЕРЖАНИЕ.doc

Разработка методов и средств интеграции CALS-технологий и комплексного
математического моделирования для решения задач проектирования
радиоэлектронных устройств . 9
Список использованных источников 26
Применение CALS-технологий при проектировании электронных средств
Пояснительная записка

ТГТУ 210201.001 ТЛ.docx

Министерство образования и науки РФ
Тамбовский государственный технический университет
Кафедра: "Конструирование радиоэлектронных и
микропроцессорных систем
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ИТПРЭС»
ПреподавательШамкин В.Н.
Студент Акуленко Д.В.
Группа "ТекстовоеПоле4"Р-41

02 Бланк задания 2.doc

5.Перечень графического материала:
Руководитель проекта (работы)
Задание принял к исполнению

Бланк задания.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра: Конструирования радиоэлектронных и микропроцессорных систем
подпись инициалы фамилия
Студент А.С. Алексеев код ЭР75015
Тема: Проектирование жизненного цикла "Металлоискателя".
Срок представления проекта к защите
Исходные данные для проектирования (научного исследования):
Перечень разделов пояснительной записки
2 Инструментальная среда BPwin
3 Проектирование жизненного цикла "Металлоискателя
4 Технические характеристики и принцип работы устройства
Перечень графического материала: диаграмма Ганта(А3)схема
электрическая структурная(А3) контекстная диаграмма(А4) декомпозиция
первого и второго уровней(А4) IDEF3-диаграмма(А4) диаграмма древа узлов
(А4) DFD-диаграмма(А4)
Руководитель проекта (работы)
Задание принял к исполнению

ПЗ.docx

логотипом PLATINUM technology. Для проведения анализа и реорганизации бизнес-процессов PLATINUM technology предлагает CASE-средство верхнего уровня BPwin поддерживающее методологии IDEF0 (функциональная модель) IDEF3 (WorkFlow Diagram) и DFD (DataFlow Diagram). Функциональная модель предназначена для описания существующих бизнес-процессов на предприятии (так называемая модель AS-IS) и идеального положения вещей - того к чему нужно стремиться (модель ТО-ВЕ). Методология IDEF0 предписывает построение иерархической системы диаграмм - единичных описаний фрагментов системы. Сначала проводится описание системы в целом и ее взаимодействия с окружающим миром (контекстная диаграмма) после чего проводится функциональная декомпозиция - система разбивается на подсистемы и каждая подсистема описывается отдельно (диаграммы декомпозиции). Затем каждая подсистема разбивается на более мелкие и так далее до достижения нужной степени подробности. После каждого сеанса декомпозиции проводится сеанс экспертизы: каждая диаграмма проверяется экспертами предметной области представителями заказчика людьми непосредственно участвующими в бизнес-процессе. Такая технология создания модели позволяет построить модель адекватную предметной области на всех уровнях абстрагирования. Если в процессе моделирования нужно осветить специфические стороны технологии предприятия BPwin позволяет переключиться на любой ветви модели на нотацию IDEF3 или DFD и создать смешанную модель. Нотация DFD включает такие понятия как внешняя ссылка и хранилище данных что делает ее более удобной (по сравнению с IDEF0) для моделирования документооборота. Методология IDEF3 включает элемент "перекресток" что позволяет описать логику взаимодействия компонентов системы.
Инструментальная среда BPwin
BPwin имеет достаточно простой и интуитивно понятный интерфейс пользователя дающий возможность аналитику создавать сложные модели при минимальных усилиях.Ниже будет описан интерфейс версии 2.5.
Рисунок 1- Интегрированная среда разработки модели BPwin 2.5
При запуске BPwin по умолчанию появляется основная панель инструментов палитра инструментов (вид которой зависит от выбранной нотации) и в левой части навигатор модели - Model Explorer (рисунок 1). Функциональность панели инструментов доступна из основного меню BPwin. Описание элементов управления основной панели инструментов BPwin 2.5
- Создать новую модель
- Проверка правописания
- Включение и выключение навигатора модели Model Explorer
- Включение и выключение дополнительной панели инструментов работы с ModelMart.
При создании новой модели возникает диалог в котором следует указать будет ли создана модель заново или она будет открыта из файла либо из репозитория ModelMart внести имя модели и выбрать методологию В которой будет построена модель (рисунок 2). Как было указано выше BPwin поддерживает три методологии - IDEF0 IDEF3 и DFD каждая из которых решает свои специфические задачи. В BPwin возможно построение смешанных моделей т. с. модель может содержать одновременно как диаграммы IDEF0 так и IDEF3 и DFD. Состав палитры инструментов изменяется автоматически когда происходит переключение с одной нотации на другую поэтому палитра инструментов будет рассмотрена позже.
Рисунок 2 - Диалог создания модели
Модель в BPwin рассматривается как совокупность работ каждая из которых оперирует с некоторым набором данных. Работа изображается в виде прямоугольников данные - в виде стрелок. Если щелкнуть по любому объекту модели левой кнопкой мыши появляется всплывающее контекстное меню каждый пункт которого соответствует редактору какого-либо свойства объекта. Установка цвета и шрифта объектов. Пункты контекстного меню Font Editor и Color Editor вызывают соответствующие диалоги для установки шрифта (в том числе его размера и стиля) и цвета объекта. Кроме того BPwin позволяет установить шрифт по умолчанию для объектов определенного типа на диаграммах и в отчетах. Для этого следует выбрать меню ToolsDefault Fonts после чего появляется каскадное меню каждый пункт которого служит для установки шрифтов для определенного типа объектов:
Frame System Te - системный текст в каркасе диаграмм;
Parent Diagram Title Te
Report Text - текст отчетов.
Принципы построения модели IDEF0
На начальных этапах создания ИС необходимо понять как работает организация которую собираются автоматизировать. Никто в организации не знает как она работает в той мере подробности которая необходима для создания ИС. Руководитель хорошо знает работу в целом но не в состоянии вникнуть в детали работы каждого рядового сотрудника. Рядовой сотрудник хорошо знает что творится на его рабочем месте но плохо знает как работают коллеги. Поэтому для описания работы предприятия необходимо построить модель. Такая модель должна быть адекватна предметной области следовательно она должна содержать в себе знания всех участников бизнес-процессов организации. Наиболее удобным языком моделирования бизнес-процессов является IDEFO предложенный более 20 лет назад Дугласом Россом (SoftTech Inc.) и называвшийся первоначально SADT - Structured Analysis and Design Technique. (Подробно методология SADT излагается в книге Дэвида А. Марка и Клемента Мак-Гоуэна "Методология структурного анализа и проектирования SADT"M.:Метатехнология 1993.) В начале 70-х годов вооруженные силы США применили подмножество SADT касающееся моделирования процессов для реализации проектов в рамках программы ICAM (Integrated Computer-Aided Manufacturing). В дальнейшем это подмножество SADT было принято в качестве федерального стандарта США под наименованием IDEF0. В IDEF0 система представляется как совокупность взаимодействующих работ или функций. Такая чисто функциональная ориентация является принципиальной - функции системы анализируются независимо от объектов которыми они оперируют. Это позволяет более четко смоделировать логику и взаимодействие процессов организации. Под моделью в IDEF0 понимают описание системы (текстовое и графическое) которое должно дать ответ на некоторые заранее определенные вопросы. Моделируемая система рассматривается как произвольное подмножество Вселенной. Произвольное потому что во-первых мы сами умозрительно определяем будет ли некий объект компонентом системы или мы будем его рассматривать как внешнее воздействие и во-вторых оно зависит от точки зрения на систему. Система имеет границу которая отделяет ее от остальной Вселенной. Взаимодействие системы с окружающим миром описывается как вход (нечто что перерабатывается системой) выход (результат деятельности системы) управление (стратегии и процедуры под управлением которых производится
работа) и механизм (ресурсы необходимые для проведения работы). Изм.
Находясь под управлением система преобразует входы в выходы используя механизмы. Процесс моделирования какой-либо системы в IDEF0 начинается с определения контекста т. е. наиболее абстрактного уровня описания системы в целом. В контекст входит определение субъекта моделирования цели и точки зрения на модель. Под субъектом понимается сама система при этом необходимо точно установить что входит в систему а что лежит за ее пределами другими словами мы должны определить что мы будем в дальнейшем рассматривать как компоненты системы а что как внешнее воздействие. На определение субъекта системы будет существенно влиять позиция с которой рассматривается система и цель моделирования - вопросы на которые построенная модель должна дать ответ. Другими словами первоначально необходимо определить область (Scope) моделирования. Описание области как системы в целом так и ее компонентов является основой построения модели. Хотя предполагается что в течение моделирования область может корректироваться она должна быть в основном сформулирована изначально поскольку именно область определяет направление моделирования и когда должна быть закончена модель. При формулировании области необходимо учитывать два компонента - широту и глубину. Широта подразумевает определение границ модели - мы определяем что будет рассматриваться внутри системы а что снаружи. Глубина определяет на каком уровне детализации модель является завершенной. При определении глубины системы необходимо не забывать об ограничениях времени - трудоемкость построения модели растет в геометрической прогрессии от глубины декомпозиции. После определения границ модели предполагается что новые объекты не должны вноситься в моделируемую систему; поскольку все объекты модели взаимосвязаны внесение нового объекта может быть не просто арифметической добавкой но в состоянии изменить существующие взаимосвязи. Внесение таких изменений в готовую модель является как правило очень трудоемким процессом (так называемая проблема "плавающей области"). Цель моделирования (Purpose). Модель не может быть построена без четко сформулированной цели. Цель должна отвечать на следующие вопросы:
Почему этот процесс должен быть замоделирован?
Что должна показывать модель?
Что может получить читатель?
Формулировка цели позволяет команде аналитиков сфокусировать усилия в нужном направлении. Примерами формулирования цели могут быть Изм.
следующие утверждения: "Идентифицировать и определить текущие проблемы сделать возможным анализ потенциальных улучшений" "Идентифицировать роли и ответственность служащих для написания должностных инструкций" "Описать функциональность предприятия с целью написания спецификаций информационной системы" и т. д. Точка зрения (Viewpoint). Хотя при построении модели учитываются изменения различных людей модель должна строиться с единой точки зрения. Точку зрения можно представить как взгляд человека который видит систему в нужном для моделирования аспекте. Точка зрения должна соответствовать цели моделирования. Очевидно что описание работы предприятия с точки зрения финансиста и технолога будет выглядеть совершенно по-разному поэтому в течение моделирования важно оставаться на выбранной точке зрения. Как правило выбирается точка зрения человека ответственного за моделируемую работу в целом. Часто при выборе точки зрения на модель важно задокументировать дополнительные альтернативные точки Прения. Для этой цели обычно используют диаграммы FEO (For Exposition Only) которые будут описаны в дальнейшем. IDEF0-модель предполагает наличие четко сформулированной цели единственного субъекта моделирования и одной точки зрения. Для внесения области цели и точки зрения в модели IDEF0 в BPwin следует выбрать пункт меню EditModel Properties вызывающий диалог Model Properties (рисунок 3). В закладке Purpose следует внести цель и точку зрения а в закладку Definition - определение модели и описание области.
Рисунок 3 - Диалог задания свойствмодели
В закладке Status того же диалога можно описать статус модели (черновой вариант рабочий окончательный и т.д.) время создания и последнего редактирования (отслеживается в дальнейшем автоматически по системной дате). В закладке Source описываются источники информации. Для построения модели (например "Опрос экспертов предметной области и анализ документации"). Закладка General служит для внесения имени проекта и модели имени и инициалов автора и временных рамок модели - AS-IS и ТО-ВЕ. Модели AS-IS и ТО-ВЕ. Обычно сначала строится модель существующей организации работы - AS-IS (как есть). На основе модели AS-IS достигается консенсус между различными единицами бизнеса по тому "кто что сделал" и что каждая единица бизнеса добавляет в процесс- Модель AS-IS позволяет выяснить "что мы делаем сегодня" перед тем как перепрыгнуть на то "что мы будем делать завтра". Анализ функциональной модели позволяет понять где находятся наиболее слабые места в чем будут состоять преимущества новых бизнес-процессов и насколько глубоким изменениям подвергнется существующая структура организации бизнеса. Детализация бизнес-процессов позволяет выявить недостатки организации даже там где функциональность на первый взгляд кажется очевидной. Признаками неэффективной деятельности могут быть бесполезные неуправляемые и дублирующиеся работы неэффективный документооборот (нужный документ не оказывается в нужном месте в нужное время) отсутствие обратных связей по управлению (на проведение работы не оказывает влияния ее результат) входу (объекты или информация используются нерационально) и т. д. Найденные в модели AS-IS недостатки можно исправить при создании модели ТО-ВЕ (как будет) - модели новой организации бизнес-процессов. Модель нужна ТО-ВЕ для анализа альтернативных (лучших) путей выполнения работы и документирования того как компания будет делать бизнес в будущем. Следует указать на распространенную ошибку при создании модели AS-IS - это создание идеализированной модели. Примером может служить создание модели на основе знаний руководителя а не конкретного исполнителя работ. Руководитель знаком с тем как предполагается выполнение работы по руководствам и должностным инструкциям и часто не знает как на самом деле подчиненные выполняют рутинные работы. В результате получается приукрашенная искаженная модель которая несет ложную информацию и которую невозможно в дальнейшем использовать для анализа. Такая модель называется SHOULD_BE (как должно бы быть).
Технология проектирования ИС подразумевает сначала создание модели AS-1S ее анализ и улучшение бизнес-процессов т. е. создание модели ТО-ВЕ и только на основе модели ТО-ВЕ строится модель данных прототип и затем окончательный вариант ИС Построение системы на основе модели AS-IS приводит к автоматизации предприятия по принципу "все оставить как есть только чтобы компьютеры стояли" т.е. ИС автоматизирует несовершенные бизнес-процессы и дублирует а не заменяет существующий документооборот. В результате внедрение и эксплуатация такой системы приводит лишь к дополнительным издержкам на закупку оборудования создание программного обеспечения и сопровождение того и другого. Иногда текущая AS-IS и будущая ТО-ВЕ модели различаются очень сильно так что переход от начального к конечному состоянию становится неочевидным. В этом случае необходима третья модель описывающая процесс перехода от начального к конечному состоянию системы поскольку такой переход - это тоже бизнес-процесс. Результат описания модели можно получить в отчете Model Report. Диалог настройки отчета по модели вызывается из пункта меню ReportModel Report. В диалоге настройки следует выбрать необходимые поля при этом автоматически отображается очередность вывода информации в отчет (рисунок 4).
Рисунок 4 - Отчет по модели
Диаграммы IDEF0. Основу методологии IDEF0 составляет графический язык описания бизнес-процессов. Модель в нотации IDEF0 представляет собой совокупность иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм. Каждая диаграмма является единицей описания системы и располагается на отдельном листе.
Модель может содержать четыре типа диаграмм:
контекстную диаграмму (в каждой модели может быть только одна контекстная диаграмма);
диаграммы декомпозиции;
диаграммы дерева узлов;
диаграммы только для экспозиции (FEO).
Контекстная диаграмма является вершиной древовидной структуры диаграмм и представляет собой самое общее описание системы и ее взаимодействия с внешней средой. После описания системы в целом проводится разбиение ее на крупные фрагменты. Этот процесс называется функциональной декомпозицией а диаграммы которые описывают каждый фрагмент и взаимодействие фрагментов называются диаграммами декомпозиции. После декомпозиции контекстной диаграммы проводится декомпозиция каждого большого фрагмента системы на более мелкие и так далее до достижения нужного уровня подробности описания. После каждого сеанса декомпозиции проводятся сеансы экспертизы - эксперты предметной области указывают на соответствие реальных бизнес-процессов созданным диаграммам. Найденные несоответствия исправляются и только после прохождения экспертизы без замечаний можно приступать к следующему сеансу декомпозиции. Так достигается соответствие модели реальным бизнес-процессам на любом и каждом уровне модели. Синтаксис описания системы в целом и каждого ее фрагмента одинаков во всей модели. Диаграмма дерева узлов показывает иерархическую зависимость работ но не взаимосвязи между работами. Диаграмм деревьев узлов может быть в модели сколь угодно много поскольку дерево может быть построено на произвольную глубину и не обязательно с корня. Диаграммы для экспозиции (FEO) строятся для иллюстрации отдельных фрагментов модели для иллюстрации альтернативной точки зрения либо для специальных целей.
Работы обозначают поименованные процессы функции или задачи которые происходят в течение определенного времени и имеют распознаваемые результаты. Работы изображаются в виде прямоугольников. Все работы должны быть названы и определены. Имя работы должно быть выражено отглагольным существительным обозначающим действие (например "Изготовление детали" "Прием заказа" и т. д.). Работа "Изготовление детали" может иметь например следующее определение: "Работа относится к полному циклу изготовления изделия от контроля качества сырья до отгрузки готового упакованного изделия". При создании новой модели (меню FileNew) автоматически создается контекстная диаграмма с единственной работой изображающей систему в целом (рисунок 5).
Рисунок 5 - Пример контекстной диаграммы
Для внесения имени работы следует щелкнуть по работе правой кнопкой мыши выбрать в меню Name Editor и в появившемся диалоге внести имя работы. Для описания других аспектов контекста служит диалог Model Properties (рисунок 6).
Рисунок 6 - Редактор задания
Диаграммы декомпозиции содержат родственные работы т.е. дочерние работы имеющие общую родительскую работу. Для создания диаграммы декомпозиции следует щелкнуть по кнопке . Возникает диалог Activity Box Count (рисунок 7) в котором следует указать нотацию новой диаграммы и количество работ в ней. Остановимся пока на нотации IDEF0 и щелкнем на ОК. Появляется диаграмма декомпозиции (рисунок 8). Допустимый интервал числа работ 2-8. Декомпозировать работу на одну работу не имеет смысла: диаграммы с количеством работ более восьми получаются перенасыщенными и плохо читаются. Для обеспечения наглядности и лучшего понимания моделируемых процессов рекомендуется использовать от трех до шести блоков на одной диаграмме.
Рисунок 7 - Диалог Activity Box Count
Если оказывается что количество работ недостаточно то работу можно добавить в диаграмму щелкнув сначала по кнопке на палитре инструментов а затем по свободному месту на диаграмме. Работы на диаграммах декомпозиции обычно располагаются по диагонали от левого верхнего угла к правому нижнему. Такой порядок называется порядком доминирования. Согласно этому принципу расположения в левом верхнем углу располагается самая важная работа или работа выполняемая по времени первой. Далее вправо вниз располагаются менее важные или выполняемые позже работы. Такое расположение облегчает чтение диаграмм кроме того на нем основывается понятие взаимосвязей работ.
Рисунок 8 - Пример диаграммы декомпозиции
Каждая из работ на диаграмме декомпозиции может быть в свою очередь декомпозирована. На диаграмме декомпозиции работы нумеруются автоматически слева направо. Номер работы показывается в правом нижнем углу. В левом верхнем углу изображается небольшая диагональная черта которая показывает что данная работа не была декомпозирована.
Так на рисунке 9 работа "Сборка изделия" имеет номер 3 и не была еще декомпозирована. Работа "Контроль качества" (номер 4) имеет нижний уровень декомпозиции.
Рисунок 9 - Пример декомпозируемых работ
Нумерация работ и диаграмм
Все работы модели нумеруются. Номер состоит из префикса и числа. Может быть использован префикс любой длины но обычно используют префикс А. Контекстная (корневая) работа дерева имеет номер АО. Работы декомпозиции А0 имеют номера Al A2 A3 и т. д. Работы декомпозиции нижнего уровня имеют номер родительской работы и очередной порядковый номер например работы декомпозиции A3 будут иметь номера А31 А32 АЗЗ А34 и т.д. Работы образуют иерархию где каждая работа может иметь одну родительскую и несколько дочерних работ образуя дерево. Такое дерево называют деревом узлов а вышеописанную нумерацию - нумерацией по углам. Имеются незначительные варианты нумерации которые можно настроить в закладке Presentation диалога Model Properties (меню EditModel Properties). Диаграммы IDEF0 имеют двойную нумерацию. Во-первых диаграммы имеют номера по узлу. Контекстная диаграмма всегда имеет номер А-0 декомпозиция контекстной диаграммы - номер А0 остальные диаграммы декомпозиции - номера по соответствующему узлу (например Al A2 А21 А213 и т. д.). BPwin автоматически поддерживает нумерацию по узлам т.е. при проведении декомпозиции создается новая диаграмма и ей автоматически присваивается соответствующий номер. В результате проведения экспертизы диаграммы могут уточняться и изменяться следовательно могут быть созданы различные версии одной и той же (с точки зрения се расположения в дереве узлов) диаграммы декомпозиции. BPwin позволяет иметь в модели только одну диаграмму декомпозиции в данном узле. Прежние версии диаграммы можно хранить в виде бумажной копии либо как FEO-диаграмму. (К сожалению при создании FEO-диаграмм отсутствует возможность отката т.е. можно получить из диаграммы декомпозиции FEO но не наоборот.) В любом случае следует отличать различные версии одной и той же диаграммы. Для этого существует специальный номер - С-numbcr который должен присваиваться автором модели вручную. C-number - это произвольная строка но рекомендуется придерживаться стандарта когда номер состоит из буквенного префикса и порядкового номера причем в качестве префикса используются инициалы автора диаграммы а порядковый номер отслеживается автором вручную например МСВ00021.
Диаграммы дерева узлов в FEO
Диаграмма дерева узлов показывает иерархию работ в модели и позволяет рассмотреть всю модель целиком но не показывает взаимосвязи между работами (стрелки) (рисунок 10). Процесс создания модели работ является итерационным следовательно работы могут менять свое расположение в дереве узлов многократно. Чтобы не запутаться и проверить способ декомпозиции следует после каждого изменения создавать диаграмму дерева узлов. Впрочем BPwin имеет мощный инструмент навигации по модели - Model Explorer который позволяет представить иерархию работ и диаграмм в удобном и компактном виде однако этот инструмент является составляющей стандарта IDEF0.
Рисунок 10 - Диаграмма дерева узлов
Для создания диаграммы дерева узлов следует выбрать в меню пункт InsertNode Tree. Возникает диалог формирования диаграммы дерева узлов Node Tree Definition.
Создание отчетов в BPwin
BPwin имеет мощный инструмент генерации. Отчеты по модели вызываются из пункта меню Report. Всего имеется семь типов отчетов:
Model Report. Он включает информацию о контексте модели - имя модели точку зрения область цель имя автора дату создания и другие.
Diagram Report. Отчет по конкретной диаграмме. Включает список объектов - работ стрелок хранилищ данных внешних ссылок и так далее.
Diagram Object Report. Наиболее полный отчет по модели. Может включать полный список объектов модели - работ стрелок с указанием их типа и свойства определяемые пользователем.
Activity Cost Report.Отчет о результатах стоимостного анализа.
Arrow Report. Отчет по стрелкам. Может содержать информацию из словаря стрелок информацию о работе-источнике работе-назначении стрелки и информацию о разветвлении и слиянии стрелок.
DataUsage Report.Отчет о результатах связывания модели процессов и модели данных.
Model Consistency Report.Отчет содержащий список синтаксических ошибок модели. Синтаксические ошибки IDEF0 с точки зрения BPwin разделяются на три типа:
Во-первых это ошибки которые BPwin выявить не в состоянии Например синтаксис IDEF0 требует чтобы имя работы было выражено отглагольным существительным или глагольной формой выражающей действие ("Изготовление изделия" "Обслуживание клиента" "Выписка счета") а имя стрелки также должно быть выражено существительным. BPwin не позволяет анализировать синтаксис естественного языка (английского и русского) и смысл имен объектов и поэтому игнорирует ошибки этого типа. Выявление таких ошибок - ручная работа которая ложится на плечи аналитиков и должна контролироваться руководителем проекта.
Ошибки второго типа BPwin просто не допускает. Например каждая грань работы предназначена для определенного типа стрелок. BPwin просто не позволит создать на диаграмме IDEF0 внутреннюю стрелку выходящую из левой грани работы и входящую в правую грань.
Третий тип ошибок BPwin позволяет допустить но детектирует их. Полный их список можно получить в отчете Model Consistency Report. Это единственный неопциональный отчет в BPwin. Список ошибок может содержать например неименованные работы и стрелки (unnamed arrow unnamed activity) несвязанные стрелки (unconnected border arrow) неразрешенные стрелки (unresolved (square tunneled) arrow connections) работы не имеющие по крайней мере одной стрелки выхода и одной стрелки управления (Activity "Сборка блоков" has no Control Activity "Сборка блоков" has no Output). Пример отчета Model Consistency Report приведен на рисунке 11.
Рисунок 11 - Отчет Model Consistensy Report
При выборе пункта меню который соответствует какому-либо отчету появляется диалог настройки отчета. Для каждого из семи типов отчетов он выглядит по-своему. Рассмотрим типичный диалог Arrow Report (рисунок 12).
Рисунок 12 - Диалог Arrow Report
Раскрывающийся список Standart Reports позволяет выбрать один из стандартных отчетов. Стандартный отчет - это запоминаемая комбинация переключателей флажков и других элементов управления диалога. Для создания собственного стандартного отчета необходимо задать опции отчета ввести имя отчета в поле списка выбора и щелкнуть по кнопке New. BPwin сохраняет информацию о стандартном отчете в файле BPWINRPT.INI. Все определения этого файла доступны из любой модели. Единственное ограничение - свойства определяемые пользователем (User-Defined Properties). Они сохраняются в виде указателя и поэтому доступны только из "родной" модели. Стандартный отчет можно изменить (кнопка Update) или удалить (кнопка Delete).
В правом верхнем углу диалога находится группа управляющих элементов для выбора формата отчета. Доступны следующие форматы:
DDE Table - данные передаются по DDE приложению например MS Word или E
RPTwin - отчет создается в формате Platinum RPTwin - специализированного генератора отчетов который входит в поставку BPwin.
Опция Ordering (на отчете по стрелкам отсутствует) сортирует данные по какому-либо значению.
Опция Multi-Valued Format регулирует вывод полей в отчете при группировке данных.
Repeating Group - детальные данные объединяются в одно поле между значениями вставляется +.
Header (опция по умолчанию) - печатается заголовок группы затем - детальная информация.
Диаграммы потоков данных (Data Flow Diagramming)
Диаграммы потоков данных (Data flow diagramming DFD) используются для описания документооборота и обработки информации. Подобно IDEF0 DFD представляет модельную систему как сеть связанных между собой работ. Их можно использовать как дополнение к модели IDEF0 для более наглядного отображения текущих операций документооборота в корпоративных системах обработки информации. DFD описывает:
- функции обработки информации (работы);
- документы (стрелки arrow)объекты сотрудников или отделы которые участвуют в обработке
- внешние ссылки (e
- таблицы для хранения документов (хранилище данных data store).
В BPwin для построения диаграмм потоков данных используется нотация Гейна-Сарсона. Для того чтобы дополнить модель IDEF0 диаграммой DFD нужно в процессе декомпозиции в диалоге Activity Box Count "кликнуть" по радиокнопке DFD. В палитре инструментов на новой диаграмме DFD появляются новые кнопки:
- добавить в диаграмму внешнюю ссылку (E
- добавить в диаграмму хранилище данных (Data store). Хранилище данных позволяет описать данные которые необходимо сохранить в памяти прежде чем использовать в работах;
- ссылка на другую страницу. В отличие от IDEF0 инструмент off-page reference позволяет направить стрелку на любую диаграмму (а не только на верхний уровень). В отличие от стрелок IDEF0 которые представляют собой жесткие взаимосвязи стрелки DFD показывают как объекты (включая данные) двигаются от одной работы к другой. Это представление потоков совместно с хранилищами данных и внешними сущностями делает модели DFD более похожими на физические характеристики системы - движение Изм.
объектов (data flow) хранение объектов (data stores) поставка и распространение объектов (external entities) (рисунок 13)
Рисунок 13 - Пример диаграммы DFD
В отличие от IDEF0 где система рассматривается как взаимосвязанные работы. DFD рассматривает систему как совокупность предметов. Контекстная диаграмма часто включает работы и внешние ссылки. Работы обычно именуются по названию системы например "Система обработки информации". Включение внешних ссылок в контекстную диаграмму не отменяет требования методологии четко определить цель область и единую точку зрения на моделируемую систему. Работы. В DFD работы представляют собой функции системы преобразующие входы в выходы. Хотя работы изображаются прямоугольниками со скругленными углами смысл их совпадает со смыслом работ IDEF0 и IDEF3. Так же как работы IDEF3 они имеют входы и выходы но не поддерживают управления и механизмы как IDEF0. Внешние сущности. Внешние сущности изображают входы в систему иили выходы из системы. Внешние сущности изображаются в виде прямоугольника с тенью и обычно располагаются по краям диаграммы. Одна внешняя сущность может быть использована Изм.
многократно на одной или нескольких диаграммах. Обычно такой прием используют чтобы не рисовать слишком длинных и запутанных стрелок. Стрелки (Потоки данных). Стрелки описывают движение объектов из одной части системы в другую. Поскольку в DFD каждая сторона работы не имеет четкого назначения как в IDEF0 стрелки могут подходить и выходить из любой грани прямоугольника работы. В DFD также применяются двунаправленные стрелки для описания диалогов типа "команда-ответ" между работами между работой и внешней сущностью и между внешними сущностями (рисунок 14).
Рисунок 14 - Внешняя сущность
Слияние и разветвление стрелок. В DFD стрелки могут сливаться и разветвляться что позволяет описать декомпозицию стрелок- Каждый новый сегмент сливающейся или разветвляющейся стрелки может иметь собственное имя. Построение диаграмм DFD. Диаграммы DFD могут быть построены с использованием традиционного структурного анализа подобно тому как строятся диаграммы IDEF0. Сначала строится физическая модель отображающая текущее состояние дел. Затем эта модель преобразуется в логическую модель которая отображает требования к существующей системе. После этого строится модель отображающая требования к будущей системе. И наконец строится физическая модель на основе которой должна быть построена новая система. Альтернативным подходом является подход популярный при создании программного обеспечения называемый событийным разделением (event partitioning) в котором различные диаграммы DFD выстраивают модель системы. Во-первых логическая модель строится как совокупность работ и документирования того что они (эти работы) должны делать. Затем модель окружения (environment model) описывает систему как объект взаимодействующий с событиями из внешних сущностей. Модель окружения обычно содержит описание цели системы одну контекстную диаграмму и список событий. Контекстная диаграмма содержит один прямоугольник работы изображающий систему в целом и внешние сущности с которыми система взаимодействует. Наконец модель поведения (behavior model) показывает как система обрабатывает события. Эта модель состоит из одной диаграммы в которой каждый прямоугольник изображает каждое событие из модели окружения. Хранилища могут быть добавлены для моделирования данных которые необходимо запоминать между событиями. Потоки добавляются для связи с другими элементами и диаграмма проверяется с точки зрения соответствия модели окружения.
Полученные диаграммы могут быть преобразованы с целью более наглядного представления системы в частности работы на диаграммах могут быть декомпозированы. Нумерация объектов. В DFD номер каждой работы может включать префикс номер родительской работы (А) и номер объекта. Номер объекта - это уникальный номер работы на диаграмме. Например работа может иметь номер А.12.4. Уникальный номер имеют хранилища данных и внешние сущности независимо от их расположения на диаграмме. Каждое хранилище данных имеет префикс D и уникальный номер например D5. Каждая внешняя сущность имеет префикс Е и уникальный номер например Е5.
Метод описания процессов IDEF3
Наличие в диаграммах DFD элементов для описания источников приемников и хранилищ данных позволяет более эффективно и наглядно описать процесс документооборота. Однако для описания логики взаимодействия информационных потоков более подходит IDEF3 называемая также workflow diagramming - методологией моделирования использующая графическое описание информационных потоков взаимоотношений между процессами обработки информации и объектов являющихся частью этих процессов. Диаграммы Workflow могут быть использованы в моделировании бизнес-процессов для анализа завершенности процедур обработки информации. С их помощью можно описывать сценарии действий сотрудников организации например последовательность обработки заказа или события которые необходимо обработать за конечное время. Каждый сценарий сопровождается описанием процесса и может быть использован для документирования каждой функции. IDEF3 - это метод имеющий основной целью дать возможность аналитикам описать ситуацию когда процессы выполняются в определенной последовательности. Техника описания набора данных IDEF3 является частью структурного анализа. В отличие от некоторых методик описаний процессов IDEF3 не ограничивает аналитика чрезмерно жесткими рамками синтаксиса что может привести к созданию неполных или противоречивых моделей. IDEF3 может быть также использован как метод создания процессов. IDEF3 дополняет IDEF0 и содержит все необходимое для построения моделей которые в дальнейшем могут быть использованы для имитационного анализа. Каждая работа в IDEF3 описывает какой-либо сценарий бизнес-процесса и может являться составляющей другой работы. Поскольку сценарий описывает цель и рамки модели важно чтобы работы именовались отглагольным существительным обозначающим процесс действия или фразой содержащей такое существительное. Точка зрения на модель должна быть задокументирована. Обычно это точка зрения человека ответственного за работу в целом. Также необходимо задокументировать цель модели - те вопросы на которые призвана ответить модель. Диаграммы. Диаграмма является основной единицей описания в IDEF3. Важно правильно построить диаграммы поскольку они предназначены для чтения другими людьми (а не только автором). Единицы работы - Unit of Work (UOW). UOW также называемые работами (activity) являются центральными компонентами модели- В IDEF3 работы изображаются прямоугольниками с прямыми углами и имеют имя выраженное отглагольным существительным обозначающим процесс Изм.
действия одиночным или в составе фразы и номер (идентификатор); другое имя существительное в составе той же фразы обычно отображает основной выход (результат) работы например "Изготовление изделия". Часто имя существительное в имени работы меняется в процессе моделирования поскольку модель может уточняться и редактироваться. Идентификатор работы присваивается при создании и не меняется никогда. Даже если работа будет удалена ее идентификатор не будет вновь использоваться для других работ. Обычно номер работы состоит из номера родительской работы и порядкового номера на текущей диаграмме. Связи показывают взаимоотношения работ. Все связи в IDEF3 однонаправлены и могут быть направлены куда угодно но обычно диаграммы IDEF3 стараются построить так чтобы связи были направлены слева направо. В IDEF3 различают три типа стрелок изображающих связи стиль которых устанавливается через меню EditArrow Style:
Старшая (Precedence)- сплошная линия связывающая единицы работ (UOW) Рисуется слева направо или сверху вниз. Показывает что работа-источник должна закончиться прежде чем работа-цель начнется.
Отношения (Relational Link) - пунктирная линия использующаяся для изображения связей между единицами работ (UOW) а также между единицами работ и объектами ссылок.
Потоки объектов (Object Flow) - стрелка с двумя наконечниками применяется для описания того факта что объект используется в двух или более единицах работы например когда объект порождается в одной работе и используется в другой.
Старшая связь и поток объектов. Старшая связь показывает что работа-источник заканчивается ранее чем начинается работа-цель. Часто результатом работы-источника становится объект необходимый для запуска работы-цели. В этом случае стрелку обозначающую объект изображают с двойным наконечником. Имя стрелки должно ясно идентифицировать отображаемый объект. Поток объектов имеет ту же семантику что и старшая стрелка.
Отношение показывает что стрелка является альтернативой старшей стрелке или потоку объектов в смысле задания последовательности выполнения работ - работа-источник не обязательно должна закончиться прежде чем работа-цель начнется.
Рисунок 15 - Пример диаграммы IDEF3
Перекрестки (Junction). Окончание одной работы может служить сигналом к началу нескольких работ или же одна работа для своего запуска может ожидать окончания нескольких работ. Перекрестки используются для отображения логики взаимодействия стрелок при слиянии и разветвлении или для отображения множества событий которые могут или должны быть завершены перед началом следующей работы. Различают перекрестки для слияния (Fan-in Junction) и разветвления (Fan-out Junction) стрелок. Перекресток не может использоваться одновременно для слияния и для разветвления. Для внесения перекрестка служит кнопка в палитре инструментов - добавить в диаграмму перекресток Junction. В диалоге Junction Type Editor необходимо указать тип перекрестка. Всё перекрестки на диаграмме нумеруются каждый номер имеет префикс J. Можно редактировать свойства перекрестка при помощи диалога Definition Editor. В отличие от IDEF0 и DFD в IDEF3 стрелки могут сливаться и разветвляться только через перекрестки. Объект ссылки. Объект ссылки в IDEF3 выражает некую идею концепцию или данные которые нельзя связать со стрелкой перекрестком или работой (рис. 1.53). Для внесения объекта ссылки служит кнопка (добавить в диаграмму объект ссылки - Referent) в палитре инструментов. Объект ссылки изображается в виде прямоугольника похожего на прямоугольник работы. Имя объекта ссылки задается в диалоге Referent (пункт всплывающего меню Name Editor) в качестве имени можно использовать имя какой-либо стрелки с других диаграмм или имя сущности из модели данных. Объекты ссылки должны быть связаны с единицами работ или перекрестками пунктирными линиями. Официальная спецификация IDEF3 различает три стиля объектов ссылок - безусловные (unconditional) синхронные (synchronous) и асинхронные (asynchronous). BPwin поддерживает только безусловные объекты ссылок.
Синхронные и асинхронные объекты ссылок используемые в диаграммах переходов состояний объектов не поддерживаются.
Рисунок 16 - Объект ссылки
В IDEF3 декомпозиция используется для детализации работ. Методология IDEF3 позволяет декомпозировать работу многократно т.е. работа может иметь множество дочерних работ. Это позволяет в одной модели описать альтернативные потоки. Возможность множественной декомпозиции предъявляет дополнительные требования к нумерации работ. Так номер работы состоит из номера родительской работы версии декомпозиции и собственного номера работы на текущей диаграмме (рисунок 17).
Рисунок 17 - Номер единицы работы (UOW)
Рассмотрим процесс декомпозиции диаграмм IDEF3 включающий взаимодействие автора (аналитика) и одного или нескольких экспертов предметной области. Описание сценария области и точки зрения. Перед проведением сеанса экспертизы у экспертов предметной области должны быть задокументированы сценарии и рамки модели для того чтобы эксперт мог понять цели декомпозиции. Кроме того если точка зрения моделирования отличается от точки зрения эксперта она должна быть особенно тщательно задокументирована. Возможно что эксперт самостоятельно не сможет передать необходимую информацию. В этом случае аналитик должен приготовить список вопросов для проведения интервью.
Определение работ и объектов. Обычно эксперт предметной области передает аналитику текстовое описание сценария. В дополнение к этому может существовать документация описывающая интересующие процессы. Из всей этой информации аналитик должен составить список кандидатов на работы (отглагольные существительные обозначающие процесс одиночные или в составе фразы) и кандидатов на объекты (существительные обозначающие результат выполнения работы) которые необходимы для перечисленных в списке работ.
Последовательность и согласование
Если диаграмма создается после проведения интервью аналитик должен примять некоторые решения относящиеся к иерархии диаграмм например сколько деталей включать в одну диаграмму. Если последовательность и согласование диаграмм неочевидны может быть проведена еще одна экспертиза для детализации и уточнения информации. Важно различать подразумевающее согласование (согласование которое подразумевается в отсутствие связей) и ясное согласование (согласование ясно наложенное на мнении эксперта). Работы перекрестки и документирование объектов. IDEF3 позволяет внести информацию в модель различными способами. Например логика взаимодействия может быть отображена графически в виде комбинации перекрестков. Та же информация может быть отображена в виде объекта ссылки типа ELAB (Elaboration). Это позволяет аналитику вносить информацию в удобном в данный момент времени виде. Важно учитывать что модели могут быть реорганизованы например для их представления в более презентабельном виде. Выбор формата для презентации часто имеет важное значение для организации модели поскольку комбинация Перекрестков занимает значительное место на диаграмме и использование иерархии перекрестков затрудняет расположение работ на диаграмме. В результате дополнения диаграмм IDEF0 диаграммами DFD и IDEF3 может быть создана смешанная модель которая наилучшим образом писывает все стороны деятельности предприятия (рисунок 18). Иерархию работ в смешанной модели можно увидеть в окне Model Explorer. Работы в нотации IDEF0 изображаются зеленым цветом IDEF3 - желтым DFD - синим.
Рисунок 18 - Представление смешанной модели в окне Model Explorer
Все вышесказанное позволяет утверждать что уже сейчас BPwin крайне необходим всем кто занимается проектированием и анализом бизнес-процессов. Сложно представить насколько мощный инструмент получат аналитики через несколько лет если BPwin будет продолжать и дальше совершенствоваться такими темпами.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Маклаков С.В. Моделирование бизнес-процессов с BPWin. М.: Диалог МИФИ 2002.

