Модели и алгоритмы автоматизированного проектирования печатных узлов на основе трехмерного моделирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.12, кандидат наук Кузнецова Ольга Валерьевна

• Кузнецова Ольга Валерьевна
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Кузнецова Ольга Валерьевна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЕЧАТНЫХ УЗЛОВ В ТРЕХМЕРНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

1.1. Анализ САПР, используемых при трехмерном моделировании печатных узлов

1.1.1. Анализ машиностроительных САПР

1.1.2. Анализ САПР печатных плат

1.2. Анализ современных подходов для синтеза и анализа проектных решений печатных узлов в трехмерном пространстве

1.2.1. Процедуры синтеза и анализа в проектировании печатных узлов

1.2.2. Современные подходы для синтеза и анализа проектных решений трехмерного моделирования печатных узлов в САПР печатных плат

1.2.2.1. Трехмерное моделирование корпусов электронных компонентов

1.2.2.2. Трехмерное моделирование конструктива печатной платы

1.2.3. Анализ современных подходов трехмерного моделирования печатных узлов в машиностроительных САПР

1.2.4. Недостатки проектирования печатных узлов на основе трехмерного моделирования в современных САПР

1.3. Анализ алгоритмов размещения электронных компонентов на плате

1.3.1. Анализ критериев качества размещения электронных компонентов

1.3.2. Исследование алгоритмов размещения

1.4. Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЕЧАТНЫХ УЗЛОВ В ТРЕХМЕРНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

2.1. Расширение функциональных возможностей САПР

2.1.1. Расширение функциональных возможностей САПР печатных плат

2.1.2. Расширение функциональных возможностей проектирования печатных узлов в машиностроительных САПР

2.2. Унификации прикладных протоколов информационной поддержки трехмерного моделирования печатных узлов

2.2.1. Реализация способов расширения функциональных возможностей САПР печатных плат

2.2.2. Обеспечение интероперабельности САПР, используемых для трехмерного моделирования печатных узлов

2.3. Модели и алгоритмы для синтеза и анализа проектных решений печатных узлов в трехмерном пространстве

2.3.1. Модели и алгоритмы для синтеза и анализа проектных решений печатных узлов в САПР печатных плат

2.3.2. Методика автоматизированного проектирования печатных узлов в трехмерном пространстве интегрированной САПР печатных плат

2.3.3. Модели и алгоритмы для синтеза и анализа проектных решений трехмерного моделирования печатных узлов в машиностроительных САПР

2.3.4. Методика автоматизированного проектирования печатных узлов в машиностроительных САПР

2.4. Маршрут автоматизированного проектирования печатных узлов в трехмерном пространстве

2.5. Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА РАЗМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ

3.1. Постановка задачи размещения

3.2. Представление установочного места электронного компонента

3.3. Представление монтажного пространства. Критерии размещения электронных компонентов

3.4. Распределение электронных компонентов в зонах монтажного пространства платы

3.5. Алгоритм оптимального размещения электронных компонентов, адаптированный для работы в трехмерном пространстве

3.6. Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Экспериментальная оценка эффективности разработанного алгоритма размещения

4.2. Экспериментальная оценка эффективности разработанных методик проектирования печатных узлов в трехмерном пространстве

4.3. Выводы по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение 1. Акты о внедрении результатов диссертационной работы

Приложение 2. Примеры работы скриптов для автоматизированного

формирования элементов чертежа

Приложение 3. Маршрут проектирования печатных узлов в 3Э-пространстве с использованием САПР печатных плат и машиностроительных САПР

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

2Э-модель - двухмерная модель

3Э-моделирование - трехмерное моделирование

3Э-модель - трехмерная модель

3Э-пространство - трехмерное пространство

ЕИП - единое информационное пространство

ЕПС - единая программная среда

ЕСКД - единая система конструкторской документации

МП - монтажное пространство

МПр - модуль преобразований

- машиностроительные система автоматизированного

МСАПР

проектирования ПП - печатная плата

ПТМ - посадочное топологическое место

ПУ - печатный узел

ПЭС - принципиальная электрическая схема

САПР - система автоматизированного проектирования

- система автоматизированного проектирования

САПР ПП

печатных плат УМ - установочное место

ЧПУ - числовое программное управление

ЭВМ - электронно-вычислительная машина

ЭК - электронный компонент

ЭУ - электронное устройство

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модели и алгоритмы автоматизированного проектирования печатных узлов на основе трехмерного моделирования»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Современные тенденции развития производства электронной аппаратуры и постоянное развитие элементной базы приводят к необходимости совершенствования систем автоматизированного проектирования (САПР) и разработки новых принципов взаимодействия системы «человек-машина» в процессе проектирования. Автоматизация проектирования электронных устройств является одним из важных факторов сокращения сроков и повышения качества проектирования [2, 11, 21].