ТГТУ 210201.001 ЛР7.docx

Лабораторная работа №7
Разработка блока нечетких правил
Тема: Реализация нечеткого вывода.
Цель работы: Изучить и практически реализовать этапы получения выходных значений нечеткой системы управления.
Исходные данные: лабораторная №5№6 функция принадлежности и блок правил.
Отклонение T = 15 °С
Результаты фазификации для температуры:
Рис.2- Фазификация n
Результаты фазификации для n(обороты):
ma sredne = 025; mnogo = 025
Результат агрегирования
Вывод: в ходе лабораторной работы был реализован алгоритм нечёткого вывода системы управления кондиционера определено значение центра тяжести Xц.т.= 897860 Вт.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Маклаков С.В. BPwin и Erwin. CASE-средства разработки информационных систем.-2-у изд. испр. и дополн.- М.: ДИАЛОГ-МИФИ2001.-304 с.

ПЗ мой.doc

Технология создания информационных систем (далее - ИС) предъявляет
особые требования к методикам реализации и программным инструментальным
средствам а именно: реализацию проектов по созданию ИС принято разбивать
на стадии анализа (прежде чем создавать ИС необходимо понять и описать
бизнес-логику предметной области) проектирования(необходимо определить
модули и архитектуру будущей системы) непосредственного кодирования
тестирования и сопровождения.
Известно что исправление ошибок допущенных на предыдущей стадии
обходится примерно в 10 раз дороже чем на текущей откуда следует что
наиболее критическими являются первые стадии проекта. Поэтому крайне важно
иметь эффективные средства автоматизации ранних этапов реализации проекта.
Проект по созданию сложной ИС невозможно реализовать в одиночку.
Коллективная работа существенно отличается от индивидуальной поэтому при
реализации крупных проектов необходимо иметь средства координации и
управления коллективом разработчиков.
Жизненный цикл создания сложной ИС сопоставим с ожидаемым временем ее
эксплуатации. Другими словами в современных условиях компании
перестраивают свои бизнес-процессы примерно раз в два года столько же
требуется (если работать в традиционной технологии) для создания ИС. Может
оказаться что к моменту сдачи ИС она уже никому не нужна поскольку
компания ее заказавшая вынуждена перейти на новую технологию работы.
Следовательно для создания ИС жизненно необходим инструмент значительно
(в несколько раз) уменьшающий время разработки ИС. Вследствие значительного
жизненного цикла может оказаться что в процессе создания системы внешние
условия изменились. Обычно внесение изменений в проект на поздних этапах
создании ИС - весьма трудоемкий и дорогостоящий процесс. Поэтому для
успешной реализации крупного проекта необходимо чтобы инструментальные
средства на которых он реализуется были достаточно гибкими к изменяющимся
На современном рынке средств разработки ИС достаточно много систем в
той или иной степени удовлетворяющих перечисленным требованиям. В настоящей
книге рассматривается вполне конкретная технология разработки
которая является одной из лучших на сегодняшний день по критерию
«стоимостьэффективность».
Инструментальная среда BPwin
Рассматриваемые CASE-средства ERwin и BPwin были разработаны фирмой
Logic Works. После слияния в 1998 году Logic Works с PLATINUM technology
они выпускаются логотипом PLATINUM technology. Для проведения анализа и
реорганизации бизнес-процессов PLATINUM technology предлагает CASE-средство
верхнего уровня BPwin поддерживающее методологии IDEF0 (функциональная
модель) IDEF3 (Work Flow Diagram) и DFD (DataFlow Diagram). Функциональная
модель предназначена для описания существующих бизнес-процессов на
предприятии (так называемая модель AS-IS) и идеального положения вещей -
того к чему нужно стремиться (модель ТО-ВЕ).
BPwin имеет достаточно простой и интуитивно понятный
интерфейспользователя. При запуске BPwin по умолчанию появляется основная
панель инструментов палитра инструментов (вид которой зависит от выбранной
нотации) и в левой части навигатор модели — ModelExplorer(рис. 1).
Рисунок 1 -Интегрированная среда разработки модели BPwin
При создании новой модели возникает диалог в котором следует указать
будет ли создана модель заново или она будет открыта из файла либо из
репозиторияModelMart затем внести имя модели и выбрать методологию в
которой будет построена модель (рис. 2).
Рисунок 2 - Диалог создания модели
Как было указано выше BPwin поддерживает три методологии — IDEF0
IDEF3 и DFD каждая из которых решает свои специфические задачи. В BPwin
возможно построение смешанных моделей т. е. модель может содержать
одновременно диаграммы как IDEF0 так и IDEF3 и DFD. Состав палитры
инструментов изменяется автоматически когда происходит переключение с
одной нотации на другую.Если в процессе моделирования нужно осветить
специфические стороны технологии предприятия BPwin позволяет переключиться
на любой ветви модели на нотацию IDEF3 или DFD и создать смешанную модель.
Модель в BPwin рассматривается как совокупностьработ каждая из
которых оперирует с некоторым набором данных.Работаизображается в виде
прямоугольников данные — в виде стрелок. Если щелкнуть по любому объекту
модели левой кнопкой мыши появляется контекстное меню каждый пункт
которого соответствует редактору какого-либо свойства объекта.
На начальных этапах создания ИС необходимо понять как работает
организация которую собираются автоматизировать. Никто в организации не
знает как она работает в той мере подробности которая необходима для
создания ИС. Руководитель хорошо знает работу в целом но не в состоянии
вникнуть в детали работы каждого рядового сотрудника. Рядовой сотрудник
хорошо знает что творится на его рабочем месте но плохо знает как
работают коллеги. Поэтому для описания работы предприятия необходимо
построить модель. Такая модель должна быть адекватна предметной области
следовательно она должна содержать в себе знания всех участников бизнес-
процессов организации. Наиболее удобным языком моделирования бизнес-
процессов является IDEFO предложенный более 20 лет назад Дугласом Россом
(SoftTech Inc.) и называвшийся первоначально SADT -
StructuredAnalysisandDesignTechnique.
В IDEF0 система представляется как совокупность взаимодействующих
работ или функций. Такая чисто функциональная ориентация является
принципиальной - функции системы анализируются независимо от объектов
которыми они оперируют. Это позволяет более четко смоделировать логику и
взаимодействие процессов организации. Под моделью в IDEF0 понимают описание
системы (текстовое и графическое) которое должно дать ответ на некоторые
заранее определенные вопросы.
Моделируемая система рассматривается как произвольное подмножество
Вселенной. Произвольное потому что во-первых мы сами умозрительно
определяем будет ли некий объект компонентом системы или мы будем его
рассматривать как внешнее воздействие и во-вторых оно зависит от точки
зрения на систему. Система имеет границу которая отделяет ее от остальной
Вселенной. Взаимодействие системы с окружающим миром описывается как вход
(нечто что перерабатывается системой) выход (результат деятельности
системы) управление (стратегии и процедуры под управлением которых
производится работа) и механизм (ресурсы необходимые для проведения
работы). Находясь под управлением система преобразует входы в выходы
используя механизмы. Процесс моделирования какой-либо системы в IDEF0
начинается с определения контекста т. е. наиболее абстрактного уровня
описания системы в целом. В контекст входит определение субъекта
моделирования цели и точки зрения на модель. Под субъектом понимается сама
система при этом необходимо точно установить что входит в систему а что
лежит за ее пределами другими словами мы должны определить что мы будем
в дальнейшем рассматривать как компоненты системы а что как внешнее
воздействие. На определение субъекта системы будет существенно влиять
позиция с которой рассматривается система и цель моделирования - вопросы
на которые построенная модель должна дать ответ. Другими словами
первоначально необходимо определить область (Scope) моделирования. Описание
области как системы в целом так и ее компонентов является основой
построения модели. Хотя предполагается что в течение моделирования область
может корректироваться она должна быть в основном сформулирована
изначально поскольку именно область определяет направление моделирования и
когда должна быть закончена модель.
При формулировании области необходимо учитывать два компонента -
широту и глубину. Широта подразумевает определение границ модели - мы
определяем что будет рассматриваться внутри системы а что снаружи.
Глубина определяет на каком уровне детализации модель является
завершенной. При определении глубины системы необходимо не забывать об
ограничениях времени - трудоемкость построения модели растет в
геометрической прогрессии от глубины декомпозиции.
После определения границ модели предполагается что новые объекты не
должны вноситься в моделируемую систему; поскольку все объекты модели
взаимосвязаны внесение нового объекта может быть не просто арифметической
добавкой но в состоянии изменить существующие взаимосвязи. Внесение таких
изменений в готовую модель является как правило очень трудоемким
процессом (так называемая проблема "плавающей области").
Цель моделирования (Purpose). Модель не может быть построена без
четко сформулированной цели. Цель должна отвечать на следующие вопросы:
Почему этот процесс должен быть смоделирован?
Что должна показывать модель?
Что может получить читатель?
Формулировка цели позволяет команде аналитиков сфокусировать усилия в
нужном направлении. Примерами формулирования цели могут быть следующие
утверждения: "Идентифицировать и определить текущие проблемы сделать
возможным анализ потенциальных улучшений" "Идентифицировать роли и
ответственность служащих для написания должностных инструкций" "Описать
функциональность предприятия с целью написания спецификаций информационной
Точка зрения (Viewpoint). Хотя при построении модели учитываются
изменения различных людей модель должна строиться с единой точки зрения.
Точку зрения можно представить как взгляд человека который видит систему в
нужном для моделирования аспекте. Точка зрения должна соответствовать цели
моделирования. Очевидно что описание работы предприятия с точки зрения
финансиста и технолога будет выглядеть совершенно по-разному поэтому в
течение моделирования важно оставаться на выбранной точке зрения. Как
правило выбирается точка зрения человека ответственного за моделируемую
работу в целом. Часто при выборе точки зрения на модель важно
задокументировать дополнительные альтернативные точки Прения. Для этой цели
обычно используют диаграммы FEO (ForExpositionOnly) которые будут описаны
в дальнейшем. IDEF0-модель предполагает наличие четко сформулированной
цели единственного субъекта моделирования и одной точки зрения. Для
внесения области цели и точки зрения в модели IDEF0 в BPwin следует
выбрать пункт меню EditModelProperties вызывающий диалог
ModelProperties(рисунок 3). В закладке Purpose следует внести цель и точку
зрения а в закладку Definition - определение модели и описание области.
Рисунок 3 - Диалог задания свойствмодели
В закладке Status того же диалога можно описать статус модели
(черновой вариант рабочий окончательный и т.д.) время создания и
последнего редактирования (отслеживается в дальнейшем автоматически по
системной дате). В закладке Source описываются источники информации. Для
построения модели (например "Опрос экспертов предметной области и анализ
документации"). Закладка General служит для внесения имени проекта и
модели имени и инициалов автора и временных рамок модели - AS-IS и ТО-ВЕ.
Модели AS-IS и ТО-ВЕ. Обычно сначала строится модель существующей
организации работы - AS-IS (как есть). На основе модели AS-IS достигается
консенсус между различными единицами бизнеса по тому "кто что сделал" и
что каждая единица бизнеса добавляет в процесс- Модель AS-IS позволяет
выяснить "что мы делаем сегодня" перед тем как перепрыгнуть на то "что
мы будем делать завтра". Анализ функциональной модели позволяет понять где
находятся наиболее слабые места в чем будут состоять преимущества новых
бизнес-процессов и насколько глубоким изменениям подвергнется существующая
структура организации бизнеса. Детализация бизнес-процессов позволяет
выявить недостатки организации даже там где функциональность на первый
взгляд кажется очевидной. Признаками неэффективной деятельности могут быть
бесполезные неуправляемые и дублирующиеся работы неэффективный
документооборот (нужный документ не оказывается в нужном месте в нужное
время) отсутствие обратных связей по управлению (на проведение работы не
оказывает влияния ее результат) входу (объекты или информация используются
нерационально) и т. д. Найденные в модели AS-IS недостатки можно исправить
при создании модели ТО-ВЕ (как будет) - модели новой организации бизнес-
процессов. Модель ТО-ВЕ нужна для анализа альтернативных (лучших) путей
выполнения работы и документирования того как компания будет делать бизнес
Следует указать на распространенную ошибку при создании модели AS-IS -
это создание идеализированной модели. Примером может служить создание
модели на основе знаний руководителя а не конкретного исполнителя работ.
Руководитель знаком с тем как предполагается выполнение работы по
руководствам и должностным инструкциям и часто не знает как на самом деле
подчиненные выполняют рутинные работы. В результате получается
приукрашенная искаженная модель которая несет ложную информацию и которую
невозможно в дальнейшем использовать для анализа. Такая модель называется
SHOULD_BE (как должно бы быть).
Технология проектирования ИС подразумевает сначала создание модели AS-
S ее анализ и улучшение бизнес-процессов т. е. создание модели ТО-ВЕ и
только на основе модели ТО-ВЕ строится модель данных прототип и затем
окончательный вариант ИС Построение системы на основе модели AS-IS
приводит к автоматизации предприятия по принципу "все оставить как есть
только чтобы компьютеры стояли" т.е. ИС автоматизирует несовершенные
бизнес-процессы и дублирует а не заменяет существующий документооборот. В
результате внедрение и эксплуатация такой системы приводит лишь к
дополнительным издержкам на закупку оборудования создание программного
обеспечения и сопровождение того и другого.
Иногда текущая AS-IS и будущая ТО-ВЕ модели различаются очень сильно
так что переход от начального к конечному состоянию становится неочевидным.
В этом случае необходима третья модель описывающая процесс перехода от
начального к конечному состоянию системы поскольку такой переход - это
тоже бизнес-процесс.Результат описания модели можно получить в отчете
ModelReport. Диалог настройки отчета по модели вызывается из пункта меню
ReportModelReport. В диалоге настройки следует выбрать необходимые поля
при этом автоматически отображается очередность вывода информации в отчет
Рисунок 4 - Отчет по модели
Диаграммы IDEF0. Основу методологии IDEF0 составляет графический язык
описания бизнес-процессов. Модель в нотации IDEF0 представляет собой
совокупность иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм. Каждая
диаграмма является единицей описания системы и располагается на отдельном
Модель может содержать четыре типа диаграмм:
контекстную диаграмму (в каждой модели может быть только одна
контекстная диаграмма);
диаграммы декомпозиции;
диаграммы дерева узлов;
диаграммы только для экспозиции (FEO).
Контекстная диаграмма является вершиной древовидной структуры диаграмм
и представляет собой самое общее описание системы и ее взаимодействия с
внешней средой. После описания системы в целом проводится разбиение ее на
крупные фрагменты. Этот процесс называется функциональной декомпозицией а
диаграммы которые описывают каждый фрагмент и взаимодействие фрагментов
называются диаграммами декомпозиции. После декомпозиции контекстной
диаграммы проводится декомпозиция каждого большого фрагмента системы на
более мелкие и так далее до достижения нужного уровня подробности
описания. После каждого сеанса декомпозиции проводятся сеансы экспертизы -
эксперты предметной области указывают на соответствие реальных бизнес-
процессов созданным диаграммам. Найденные несоответствия исправляются и
только после прохождения экспертизы без замечаний можно приступать к
следующему сеансу декомпозиции. Так достигается соответствие модели
реальным бизнес-процессам на любом и каждом уровне модели. Синтаксис
описания системы в целом и каждого ее фрагмента одинаков во всей модели.
Диаграмма дерева узлов показывает иерархическую зависимость работ но не
взаимосвязи между работами. Диаграмм деревьев узлов может быть в модели
сколь угодно много поскольку дерево может быть построено на произвольную
глубину и не обязательно с корня. Диаграммы для экспозиции (FEO) строятся
для иллюстрации отдельных фрагментов модели для иллюстрации альтернативной
точки зрения либо для специальных целей.
Работы обозначают поименованные процессы функции или задачи которые
происходят в течение определенного времени и имеют распознаваемые
результаты. Работы изображаются в виде прямоугольников. Все работы должны
быть названы и определены. Имя работы должно быть выражено отглагольным
существительным обозначающим действие (например "Изготовление детали
Прием заказа" и т. д.). Работа "Изготовление детали" может иметь
например следующее определение: "Работа относится к полному циклу
изготовления изделия от контроля качества сырья до отгрузки готового
упакованного изделия". При создании новой модели (меню FileNew)
автоматически создается контекстная диаграмма с единственной работой
изображающей систему в целом (рисунок 5).
Рисунок 5 - Пример контекстной диаграммы
Для внесения имени работы следует щелкнуть по работе правой
кнопкой мыши выбрать в меню NameEditor и в появившемся диалоге внести имя
работы. Для описания других аспектов контекста служит диалог
ModelProperties (рисунок 6).
Рисунок 6 - Редактор задания
Диаграммы декомпозиции содержат родственные работы т.е. дочерние
работы имеющие общую родительскую работу. Для создания диаграммы
декомпозиции следует щелкнуть по кнопке [pic]. Возникает диалог
ActivityBoxCount (рисунок 7) в котором следует указать нотацию новой
диаграммы и количество работ в ней. Остановимся пока на нотации IDEF0 и
щелкнем на ОК. Появляется диаграмма декомпозиции (рисунок 8). Допустимый
интервал числа работ 2-8. Декомпозировать работу на одну работу не имеет
смысла: диаграммы с количеством работ более восьми получаются
перенасыщенными и плохо читаются. Для обеспечения наглядности и лучшего
понимания моделируемых процессов рекомендуется использовать от трех до
шести блоков на одной диаграмме.
Рисунок 7 - Диалог ActivityBoxCount
Если оказывается что количество работ недостаточно то работу можно
добавить в диаграмму щелкнув сначала по кнопке на палитре инструментов а
затем по свободному месту на диаграмме. Работы на диаграммах декомпозиции
обычно располагаются по диагонали от левого верхнего угла к правому
нижнему. Такой порядок называется порядком доминирования. Согласно этому
принципу расположения в левом верхнем углу располагается самая важная
работа или работа выполняемая по времени первой. Далее вправо вниз
располагаются менее важные или выполняемые позже работы. Такое расположение
облегчает чтение диаграмм кроме того на нем основывается понятие
Рисунок 8 - Пример диаграммы декомпозиции
Каждая из работ на диаграмме декомпозиции может быть в свою очередь
декомпозирована. На диаграмме декомпозиции работы нумеруются автоматически
слева направо. Номер работы показывается в правом нижнем углу. В левом
верхнем углу изображается небольшая диагональная черта которая показывает
что данная работа не была декомпозирована.
Так на рисунке 9 работа "Сборка изделия" имеет номер 3 и не была еще
декомпозирована. Работа "Контроль качества" (номер 4) имеет нижний уровень
Рисунок 9 - Пример декомпозируемых работ
3 Диаграммы дерева узлов в FEO
Диаграмма дерева узлов показывает иерархию работ в модели и позволяет
рассмотреть всю модель целиком но не показывает взаимосвязи между работами
(стрелки) (рисунок 10). Процесс создания модели работ является
итерационным следовательно работы могут менять свое расположение в дереве
узлов многократно. Чтобы не запутаться и проверить способ декомпозиции
следует после каждого изменения создавать диаграмму дерева узлов. Впрочем
BPwin имеет мощный инструмент навигации по модели - ModelExplorer который
позволяет представить иерархию работ и диаграмм в удобном и компактном
виде однако этот инструмент является составляющей стандарта IDEF0.
Рисунок 10 - Диаграмма дерева узлов
Для создания диаграммы дерева узлов следует выбрать в меню пункт
InsertNodeTree. Возникает диалог формирования диаграммы дерева узлов
4 Диаграммы потоков данных (DataFlowDiagramming)
Диаграммы потоков данных (Dataflowdiagramming DFD) используются для
описания документооборота и обработки информации. Подобно IDEF0 DFD
представляет модельную систему как сеть связанных между собой работ. Их
можно использовать как дополнение к модели IDEF0 для более наглядного
отображения текущих операций документооборота в корпоративных системах
обработки информации. DFD описывает:
- функции обработки информации (работы);
- документы (стрелки arrow)объекты сотрудников или отделы которые
участвуют в обработке
- внешние ссылки (externalreferences) которые обеспечивают интерфейс с
внешними объектами находящимися за границами моделируемой системы;
- таблицы для хранения документов (хранилище данных datastore).
В BPwin для построения диаграмм потоков данных используется нотация
Гейна-Сарсона. Для того чтобы дополнить модель IDEF0 диаграммой DFD нужно
в процессе декомпозиции в диалоге ActivityBoxCount "кликнуть" по
радиокнопке DFD. В палитре инструментов на новой диаграмме DFD появляются
[pic] - добавить в диаграмму внешнюю ссылку (ExternalReference). Внешняя
ссылка является источником или приемником данных извне модели;
[pic] - добавить в диаграмму хранилище данных (Datastore). Хранилище данных
позволяет описать данные которые необходимо сохранить в памяти прежде чем
использовать в работах;
[pic] - ссылка на другую страницу.
В отличие от IDEF0 инструмент off-pagereference позволяет направить
стрелку на любую диаграмму (а не только на верхний уровень). В отличие от
стрелок IDEF0 которые представляют собой жесткие взаимосвязи стрелки DFD
показывают как объекты (включая данные) двигаются от одной работы к
другой. Это представление потоков совместно с хранилищами данных и внешними
сущностями делает модели DFD более похожими на физические характеристики
системы - движение объектов (dataflow) хранение объектов (datastores)
поставка и распространение объектов (externalentities) (рисунок 11)
Рисунок 11 - Пример диаграммы DFD
В отличие от IDEF0 где система рассматривается как взаимосвязанные
работы. DFD рассматривает систему как совокупность предметов. Контекстная
диаграмма часто включает работы и внешние ссылки. Работы обычно именуются
по названию системы например "Система обработки информации". Включение
внешних ссылок в контекстную диаграмму не отменяет требования методологии
четко определить цель область и единую точку зрения на моделируемую
систему. Работы. В DFD работы представляют собой функции системы
преобразующие входы в выходы. Хотя работы изображаются прямоугольниками со
скругленными углами смысл их совпадает со смыслом работ IDEF0 и IDEF3. Так
же как работы IDEF3 они имеют входы и выходы но не поддерживают
управления и механизмы как IDEF0.
Внешние сущности изображают входы в систему иили выходы из системы.
Внешние сущности изображаются в виде прямоугольника с тенью и обычно
располагаются по краям диаграммы. Одна внешняя сущность может быть
использована многократно на одной или нескольких диаграммах. Обычно такой
прием используют чтобы не рисовать слишком длинных и запутанных стрелок.
Стрелки (Потоки данных). Стрелки описывают движение объектов из одной части
системы в другую. Поскольку в DFD каждая сторона работы не имеет четкого
назначения как в IDEF0 стрелки могут подходить и выходить из любой грани
прямоугольника работы. В DFD также применяются двунаправленные стрелки для
описания диалогов типа "команда-ответ" между работами между работой и
внешней сущностью и между внешними сущностями (рисунок 12).
Рисунок 12 - Внешняя сущность
Слияние и разветвление стрелок. В DFD стрелки могут сливаться и
разветвляться что позволяет описать декомпозицию стрелок- Каждый новый
сегмент сливающейся или разветвляющейся стрелки может иметь собственное
имя.Построение диаграмм DFD. Диаграммы DFD могут быть построены с
использованием традиционного структурного анализа подобно тому как
строятся диаграммы IDEF0. Сначала строится физическая модель отображающая
текущее состояние дел. Затем эта модель преобразуется в логическую модель
которая отображает требования к существующей системе. После этого строится
модель отображающая требования к будущей системе. И наконец строится
физическая модель на основе которой должна быть построена новая система.
Полученные диаграммы могут быть преобразованы с целью более наглядного
представления системы в частности работы на диаграммах могут быть
декомпозированы. Нумерация объектов. В DFD номер каждой работы может
включать префикс номер родительской работы (А) и номер объекта. Номер
объекта - это уникальный номер работы на диаграмме. Например работа может
иметь номер А.12.4. Уникальный номер имеют хранилища данных и внешние
сущности независимо от их расположения на диаграмме. Каждое хранилище
данных имеет префикс D и уникальный номер например D5. Каждая внешняя
сущность имеет префикс Е и уникальный номер например Е5.
5 Метод описания процессов IDEF3
Наличие в диаграммах DFD элементов для описания источников приемников
и хранилищ данных позволяет более эффективно и наглядно описать процесс
документооборота. Однако для описания логики взаимодействия информационных
потоков более подходит IDEF3 называемая также workflowdiagramming -
методологией моделирования использующая графическое описание
информационных потоков взаимоотношений между процессами обработки
информации и объектов являющихся частью этих процессов. Диаграммы Workflow
могут быть использованы в моделировании бизнес-процессов для анализа
завершенности процедур обработки информации. С их помощью можно описывать
сценарии действий сотрудников организации например последовательность
обработки заказа или события которые необходимо обработать за конечное
время. Каждый сценарий сопровождается описанием процесса и может быть
использован для документирования каждой функции.
IDEF3 - это метод имеющий основной целью дать возможность аналитикам
описать ситуацию когда процессы выполняются в определенной
последовательности. Техника описания набора данных IDEF3 является частью
структурного анализа. В отличие от некоторых методик описаний процессов
IDEF3 не ограничивает аналитика чрезмерно жесткими рамками синтаксиса что
может привести к созданию неполных или противоречивых моделей. IDEF3 может
быть также использован как метод создания процессов. IDEF3 дополняет IDEF0
и содержит все необходимое для построения моделей которые в дальнейшем
могут быть использованы для имитационного анализа. Каждая работа в IDEF3
описывает какой-либо сценарий бизнес-процесса и может являться составляющей
другой работы. Поскольку сценарий описывает цель и рамки модели важно
чтобы работы именовались отглагольным существительным обозначающим процесс
действия или фразой содержащей такое существительное. Точка зрения на
модель должна быть задокументирована. Обычно это точка зрения человека
ответственного за работу в целом. Также необходимо задокументировать цель
модели - те вопросы на которые призвана ответить модель.
Диаграмма является основной единицей описания в IDEF3. Важно правильно
построить диаграммы поскольку они предназначены для чтения другими людьми
(а не только автором). Единицыработы - UnitofWork (UOW). UOW также
называемые работами (activity) являются центральными компонентами модели-
В IDEF3 работы изображаются прямоугольниками с прямыми углами и имеют имя
выраженное отглагольным существительным обозначающим процесс действия
одиночным или в составе фразы и номер (идентификатор); другое имя
существительное в составе той же фразы обычно отображает основной выход
(результат) работы например: "Изготовление изделия". Часто имя
существительное в имени работы меняется в процессе моделирования поскольку
модель может уточняться и редактироваться. Идентификатор работы
присваивается при создании и не меняется никогда. Даже если работа будет
удалена ее идентификатор не будет вновь использоваться для других работ.
Обычно номер работы состоит из номера родительской работы и порядкового
номера на текущей диаграмме.
Связи показывают взаимоотношения работ. Все связи в IDEF3
однонаправлены и могут быть направлены куда угодно но обычно диаграммы
IDEF3 стараются построить так чтобы связи были направлены слева направо. В
IDEF3 различают три типа стрелок изображающих связи стиль которых
устанавливается через меню EditArrowStyle:
Старшая (Precedence)- сплошная линия связывающая единицы работ (UOW)
Рисуется слева направо или сверху вниз. Показывает что работа-источник
должна закончиться прежде чем работа-цель начнется.
Отношения (RelationalLink) - пунктирная линия использующаяся для
изображения связей между единицами работ (UOW) а также между единицами
работ и объектами ссылок.
Потоки объектов (ObjectFlow) - стрелка с двумя наконечниками
применяется для описания того факта что объект используется в двух или
более единицах работы например когда объект порождается в одной работе и
используется в другой.
Старшая связь и поток объектов. Старшая связь показывает что работа-
источник заканчивается ранее чем начинается работа-цель. Часто результатом
работы-источника становится объект необходимый для запуска работы-цели. В
этом случае стрелку обозначающую объект изображают с двойным
наконечником. Имя стрелки должно ясно идентифицировать отображаемый объект.
Поток объектов имеет ту же семантику что и старшая стрелка.
Отношение показывает что стрелка является альтернативой старшей
стрелке или потоку объектов в смысле задания последовательности выполнения
работ - работа-источник не обязательно должна закончиться прежде чем
работа-цель начнется.
Рисунок 13 -Пример диаграммы IDEF3
Перекрестки (Junction). Окончание одной работы может служить сигналом
к началу нескольких работ или же одна работа для своего запуска может
ожидать окончания нескольких работ. Перекрестки используются для
отображения логики взаимодействия стрелок при слиянии и разветвлении или
для отображения множества событий которые могут или должны быть завершены
перед началом следующей работы. Различают перекрестки для слияния (Fan-
inJunction) и разветвления (Fan-outJunction) стрелок. Перекресток не может
использоваться одновременно для слияния и для разветвления. Для внесения
перекрестка служит кнопка в палитре инструментов - добавить в диаграмму
перекресток Junction. В диалоге JunctionTypeEditor необходимо указать тип
перекрестка. Всё перекрестки на диаграмме нумеруются каждый номер имеет
префикс J. Можно редактировать свойства перекрестка при помощи диалога
В отличие от IDEF0 и DFD в IDEF3 стрелки могут сливаться и
разветвляться только через перекрестки. Объект ссылки. Объект ссылки в
IDEF3 выражает некую идею концепцию или данные которые нельзя связать со
стрелкой перекрестком или работой (рис. 13). Для внесения объекта ссылки
служит кнопка (добавить в диаграмму объект ссылки - Referent) в палитре
инструментов. Объект ссылки изображается в виде прямоугольника похожего на
прямоугольник работы. Имя объекта ссылки задается в диалоге Referent (пункт
всплывающего меню NameEditor) в качестве имени можно использовать имя
какой-либо стрелки с других диаграмм или имя сущности из модели данных.
Объекты ссылки должны быть связаны с единицами работ или перекрестками
пунктирными линиями. Официальная спецификация IDEF3 различает три стиля
объектов ссылок - безусловные (unconditional) синхронные (synchronous) и
асинхронные (asynchronous). BPwin поддерживает только безусловные объекты
Построение модели жизненного цикла изделия
Жизненный цикл изделия (ЖЦИ)— все этапы «жизни» продукции. Включает
этапы дизайнерской задумки конструкторской и технологической подготовки
производства изготовления обслуживания утилизации ит.п. В основном
применяется по отношению к сложной наукоёмкой продукции высокотехнологичных
предприятий в рамках CALS-технологий.
Жизненный цикл промышленных изделий включает ряд этапов начиная от
зарождения идеи нового продукта до утилизации по окончании срока его
использования. Основные этапы жизненного цикла промышленной продукции
представлены на рис. К ним относятся этапы проектирования технологической
подготовки производства (ТПП) собственно производства реализации
продукции эксплуатации и наконец утилизации.
На всех этапах жизненного цикла изделий имеются свои целевые
установки. При этом участники жизненного цикла стремятся достичь
поставленных целей с максимальной эффективностью. На этапах проектирования
ТПП и производства нужно обеспечить выполнение ТЗ при заданной степени
надежности изделия и минимизации материальных и временных затрат что
необходимо для достижения успеха в конкурентной борьбе в условиях рыночной
экономики. Понятие эффективности включает в себя не только снижение
себестоимости продукции и сокращение сроков проектирования и производства
но и обеспечение удобства освоения и снижения затрат на будущую
эксплуатацию изделий. Особую важность требования удобства эксплуатации
имеют для сложной техники например в таких отраслях как авиа- или
Достижение поставленных целей на современных предприятиях выпускающих
сложные промышленные изделия оказывается невозможным без широкого
использования автоматизированных систем (АС) основанных на применении
компьютеров и предназначенных для создания переработки и использования
всей необходимой информации о свойствах изделий и сопровождающих процессов.
Специфика задач решаемых на различных этапах жизненного цикла изделий
обусловливает разнообразие применяемых АС.
Построение контекстной диаграммы.
Для создания контекстной диаграммы используем интегрированную среду
разработки модели BPwin.
При создании контекстной диаграммы впишем в элемент « Activitybox»
название желаемой работы в нашем случае это «Металлоискатель».
Входными данными и элементами являются:
- Бизнес анализ продукта;
Исполняющими механизмами будут:
Управляющими элементами станут:
- Методические материалы;
Выходом данной операции станут:
Сведем все выше перечисленные данные в одну таблицу:
Таблица 1- Стрелки контекстной диаграммы
Тип стрелки Наименование стрелки Описание
Вход Бизнес анализ продукта Перечень необходимых
разрабатываемый вид
Материалы Материалы и компоненты
Механизм Оборудование Различные виды
технологий используемых
при разработки изделия
Персонал Штат сотрудников
вовлеченный в разработку
Управление Методические материалы Документация необходимая
для определения порядка
проведения различных
работ при разработке
Данные о бюджете Схема доходов и расходов
Стандарты Комплекс документов
определенные требования
Металлоискатель Готовый прибор
Документация Перечень документации к
Построение декомпозиции первого уровня.
Для построения декомпозиции первого уровня необходимо выбрать в
палитре инструментов кнопку перехода на нижний уровень [pic] и в диалоге
«ActivityBoxCount» установите число работ на диаграмме нижнего уровня и
нажмите «OK». Автоматически будет создана диаграмма декомпозиции первого
Число работ в нашем случае будет равняться шести. Внесем все работы в
Таблица 2- Работы диаграммы декомпозиции первого уровня
Номер Наименование работыОписание
Анализ состояния Анализ характеристик существующих подобных
рынка приборов и потребность в них
Подготовка Подготовка к производству изделия
Производство Процесс производства изделия и документации
металлоискателя к нему
Реализация и Продажа и введение в эксплуатацию изделия с
эксплуатация последующим контролем работоспособности
Утилизация Утилизация изделия вышедшего из строя
Таблица 3- Стрелки диаграммы декомпозиции первого уровня
изделия. Документация
разработанная входе
разработки изделия.
Выход Изделие Металлоискатель
Построение декомпозиции второго уровня.
Для построения диаграммы второго уровня необходимо рассмотреть все
работы полученные на этапе декомпозиции первого уровня.
Для получения полной информации по каждой работе необходимо произвести
их декомпозицию разделив их на составляющие. Для каждого типа работ из
первой декомпозиции создадим соответствующую таблицу.
Таблица 4- Декомпозиции второго уровня «Анализ состояния рынка»
Номер работы Наименование работы Описание
Анализ характеристик Анализ характеристик существующих
существующих на рынкеподобных приборов сравнение
подобных приборов характеристик
Выбор РЭС Выбор наиболее подходящих РЭС с
учетом нужных характеристик
проектируемого устройства
Маркетологи Работа маркетологов по анализу
Характеристики и Подбор материалов с нужными
стоимость материалов характеристиками по стоимости
Таблица 5- Стрелки диаграммы декомпозиции второго уровня«Анализ
Механизм Маркетологи Персонал генерирующий
концепции отвечающие
Управление Методика создания Документация необходимая
концепции для оценки предлагаемых
Характеристики и Характеристики и цены на
стоимость материалов материалы
Выход Результаты анализа Готовое задание для
проектирования с учетом
Таблица 6- Декомпозиции второго уровня «Подготовка к производству»
Планирование расходов Планирование и расчет затрат на
и расчет хода производство металлоискателя
Процесс проектирования Процесс при котором
металлоискателя проектируется данное
устройство(создание схем
печатной платы и т.д.)
Обеспечение необходимымиОбеспечение необходимыми
кадрами материалами кадрами материалами
оборудованием и оборудованием и
финансовыми средствами финансовыми средствами
Проектирование рабочих Проектирование рабочих
цехов планировка цехов планировка
расположения расположения оборудования
Таблица 7- Стрелки диаграммы декомпозиции второго уровня«Подготовка к
Вход Результаты анализа Готовое задание для
Стандарты Стандарты
Методические материалы Методические материалы
Управление Персонал Персонал проводящий
ИТ для проектирования Оборудование для
Выход Перечень Перечень документации к
производственной изделию
Перечень необходимых Перечень необходимых
материалов и материалов и
оборудования оборудования
Таблица 8- Декомпозиции второго уровня «Производство»
Изготовление необходимыхИзготовление деталей для
деталей производства устройства
Подготовка ЭРЭ Подготовка элементов к
Монтаж ЭРЭ и сборка Монтаж элеметов и сборка
Испытание и настройка Проведения ряда испытаний для
исправности и работоспособности
Упаковка Упаковка устройства
Таблица 9- Стрелки диаграммы декомпозиции второго уровня«Производство»
Тип стрелки Наименование Описание
Вход Перечень Необходимые материалы и
необходимых оборудование для производства
Механизм Оборудование Оборудование
Персонал Персонал проводящий изготовление
ПП сборку и монтаж деталей а
также проверку и настройку
Управление Методические Документация необходимая для
материалы проектирования и подготовки
Стандарты Перечень стандартов необходимых
Выход Перечень Перечень документации созданный
технической при проектировании и подготовки
документации производства
Металлоискатель Готовое устройство
Построение декомпозиции в формате IDEF3.
Для создания диаграммы декомпозиции в стандарте IDEF3 перейдем на
диаграмму «Производство УМ» нажмем в палитре инструментов на кнопку
перехода на нижний уровень [pic] и выберем работу для декомпозиции щелкнув
по ней левой кнопкой мыши. В появившемся диалоге «ActivityBoxCount»
выберем нотацию – IDEF3 и установим число работ на диаграмме. Автоматически
будет создана диаграмма декомпозиции в стандарте IDEF3 содержащая работы
Построим таблицу работ декомпозиции IDEF3.
Таблица 10- ДекомпозицияIDEF3 «Испытание и настройка»
Наименование Описание Свойства UOW
Испытание Проверка качества Проверка качества пайки
и настройка паянных соединений
Устранение недоработок вУстранение недоработок в
паянных соединениях паянных соединениях
Проверка и настройка Проверка и настройка
рабочих параметров рабочих параметров
Анализ исходных данных Анализ исходных данных
(использованных при (использованных при
проектировании проектировании устройства) и
устройства) и устранение выявленных
устранение выявленных неисправностей
Проверка качества Проверка качества
несущей конструкции несущей конструкции
Устранение Устранение
выявленныхконструктивныхвыявленныхконструктивных
недоработок недоработок
Готовый к эксплуатации Готовое изделие
Технические характеристики и принцип работы устройства
Металлоискатель полностью автономно питается от 9 вольтовой батареи
типа "Крона" потребляя от нее всего 3.5-4 мА. Этот металлоискатель имеет
достаточную чувствительность для обнаружения трубы на расстоянии 10-15 см
проводки и гвоздей 5-10 см. Чувствительность можно значительно повысить
увеличив габариты устройства но как показала практика для бытовых
применений это делать не всегда целесообразно.Со схемотехнической точки
зрения устройство представляет собой LC– генератор на полевом транзисторе
сопряженный с устройством звуковой индикации. Индикация в устройстве
применена именно звуковая хоть она и дороже световой но значительно
экономичнее по отношению к батарее питания. Так обычный светодиод
потребляет ток около 10-15 мА (для нормальной видимости в дневное время) а
зуммер прерывистого звучания с пьезоизлучателем 2 мА. Устройство довольно
простое принципиальная схема показана на рисунке 14
Рисунок 14 –Принципиальная схема металлоискателя
Работает устройство следующим образом: подав питание устанавливают
переменным резистором R4 режим работы генератора на пороге срыва. Пока
генератор работает (на частоте порядка сотен килогерц) переменное
напряжение с его выхода выпрямляется диодами VD1 VD2 заряжает конденсатор
C5 до напряжения 2-3 В. Этого напряжения достаточно чтобы блокировать
работу генератора прерывистого звучания собранного на логических элементах
ИМС DD1 по типовой схеме.Стоит появиться рядом с катушкой L1 металлическому
предмету как генерация срывается конденсатор С5 в течении 20 мс
разряжается через R5 и теперь разрешается работа генератора на DD1.1DD1.2
уже под его управлением начинает прерывисто работать генератор на DD1.3
DD1.4. Пьезоизлучатель ZQ1 начинает прерывисто пищать. Если металл удалится
от катушки генерация в контуре L1C2 тут же восстанавливается и звуковой
излучатель замолкает.
В зависимости от степени разряда батареи температуры воздуха
предметов находящихся рядом с металлоискателем требуется его частая
настройка резистором R4 в процессе работы. Движок резистора выводят сначала
в положение максимального сопротивления – генерация в LC–контуре должна
сорваться и прибор должен подать звуковой сигнал потом медленно уменьшают
сопротивление R4 до восстановления генерации – прибор готов к работе. В
некоторых случаях может понадобиться подбор резистора R3. Для достижения
максимальной громкости звучания излучателя желательно подобрать номинал R9
или С7 таким образом чтобы наступил звуковой резонанс в пьезоизлучателе.
Прибор не содержит дефицитных или дорогих деталей. Полевой транзистор
может быть любым из серии КП303 ИМС можно применить более дешевую 176
серии. Катушка индуктивности бескаркасная содержит 50+50 витков провода
диаметром 0.1 мм намотанного на оправку диаметром примерно 7 см. Можно
намотать на стеклянную бутылку потом сдвинуть катушку с нее скрепить
витки слегка нитками и промазать всю катушку клеем типа "Момент".
Все постоянные резисторы МЛТ–0.125 или аналогичные. Конденсаторы
любые малогабаритные можно с большим ТКЕ и погрешностью так как все равно
придется постоянно подстраивать генератор вручную. Пьезоизлучатель также
любой. Электролитические конденсаторы не должны иметь больших токов утечки
особенно это касается С1. Такому требованию отвечает большинство новых
конденсаторов типа К50– 35 или подобных импортных. Если есть желание до
предела удешевить устройство можно исключить из схемы резисторы R6 R8
R3 но работа устройства станет менее стабильной
Целью данного курсового проекта было проектирование жизненного цикла
аппарат световых эффектов а именно необходимо было создать контекстную
диаграмму декомпозиции первого и второго уровней IDEF3-диаграмму
диаграмму древа узлов и DFD-диаграмму. Для этого использовалась приложение
Все вышесказанное позволяет утверждать что уже сейчас BPwin крайне
необходим всем кто занимается проектированием и анализом бизнес-процессов.
Сложно представить насколько мощный инструмент получат аналитики через
несколько лет если BPwin будет продолжать и дальше совершенствоваться
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Маклаков С. В. Моделирование бизнес-процессов с BPWin : Учебник .
С. В. Маклаков – М. : Диалог МИФИ – М – 2002.–224 с.
Гаскаров Д. В. Интеллектуальные информационные систему : Учебник для
вузов . Д. В. Гаскаров – М. : Высшая школа – М – 2003. – 431 с.
Корячко В. П. Теоретические основы САПР : Учебник для вузов. В. П.
Корячко – М. : Энергоатомиздат – М – 1987. – 400 с.
Петров В. Н. Информационные системы В. Н. Петров – Питер.– СПб –
Томаси У. Электронные системы связи У. Томаси – Техносфера. – М –