В основе конструктивного построения современных электронных устройств (ЭУ) лежит модульный принцип конструирования. Основным модулем ЭУ является печатный узел (ПУ), который определяет основную функциональную нагрузку ЭУ. Процесс проектирования ПУ является наиболее трудоемким этапом жизненного цикла ЭУ и включает следующие этапы: схемотехническое проектирование, конструирование с учетом дестабилизирующих факторов и технологическую подготовку производства. В рамках данной работы под ПУ понимается печатная плата с подсоединенными к ней электрическими и механическими элементами и (или) другими печатными платами и с выполненными всеми процессами обработки, в соответствии с ГОСТ 20406-75 [26].

Большой вклад в разработку и развитие САПР, методов, моделей и алгоритмов проектирования электронных устройств внесли Абрайтис Л.Б., Анисимов В.И., Батищев Д.И., Бершадский А.М., Герасимов И.В., Кофанов Ю.Н., Курейчик В.М., Лебедев В.Б., Лузин С.Ю., Мактас М.Я, Норенков И. П., Петухов Г.А., Рубляускас Д.А., Селютин В.А., а также другие российские и зарубежные ученые.

Одним из наиболее перспективных направлений развития приборостроения является переход к трехмерной (3Э) визуализации разрабатываемого устройства. Потребность в 3Э-моделировании ПУ в процессе проектирования обусловлена: применением технологии быстрого прототипирования; проблемами разработки или компоновки электронных компонентов (ЭК) и ПУ в объем конструкции

модуля верхнего уровня; решением задач инженерного анализа; удобством разработки и быстротой модернизации; наглядностью; рекламными материалами [8, 22, 41, 70]. Применение в приборостроении 3Б-моделей ПУ способствует выявлению и устранению конструкторских проблем на ранних стадиях проектирования.

На сегодняшний день большинство САПР, поддерживающих возможность 3Э-моделирования, предназначены для использования в области машиностроения, а область электроники нуждается в использовании САПР печатных плат (САПР 1111). Следует отметить, что современные САПР 1111 обладают недостаточными инструментальными средствами для получения детализированных 3Э-моделей ПУ в единой программной среде. Трудности же применения машиностроительных САПР (МСАПР) для 3Э-моделирования ПУ связаны с проблемами передачи информации из САПР ПП. В процессе конвертации данных возникает большое количество ошибок, связанных с потерей и искажением информации, которые усложняют этапы сквозного проектирования ПУ в едином информационном пространстве (ЕИП) и приводят к понижению свойств межсистемной интероперабельности. Кроме того, отсутствуют концептуальные методики, описывающие существующие подходы для синтеза и анализа проектных решений ПУ в САПР, позволяющие на их основе получить детализированное представление 3Э-модели ПУ, в полном объеме отвечающей предъявляемым к ПУ требованиям.

Таким образом, актуальной становится задача исследования и автоматизации процесса проектирования ПУ на основе 3D-моделирования и разработки средств синтеза и анализа проектных решений ПУ в 3D-пространстве, способствующих повышению качества и сокращения сроков проектирования

Область исследования. Содержание диссертационной работы соответствует паспорту специальности 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (приборостроение): п.1. Методология автоматизированного проектирования в технике, включая постановку, формализацию и типизацию проектных процедур и процессов проектирования, вопросы выбора методов и средств для применения в

САПР; п.3. Разработка научных основ построения средств САПР, разработка и исследование моделей, алгоритмов и методов для синтеза и анализа проектных решений, включая конструкторские и технологические решения в САПР и АСТПП; п.6. Разработка научных основ реализации жизненного цикла проектирование - производство - эксплуатация, построения интегрированных средств управления проектными работами и унификации прикладных протоколов информационной поддержки.