ПЗ.doc

CALS-технология – это технология комплексной компьютеризации сфер
промышленного производства цель которой – унификация и стандартизация
спецификаций промышленной продукции на всех этапах ее жизненного цикла.
Основные спецификации представлены проектной технологической
производственной маркетинговой эксплуатационной документацией. В CALS-
системах предусмотрены хранение обработка и передача информации в
компьютерных средах оперативный доступ к данным в нужное время и в нужном
месте. Соответствующие системы автоматизации назвали автоматизированными
логистическими системами или CALS (Computer Aided Logistic Systems).
Поскольку под логистикой обычно понимают дисциплину посвященную вопросам
снабжения и управления запасами а функции CALS намного шире и связаны со
всеми этапами жизненного цикла промышленных изделий применяют и более
соответствующую предмету расшифровку аббревиатуры CALS – Continuous
Acquisition and LifeCycle Support [1].
Применение CALS позволяет существенно сократить объемы проектных
работ так как описания многих составных частей оборудования машин и
систем проектировавшихся ранее хранятся в базах данных сетевых серверов
доступных любому пользователю технологии CALS. Существенно облегчается
решение проблем ремонтопригодности интеграции продукции различного рода
системы и среды адаптации к меняющимся условиям эксплуатации
специализации проектных организаций и т.п. Ожидается что успех на рынке
сложной технической продукции будет немыслим вне технологии CALS [1].
Развитие CALS-технологии должно привести к появлению так называемых
виртуальных производств при которых процесс создания спецификаций с
информацией для программно управляемого технологического оборудования
достаточной для изготовления изделия может быть распределен во
времени и пространстве между многими организационно автономными проектными
студиями. Среди несомненных достижений CALS-технологии следует отметить
легкость распространения передовых проектных решений возможность
многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках.
Цель внедрения CALS – минимизация затрат в ходе жизненного цикла
изделия повышение его качества и конкурентоспособности [1].
Россия существенно отстает от ведущих промышленно развитых стран в
части внедрения современных ИТ в том числе технологий CALS. Это отставание
чревато далеко идущими негативными последствиями прежде всего высокой
вероятностью резкого сокращения экспортного потенциала российских
производителей наукоемкой продукции вплоть до полного вытеснения их с
международного рынка что может по мнению зарубежных экспертов произойти
к 2010 - 2013 годах [2].
Мировой рынок полностью отторгнет продукцию не снабженную
электронной документацией и не обладающую средствами интегрированной
логистической поддержки постпроизводственных стадий жизненного цикла. Уже
сегодня многие иностранные заказчики отечественной продукции выдвигают
требования удовлетворение которых невозможно без внедрения CALS-
- представление конструкторской и технологической документации в
- представление эксплуатационной и ремонтной документации в форме
интерактивных электронных технических руководств снабженных
иллюстрированными электронными каталогами запасных частей и вспомогательных
материалов и средствами дистанционного заказа запчастей и материалов;
- организация интегрированной логистической поддержки изделий на
постпроизводственных стадиях их жизненного цикла;
- наличие и функционирование электронной системы каталогизации продукции;
- наличие на предприятиях соответствующих требованиям стандартов ИСО
00:2000 систем менеджмента качества и т. д.
Выполнение этих требований предопределяет необходимость внедрения на
отечественных предприятиях CALS-технологий в полном объеме [2].
Разработка методов и средств интеграции CALS-технологий и комплексного
математического моделирования для решения задач проектирования
радиоэлектронных устройств
В работе описаны методы и средства интеграции CALS-технологий и
комплексного математического моделирования электрических тепловых
аэродинамических механических процессов позволяющие повышать эффективность
решения задач проектирования радиоэлектронных устройств. Интеграция впервые
позволит проводить анализ схемно-конструктивных решений на предмет
обнаружения многофакторных отказов представляющих наибольшую сложность для
выявления при проектировании. Так же предложены варианты практической
реализации комплексного моделирования управления процессом проектирования
и взаимодействия участников разработки радиоэлектронных устройств
преимущественно посредством электронного обмена данными.
Одним из наиболее сложных и наукоемких этапов жизненного цикла
радиоэлектронных устройств (РЭУ) является этап проектирования. Именно при
проектирования определяется такой важный показатель как надёжность работы
РЭУ. Известно что в сложных РЭУ эксплуатируемых в условиях воздействия
нескольких внешних факторов существует повышенная вероятность
возникновения так называемых многофакторных отказов. Многофакторные отказы
проявляются при одновременном воздействии на устройство нескольких
взаимосвязанных факторов и не проявляются если воздействие этих факторов
разделено во времени. Многофакторный отказ является следствием увеличения
нагрузок на электрорадиоизделия (ЭРИ) и конструктивные элементы (КЭ) РЭУ
вызванным не нарушением технологии эксплуатации а неудачным совпадением
нескольких видов внешних воздействий и электрического режима работы.
Данный эффект невозможно учесть ни методами анализа надёжности ни
раздельным математическим моделировани-
ем физических процессов ни типовыми испытаниями на воздействие внешних
факторов. Другими причинами несоответствия реальных показателей надёжности
заявленным являются: низкая адекватность методов и моделей анализа
показателей надёжности плохая отработанность технологии производства новых
изделий их эксплуатации ремонта нехватка квалифицированных специалистов
для обслуживания и т.д. [6].
Для решения описанных задач разработан метод и методика комплексного
математического моделирования интегрированные со средствами CALS которые
позволят наиболее адекватно воспроизводить всю совокупность протекающих в
РЭУ физических процессов и связанных с ними режимов работы устройства.
В данной работе процесс проектирования РЭУ описан в виде информационно-
логической модели состоящей из серии диаграмм. Диаграмма представляет
собой совокупность блоков (прямоугольных и восьмиугольных) и стрелок при
этом блоки представляют собой работы а стрелки – информационные и
логические связи. Отдельные блоки диаграммы описывающие определённый этап
технологии могут быть детализированы с помощью диаграмм следующего более
низкого уровня. Пунктирными линиями обозначены обратные связи [6].
Стрелками подходящим к прямоугольным блокам слева обозначается входная
сверху – ограничивающая снизу – управляющая информация. Стрелка справа от
блока описывает информацию полученную в результате выполнения работы.
Восьмиугольниками обозначаются блоки описывающие проверку требований
и принятие решений. Слева в них поступает входная информация необходимая
для принятия решения. Выходная стрелка справа показывает направление
передачи данных на следующую работу в случае положительного результата
проверки требований снизу – отрицательного сверху – в случае
возникновения неопределённости.
Рассмотрим функциональную модель проектирования надёжных ра-
диоэлектронных устройств представленную на рисунке 1. Исходной информацией
для проектирования является техническое задание а результатом – комплект
конструкторской документации на РЭУ. По мере выполнения работ входящих в
технологию формируется виртуальный макет РЭУ который является
совокупностью информации представляющей собой структурированные сведения
об изделии собранные и систематизированные на стадиях проектирования. В
него входят: чертежи РЭУ конструкторская технологическая и
эксплуатационная документация математические модели устройств результаты
их расчёта и т.д. представленные в электронном виде [5].
В качестве ограничивающей информации выступают стандарты
использующиеся при проектировании а так же ограничения математических
моделей методов моделирующих программ испытательных средств и т.д.
Управляющей информацией служит методическое обеспечение проектирования
РЭУ такое как методы управления проектами и документооборотом
комплексного моделирования физических процессов и т.д.
В рамках интегрированной информационной среды предприятия
выполняющего проектирование CALS-технологии позволяют оптимизировать
сбор хранение данных о схеме и конструкции изделия технологии его
изготовления эксплуатации ресурсах и предоставление информации
автоматизированным системам задействованным в процессе разработки [5].
В первом приближении проектирование РЭУ может быть представлено как
совокупность пяти блоков четыре из которых являются работами и один –
блоком принятия решения (рисунок 1).
Когда в процессе разработки РЭУ решается задача выбора элементной
базы при её решении выполняют исследования показателей надёжности. В
результате вырабатывают рекомендации по режимам работы электрорадиоизделий
(ЭРИ). Данная информация совместно с техническим заданием является
исходной для разработки схемы и конструкции РЭУ.
Оценка технических решений проводится по значениям показателей
надёжности технологичности стандартизации и т.д. При выполнении данной
работы необходимо учитывать погрешности комплексного моделирова-
ния поэтому они являются возможной причиной возникновения неопределённости
при принятии решения о соответствии схемно-конструктивной реализации
требованиям к РЭУ. Описанная ситуация имеет место если некоторые значения
из области режимов работы ЭРИ и КЭ полученной с учетом погрешностей
расчёта выходят за границы области в которой выполняются требования
надёжности. В этом случае проводят дополнительные исследования целью
которых является уточнение комплексных моделей и оценка рисков принятия
неверных решений в условиях неопределённости [5].
Рисунок 1. Информационно-логическая модель проектирования радиоэлектронных
С точки зрения CALS-идеологии все предлагаемые варианты схемно-
конструктивных решений в том числе отклонённые на данном этапе разработки
должны сохраняться в архиве для возможного последующего использования. В
данный момент технически эту задачу решают с применением PDM или PML-
систем. При этом следует учитывать что структура изделия должна быть
представлена в том числе с точки зрения комплексного математического
моделирования и связана с конструкторским технологическим и другими видами
В случае если схемно-конструктивное решение РЭУ не удовлетворят
предъявляемым к нему требованиям то вырабатывают рекомендации по его
изменению. Рекомендации могут выдаваться экспертами на основе анализа
результатов комплексного моделирования расчётов надёжности и других
характеристик РЭУ [5].
Если все требования выполнены то приступают к формированию
конструкторской документации на РЭУ.
Рассмотрим подробнее работы выполняемые при проектировании РЭУ с
использованием интегрированных средств CALS-технологий и комплексного
математического моделирования.
Блок «Разработка структуры РЭУ с применением комплексного
моделирования» детализируется до двух блоков (рисунок 2) [5].
Рисунок 2. Детализация блока «Разработка структуры РЭУ с применением
комплексного моделирования»
Исходными данными для разработки электрической схемы и конструкции
служат техническое задание (с описными в нем входными электрическими
сигналами и выходными характеристиками) и значения режимов рабо-
ты ЭРИ которые необходимо обеспечить для удовлетворения требований
надёжности. В процессе выполнения данной работы проводят мероприятия по
предложению оценке сравнению и выбору технических решений. Технические
решения вырабатываются как на основе эвристических процедур так и данных
получаемых путём комплексного математического моделирования. В качестве
ограничений выступают допустимые варианты исполнения РЭУ требования
надёжности а так же значения внешних воздействующих факторов [5].
Одним из основных требований к средствам CALS-технологий на данном
уровне является возможность сравнения технических решений РЭУ с заданными
требованиями и между собой. Для этого в структуре представления вариантов
РЭУ выделяют значимые параметры по которым и производится сравнение в
соответствии с описанными правилами.
Процесс проектирования проходит в несколько этапов на каждом из
которых проект РЭУ приближается к своему окончательному виду. Причем и при
нисходящем и при восходящем проектировании на каждом последующем этапе
происходит уточнение режимов работы РЭУ которые не должны превышать
значений полученных путём расчёта надёжности. Таким образом
обеспечивается непрерывный контроль показателей надёжности и
совершенствование схемно-конструктивных решении [5].
Детализация блока «Комплексное математическое моделирование физических
процессов в РЭУ» дана на рисунке 3.
Результатом его разукрупнения является совокупность шести блоков пяти
блоков работ и одного блока принятия решения. Техническое задание на
моделирование являющееся входной информацией для блоков «Моделирование
электрических процессов в схеме РЭУ» «Моделирование тепловых
процессов в конструкции РЭУ» «Моделирование аэродинамических процессов в
конструкции РЭУ» и «Моделирование механических процессов в конструкции РЭУ»
содержит описание технического решения выработанного на
этапе «Разработка электрической схемы и конструкции РЭУ» со всей
информацией необходимой для проведения комплексного моделирования
электрических тепловых аэродинамических и механических процессов.
Техническое задание на моделирование содержит так же требования для
представления результатов моделирования и рекомендации по улучшению
электрической схемы и конструкции.
Средства CALS обеспечивают связь между моделями физических процессов
с соответствующими им схемно-конструктивными решениями.
Обмен данными в процессе выполнения работ по комплексному
моделированию будет подробно рассмотрен ниже здесь же отметим что
вносимые в схему и конструкцию изменения учитывают в каждой работе для
исключения возможных несовпадений параметров РЭУ. Это означает что
изменение параметров модели РЭУ присутствующих более чем в одной модели
физических процессов должно производиться во всех моделях одновременно.
Данное условие накладывает ограничения на возможность изменения параметров
РЭУ в рамках одного цикла моделирования. Следовательно изменение таких
параметров РЭУ возможно только централизованно после анализа результатов
моделирования физических процессов и разработки рекомендаций по улучшению
схемы и конструкции [5].
Рисунок 3. Детализация блока «Комплексное моделирование физических
Анализ результатов комплексного моделирования проводят на основе
сравнения рассчитанных режимов работы ЭРИ с рекомендованными (полученным
при расчёте показателей надёжности РЭУ). В случае их несоответствия
возможно несколько путей продолжения разработки. В первом случае пытаются
изменить схемно-конструктивное решение таким образом чтобы без введения
резервирования только путём изменения параметров схемы и конструкции
(например увеличение размеров радиаторов изменение жёсткости
амортизаторов) обеспечить режимы работы ЭРИ. Во втором – проводят повторный
расчёт надёжности с целью проверки возможности увеличения значений
некоторых режимов ЭРИ за счёт снижения других (например увеличение
электрического режима работы транзистора за счёт снижения его теплового
Если ни один из указанных подходов не даёт результата пытаются
обеспечить выполнение требований надёжности за счёт введения
резервирования что ведёт к усложнению схемно-конструктивного решения и
изменению структуры РЭУ. Детализация блока работ «Исследовании надёжности
РЭУ» реализующих два этих подхода приведена на рисунок 4 [5].
Рисунок 4. Детализация блока «Исследование надёжности РЭУ»
Из приведённого описания информационно-логической модели видно что
важную роль в процессе проектирования надёжных радиоэлектронных устройств
играет взаимодействие средств CALS-технологий и комплексного моделирования
электрических тепловых аэродинамических и механических процессов. При
правильной организации структуры представления данных моделирования
(моделей и результатов расчёта) установлении связей с конструкторским
видом представления РЭУ многие ответственные работы соответствующих
проектных этапов могут быть автоматизированы. В результате сокращается
количество ошибок моделирования и повышается объективность выбора наиболее
удачного варианта схемно-конструктивного решения.
В основе комплексного моделирования лежит обмен информацией между
моделями отдельных процессов. Можно выделить несколько основных случаев
При переходе с одного этапа проектирования к другому.
При реализации иерархического подхода к моделированию
отдельных физических процессов в схеме и конструкции РЭУ.
При реализации комплексного моделирования физических
процессов частным случаем которого является последовательное
Рассмотрим указанные варианты обмена информацией и обусловленные им
требования к средствам CALS-технологий подробнее [5].
При переходе с одного этапа проектирования к другому происходит
уточнение требований к режимам работы отдельных элементов составных частей
и РЭУ в целом а также увеличивается глубина проработки схемно-
конструктивных решений. Это приводит к усложнению моделей описывающих
физические процессы в РЭУ т.е. модели с предыдущих этапов проектирования
уточняются и корректируются на последующих этапах. Следовательно между
этапами проектирования передаются модели физических процессов а средства
CALS должны поддерживать эту передачу на уровне структуры представления и
соответствующих связей [5].
Иерархический подход подразумевает что моделирование физических
процессов РЭУ проводится в несколько этапов причем электрическая схема
и конструкция разбиваются на составные части в соответствии с уровнем
представления выходных характеристик. Модели различных уровней иерархии
связаны между собой таким образом что выходные характеристики моделей
высокого уровня являются граничными условиями для моделей низкого уровня.
Например модель тепловых процессов в блоке соответствует более высокому
уровню чем модель тепловых процессов в печатном узле (ПУ). При этом ПУ в
модели блока может быть представлен интегральной температурой в то время
как в модели ПУ низкого уровня будет получено его тепловое поле и
температуры электрорадиоизделий. Граничными условиями для модели ПУ будут
служить интегральные температуры соседних ПУ и других конструктивных
элементов являющиеся выходными характеристиками модели блока [5].
Таким образом при иерархическом подходе к моделированию в процессе
обмена данными необходимо из множества характеристик модели вы-
сокого уровня получать граничные условия для моделей следующего более
низкого иерархического уровня. В сложных случаях целесообразно
организовывать обратные связи назначение которых состоит в уточнении
модели высокого уровня на основе данных получаемых из моделей низкого
уровня. Примером такого уточнения может служить идентификация параметров
тепловой модели блока на основе интегральных температур рассчитанных для
полной модели ПУ. Требованием к средствам CALS является представление в
структуре данных граничных условий моделей и организация связей в
соответствии с уровнями иерархии моделей [5].
Передача данных между моделями для реализации комплексного
моделирования представляет собой наиболее сложную задачу. Обычно при
комплексном моделировании рассматриваются взаимные связи электрического и
теплового теплового и аэродинамического (гидравлического) теплового и
механического процессов. Причем в общем случае подмодели отдельных
физических процессов могут принадлежать к разным иерархическим уровням.
Рассмотрим основные варианты комплексного моделирования и
соответствующий им обмен данными между моделями реализуемый в том числе
средствами CALS-технологий.
Обмен данными происходит между моделями одного иерархического
уровня которые предназначены для расчёта интегральных характеристик
конструктивных элементов.
Обмен данными происходит между моделями разных иерархических
уровней причем для электрической схемы тепловой и механической моделей
характеристики рассчитывают с точностью до ЭРИ а для аэродинамической
модели определяют скорости потоков теплоносителя в условно выделенных
каналах (например канал образованный ПУ и стенкой прибора).
уровней причем в процессе расчёта возможен возврат информации на пре-
дыдущие более высокие уровни разукрупнения (например уточнение параметров
макромодели тепловых процессов в блоке на основе рассчитанных интегральных
температур полных моделей ПУ) [6].
Электротепловые взаимосвязи в первом случае имеют следующий вид.
Мощности тепловыделения получаемые после расчёта электрической схемы
пересчитываются в суммарные мощности тепловыделения нагретых зон (например
нагретой зоной может быть ПУ если в модели тепловых процессов он
представляется одним узлом). Эти значения подставляются в элементы моделей
тепловых процессов (МТП) – источники мощности. После расчёта МТП
интегральные температуры печатных узлов должны быть поставлены в
соответствие электрорадиоэлементам электрической схемы в соответствии с их
расположением. Данные температуры передаются в качестве параметров
элементов в расчёт электрических процессов в схеме РЭУ.
Теплоаэродинамические взаимосвязи для первого случая выглядят
следующим образом. Полученные в результате расчёта интегральные температуры
конструктивных элементов (температуры ПУ1 ПУ2 и корпуса блока) и локальные
температуры воздуха (температуры воздуха на входе и выходе из блока)
пересчитываются в средние температуры стенок каналов (средняя температура
стенки канала ограниченного ПУ1 ПУ2 и корпусом блока) и средние
температуры воздушных потоков (средняя температура потока между входом и
выходом из блока). Вычисленные в результате расчёта модели аэродинамических
процессов (МАП) скорости воздуха передаются в параметры элементов МТП
моделирующих процессы теплоотдачи вынужденной конвекцией и теплоперенос в
воздушных каналах [6].
Тепломеханические взаимосвязи в первом случае заключаются в передаче
интегральных температур крупных конструктивных элементов в модель
механических процессов где от них зависят параметры элементов
моделирующих податливости и демпфирование. Если конструктивный элемент
(например ПУ) моделировался несколькими узлами МТП (несколько нагретых
зон) то при передаче необходимо вычислять температуры каждого фрагмента
конструкции отраженного в модели механических процессов (ММП).
Во втором случае реализация электротепловых взаимосвязей так же
требует передачи мощностей тепловыделения элементов из расчёта
электрической схемы в тепловую модель. При этом в отдельных случаях
вычисляют суммарную мощность нескольких элементов электрической схемы
когда эти элементы конструктивно реализованы в одном корпусе например
резисторной сборке или микросборке. Вторым вариантом является прямая
передача выделяемой тепловой мощности элемента в тепловую модель ПУ когда
в одном корпусе реализован один элемент электрической схемы. Соответственно
изменяются и теплоэлектрические связи. Температура одного корпуса ЭРИ
является общим параметром для нескольких элементов электрической схемы
реализованных в нем. Либо эта температура уникальна если элемент имеет
собственный корпус [6].
Второй случай применительно к теплоаэродинамическим взаимосвязям
подразумевает что одно значение скорости воздуха полученное из расчёта
МАП будет являться граничным условием ПУ образующего соответствующий
канал. Обратная передача температур потока теплоносителя и ПУ в МАП не
Тепломеханические взаимосвязи второго варианта комплексного
моделирования могут быть реализованы несколькими способами:
по результатам теплового расчёта рассчитывается интегральная
температура печатной платы которая передаётся в ММП;
в ММП передаётся тепловое поле печатной платы. В случае если
размерность дискретов сеток МТП и ММП разная проводятся
дополнительные вычисления для определения средней температуры
каждого дискрета печатной платы ММП [6].
Третий вариант комплексного моделирования наиболее сложен. Он
подразумевает что для одного и того же процесса в одном расчётном цикле
исследуются и уточняются параметры моделей нескольких иерархических
уровней. Данный вариант трудно поддается автоматизации поэтому в рамках
данной статьи рассмотрим только один пример комплексного моделирования
тепловых и аэродинамических процессов. Он будет представлять собой
взаимосвязь двух МТП и одной МАП. Первая МТП будет иметь высокий уровень и
соответствовать макромодели блока с одним ПУ. Вторая МТП низкого уровня
представляет собой полную модель ПУ. МАП позволяет получить скорости
воздуха в каналах блока образованных ПУ и его стенками.
В этом случае из МАП скорости потоков воздуха в каналах передаются в
МТП макромодели блока. В результате расчёта макромодели получают
интегральные температуры конструктивных элементов и воздушных потоков
которые передаются в МАП для уточнения аэродинамических характеристик.
После того как расчёт МАП и МТП сходится полученные значения скоростей
воздуха его средних температур и температур конструктивных элементов
передаются в полную МТП ПУ. Если расчёт полной МТП ПУ показывает что
интегральная температура ПУ не соответствует рассчитанной по макромодели
блока то производится уточнение параметров макромодели таких как
суммарная площадь ЭРИ коэффициенты черноты и т.д. Причем при уточнении
проводится и расчёт МАП [6].
В настоящее время задачи интеграции комплексного моделирования и CALS-
решаются в лаборатории надёжности и управления качеством. Комплексное
моделирование проводится на базе системы АСОНИКА имеющей в своем составе
проблемно-ориентированные подсистемы анализа электрических тепловых
аэродинамических и механических процессов подсистему анализа механических
процессов с учётом тепла и подсистему комплексного анализа электрических
тепловых аэродинамических и механических процессов на уровне макромоделей
АСОНИКА-П. Варианты комплексного моделирования РЭУ в рамках системы АСОНИКА
Первый вариант комплексного моделирования электрических тепловых
аэродинамических и механических процессов реализован в подсистеме АСОНИКА-
В третьем варианте участвуют все подсистемы информации передаётся с
применениеv средств CALS или вручную а момент окончания расчёта
определяется специалистом проводящим моделирование.
Реализация второго варианта ведётся в настоящий момент. Он будет
представлять собой объединение конверторами данных подсистем с механизмом
автоматического определения момента окончания расчёта. Проводится так же
дальнейшее совершенствование математического ядра подсистемы АСОНИКА-П с
целью учета в комплексных моделях новых физических эффектов [6].

ТГТУ 210201.001 ЛР6.docx

Лабораторная работа №6
Разработка блока нечетких правил
Тема: Разработка блока нечетких правил
Цель работы: Создать блок нечетких правил для системы управления кондиционером.
Входная переменная – перечисляются все переменные необходимые для реализации вывода;
Фактор уверенности- коэффициент уверенности характеризует степень уверенности эксперта правдоподобности этого правила 0 1.
Выходная переменная – нечеткие переменные являющиеся результатом вывода.
Таблица 1 – Блок нечетких правил
Вывод: составлен блок нечетких правил.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Маклаков С.В. BPwin и Erwin. CASE-средства разработки информационных систем.-2-у изд. испр. и дополн.- М.: ДИАЛОГ-МИФИ2001.-304 с.

Перечень документов сдаваемых в архив.doc

Перечень документов сдаваемых в архив
№№ Название документа Обозначение Количество Количество
ПП документа штук листов
Курсовой проект на CD - ТГТУ. 210201.002 ДЭ 1
Информационно-удостоверяТГТУ.210201.002 УЛ 1 3
Курсовой проект сдал
Курсовой проект принял

ПП.dwg

КС156А СМ3.362.839 ТУ
КВ 117А аА0.339.130 ТУ
СФ-2-35Г-15 ГОСТ 10316-78
*Размеры для справок.
Плату изготовить комбинированным позитивным методом.
Шаг координатной сетки 125 мм.
Плата должна соответсвовать ГОСТ 23752-79. Группа жесткости 1.
Класс точности 3 по ГОСТ 23751-86.
отверстий - Н14; валов - остальных -
Указыны предельные отклонения размеров:
Параметры отверстий приведены в таблице..
Конфигурация проводников выполнена по координатной сетке..
Проводники лудить припоем ПОС 61 ГОСТ 21931 - 76.
Остальные технические требования по ОСТ 6ГО.005.051.

ТГТУ.210201.006 ТЭ.docx

Курсовой проект на тему «Программный продукт P-CAD. Проектирование печатного узла – охранная сигнализация» выполнен студентом Бордак Е.В. под руководством Шамкина В. Н. в 2010 г.
При выполнении курсовой работы были закреплены навыки работы в среде P-CAD а именно: создание библиотек ЭРЭ схемы электрической принципиальной выполнение трассировки двухсторонней печатной платы.
Объём пояснительной записки 34 листа
Количество графического материала:

наклейка (2).doc

-----------------------
«Проектирование печатной платы в среде P-CAD 2006»
Проценко И.Г группа Р-41.

ТГТУ.210201.006 ТЭ-ПЗ.docx

Структура системы Р-CAD и ее возможности .. .. ..3
1 Структура системы P-CAD 3
2 Возможности системы P-CAD при проектировании печатных плат . .6
3 Требования к аппаратному обеспечению .8
Создание библиотеки компонентов РЭС .. 9
1 Создание символов компонентов в графическом редакторе
P-CAD Symbol Editor .10
2 Создание посадочных мест компонентов в графическом
редакторе P-CAD Pattern Editor .. ..13
3 Согласование символов и посадочных мест компонентов с
помощью менеджера библиотек P-CAD Library Executive .. .15
Создание схемы электрической принципиальной в графическом
редакторе P-CAD Schematic 19
1 Настройка конфигурации редактора P-CAD Schematic ..19
2 Создание схемы электрической принципиальной 20
3 Генерация списка соединений . ..24
Проектирование печатной платы в графическом редакторе
1 Настройка конфигурации редактора P-CAD PCB 25
2 Размещение компонентов на плате 27
3 Трассировка печатной платы .. 29
Список используемых источников ..34
Система проектирования радиоэлектронной аппаратуры P-CAD на сегодняшний день является одной из самых мощных полных и последовательных систем автоматизированного проектирования для персональных компьютеров. Изначально P-CAD представлял собой пакет специализированных модулей тесно связанных друг с другом и охватывающих все этапы разработки и изготовления печатных плат. Начиная с версии P-CAD 2001 в состав пакета включен модуль схемотехнического моделирования электронных устройств позволяющий проектировать аналоговые логические и смешанные аналого-цифровые устройства.
Программные средства системы позволяют автоматизировать весь процесс проектирования электронных средств начиная с ввода схемы электрической принципиальной ее моделирования упаковки схемы на печатную плату (ПП) интерактивного размещения радиоэлектронных компонентов на ПП и автотрассировки соединений вплоть до получения конструкторской документации и подготовки информации для производства плат на технологическом оборудовании.
Сейчас на предприятиях можно встретить разные версии системы.
января 2000 года произошло слияние двух ведущих разработчиков EDA (Electronic Design Automation) систем – фирм Protel International и ACCEL Technologies которые объединили свои совместные усилия под торговой маркой фирмы Protel.
С марта 2000 года пакет ACCEL EDA сменил название – снова стал называться P-CAD и получил номер 2000. В состав пакета P-CAD 2000 был внедрен новый бессеточный трассировщик который составил серьезную конкуренцию использовавшемуся ранее трассировщику SPECCTRA фирмы CADANCE. В новой версии P-CAD 2001 добавлен модуль моделирования аналоговых цифровых и смешанных (аналого-цифровых) схем SIM99 использующий популярный стандарт SPICE.
Структура системы Р-CAD и ее возможности
Структура системы P-CAD
Система P-CAD 2000 предназначена для проектирования многослойных печатных плат (ПП) аналоговых цифровых и аналого-цифровых устройств. Она состоит из четырех основных модулей и ряда вспомогательных программ (рисунок 1).
Рисунок 1. Структура системы P-CAD
Редактор схем Schematic – графический редактор для ввода схем электрических принципиальных изделий. Легко позволяет создавать сложные многолистовые схемы в том числе с иерархической структурой. Обладает средствами проверки схем. Позволяет создавать и помещать в библиотеки символы новых компонентов и редактировать существующие.
Редактор печатных плат PCB – графический редактор для работы с односторонними двухсторонними и многослойными печатными платами. Позволяет в ручном режиме создавать контур печатной платы проводить размещение компонентов. В ручном и интерактивном режимах может быть осуществлена трассировка и редактирование проводников. Осуществляет контроль за соблюдением установленных технологических норм и правил. Позволяет выделять на плате отдельные участки (комнаты) с различающимися проектными нормами.
Relay – упрощенный графический редактор ПП предназначенный для коллективной работы над проектом. Является аналогом графического редактора P-CAD PCB с ограниченными возможностями. С его помощью разработчик схем может выполнить предварительное размещение компонентов проложить наиболее критичные трассы задать информацию о ширине ряда цепей и допустимых зазорах и передать эти данные конструкторам. Печатные платы можно просматривать вручную редактировать и выполнять вывод на принтеры и плоттеры. Нельзя создавать управляющие файлы фотоплоттеpов и станков с ЧПУ трассировать проводники в интерактивном и автоматическом режимах создавать слои металлизации выполнять корректировку проектов ECO и ряд других операций.
Interoute Gold – дополнительная утилита для PCB позволяющая в интерактивном режиме прокладывать проводники автоматически раздвигая мешающие. Существенно облегчает и ускоряет процесс ручной и интерактивной трассировки проводников.
InterPlace – DBX утилита для PCB представляющая собой интерактивное средство размещения компонентов. Размещение компонентов выполняется с учетом имеющихся технологических требований. Компоненты могут быть объединены в физические или логические группы и размещены на плате выровнены перемещены или повернуты.
PCS (Parametric Constraint Solver) – DBX-утилита данные в которую передаются из Schematic и P-CAD PCB. В ней имеется окно для просмотра списка компонентов и списка цепей проекта. Программа PCS вызывается автономно после загрузки принципиальной схемы в Schematic или печатной платы в P-CAD
PCB или выбором команды в этих программах. Утилита Parametric Constraint Solver позволяет задать набор правил проектирования (ширина проводника отдельной цепи значения зазоров типы переходных отверстий и т. п.) для передачи их программам авторазмещения компонентов автотрассировки проводников контроля за соблюдением технологических ограничений DRC и изготовления печатных плат на этапах создания принципиальной схемы и ранних этапах работы с печатными платами. Правила проектирования задаются в виде констант или математических выражений.
Library Executive – менеджер библиотек с расширенными возможностями. Предназначен для работы с интегрированными библиотеками которые содержат графическую информацию о символах и типовых корпусах компонентов и текстовую упаковочную информацию. В этом принципиальное отличие от P-CAD для DOS имеющем отдельные библиотеки символов и корпусов содержащих как графическую так и повторяющуюся текстовую информацию.
В интегрированной библиотеке каждому символу могут быть сопоставлены несколько вариантов корпусов. Библиотеки легко пополняются с помощью графических редакторов а упаковочная информация о цоколевке компонентов логической эквивалентности выводов и т.п. координируется администратором библиотек. Library Executive имеет средства поиска импорта атрибутов компонентов верификация библиотек и проектов которые отсутствуют у ранее использовавшегося для работы с библиотеками Library Manager.
Shape-Based Autorouter – бессеточная программа автотрассировки ПП. Модуль предназначен для автоматической разводки многослойных печатных плат с высокой плотностью размещения элементов особенно с применением технологии поверхностного монтажа для корпусов элементов выполненных в различных системах координат. Здесь имеется возможность размещения проводников под различными углами на разных слоях платы оптимизации их длины и числа переходных отверстий. Современные бессеточные алгоритмы трасси-ровки позволяют анализировать полезную площадь печатной платы многократно выполнять процедуры расталкивания разрывания и перерисовки проводников с целью получения наи-более эффективного их расположения.
Модуль запускается непосредственно из редактора P- CAD PCB в виде отдельного приложения позволяющего производить разводку печатной платы как в автоматическом так и интерактивном режиме. Имеется возможность блокиров-ки предварительно размещенных проводников. Стратегия трассировки задается с помощью включения соответствующих опций и флагов в управляющих диалоговых окнах.
Document Toolbox – дополнительная опция ACCEL P-CAD PCB и Schematic для размещения на чертежах схем или печатных плат различных диаграмм и таблиц составления различных списков и отчетов которые динамически обновляются таблиц сверловки данных о структуре платы технологической и учетной информации размещения на чертежах схем списков соединений выводов подключения питания и другой текстовой информации. Программа предназначена для расширения возможностей выпуска технической документации без использования чертежных программ типа AutoCAD. Document Toolbox позволяет автоматизировать создание конструкторской документации необходимой для производства проектируемых печатных плат.
Возможности системы P-CAD при проектировании
Система P-CAD 2001 выполняет полный цикл проектирования печатных плат а именно:
графический ввод электрических схем;
смешанное аналого-цифровое моделирование на основе ядра
упаковку схемы на печатную плату;
интерактивное размещение компонентов;
интерактивную и автоматическую трассировку проводников;
контроль ошибок в схеме и печатной плате;
выпуск документации;
анализ целостности сигналов и перекрестных искажений;
подготовку файлов Gerber и NC Dr
подготовку библиотек символов топологических посадочных мест и
моделей компонентов.
Система P-CAD 2001 обладает при вводе схемы и проектировании печатной платы обладает следующими возможностями:
-разрядная база данных;
«горячая» связь между редактором плат и схемным редактором;
возможность прямой и обратной коррекции (схемы и платы).
минимальный шаг сетки 01 мил в английской системе и 0001 мм в метрической. Систему единиц можно изменить на любой фазе проекта;
не более 20000 компонентов в одной библиотеке;
не более 99 открытых библиотек. Библиотеки можно открывать по мере необходимости;
не более 64000 цепей в проекте;
не более 10000 выводов в компоненте;
не более 5000 секций в компоненте;
не более 2000 символов в атрибуте;
не более 2000 символов в текстовой строке;
не более 20 символов в имени вывода имени цепи позиционном обозначении вывода (пробелы знаки табуляции точки и скобки не допускаются);
не более 30 символов в имени типа компонента (пробелы и знаки табуляции не допускаются);
не более 30 символов в позиционном обозначении компонента (символы кириллицы пробелы знаки табуляции точка и точка с запятой не допускаются).
не более 999 страниц схем максимальный размер листа 60х60 дюймов;
дискретность угла поворота компонента в схеме 90 град;
максимальный размер проектируемой печатной платы 60х60 дюймов;
не более 999 слоев на печатной плате из них 11 слоев предварительно определены;
неограниченное количество компонентов в проекте;
не более 64000 типов контактных площадок в проекте;
ширина трассы не более 1 см (394 мил);
минимальный угол поворота объекта на плате 01 град;
не более 64000 стилей стеков контактных площадок в проекте;
контактные площадки 11 форм;
контроль соблюдения зазоров и полноты разводки ПП.
Требования к аппаратному обеспечению
P-CAD 2001 работает в среде Windows 95 Windows NT или Windows 98 Windows XP на платформе IBM.
Минимально требуемая конфигурация:
MB оперативной памяти (рекомендуется 64 MB);
не менее 170 Мб дисковой памяти (винчестер) или разделяемый диск в сети ЭВМ (для полного комплекта);
монитор VGA с разрешением не ниже 800х600.
Создание библиотеки компонентов РЭС
Интегрированные библиотеки P-CAD содержат компоненты (components) корпуса (pattern) и символы (symbol). На схеме компонент представлен символом а на печатной плате корпусом (рисунок 2).
Рисунок 2. Представление компонента:
а – условное графическое обозначение микросхемы К521СА3;
б – посадочное место микросхемы К521СА3.
Кроме графики символа и корпуса в библиотеке содержится информация об упаковке в корпус (подвод питания подключение выводов и т.д.). Единство символа графики корпуса и упаковочной информации и составляет понятие компонента. Преимущество интегрированных библиотек заключается в том что упаковочная информация для каждого компонента храниться в одном месте и должна вводиться всего один раз.
Поставляемые с системой P-CAD библиотеки не соответствуют российским стандартам поэтому важно уметь создавать новые библиотечные компоненты и редактировать старые. В данном разделе рассмотрим методику создания условного графического обозначения (УГО) компонента на схеме (символа) и его посадочного места.
Создание символов компонентов в графическом редакторе
Работу по созданию компонентов рассмотрим на примере самого распространенного элемента – резистора. Указанный редактор может быть запущен автономно исполняемым модулем SYMED.EXE или из редактора P-CAD Schematic или из редактора P-Cad РСВ или из менеджера библиотек P-CAD Library Executive после выполнения команды UtilsP-CAD Symbol Editor.
Перед началом создания символа необходимо провести настройку конфигурации графического редактора. Для этого необходимо выполнить команду OptionsConfigure. Установить систему единиц измерения – мм указать необходимый размер рабочего поля или выбрать один из стандартных. Далее выполняем команду OptionsGrids. В появившемся окне можно добавить список сеток с требуемыми шагами (например 1 мм 5 мм 10 мм). Переключение шагов сетки в дальнейшем можно будет производить в окне строки состояний интерфейса редактора представленный на рисунке 3.
Кратко рассмотрим его основные элементы.
Рисунок 3. Интерфейс редактора P-CAD Symbol Editor
Слева расположена панель Placement Toolbar с пиктограммами для размещения вывода символа рисования линии дуги полигона установки точки привязки символа ввода текста задания атрибутов символа и размещения стандартного символа IEEE указывающего функциональное назначение символа.
Используя эти инструменты нарисуем условное графическое обозначение (УГО) резистора.
В меню Place выбираем команду Line и устанавливаем толщину линии –Thin (тонкая). Шаг сетки установите равным 1 мм. Рисуем прямоугольник размером 10х4.В меню Place выбираем команду Pin щелкаем левой кнопкой мыши на рабочем поле. На появившейся панели Place Pin в рамке Length (длина) устанавливаем флажок User (пользовательский) и задаем длину вывода равной 5 мм. В рамке Display сбросим оба флажка поскольку ни имя вывода (Pin Name) ни его позиционное обозначение (Pin Des) нам не нужны в данном случае. В окне Default Pin Name и окне Default Pin Des поставим по единице. Жмем кнопку ОК. На поле чертежа нажимаем левую кнопку мыши и не отпуская ее нажимая клавишу R добиваемся горизонтального расположения вывода. Не отпуская левой кнопки мыши перемещаем вывод к середине правой стороны прямоугольника. Совместив курсор со средней точкой стороны отпускаем левую кнопку мыши.
Подключение левого вывода резистора производиться аналогично только в окнах Default Pin Name и Default Pin Des нужно поставить двойки. При размещении все выводы автоматически получают номер (Pin Number) 0 (ноль). На самом деле номера у них должны быть разными.
Присваиваем номера выводам. Нажимаем на клавиатуре клавишу с буквой S чтобы войти в режим выбора объектов. Активизируем команду UtilsRenumber. На панели Utils Renumber в рамке Type устанавливаем флажок Pin Num (нумерация выводов) и нажимаем кнопку ОК для выхода. Система выдаст предупреждение что данная операция не может быть отменена. Это нормально. Выбираем курсором правый вывод и щелкаем левой кнопкой мыши.
Вывод изменит свой цвет. Эту же операцию проделываем со вторым выводом.
Далее необходимо разместить обязательные атрибуты компонента. Обязательным атрибутом для любого символа (даже символа «земли») с точки зрения системы является позиционное обозначение (Ref Des). Для резистора из числа системных атрибутов кроме того нужно задать номинал (Value) и тип (Type). Эти параметры не всегда отображаются на схемах но могут быть использованы для создания перечней элементов.
Для этого в меню выбираем команду PlaceAttribute. На панели Place Attribute в окне Attribute Category выбирается категория Component (компонент) что бы ограничить просматриваемый список. В окне Name выбираем RefDes щелкая по нему левой кнопкой мыши. В окне стилей текста (Text Style) выбираем стиль Текст3_5_курсив. Щелкаем ОК а затем нажимаем и держим левую кнопку мыши. Перемещая курсор и используя при необходимости клавишу R располагаем атрибут рядом с условным графическим обозначением. Отпускаем левую кнопку мыши.
Рисунок 4. Окно атрибутов и установки их параметров
Последним обязательным элементом является точка привязки за которую элемент будет перетаскиваться на схеме и которая всегда попадает в узел сетки. Размещается она как правило в одном из выводов. Активизируем в меню команду PlaceRef Point. Щелкаем левой кнопкой мыши по окончанию левого вывода. На этом создание УГО резистора (рисунок 5) закончено.
Рисунок 5. УГО резистора
Теперь необходимо сохранить символ. Для этого сначала создаем новую библиотеку выбрав меню LibraryNew. В появившемся окне вводим имя новой библиотеки и выбираем путь ее размещения. Заключительным этапом является помещение созданного символа в библиотеку. Переходим в режим выбора объектов. В меню выбираем команду EditSelect All. Активизируем в меню команду LibrarySymbol Save As. На панели Symbol Save As в окне ввода Symbol вводим имя компонента (например R1). В рамке Display сбросим флажок Type запрещая тем самым отображение этого атрибута на схеме. Устанавливаем флажок Create Component разрешающий создание компонента (не только символа) в библиотеке. В окне Library выбираем библиотеку для сохранения (например Моя библиотека) и нажимаем кнопку ОК. Система попросит указать имя и тип компонента с которым будет соединен созданный символ. Ничего не изменяя нажимаем ОК. Компонент и его символ будут размещены в библиотеке – Моя библиотека.
Аналогичным способом создаются все необходимые для проектирования печатного узла символы электро-радиоэлемнтов (ЭРЭ).
Создание посадочных мест компонентов в графическом
редакторе P-CAD Pattern Editor
Для создания корпуса (посадочного места) компонента удобно использовать специальный редактор корпусов – P-CAD Pattern Editor который обладает дополнительными инструментами облегчающими эту работу. Интерфейс
редактора представлен на рисунке 6. Настройка данного редактора не отличается от настройки редактора P-CAD Symbol Editor. Поэтому пропустим этот пункт и перейдем к созданию посадочного места. Рассмотрим этот процесс на примере
создания посадочного места для планарного резистора Р1-12.
Рисунок 6. Интерфейс редактора P-CAD Pattern Editor
На панели инструментов выбираем инструмент Place Pad и размещаем на рабочем поле 2 контактные площадки которые по умолчанию имеют форму кольца. Нажав клавишу S переходим в режим выбора объектов и выбираем одну из контактных площадок. Нажимаем правой кнопкой мыши и выбираем меню Properties. В окне Pad Properties в поле Pad number ставим «1» нажав кнопку Pad style переходим в окно Options Pad Style где определяем основные параметры контактной площадки: Type – Top высота – 26 мм ширина – 14 мм Shape (форма) – Rectangle (прямоугольная). Нажимаем ОК. Затем выбрав вторую контактную площадку в окне Pad Properties в поле Pad style выбираем созданный для первой контактной площадки стиль (например Р1-12) а в поле Pad number ставим «2». Посадочное место резистора почти готово. Остается только добавить точку привязки обязательные атрибуты (Ref Des и Type) и сохранить посадочное место в созданную ранее библиотеку. Все эти действия осуществляются аналогично тому как делали это ранее при создании символа резистора.
Окончательный вид посадочного места планарного резистора представлен на рисунке 7.
Рисунок 7. Посадочное место резистора Р1-12
Выше описанным способом могут быть созданы посадочные места для всех ЭРЭ необходимых для проектирования печатного узла.
Согласование символов и посадочных мест компонентов
с помощью менеджера библиотек P-CAD Library Executive
После создания символа и посадочного места необходимо объединить все составные части в единое целое – компонент. Для этой цели используется менеджер библиотек P-CAD Library Executive. Используя созданный на предыдущих этапах корпус и символ создадим новый библиотечный компонент например микросхему 155ЛА3 содержащую четыре одинаковых секции 2И-НЕ.
Запускается менеджер библиотек исполняемым файлом CMP.EXE или из среды любого графического редактора P-CAD командой UtilsP-CAD Library Executive.
И так создадим новый компонент. Для этого в Library Executive активизируем команду ComponentNew. Откроется стандартный диалог выбора файлов в котором необходимо выбрать библиотеку для работы. Выбираем файл «Моя библиотека.lib» где ранее были сохранены символ и посадочное место микросхемы. Появится главное окно с информацией о компоненте (рисунок 8).
Рисунок 8. Окно информации о компоненте
В этом окне чтобы выбрать посадочное место компонента нажимаем кнопку Select Pattern. В появившемся окне Library Browse (рисунок 9) выбираем из списка нужный корпус для компонента – DIP14.
Рисунок 9. Выбор посадочного места компонента
В группе Component Type (рисунок 8) выбираем тип компонента – Normal. В окне Number of Gates указываем количество секций в компоненте – 4. В группе Component Style выберите стиль компонента – Homogeneous (однородный). В группе Gate Numbering указываем способ нумерации секций на схеме – Numeric (числовой). Для выбора символа компонента нажимаем кнопку Select Symbol и в окне Library Browse (рисунок 10) выбираем из списка нужный символ для компонента. В данном случае это символ 2И-НЕ.
Рисунок 10. Выбор символа компонента
В окне Refdes Prefix (рисунок 8) указываем префикс для позиционного обозначения компонента на схеме и плате. Для логических элементов это – DD. Далее нажимаем кнопку Pins View после чего открывается таблица для ввода информации о цоколевке корпуса и свойствах секций и выводов.