Основной задачей настоящей работы является разработка моделей и алгоритмов для автоматизированного синтеза и анализа проектных решений печатных узлов в 3Э-пространстве, способствующих сокращению сроков выпуска и повышению качества разрабатываемых устройств, решение которой имеет существенное значение в области приборостроения.

Объектом исследования является процесс автоматизированного проектирования печатных узлов в 3Э-пространстве.

Предметом исследования являются модели и алгоритмы автоматизированного проектирования ПУ на основе методов 3Э-моделирования.

Цель исследования - сокращение сроков проектирования ПУ и повышение качества разрабатываемых ЭУ путем использования современных методов 3Э-моделирования, разработки моделей и алгоритмов автоматизированного проектирования ПУ в 3Э-пространстве, а также методик их применения в учебной и производственной деятельности.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

• анализ современных подходов для автоматизированного синтеза и анализа проектных решений ПУ в 3Э-пространстве;

• разработка способов расширения функциональных возможностей САПР, используемых при 3Э-моделировании ПУ;

• разработка моделей и алгоритмов для автоматизированного синтеза и анализа проектных решений ПУ в 3Э-пространстве;

• разработка средств унификации прикладных протоколов информационной поддержки при автоматизированном проектировании ПУ в 3Э-пространстве;

• разработка методик и маршрута автоматизированного проектирования ПУ в 3Э-пространстве;

• проверка эффективности разработанных моделей и алгоритмов для синтеза и анализа проектных решений ПУ в 3Э-пространстве, путем их сравнения с известными подходами.

Методы исследования. Работа выполнена с использованием следующих методов исследования: теории автоматизированного проектирования, теории графов, теории множеств, методов компьютерного геометрического моделирования, методов объектно-ориентированного программирования, методологии функционального моделирования IDEF0.

Научной новизной обладают следующие положения, выносимые на защиту:

• методика автоматизированного проектирования ПУ в 3Э-пространстве интегрированной САПР ПП, на основе разработанных моделей и алгоритмов для автоматизированного синтеза и анализа проектных решений ПУ в 3Э-пространстве, отличающихся расширением функциональных возможностей САПР, посредством дополнения языка спецификаций, и позволяющая создавать 3Э-модели ПУ высокой точности;

• методика автоматизированного проектирования ПУ в МСАПР, на основе разработанных моделей и алгоритмов для автоматизированного синтеза и анализа проектных решений ПУ в 3D-пространстве, отличающихся унификацией прикладных протоколов информационной поддержки, повышающих интероперабельность САПР;

• алгоритм решения задачи оптимального размещения ЭК в 3Э-пространстве, позволяющий размещать ЭК в заданном объеме конструкции модуля верхнего уровня с учетом минимизации суммарной

длины соединений ЭК. Отличающийся от известных тем, что в качестве критериев размещения описывающих целевую функцию используется помимо общеизвестных критериев предложенный критерий учета высот. Практическая значимость. Разработанные методики, модели и алгоритмы являются методической основой для проектирования ПУ в BD-пространстве. Прикладную программу на основе разработанного алгоритма размещения ЭК на плате, адаптированного для работы в BD-пространстве можно интегрировать в САПР ПП (например, Altium Designer, CADSTAR). Ценность от результатов данной работы заключается: в повышении качества и сокращении сроков проектирования ПУ и, как следствие, ЭУ в целом.

Достоверность результатов. Достоверность и обоснованность полученных результатов, подтверждается теоретическим обоснованием, экспериментальной оценкой эффективности разработанных методик, моделей, алгоритмов и результатами внедрения в практику.

Внедрение результатов. Результаты диссертационной работы использованы в проектной деятельности на предприятие ООО «Измерительные технологии», в конструкторском отделе ООО «НПО «Поиск» и в учебном процессе кафедры проектирования и безопасности компьютерных систем Университета ИТМО. Практическое использование результатов работы подтверждено соответствующими документами (Приложение 1).

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы, докладывались и обсуждались на 13 конференциях различного уровня: XLI - XLV научных и учебно-методических конференциях Университета ИТМО (Санкт-Петербург, 2012-2016 г.); I - IV Всероссийских конгрессах молодых ученых (Санкт-Петербург, 2012-2015 г.); X Всероссийской научно-практической конференции «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике» (г. Оренбург, 2012 г.); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Информационные технологии в профессиональной деятельности и научной работе» (г. Йошкар-Ола, 2013 г.);

Международный конгресс по интеллектуальным системам и информационным технологиям «ГБ&ГТ» (пос. Дивноморское, 2013 г., 2014 г.).