В первом столбце этой таблицы (рисунок 11) Pad# располагаются номера контактных площадок во втором – Pin Des – указатели выводов. Эта информация переноситься автоматически из данных корпуса. В третьем столбце – GATE # - указывается номер секции к которой относится вывод. В столбце Sym Pin # указываются номера выводов символа для каждой секции а в столбце Sym Name – их имена. Эта информация заносится при создании символа. В столбце Gate Eq указывается код эквивалентности секции. Поскольку в данном компоненте все секции одинаковы все они имеют одинаковый код равный единице. В столбце Pin Eq указывается код эквивалентности выводов внутри секции. В данном случае каждая секция имеет два эквивалентных входа. Для указания типа вывода в столбце Elec. Type (электрический тип) щелкаем в нужной графе этого столбца правой кнопкой мыши и выбираем во всплывающем меню пункт Electrical Type содержащий список типов выводов. Здесь возможны следующие варианты: Unknown - неизвестный тип вывода Passive - вывод пассивного компонента Input - входной вывод Output - выходной вывод Bidirectional - двунаправленный вывод Open-H – вывод секции с открытым эмиттером Open-L – вывод секции с открытым коллектором Passive-H - вывод пассивного компонента с высоким уровнем Passive-L - вывод пассивного компонента с низким уровнем 3-State - вывод логических микросхем с тремя возможными состояниями: низкий уровень высокий уровень и высокоимпедансное состояние Power - вывод питания (подключается к источнику питания или «земле»).
Заполняем таблицу (рисунок 11).
Рисунок 11. Таблица с информацией о выводах компонента
После этого активизируем команду ComponentValidate для проверки правильности введенных данных. В случае отсутствия ошибок активизируем команду ComponentSave As. В появившемся окне Component Name вводим имя компонента. В данном случае вводим – 155ЛА3 и нажимаем кнопку ОК. На этом создание компонента в P-CAD Library Executive заканчивается.
Создание компонентов микросхем является наиболее трудоемким и может вызвать некоторые сложности у неопытного пользователя программы P-CAD. Создание таких компонентов как резисторы конденсаторы диоды транзисторы и др. немногим отличается от создания компонента микросхемы и не заслуживает отдельного рассмотрения.
Создание схемы электрической принципиальной
в графическом редакторе P-CAD Schematic
1 Настройка конфигураций редакторе P-CAD Schematic
Настройка параметров конфигурации редактора производится после выполнения команды OptionsConfigure диалоговое окно которого представлено на рисунке 12.
Рисунок 12. Настройка конфигурации P-CAD Schematic
В области окна Workspace S определить цифровыми (Numeric) или буквенным (Alpha) будут обозначения горизонтальной и вертикальной зон форматки а после нажатия на кнопку Fields заполнить текстом разделы форматки.
В области Orthogonal Modes устанавливается режим ввода электрических цепей и линий: 9090 Line-Line - ввод ортогональных линий 4590 Line-Line - ввод диагональных линий. При включенном первом режиме линии проводятся под прямым или под произвольным углом. Во втором случае - по диагоналям или под произвольным углом. Рекомендуется включить оба режима.
Число проставленное в окне Increment Value области Net Increment указывает шаг на который увеличивается номер электрической цепи вводимой в схему.
В области окна AutoSave устанавливаются режимы автосохранения файла с заменой предыдущей резервной копии. Установленный флажок Enable AutoSave разрешает автоматическое сохранение проекта через количество минут указанных в окне AutoSave Time Interval (minutes). Флажок Purge Previous Backups разрешает при новом запуске P-CAD Schematic удалить все резервные копии сохраненные в предыдущем сеансе работы.
Настройки сетки экрана производится аналогично P-CAD Symbol Editor.
Электрические схемы выполняются без соблюдения масштаба. Реальное расположение компонентов на монтажно-коммутационном поле не учитывается при рисовании электрических схем. Выбранный размер форматки листа ан который выводится рисунок схемы должен обеспечить компактность и ясность при чтении деталей схемы.
2 Создание схемы электрической принципиальной
После завершения настройки конфигураций P-CAD Schemat размещение УГО компонентов на рабочем поле в нужном количестве; выполнение электрического соединения компонентов схемы в соответствии с исходной схемой электрической принципиальной; прокладка общих шин (если в этом есть необходимость); генерация списка соединений. Рассмотрим эти этапы более подробно.
Чтобы использовать созданные ранее компоненты необходимо загрузить нужные нам библиотеки командой LibrarySetup добавляя их имена в область Open Libraries после нажатия кнопки Add. Затем на рабочее поле добавляется необходимое количество всех УГО компонентов присутствующих в схеме. Это осуществляется командой PlacePart и в появившемся диалоговом окне (рисунок 13) выбираем требуемый символ в поле Component Name.
Рисунок 13. Окно выбора компонентов
После выбора нужного компонента и нажатия кнопки ОК окно выбора компонентов закрывается и выполняется размещение компонента на рабочем поле в необходимом количестве. Для этого нужно сделать столько кликов левой кнопкой мышки по рабочему полю сколько символов данного компонента мы хотим разместить. Таким образом размещают и все оставшиеся компоненты (рисунок 14).
Рисунок 14. Рабочее поле P-CAD Schematic с размещенными элементами
Электрическое соединение контактов размещенных элементов производится после выполнения команды PlaceWire. Ширина линии связи устанавливается по команде OptionsCurrent Wire: Thick - (широкая) шириной 0381 мм (15 mil) Thin (узкая) шириной 0254 мм (10 mil) и User - задается пользователем в пределах от 0 до 100 mil. Щелкая мышкой в соответствующих местах рабочего поля можно соединять контакты линиями связи различной конфигурации. Нажатие клавиши «О» до отпускания кнопки мыши изменяет угол ввода линии из числа разрешенных углов задаваемых в меню OptionsConfigure а нажатие клавиши F изменяет ориентацию линии. При окончании проведения очередной электрической цепи щелкаем правой кнопкой мыши или клавишу Esc. Для включения в цепь дополнительной точки излома выполняется команда RewireManual.
Создаваемая мной схема (схема охранной сигнализации) имеет большое количество микросхем. Поэтому электрическое соединение их контактов на схеме удобно выполнить с помощью общей шины выполнив команду PlaceBus. Ширина линии 076 мм устанавливается автоматически программой и изменить ее нельзя.
Необходимое количество шин произвольной конфигурации проводится на рабочем поле. Командой PlaceWire к шинам подсоединяются контакты микросхем и других элементов (при необходимости) имеющие общие электрические узлы. Теперь необходимо подключить порты ко всем линиям электрического соединения имеющие соединения с шинами. Порт - специальный элемент схемы который присваивает имя подключенной к нему цепи и определяет ее для всех листов проекта (глобальная цепь) или нескольким частям (фрагментам) цепи на одном листе схемы. Такая цепь представляет собой единую компоненту связности а порт используется для объединения элементов шины в одну компоненту связности. Порту присваивается имя цепи. У порта может быть один или два контакта для подсоединения к цепи.
После вызова команды PlacePort щелкнув в любом месте экрана появится диалоговое окно Place Port (рисунок 15).
Рисунок 15. Окно команды PlacePort
В поле Net Name можно ввести имя электрической цепи. Если желательна упорядоченная последовательность имен цепей подводимых к шине устанавливаем флажок Increment Port Name. Переключатели Pin Count Pin Length и Pin Orientation (число контактов порта длина вывода и ориентация контакта соответственно) устанавливаем в нужное нам положение. Установив удобную форму порта Port Shape нажимаем кнопку ОК.
Теперь можно подключать порты к именуемым цепям щелчком мыши. Текущее имя цепи отображается автоматически. Именованные таким образом цепи являются глобальными (Global) и их можно переименовывать объединять удалять командой EditNets.
Таким образом мы сформировали схему электрическую принципиальную (рисунок 16).
Рисунок 16. Схема электрическая принципиальная
Остается только провести генерацию списка соединений.
3 Генерация списка соединений
Список соединений включает в себя информацию о соединении вывода компонента с определенной цепью (указывается номер или имя электрической цепи). Эта информация используется при «упаковке схемы на печатную плату» т.е. при размещении корпусов-компонентов на монтажно-коммутационном поле - ПП.
Список соединений формируется после выполнения команды UtilsGenerate Netlist. В диалоговом окне в окне Netlist Format выбирается требуемый формат записи списка соединений. В нашем случае выбираем формат P-CAD ASCII. Имя файла списка соединений предлагается по умолчанию. Изменить имя и путь сохранения файла можно после нажатия на кнопку Netlist Filename. При включении флажка Include Library Information в файл включается информация необходимая для формирования в проекте библиотеки символов компонентов с помощью программы Library Executive (команда LibraryTranslate). После нажатия кнопки ОК генерированный файл электрических соединений сохраняется.
На этом работа в редакторе P-CAD Schematic завершается. Можно переходить к упаковке сформированной схемы на печатную плату и к ее трассировке в редакторе P-CAD PCB.
Проектирование печатной платы в графическом
Редактор печатных плат P-CAD РСВ используется для размещения компонентов на монтажно-коммутационном поле и для ручной интерактивной или автоматической трассировки проводников. При этом соблюдаются все ограничения на проведение трассы установленные пользователем.
Настройка конфигурации редактора P-CAD PCB
После запуска графического редактора (файл РСВ.ЕХЕ) необходимо настроить его конфигурацию параметры которой устанавливаются в текущем файле и сохраняются для последующих сеансов проектирования ПП. Настройка параметров производится при вызове соответствующих опций меню Options в закладках General Online DRC Route и Manufacturing.
В области параметров соединений Connection Options в окне Optimize Partial Route «разрешается не разрешается» оптимизировать связь для достижения минимальной «манхэттенской длины» после ручной трассировки связи. Если включен указанный флажок то при ручной трассировке проводник подсоединяется к ближайшему фрагменту проводимой цепи.
Прочие опции окна General аналогичны опциям которые описаны в меню Options Configure для программы P-СAD SCHEMATIC.
В редакторе P-CAD PCB происходит работа с различными слоями. Под слоями понимают слои многослойной печатной платы.
Можно использовать слои создаваемые по умолчанию при запуске редактора P-CAD PCB а также создавать новые слои и редактировать после выполнения команды OptionsLayers. В закладке Layers в области Туре слои платы подразделяются на три типа и помечаются следующим образом:
Non Signal – вспомогательные слои помечаются первым символом N.
Список слоев проекта указывается в столбце Layers:
Тор – проводники на верхней стороне платы (сторона установки компонентов);
Top Assy – атрибуты на верхней стороне платы (текстовые обозначения компонентов);
Top Paste – графика пайки на верхней стороне платы;
Top Mask – графика маски пайки на верхней стороне платы;
Bottom – проводники на нижней стороне платы;
Bot Mask – графика маски пайки на нижней стороне платы;
Bot Paste – графика пайки на нижней стороне платы;
Bot Assy – атрибуты на нижней стороне платы;
Board – границы платы.
Каждый слой может быть включен (Enable символ Е) или выключен (Disable символ D). Указанные установки производятся после выделения имени слоя и нажатии соответствующих кнопок которые находятся в правой части панели. Все слои (кроме текущего) можно выключить кнопкой Disable All а включить - кнопкой Enable All.
По умолчанию структура слоев для печатной платы устанавливается с двумя сигнальными слоями. Для печатных плат с несколькими сигнальными слоями и со слоями сплошной металлизации естественно следует добавить дополнительные слои. Для создания нового слоя в окно Layer Name закладки Layers вводится имя нового слоя в окне Layer Number определяется номер слоя и нажимается кнопка Add. Цвет создаваемых слоев устанавливается системой по умолчанию. При необходимости цвет слоя можно поменять после выполнения команды OptionsDisplay щелчка правой кнопкой мыши по прямоугольнику в строке имени слоя и выборе нужного цвета в появившейся палитре цветов.
В области Routing Bias указывается приоритетное направление трассировки проводников на тех или иных слоях печатной платы:
Auto – выбирается автоматически во втором столбце окна Layers к имени слоя присоединяется символ А;
Vertical – вертикальное – присоединяется символ V.
2. Размещение компонентов на плате
После настройки конфигурации и определения всех параметров проекта можно приступать непосредственно к разработке печатных плат. Задача разработки печатных плат сводится к размещению компонентов проекта по отношению друг к другу на поле печатной платы и созданию правил ручной и автоматической трассировки соединений на плате.
Перед размещением компонентов на плату определяется шаг сетки рабочего поля. Так для компонентов с планарными выводами этот шаг устанавливается равным 125 мм а для компонентов со штыревыми выводами - 25 мм.
Затем необходимо в слое Board нарисовать на рабочем поле замкнутый контур (любой необходимой разработчику формы) будущей печатной платы. Прорисовка производится с помощью команд PlaceLine и PlaceArc.
Если отсутствует принципиальная схема выполненная в P-CAD Schematic то компоненты на плату устанавливают по команде Place Component. Связи между компонентами проводят по команде Place Connection.
В нашем случае принципиальная схема имеется (создана в редакторе P-CAD Schematic на предыдущем этапе проектирования) поэтому выполняется так называемая упаковка схемы на печатную плату.
Для этого необходимо по команде UtilsLoad Netlist загрузить файл списка соединений (расширение .net) печатной платы созданный после завершения формирования схемы электрической принципиальной в редакторе P-CAD Schematic.
После загрузки команды UtilsLoad Netlist выводится сообщение о необходимости соблюдать следующие ограничения:
компоненты с совпадающими на плате и схеме позиционными обозначениями (RefDes) должны иметь одинаковый тип корпуса (Туре). В противном случае упаковка схемы не производится;
все компоненты установленные на плату перед упаковкой но не входящие в список соединений будут сохранены;
на печатную плату переносятся все компоненты из списка соединений которые предварительно не были установлены на плату;
предварительно проложенные электрические связи но отсутствующие в списке соединений будут удалены (обновляется вся информация об электрических цепях). Однако все предварительно проложенные проводники присутствующие в списке соединений будут сохранены;
после выполнения команды нельзя восстановить первоначальный вид печатной платы с предварительно размещенными компонентами поэтому ее рекомендуется сохранить в отдельном файле.
После нажатия на кнопку Yes загружаемые компоненты проекта размещаются над верхней границей печатной платы (если уже нарисована заготовка печатной платы). Если же нет заготовки печатной платы то все компоненты размещаются в левом нижнем углу рабочего пространства проекта. При этом на экране отображаются прямые линии еще не проведенных электрических связей (рисунок 17).
Рисунок 17. Упаковка схемы на печатную плату
После упаковки схемы на печатную плату можно приступать к упорядоченному (с точки зрения разработчика) размещению компонентов на плоскости платы. «Паутина» линий связей (рисунок 17) появляющаяся между компонентами позволяет разработчику ориентироваться при размещении компонентов. При перемещении компонентов указанная «паутина» перемещается вместе с компонентом. Компоненты при установке можно разворачивать (клавиша R) или переносить на противоположную сторону платы (клавиша F).
При размещении компонентов можно скрыть или сделать видимыми электрические связи для одной или нескольких цепей переименовать одну цепь или группу цепей отредактировать значения атрибутов. Для этих и других целей служит диалоговое окно команды EditNets.
Рисунок 18. Печатная плата с размещенными на ней элементами
После завершения размещения элементов на печатной плате (рисунок 18) можно приступать непосредственно к трассировке.
3. Трассировка печатной платы
Графический редактор P-CAD PCB позволяет осуществлять трассировку печатных плат в ручном интерактивном или в автоматическом режиме. Рассмотрим ручную и интерактивную трассировки – наиболее трудоемкие занимающие порой десятки часов но вместе с тем являющиеся пожалуй наиболее качественными методами.
Ручная трассировка выполняется после команды RouteManual. Трассировка производится только в сигнальных слоях в противном случае появляется сообщение об ошибке. Если необходима перетрассировка уже проведенной связи то эта связь предварительно удаляется.
Для проведения связи щелчком мыши указывается первый контакт и не отпуская кнопку мыши рисуют первый сегмент трассы. Отпускание мыши фиксирует излом трассы. Нажатие клавиши О (не отпуская клавишу мыши) дает возможность менять характер излома (ортогонально по диагонали скругление) а клавиши F – менять расположение точки излома. Для создания Т-образных соединений применяется опция T-Route by Default закладки Route команды OptionsConfigure.
При нажатии правой кнопки мыши трасса автоматически завершается по кратчайшему пути. Клавиши косой черты «» и «» прерывают разводку не завершая ее.
При смене текущего слоя при прокладке трассы нажимают клавишу L или Shift+L или кнопку строки состояний при этом переходное отверстие вставляется автоматически. Тип переходного отверстия задается командой OptionsVia Style.
При прокладке трассы ширина проводника может быть изменена (в строке состояний или по команде OptionsCurrent Line). Проведение трассы завершается нажатием на правую кнопку мыши.
При интерактивной трассировке автоматически выдерживаются установленные зазоры и автоматически огибаются препятствия. Интерактивная трассировка выполняется по команде RouteInteractive. Трассировка начинается щелчком курсора на выводе компонента и дальнейшем поточечном проведении сегментов трасс или вторым щелчком указывается второй вывод компонента подлежащий соединению с первым указанным выводом. При поточечной прокладке трассы будут звучать сигналы информирующие о недопустимости нарушения зазоров при приближении трассы к другим цепям контактам компонента или к переходным отверстиям. После нажатия правой кнопки мыши появляется меню для трассировки в интерактивном режиме:
Suspend - прекращение прокладки трассы (трасса остается незавершенной)
Layers - запускает команду Opt
Unwind - отменяет прокладку последнего сегмента проводника (то же самое что и использование клавиши Backspace).
Клавиши О F " " имеют те же назначения что и при ручной трассировке однако при интерактивной трассировке не производится скругление трассы по дуге.
Если произвести два последовательных щелчка вначале по первому а затем по второму контакту то трасса между ними будет проведена автоматически по кратчайшему пути с соблюдением всех правил трассировки и автоматическим переходом (если программа посчитает нужным это сделать) из слоя в слой.
При пересечении трассы металлизированного экрана в нем будут автоматически вырезаться каналы с соблюдением заданных ранее зазоров.
Таким образом с помощью интерактивной трассировки получили двухстороннюю печатную плату с размещенными на ней электро-радио элементами и проложенными печатными дорожками (рисунок 19).
Рисунок 19. Двухстороння печатная плата:
а – верхний слой; б – нижний слой.
В систему P-CAD входят так же четыре программы автоматической трассировки - Quick Route PRO Route 24 PRO Route и P-CAD Shape-Based Router. Для выбора нужной программы выполняется команда RouteAutorouters из редактора P-CAD РСВ. Автотрассировщик Quick Route используется для трассировки несложных плат содержащих небольшое число компонентов. Автотрассировщик PRO Route 24 трассирует однослойные и двухслойные платы без ограничения числа выводов или четырехслойные платы с числом выводов компонентов до 4000. Автотрассировщик PRO Route трассирует платы имеющие до 30 слоев без указанных ограничений. Автотрассировщик SPECCTRA поставляется дополнительно к P-CAD и используется не только для трассировки соединений но и для ручного или автоматического размещения компонентов на печатной плате. На сегодняшний день SPECCTRA является наиболее «продвинутым» автотрассировщиком печатных плат и используется при проектировании сложных печатных плат.
В результате выполнения данного курсового проекта в среде P-CAD были созданы библиотеки ЭРЭ входящих в состав разрабатываемого устройства (охранная сигнализация на микроконтроллере КР1850ВЕ35) построена схема электрическая принципиальная в графическом редакторе P-CAD Schematic произведена трассировка двухсторонней печатной платы интерактивным методом в редакторе P-CAD PCB.
Таким образом с помощью программного средства P-CAD мной была спроектирована двухсторонняя печатная плата электронного модуля первого уровня. Плата имеет габаритные размеры 15015020 мм и массу 98 грамм. Соответствует заданным условиям эксплуатации по механическим и климатическим требованиям а именно УХЛ 3.1 по ГОСТ15150-69 и группе эксплуатации 3 по ГОСТ 16019-78.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Автоматизированное проектирование в среде P-CAD: Метод. указ. Сост. Н.А. Кольтюков. Тамбов: Изд-во ГТГУ 2005. – 32 с.
Лопаткин А.В. Проектирование печатных плат в системе P-CAD. Учебное пособие для практических занятий А.В. Лопаткин. – Нижний Новгород. НГТУ 2002. – 190 с.
Гелль П. П. Иванов-Есипович Н. К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры П.П. Гелль Н.К. Иванов-Есипович. – Л.: Энерго-атомиздат 1984. – 536 с.
Пудовкин А. П. Муромцев Ю. Л. Малков Н. А. Проектирование многослойных печатных плат А.П. Пудовкин Ю.Л. Муромцев Н.А. Малков. – Тамбов.: ТГТУ 2000. – 86 с.
Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник Э. Т. Романычева А. К. Иванова и др.; Под ред. Романычевой Э. Т. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Радио и связь 1989. – 448 с.