Представляемая работа была выполнена при поддержке Правительства Санкт-Петербурга (гранты Санкт-Петербурга для студентов, аспирантов, молодых ученых, молодых кандидатов наук: серия ПСП № 12186 от 12.12.2012, серия ПСП № 13236 от 13.12.2013, серия ПСП №14274 от 05.12.2014).

Личный вклад автора. Все исследования, расчеты и полученные в диссертационной работе результаты получены лично автором под руководством научного руководителя.

Публикации.

По материалам диссертационных исследований опубликовано 18 научных работ, в том числе 4 статьи [46, 47, 51, 57] в журналах, включенных в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора и кандидата наук, 6 работ опубликованы в сборниках научных трудов всероссийских, региональных и международных конференций. По результатам исследований получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 1 11 наименований и 3 приложений. Материал изложен на 153 страницах, содержит 42 рисунка и 10 таблиц.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЕЧАТНЫХ УЗЛОВ В ТРЕХМЕРНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

1.1. Анализ САПР, используемых при трехмерном моделировании печатных узлов

В процессе проектирования ПУ разработчикам приходится иметь дело с различными САПР и решать проблемы, связанные с их совместимостью. В области приборостроения пользователям доступно большое количество САПР: EDA (англ. electronic design automation) - САПР печатных плат; MCAD (англ. mechanical computer-aided design) - машиностроительные САПР; ECAD (англ. electrical computer-aided design) - электротехнические САПР.

САПР печатных плат (САПР 1111) - это группа программ предназначенных для проектирования ЭУ, интегральных схем, ПУ. САПР ПП представляет собой сложный комплекс программ, обеспечивающий сквозной цикл, начиная с прорисовки принципиальной схемы и заканчивая генерацией управляющих файлов для изготовления фотошаблонов, сверления отверстий, сборки и электроконтроля [93]. К наиболее популярным САПР ПП относятся: Altium Designer; Mentor Graphics; PCB Design Studio; OrCAD; P-CAD; CADSTAR; BoardModeler Lite; DipTrace; KiCad [18, 57, 77, 94].

Машиностроительные САПР (МСАПР) - это группа продуктов, которая включает в себя ряд программ для двухмерного, трехмерного моделирования, конструирования, комплексных расчетов и многого другого. К наиболее популярным МСАПР относятся: AutoCad, КОМПАСА, T-FLEX CAD, SolidWorks, Pro/Engineer, CATIA [11, 98].

Электротехнические САПР - это группа программ предназначенных для создания различных схем, проектирования шкафов и панелей, проектирования кабелей и жгутов, формирования чертежей и конструкторской документации. К наиболее популярным относятся такие системы как: AutoCad Electric, EPLAN, КОМПАС Электрик, КОМПАС Кабелей и жгутов [93]. В данной работе будет проведен анализ САПР ПП и МСАПР используемых для проектирования ПУ в

3D-пространстве. Этап проектирования электротехнической составляющей детально затрагиваться в данной работе не будет.

По данным опроса российских пользователей САПР ПП и МСАПР, используемых для 3D-моделирования ПУ, проведенного на форуме electronix.ru и в результате анализа современного рынка САПР [105, 110], их предпочтения в процентном отношении представлены на рисунке 1.1.

■ AltiumDesigner 33,5% и BoardModeler Lite 13,5% яSolidWorks 34,5% иСАПА21,5%

И DipTrace 8,0% H KiCad 4,5% ш КОМПАС 3D 20,5% иT-FLEX CAD 8,5%

H Cadence OrCad 16,5% В Другие САПР ПП 22% я Autodesk 7,2% "Другие МСАПР 7,8%

Рисунок 1.1 - Данные опроса российских пользователей САПР

В результате анализа полученных данных видно, что наиболее популярной среди САПР ПП является система Altium Designer, а среди МСАПР система среднего уровня SolidWorks.