анотация.doc

Курсовой проект на тему: «Проектирование печатной платы в среде
P-CAD 2006» разработан Проценко И.Г. под руководством Шамкина В.Н. в 2010
Курсовой проект посвящен описанию способа проектирования печатной платы
радиовещательного УКВ приемника с двойным преобразованием частоты в среде P-
CAD 2006. Приведено описание данной программы с указанием основных этапов
Объём пояснительной записки 50 листов
Количество приложений .2
Количество графического материала .2 листа
Количество рисунков .. 27

Аннотация.doc

Тема проекта: Проектирование жизненного цикла металлоискателя.
Автор проекта: Алексеев А.С.
Руководитель проекта: Шамкин В. Н.
Обозначение курсового проекта: ТГТУ. 467746.001
Объём пояснительной записки: 38 листов.
Количество таблиц в ПЗ: 10.
Количество приложений: 3.
В настоящем курсовом проекте приводится разработка и описание жизненного
цикла металлоискателя а также рассматриваются основные операции и функции
прикладного пакета программы BPWin.

приложения.doc

Контекстная диаграмма декомпозиция первого и второго уровней IDEF3-
диаграмма диаграмма древа узлов и DFD-диаграмма
Схема электрическая структурная

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.doc

Технологии стандарты и программно-технические средства CALS
обеспечивают эффективный и экономичный обмен электронными данными и
безбумажными электронными документами что дает следующие преимущества:
- возможность параллельного выполнения сложных проектов несколькими
рабочими группами (параллельный инжиниринг) что существенно сокращает
- планирование и управление многими предприятиями участвующими в жизненном
цикле продукции расширение и совершенствование кооперационных связей
(электронный бизнес);
- резкое сокращение количества ошибок и переделок что приводит к
сокращению сроков реализации проектов и существенному повышению качества
- распространение средств и технологий информационной поддержки на
послепродажные стадии жизненного цикла – интегрированная логистическая
поддержка изделий [3].
Как видим внедрение CALS-технологий приводит к существенной
экономии и получению дополнительной прибыли. Поэтому эти технологии и их
отдельные компоненты широко применяются в промышленности развитых стран.
Вот некоторые количественные оценки эффективности внедрения CALS в
- прямое сокращение затрат на проектирование – от 10 до 30%;
- сокращение времени разработки изделий – от 40 до 60%;
- сокращение времени вывода новых изделий на рынок – от 25 до 75%;
- сокращение доли брака и объема конструктивных изменений – от 20 до 70%.
- сокращение затрат на подготовку технической документации – до 40%;
- сокращение затрат на разработку эксплуатационной документации – до 30%.
Внедрение CALS-технологий приводит к существенной экономии и
получению дополнительной прибыли. Поэтому эти технологии и их отдельные
компоненты широко применяются в промышленности развитых стран. Так из
числа 500 крупнейших мировых компаний входящих в перечень Fortune 500
около 100% используют такой важнейший компонент CALS как средства PDM
(Product Data Management – «управление данными об изделии»). Среди
предприятий с годовым оборотом свыше 50 млн. долл. такие системы используют
К настоящему времени CALS-технологии образуют самостоятельное
направление в области ИТ. За рубежом создана нормативно-правовая база этого
направления которую составляют серии международных стандартов ISO
государственные стандарты и нормативные документы военного министерства
США НАТО Великобритании и ряда других стран. Общее число этих стандартов
– многие десятки и даже сотни причем объемы документов подчас исчисляются
тысячами страниц. На их разработку правительства и ведущие корпорации
Запада израсходовали суммы превышающие 1 млрд. долл. и эта работа
продолжается. Так в наступающем финансовом году конгресс США планирует
выделить на цели стандартизации в области CALS 47 млн. долл [4].

СОДЕРЖАНИЕ.doc

. Инструментальная среда BPwin 4
1. Методология IDEF0 . 6
2. Работы (Activity) 13
3. Диаграммы дерева узлов в FEO 17
4. Диаграммы потоков данных(Data Flow Diagramming) . 18
5. Метод описания процессов IDEF3 22
Построение жизненного цикла металлоискателя ..25
1. Построение контекстной
2. Построение декомпозиции первого
3. Построение декомпозиции второго
4. Построение декомпозиции в формате
Технические характеристики и принцип работы устройства
Список использованных источников 38
Построение жизненного цикла

02 Бланк задания.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Конструирования радиоэлектронных и микропроцессорных систем
подпись инициалы фамилия
Тема: Программа BPWIN. Принципы построения моделей в BPWIN.
Срок представления проекта к защите
Исходные данные для проектирования (научного исследования):
Перечень разделов пояснительной записки
2 Инструментальная среда BPWIN
4 Работы (Activity)
5 Нумерация работ и диаграмм
6 Диаграммы дерева узлов в FEO
7 Создание отчетов в BPwin
8 Диаграммы потоков данных(Data Flow Diagramming)
9 Метод описания процессов IDEF3
10 Декомпозиция работ
11 Последовательность и согласование

наклейка (3).doc

-----------------------
Проектирование печатной платы
Проценко И.Г группа Р-41.