1.1.1. Анализ машиностроительных САПР

В МСАПР, как правило, проектируют сложные 3D-модели: конструктива платы, различных установочных изделий, крепежных деталей, корпусов ЭК и блоков моделей верхнего уровня. Осуществляют процесс компоновки и сборки ПУ и ЭУ, а также различные инженерные расчеты (механические и климатических параметров), так как данные САПР обладают широчайшим спектром возможностей. Для проектирования ПУ используют МСАПР среднего и высшего уровней [43, 67], особой популярностью пользуются МСАПР среднего уровня.

МСАПР не предназначены для проектирования электрических схем и топологии 1111, поэтому информация о ПУ попадает в МСАПР в результате импорта данных из САПР 1111. Взаимодействие между различными группами САПР основано либо на использовании прямого интерфейса связи (взаимодействие между модулями системы), либо на применении стандартизированных форматах обмена информацией.

Процесс разработки BD-моделей ПУ в МСАПР в целом очень похож и включает следующие основные этапы: импорт данных из САПР ПП, генерация импортированного файла, формирование габаритной BD-модели ПУ, разработку детализированной BD-модели ПУ средствами МСАПР.

Такие МСАПР как SolidWorks, КОМПАС BD, CATIA, T-FLEX CAD содержат специализированные модули (конвертеры), позволяющие разрабатывать 3D-модели ПУ посредством интеграции с современными САПР ПП [12,14, 34]. В результате работы конвертера, при передаче информации (топологии ПУ) из САПР ПП, формируется габаритная 3D-модель ПУ, которую необходимо дорабатывать с помощью инструментальных средств САПР [101]. В таблице 1.1 представлены основные возможности МСАПР, которые необходимо учитывать при проектировании ПУ в BD-пространстве [12].

Таблица 1.1 Основные возможности МСАПР при проектировании ПУ

Возможности МСАПР МСАПР

КОМПАС 3D Solid Works T-FLEX CAD Auto CAD CATIA

Наличие специализированного модуля для разработки 3D-моделей ПУ + + + - +

Импорт данных из САПР ПП в формате IDF + + + + +

Импорт данных из САПР ПП в формате STEP (AP 203, AP 214) + - ++ ++ - ++

Готовые библиотеки 3D-моделей корпусов ЭК + + - - +

Готовые библиотеки 3Б-моделей установочных изделий, крепежных деталей + + - - +

Поддержка формата STL - + - + +

Цена/производительность +/+ +/+ +/- +/- +/-

В результате проведенного анализа МСАПР можно сделать вывод, что среди МСАПР среднего уровня, поддерживающих возможность проектирования ПУ в 3D-пространстве, наиболее предпочтительной является система SolidWorks, обеспечивающая оптимальный показатель в соотношении цена/производительность.

1.1.2. Анализ САПР печатных плат

САПР 1111 изначально разрабатывались как двухмерные системы. Так как требования к процессам конструирования и производства постоянно усложняются, разработчики вынуждены расширять возможности САПР, за счет возможности 3D-моделирования, но не все САПР 1111 поддерживают данную возможность [38]. В плане реализации возможностей BD-моделирования даже самая продвинутая САПР ПП будет уступать МСАПР среднего и высшего класса.

Большинство САПР ПП представляет собой сложный комплекс программ, обеспечивающий полный цикл проектирования, начиная с создания библиотеки ЭК, прорисовки принципиальной схемы и заканчивая генерацией гербер-файлов для изготовления фотошаблонов, сверления отверстий, сборки и электроконтроля [76]. Этапы проектирования установочных изделий, крепежных деталей, жестких кабелей и жгутов, инженерные расчеты (климатические, механические) в САПР ПП осуществлять в полном объеме невозможно и поэтому необходимо прибегать к помощи сторонних САПР [3, 34, 56].

Большинство САПР ПП поддерживающих BD-моделирование ПУ используют 3D вьюверы (3D Viewer) системы трехмерной визуализации, позволяющие просматривать изображения 3D-моделей [18, 109]. К САПР ПП

поддерживающим возможность ЗЭ-моделирования относятся такие системы как: Altium Designer, CADSTAR, BoardModeler Lite, Cadence OrCad, DipTrace, KiCad [85, 90, 99].

В нашей стране наиболее популярной и востребованной САПР 1111, имеющей возможность работы в 3Э-пространстве, является система Altium Designer, продукт австрийской компании Altium (рисунок 1.1) [36, 81, 108]. Ранее на российском рынке данной компанией был представлен продукт P-CAD, пользующейся популярностью среди САПР 1111 и в настоящее время. Altium Designer одна из немногих САПР 1111, которая позволяет инструментальными средствами системы проектировать 3D-модели простой формы: конструктива платы, корпусов ЭК, установочных изделий, а также создавать видео с 3D-объектами, которое в дальнейшем можно применять для создания презентаций и роликов. В процессе проектирования в системе Altium Designer можно получить габаритные и детализированные 3D-модели ПУ, с помощью инструментальных средств системы и посредством импорта данных из сторонних САПР соответственно.

В таблице 1.2 представлены результаты анализа возможностей 3D-моделирования ПУ в наиболее популярных среди разработчиков САПР ПП [18, 56, 89, 102].

Таблица 1.2 - Возможности 3D-моделирования ПУ в САПР ПП

Возможности САПР печатных плат САПР печатных плат

Cadence OrCAD Altium Designer CAD STAR DIP Trace KiCad

3D -Viewer компонентов и платы + + + + +

3D -Viewer печатного узла в сборке с корпусом блока + + + + -

3D -Viewer трасс и межслойных отверстий + + + - -

Импорт 3D-моделей корпусов ЭК STEP, IDX STEP, ANF, DWG, IDX STEP, ACIS, STL 3DS, VRML, STEP, IGES WRL, VRML

Импорт 3D-моделей ПУ IDF, STEP IDF, STEP STEP, IDF STEP WRL, VRML

Импорт 3D-моделей корпусов блоков STEP STEP - - -

Импорт 3D-моделей установочных изделий STEP STEP STEP STEP WRL, VRML

Создание 3D-моделей корпусов ЭК средствами САПР - + - - -

Создание 3D-модели конструктива платы средствами САПР + + - - -

Автоматизированное создание 3D-моделей стандартных корпусов ЭК + + + + -

Готовые библиотеки 3D-моделей корпусов ЭК + + - - -

Готовые библиотеки 3D-моделей установочных изделий, крепежных деталей - - - - -

Интерактивное размещение ЭК с учетом высот + + - - -

В результате проведенного анализа САПР 1111 можно сделать вывод, что среди САПР 1111, поддерживающих возможность 3Э-моделирования ПУ наиболее предпочтительной является система Altium Designer. В отличие от других САПР, Altium Designer позволяет с помощью инструментальных средств системы создавать ЭБ-модели нестандартных корпусов ЭК простой формы (разъемов, средств индикации, трансформаторов, кнопок, переключателей).

1.2. Анализ современных подходов для синтеза и анализа проектных решений печатных узлов в трехмерном пространстве

1.2.1. Процедуры синтеза и анализа в проектировании печатных узлов

Сущность проектирования ПУ заключается в принятии проектных решений, обеспечивающих выполнение будущим ЭУ предъявляемых к нему требований. Синтез проектных решений - основа проектирования. От успешного выполнения процедуры синтеза в определяющей мере зависят потребительские свойства ЭУ. Анализ является необходимой составной частью проектирования, служащей для верификации принимаемых проектных решений. Именно процедура анализа позволяет получить необходимую информацию для целенаправленного выполнения процедур синтеза в итерационном процессе проектирования. Поэтому синтез и анализ неразрывно связаны [21, 70].

Синтез подразделяют на параметрический и структурный. Проектирование начинается со структурного синтеза (СС), при котором генерируется принципиальное решение (например, облик будущего ЭУ, принцип его действия или функциональная схема). Прежде чем приступить к верификации проектного решения, нужно задать или рассчитать значения необходимых параметров, то есть, выполнить процедура параметрического синтеза (ПС). Например, результатами ПС могут быть геометрические размеры корпусов ЭК, деталей или параметры ЭК в электронной схеме и др.

Часто задача ПС может быть сформулирована как задача определения значений параметров элементов, наилучших с позиций удовлетворения требований ТЗ при неизменной структуре проектируемого ПУ. Тогда ПС называют параметрической оптимизацией (оптимизацией). Процедуры ПС в САПР либо выполняются человеком в процессе многовариантного анализа (в интерактивном режиме), либо реализуются на базе формальных методов оптимизации (в автоматическом режиме). К вспомогательным средствам относятся базы типовых проектных решений, системы обучения проектированию,

программно-методические комплексы верификации проектных решений, унифицированные языки описания ТЗ и результатов проектирования [18].