Электронная ведомость (2).dwg

Реверсивный выпрямитель
TitleName designation material dimension etc
Article No.Reference
Наименование документа
Обозначение основного
ТГТУ.210201.019 ТЭ-ТЛ
Принципы полстроения
пояснительной записки
ТГТУ.210201.019 ТЭ-ЗД
Лист задания к курсовому
ТГТУ.210201.019 ТЭ-ПЗ
Пояснительная записка
Принципиы построения
ТГТУ.210201.017 ТЭ-ПЗ
Программный продукт BPWIN.
Назначение и основные
ТГТУ.210201.017 ТЭ-ТЛ
ТГТУ.210201.017 ТЭ-ЗД

ГТГТУ.210201.006 ТЭ-ТЛ.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Конструирования радиоэлектронных и микропроцессорных систем
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
наименование учебной дисциплины
На тему: Программный продукт P-CAD. Проектирование печатного узла – охран-
подпись дата инициалы фамилия
Специальность _210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств»
подпись дата инициалы фамилия

прилож А.doc

-----------------------

ТГТУ.210201.006 ТЭ-ЗД.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Конструирования радиоэлектронных и микропроцессорных систем
подпись инициалы фамилия
Тема Программный продукт Р-CAD. Проектирование печатного узла – охранная сигнализация.
Срок представления проекта к защите
Исходные данные для проектирования (научного исследования):
схема электрическая принципиальная.
Перечень разделов пояснительной записки
2 Структура системы Р-CAD и ее возможности
3 Создание библиотеки компонентов РЭС
4 Создание схемы электрической принципиальной в графическом редакторе P-CAD Schematic
5 Проектирование печатной платы в графическом редакторе P-CAD PCB
Перечень графического материала:
плата печатная (формат А3)
Руководитель проекта (работы) В.Н. Шамкин
дата инициалы фамилия:
Задание принял к исполнению Е.В. Бордак
дата инициалы фамилия

Содержание (2).doc

Структура системы проектирования P-CAD
1 Возможности системы P-CAD
Создание символа компонентов для схем электрических принципиальных.10
1 Настройка конфигурации графического
2 Рисование контура графического изображения символа
4 Запись созданного элемента в библиотеку
Создание посадочного места
1 Стеки контактных площадок и переходных
2 Создание стеков переходных
3 Создание установочного места со штыревыми
4 Создание установочного места с планарными
5 Создание установочного места с помощью программы – мастера
Менеджер библиотеки P-CAD Library
Создание схемы электрической
1 Настройка редактора печатных плат
2 Ручная трассировка печатной
Проектирование печатной платы в среде P-CAD 2006

Перечень документов сдаваемых в архив.docx

Перечень документов сдаваемых в архив
Обозначение документа
Курсовой проект на CD - диске
Информационно-удостоверяющий лист
Курсовой проект сдал
Курсовой проект принял

Наклейка.doc

-----------------------
Проектирование жизненного цикла "Металлоискателя
Алексеев А.С. группа СРС-42.

ТГТУ 210201.001 ЛР2.docx

Лабораторная работа №2
Построение диаграммы
декомпозиции первого и второго уровня
Тема: Построение диаграммы декомпозиции первого и второго уровня Цель работы: Изучение методики построения диаграммы декомпозиции первого и второго уровня.
Методические указания
Для декомпозиции диаграммы выберите в палитре инструментов кнопку перехода на нижний уровень и в диалоге Activity Box Count установите число работ на диаграмме нижнего уровня и нажмите OK. Автоматически будет создана диаграмма декомпозиции первого уровня.
Для внесения наименований работ правой кнопкой мыши щелкните по первой работе выберите свойство Name внесите имя работы и нажмите OK. Повторите операцию для всех работ.
Если окажется что количество работ недостаточно то работу можно добавить в диаграмму щелкнув сначала по кнопке на палитре инструментов а затем по свободному месту на диаграмме.
Для связи работ между собой используются внутренние стрелки т.е. стрелки которые не касаются границы диаграммы начинаются у одной и кончаются у другой работы. Для рисования внутренней стрелки необходимо в режиме рисования стрелок (кнопка на палитре инструментов) щелкнуть по сегменту одной работы (например выхода) и затем по сегменту (например входа) другой работы. Для разветвления стрелки нужно в режиме редактирования стрелки щелкнуть по фрагменту стрелки и по соответствующему сегменту работы. Для именования разветвляющихся стрелок необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши по ветви стрелки которой надо дать название в контекстном меню выбрать пункт Name ввести наименование ветви и
нажать на кнопку ОК. Для слияния двух стрелок выхода нужно в режиме редактирования стрелки сначала щелкнуть по сегменту выхода работы а затем по соответствующему сегменту стрелки.
Для получения диаграммы декомпозиции второго уровня перейдите на диаграмму первого уровня выберите в палитре инструментов кнопку перехода на нижний уровень и выберите работу для декомпозиции щелкнув по ней левой кнопкой мыши. В появившемся диалоге Activity Box Count установите число работ на диаграмме второго уровня и нажмите OK. Автоматически будет создана диаграмма декомпозиции второго уровня. Задание названий работ и расстановка стрелок производится точно так же как и на диаграмме первого уровня.
Пример диаграммы декомпозиции второго уровня приведен в приложении.
Основные этапы производства
Получение заготовки. На данном этапе производится изготовление основания печатной платы из стеклотекстолита руководствуясь техническими условиями и маршрутной картой. Промежуточный результат – заготовка печатной платы. Все операции производятся на столе рабочем.
Сверлильная операция. На данном этапе производится просверливание монтажных и переходных отверстий с использованием станка сверлильного руководствуясь программой сверления техническими условиями и маршрутной картой. Промежуточный результат – заготовка печатной платы с просверленными отверстиями.
Получение печатного рисунка. На данном этапе производится формирование рисунка проводящего печатной платы. В качестве материалов используемых при операции выступают фоторезист и травитель. Операции на данном этапе осуществляются на рабочем столе гальванической линии и оборудования фотолаборатории. Основные документы – Изм.
схема электрическая принципиальная чертеж печатной платы технические условия и маршрутная карта. Промежуточный результат - печатная плата с сформированным токопроводящим рисунком.
Маркировка. На данном этапе производится маркировка поверхности печатной платы краской при помощь кисти. Основными нормативными документами являются маршрутная карта технические условия. Окончательный результат – печатная плата предназначенная для установки на ее поверхность ЭРЭ.
Последовательность выполнения работы
Загрузите модель полученную в результате предыдущей работы
Декомпозируйте контекстную диаграмму.
Внесите названия работ на диаграмме первого уровня
Свяжите граничные стрелки с работами и задайте их наименования
Свяжите работы внутренними стрелками и задайте их наименования
Декомпозируйте одну из работ диаграммы первого уровня.
Внесите названия работ на диаграмме второго уровня
Сохраните результат на диске
Вывод: в результате выполнения лабораторной работы по построению диаграмм декомпозиции первого и второго уровня в среде BPwin.

пояснительная записка.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра: Конструирование радиоэлектронных и микропроцессорных систем
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
наименование учебной
на тему: Проектирование печатной платы в среде P-CAD 2006.
подпись дата инициалы фамилия
Специальность: 210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных
дата инициалы фамилия

ТГТУ 210201.001 ЛР3.docx

Лабораторная работа №3
Построение диаграммы узлов построение FEO - диаграммы
Лабораторная работа №1
Тема: Построение диаграммы узлов построение FEO – диаграммы
Цель работы: Изучение методики построения диаграммы узлов а также построения FEO – диаграммы
Методические указания
Для создания диаграммы узлов выберите в меню пункт DiagramAdd Node Tree. В диалоге Node Tree Wizard – Step 1 of 2 внесите имя диаграммы (Node Tree Name) укажите диаграмму корня дерева (по умолчанию – A0) и количество уровней (Number of Levels). Нажмите кнопку «Готово». Создается диаграмма дерева узлов.
Для создания FEO-диаграммы выберите в меню пункт DiagramAdd FEO Diagram. В диалоге Add New FEO Diagram внесите имя FEO-диаграммы (Name of new diagram) и выберите исходную диаграмму (Source Diagram Name). Нажмите ОК.
Удалите лишние стрелки и работы на FEO-диаграмме. Для удаления щелкните левой кнопкой мыши по стрелке или работе и нажмите на клавишу Delete. После удаления всех лишних стрелок и работ создание диаграммы завершено.
Для перехода между стандартной диаграммой деревом узлов и FEO используйте кнопку на панели инструментов.
Данные виды диаграмм позволяют проводить операции по оформлению конструкторской диаграммы.
Последовательность выполнения работы
Загрузите модель полученную в результате предыдущей работы
Создайте диаграмму узлов
Сохраните результат на диске
Создайте диаграмму FEO
Удалите лишние стрелки и работы
Описание входов технологического процесса
На вход поступают материалы необходимые для создания печатной платы в частности стеклотекстолит фоторезист травитель краска и так далее.
Материалы для сборки
Используются материалы необходимые для сборки и упаковки изделия
Описание приборов оборудования и принадлежностей
Оборудование для изготовления печатной платы
Такое как оборудование для фотолаборатории стол рабочий сверлильный станок и тому подобное
Оборудование для настройки и испытания
Такое как стол рабочий отвертка микроамперметр и так далее
Описание руководящей документации
Нормативная документация
Такая как технические условия маршрутная карта и так далее.
Такие как сборочный чертеж чертеж печатной платы и так далее.
Вывод: в результате выполнения лабораторной работы по изучению методов построения диаграммы узлов построения FEO – диаграммы были получены практические навыки в построении данного типа диаграмм а также правила оформления конструкторской документации в среде BPwin.
Список используемых источников
Маклаков С.В. Моделирование бизнес-процессов с BPwin 4.0. – М.: Диалог – МИФИ 2002 – 224 с.

Перечень элементов.dwg

TitleName designation material dimension etc
Article No.Reference
% А-Б-В ОЖО.467.157 ТУn
Поз.n обозначе- n ние
ТГТУ.210201.002 ПЭ3n
Радиовещательный УКВ приемник с двойным преобразованием частоты
УПЗЧ-2 ТГТУ.468414.001 ТУ
К174ПС1 К0.347.560-01 ТУ
К174УН1 К0.347.367-08 ТУ
Катушки индуктивности
Д-53 108 МГц ТГТУ.464111.001 ТУ
Д-53 108 МГц ТГТУ.464111.005 ТУ
Д-53 108 МГц ТГТУ.464111.008 ТУ
Д-53 108 МГц ТГТУ.464111.002 ТУ
Д-53 108 МГц ТГТУ.464111.004 ТУ
Д-53 108 МГц ТГТУ.464111.007 ТУ
ДММ-85 140 МГц ТГТУ.464111.003 ТУ
Д-385 МГц ТГТУ.464111.006 ТУ
Р1-12-0125-390 кОм±А-Б-В АЛЯР.434110.005 ТУ
Р1-12-0125-100 кОм±А-Б-В АЛЯР.434110.005 ТУ
Р1-12-10-12 МОм±А-Б-В АЛЯР.434110.005 ТУ
Р1-12-0125-150 кОм±А-Б-В АЛЯР.434110.005 ТУ
Р1-12-0125-51 Ом±А-Б-В АЛЯР.434110.005 ТУ
Р1-12-0125-51 кОм±А-Б-В АЛЯР.434110.005 ТУ
Р1-12-0125-36 кОм±А-Б-В АЛЯР.434110.005 ТУ
Р1-12-0125-33 кОм±А-Б-В АЛЯР.434110.005 ТУ
Р1-12-0125-510 кОм±А-Б-В АЛЯР.434110.005 ТУ
КВ 117А аА0.339.130 ТУ
КС156А СМЗ.362.839 ТУ

04 СОДЕРЖАНИЕ.docx

Принципы построения моделей в BPWIN.
. Инструментальная среда BP win
Методология IDEF0 .
Нумерация работ и диаграмм ..
Диаграммы дерева узлов в FEO
Создание отчетов в BPwin .
Диаграммы потоков данных(Data Flow Diagramming) .
Метод описания процессов IDEF3
Декомпозиция работ .
Последовательность и согласование . .
Список использованных источников ..

01 Титульный лист.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Конструирования радиоэлектронных и микропроцессорных систем
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
наименование учебной дисциплины
На тему: Программа BPWIN.Принципы построения моделей в BPWIN.
подпись дата инициалы фамилия
Специальность _210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств»
подпись дата инициалы фамилия

Титульный лист.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра: Конструирования радиоэлектронных и микропроцессорных систем
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по Информационным технологиям проектирования РЭС
наименование учебной дисциплины
На тему: Проектирование жизненного цикла "Металлоискателя
подпись дата инициалы фамилия
Специальность 210201«Проектирование и технология радиоэлектронных
дата инициалы фамилия

Аннотация.docx

Курсовой проект на тему: «Программа BPWIN.Принципы построения моделей в BPWIN»
Руководитель Шамкин В.Н.
Предоставлен к защите в 2010 г.
В данном курсовом проекте представлены возможности программного продукта BPWIN и основные принципы работы в нем.
Объем пояснительной записки 34 листа.

Электронная ведомость.dwg

Реверсивный выпрямитель
Наименование документа
Обозначение основного
ТГТУ.210201.002 ТЭ-ТЛ
Проектирование печатной
платы в среде P-CAD 2006
пояснительной записки
ТГТУ.210201.002 ТЭ-ПЗ
ТГТУ.210201.002 ТЭ-ЗД
Лист задания к курсовому
Пояснительная записка
Чертеж печатной платы

02 Бланк задания 2.docx

5.Перечень графического материала:
Руководитель проекта (работы) В.Н. Шамкин
дата инициалы фамилия:
Задание принял к исполнению П.И. Чекалин
дата инициалы фамилия

ТГТУ.210201.006 2Д.dwg

ТГТУ 210201.001 ЛР1-1.docx

Лабораторная работа №1
Знакомство с IDEF – технологиями и средой BPwin. Построение контекстной диаграммы
Тема: Знакомство с IDEF – технологиями и средой BPwin. Построение контекстной диаграммы
Цель работы: 1. Знакомство с интерфейсом BPwin и технологией создания функциональных моделей. Правильное заполнения каркаса и свойств диаграмм.
Ознакомление с технологией иметодикой построения диаграммы нулевого уровня. Построение контекстной диаграммы бизнес – процесса в среде BPwin.
Методические указания
BPwin имеет достаточно простой и интуитивно понятный интерфейс пользователя дающий возможность аналитику создавать сложные модели при минимальных усилиях.
Интегрированная среда разработки модели BPwin состоит из главного меню панелей инструментов навигатора модели и рабочего поля модели.
Запуск BPwin осуществляется при помощи кнопки ПускBPWin. Если появляется диалог ModelMart Connection Manager следует нажать на кнопку Cancel. Для создания новой модели войдите в меню FileNew. Появляется диалог: «I would like to». Введите имя (Name) и тип (Type) модели. Нажмите ОК. Появляется окно Properties for New Models . Во вкладке General введите автора диаграммы и нажмите OK. Автоматически создается контекстная диаграмма. Перейдите в меню ModelModel Properties. Во вкладке General диалога Model Properties следует внести имя проекта (Project). Обратите внимание на то что по умолчанию установлен тип модели – «как есть» (Time Frame: AS-IS). Во вкладке Purpose внесите цель (Purpose) и точку зрения (Viewpoint). Нажмите OK.
Для сохранения модели войдите в меню FileSave. В появившемся окне «Сохранить как» выберите каталог и введите имя файла модели. Нажмите на кнопку «Сохранить».
Для печати диаграммы войдите в меню FileSave и в появившемся окне «Print» нажмите на кнопку ОК.
Эта и все последующие лабораторные работы связаны друг с другом и выполняются последовательно в одном и том же файле. Для загрузки файла модели необходимо в главном меню выбрать пункт FileOpen в появившемся окне «Открыть» выбрать файл сохраненный в ходе выполнения предыдущей работы и нажать на кнопку «Открыть».
Для задания наименования работы на контекстной диаграмме щелкните правой кнопкой мыши по работе. В контекстном меню выберите Name.
Во вкладке Name введите имя работы.
Для создания граничной стрелки входа:
щелкните по кнопке с символом стрелки в палитре инструментов и перенесите курсор к левой стороне экрана пока не появится начальная темная полоска;
щелкните один раз по полоске и еще раз в левой части работы со стороны входа;
вернитесь на палитру инструментов и выберите опцию редактирования стрелки ;
щелкните правой кнопкой мыши на линии стрелки во всплывающем меню выберите Name и добавьте имя стрелки во вкладке Name диалога Arrow Properties. Нажмите OK.
Граничные стрелки выхода управления и механизма изображаются аналогично.
Для создания текста на поле диаграммы нажмите на кнопку с символом на панели инструментов и щелкните на свободное место диаграммы. В появившемся окне Text Block Properties внесите точку зрения и цель моделирования. Нажмите OK.
Пример контекстной диаграммы приведен в приложении А.
Описание рассматриваемого устройства
Основу эмулятора составляют многорежимные регистры адреса MRA и данных MRD подключаемые к параллельному LPT порту любого IBM- совместимого компьютера и представляющие собой единый последовательный регистр.
Чтобы записать определенный байт массива данных в ОЗУ необходимо сформировать последовательность состоящую из самого байта данных старшего и младшего байта данных ячейки памяти. Сформированные данные последовательно сдвигаются влево (старшими битами вперед) в регистры MRD и MRA по входу DOUT после чего программно формируется комбинация сигналов SWR и WRRD для записи информации в ОЗУ. Для синхронизации работы последовательного сдвига регистров адреса MRA и данных MRD предназначены соответственно сигналы SRA и SRD.
Для того чтобы считать содержимое ячейки ОЗУ в память компьютера необходимо сначала программно сформировать последовательность состоящую из старшего и младшего байтов адреса ячейки и сдвинуть их в регистр
MRA. После этого регистр данных MRD переключается в режим параллельной Изм.
записи по сигналу MODE и формируется сигнал SWR для чтения ОЗУ. Для синхронизации записи данных в регистр MRD( как параллельной так и последовательной) служит сигнал SRD после чего содержимое регистра в последовательном коде считывается в порт компьютера по выходу DIN регистра MRD.
На микросхемах DD1DD3DD4 выполнен многорежимный регистр на DD2- двухпозиционный переключатель режима работы эмулятора ОЗУПЗУ. В режиме ОЗУ параллельные выходы регистров DD1DD3DD4 подключены к шинам адреса и данных микросхемы ОЗУ DD5 а ее вход используется для заИзм.
писи данных. При переключении в режим ПЗУ выходы регистров переходят в высокоимпедансное состояние а на входе DD5 устанавливается лог.1 в результате чего возможно только чтение ОЗУ по внешним сигналам выставляемым на шинах адреса и данных.
В качестве ОЗУ применена микросхема статической памяти К537РУ17 с временем доступа 200 нс. Поскольку она позволяет адресовать только 8 Кбайт адресного пространства выводы 212223 старшего регистра адреса DD3 на адресную шину не выведены.
Эмулятор можно питать от источника питания исследуемого устройства в котором установлен эмулятор а также от активных линий SWRWRRD и DOUT параллельного порта компьютера. Для сохранения в ОЗУ загруженных данных при отключении эмулятора от компьютера служи литиевая батарея GB1. Светодиод HL1- индикатор включения питания аккумулятора.
Устройство собранно на плате размером 115*75 мм из фольгированного стеклотекстолита. На одной ее стороне смонтирована вилка XP1 для подключения ПЗУ в розетку отлаживаемого устройства.
Последовательность выполнения работы
Ознакомьтесь с интерфейсом среды BPwin
Создайте новую модель в нотации IDEF0
Введите автора диаграммы название проекта цель моделирования и точку зрения
Сохраните результат на диске
Загрузите модель полученную в результате предыдущей работы
Введите наименование работы на диаграмме
Создайте граничные стрелки входов выходов управлений и механизмов
В левом нижнем углу диаграммы введите точку зрения и цель моделирования
. Сохраните результат на диске
Название и цель лабораторной работы
Таблица стрелок контекстной диаграммы
Распечатка контекстной диаграммы
Основные этапы производства
Получение печатной платы (деталь). На данном этапе проводится изготовление платы из текстолита просверливание отверстий на заготовке получение печатного рисунка а также маркировка.
Сборка печатной платы. На данном этапе производится сборка печатной платы согласно сборочному чертежу. Производится формовка выводов ЭРЭ и установка их на печатную плату с помощью операции пайки.
Настройка. На данной операции производится настройка узлов устройства. Настройку производить с помощью микроамперметра.
Сборка испытание. Печатная плата помещается в металлический корпус после чего проходит последнее испытание на герметичность а также на целостность упаковки. Упаковку производить в упаковочный картон.
Описание входов используемых материалов и принадлежностей
Фольгированный толщиной 35 мкм являющийся основанием печатной платы
Используется для маркировки печатной платы
Используется при монтаже ЭРЭ
Являются основными элементами печатной платы необходимы для осуществления функций устройства
Металлический корпус
Используется для операции сборки
Используется для упаковки готового изделия
Используется для нанесения печатного рисунка негативный ФН 22
Используется для формирования печатного рисунка
Описание приборов устройств и оборудования
Необходим для операций пайки сборки печатной платы а также контроля и наладки
Гальваническая линия
Необходима для выполнения операции омеднения а также травления печатных проводников
Необходим для монтажа ЭРЭ на поверхность печатной платы
Используется для крепления ЭРЭ на поверхность печатной платы и настройки готового изделия
Необходим для формирования отверстий в печатной плате
Оборудование фотолаборатории
Необходимо для изготовления фотошаблонов
Необходима для нанесения флюса а также используется при маркировке печатной платы
Необходим при настройке и контроле готового изделия
Описание руководящих документов
Схема электрическая принципиальная
Конструкторская документация отображающая входящие в состав устройства ЭРЭ
Схема электрическая функциональная
Конструкторская документация отображающая функциональные связи в устройстве
Руководство по формированию монтажных и переходных отверстий
Чертеж печатной платы
Конструкторская документация для изготовления печатной платы
Технологическая документация для изготовления устройства
Конструкторская документация для сборки и контроля печатной платы
Руководство по выполнению операций сборки монтажа и контроля.
Вывод: в результате выполнения лабораторной работы по ознакомлению с IDEF – технологиями и средой BPwin а также построению контекстной диаграммы были изучены методы и способы построения данных диаграмм а также ознакомление со средой BPwin.
Список используемых источников
Маклаков С.В. Моделирование бизнес-процессов с BPwin 4.0. – М.: Диалог – МИФИ 2002 – 224 с.