Задачи СС проектируемых объектов являются трудно формализуемыми. Структурный синтез, как правило, выполняют в интерактивном режиме при решающей роли разработчика, а САПР играет вспомогательную роль. Задачи конструкторского проектирования ПУ являются примерами успешной автоматизации структурного синтеза. СС заключается в преобразовании описаний проектируемого ПУ: исходное описание содержит информацию о требованиях к свойствам ПУ, об условиях его функционирования, ограничениях на элементный состав и т.п., а результирующее описание должно содержать сведения о структуре, то есть о составе элементов и способах их соединения и взаимодействия.

Методы решения задач СС в связи с трудностями формализации не достигли степени обобщения и детализации, свойственной математическому обеспечению процедур анализа. Достигнутая степень обобщения выражается в установлении стандартной последовательности действий и используемых видов описаний при их преобразованиях в САПР. Как правило, это ТЗ на проектирование, по нему составляют описание на некотором формальном языке, являющемся входным языком используемых САПР.

Для развития подсистем синтеза в САПР одной из важных задач является разработка и унификация языков представления описаний (спецификаций). Каждый язык, поддерживая выбранную методику принятия решений, формирует у пользователей САПР - разработчиков технических объектов - определенный стиль мышления; особенности языков непосредственно влияют на особенности правил преобразования спецификаций. Примером унифицированного языка описания проектных решений является язык Express - универсальный язык спецификаций для представления и обмена информацией в компьютерных средах.

Процедуры анализа заключаются в исследовании проектируемого ПУ или его описания, направленном на получение полезной информации о свойствах ПУ. Цель анализа - проверка работоспособности ПУ. К МО анализа относятся

математические модели, численные методы, алгоритмы выполнения проектных процедур.

Вычислительный процесс при анализе состоит из этапов формирования модели и ее исследования (решения). В свою очередь, формирование модели включает две процедуры: во-первых, разработку моделей отдельных компонентов, во-вторых, формирование модели системы из моделей компонентов. Первая из этих процедур выполняется предварительно по отношению к типовым компонентам вне маршрута проектирования ПУ. Как правило, модели компонентов разрабатываются специалистами в прикладных областях, причем знающими требования к моделям и формам их представления в САПР.

Процесс конструкторского проектирования ПУ в САПР, как правило, проводится в интерактивном режиме при оперировании геометрическими моделями, то есть математическими объектами, отображающими форму элементов, состав сборочных узлов и различные дополнительные параметры (масса, момент инерции, цвета поверхности и т. п.). Под математическим обеспечением (МО) геометрического моделирования в САПР, понимаются, прежде всего, модели, методы и алгоритмы для геометрического моделирования и подготовки проектных решений к визуализации.

В ЭЭ-моделировании различают каркасные (проволочные), поверхностные и твердотельные (объемные) модели. Для ЗЭ-моделирования составляющих ПУ используются твердотельные модели. Они отличаются тем, что в них в явной форме содержатся сведения о принадлежности элементов внутреннему или внешнему по отношению к объекту пространству.

В настоящее время применяют следующие подходы к построению геометрических моделей:

• задание граничных элементов - граней, ребер, вершин;

• кинематический метод, согласно которому задают двумерный контур и траекторию его перемещения, след от перемещения контура принимают в качестве поверхности детали;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кузнецова Ольга Валерьевна, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абраимов А.А. Новинки САПР. Конвертор трехмерных моделей печатных плат САПР «Компас 3D» // EDA EXPERT. - М. - 2003. - С. 62-63.

2. Абрайтис Л.Б. Автоматизация проектирования ЭВМ / Л.Б. Абрайтис, Р.И. Шейнаускас, В.А. Жилевичюс. - М.: Сов.радио, 1978. - 272 с.

3. Аведьян А.Б. Совместимость данных - основа информационного взаимодействия современных САПР/ А.Б. Аведьян, М. С. Колонтаев // Машиностроение и смежные отрасли. - М. - 2005. - № 2(20). - С. 44-47.

4. Аверин С.В. Проектирование печатных плат устройств силовой электроники на основе САПР OrCAD. - М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2009. - 88 с.

5. Алямовский А.А. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике / А.А. Алямовский, Е.В. Одинцов, Н.Б. Пономарев, А.А. Собачкин, А.И. Харитонович. - СПб: БХВ-Петербург, 2005. - 394 с.

6. Анисимов В.И. Методика построения встраиваемых подсистем организации процесса распределенного проектирования / Анисимов В.И., Башкатов А.С. // Известия СПбГЭТУ, 2011. - № 1. - С. 21-24

7. Бадулин С.С. Автоматизированное проектирование цифровых устройств. - М.: Радио и связь, 1981. - 238 с.

8. Басов К.А. CATIA и ANSYS. Твердотельное моделирование. - М.:ДМК Пресс, 2009. - 197 с.

9. Батищев Д.И. Методы оптимального проектирования. М.: Радио и связь, 1984.

- 248 с.

10. Бахтин Б.И. Автоматизация в проектировании и производстве печатных плат радиоэлектронной аппаратуры. - Л.: Энергия,1979. - 120 с.

11. Берлинер Э.М. САПР в машиностроении / Э.М. Берлинер, О. В. Таратынов.

- М.: Форум, 2014. - 448 с.

12. Бершадский A.M. Применение графов и гиперграфов для автоматизации конструкторского проектирования РЭА и ЭВА. Изд. Саратовского университета, 1983. - 120 с.

13. Большаков В.П. Инженерная и компьютерная графика. Практикум. - СПб: БХВ-Петербург, 2004. - 592 с.

14. Бондарик В.М. Системы автоматизированного проектирования: Учебное пособие для студ. спец. «Электронно-оптические системы и технологии» дневной и заочной форм обуч. - Мн. БГУИР. - 2006. - 272 с.

15. Бочков А.Л. Независимое тестирование: импорт графической информации из КОМПАС 3D / А.Л. Бочков, В.П. Большаков // Аскон. - 2010. - 7 с.

16. Бухтеев А. Неизвестный CADSTAR // EDA EXPERT. -М. - 2004. - № 4 (87). - С. 42-44.

17. Бухтеев А. Неизвестный САПР страны восходящего солнца - продукты компании Zuken // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. - М. - 2004. -№ 2. - С. 34-35.

18. Васильев А.Н. Автоматизация проектирования и технология производства печатных плат: Учебное пособие // А.Н. Васильев, В.А. Овчинников, В.В. Лебедев. - Тверь: ТГТУ. - 2009. - 234 с.

19. Билибин К.И. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры: Учебник для вузов / К.И. Билибин, А.И. Власов, Л.В. Журавлева и др. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 210 с.

20. Викулов Ю.Н. KiCad Редактор печатных плат PCBNEW / Ю.Н. Викулов,

A.А. Федорушков, И.А. Плятов. - М. - 2010. - 92 с.

21. Герасимов И.В. Парадигма виртуальности: место и роль в проектной деятельности / И.В. Герасимов, В.А. Калмычков, Л.Н. Лозовой, И.В. Матвеева // Известия «ЛЭТИ». - СПб.: Издательство СПбГЭТУ, 2008. -- № 1. - С. 3-8.

22. Герасимов И.В. Компьютерные информационные технологии в контексте автоматизации проектирования изделий электроники / И.В. Герасимов, С.А. Кузьмин, Л.Н. Лозовой, А.В. Никитин // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Серия «Информатика, управление и компьютерные технологии». - СПб.: Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2010. - Вып. 9. - С. 39-46.

23. Гладков Л. А. Биоинспирированные методы в оптимизации / Л. А. Гладков,

B. В. Курейчик, В. М. Курейчик. - М: Физматлит, 2009. - 384 с.

24. ГОСТ 2.123-93. Единая система конструкторской документации. Комплектность конструкторских документов на печатные платы при автоматизированном проектировании. - Введ. 1995-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1995. - 8 с.

25. ГОСТ 2.417-91. Единая система конструкторской документации. Платы печатные. Правила выполнения чертежей. - Введ. 1992-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 4 с.

26. ГОСТ 20406-75. Межгосударственный стандарт платы печатные. Термины и определения. - Введ. 1976-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1976. - 11 с.

27. ГОСТ 23751-86. Платы печатные. Основные параметры конструкции. -Введ. 1987-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 1987. - 17 с.

28. ГОСТ Р ИСО 10303-11-2000. Системы автоматизации производства и их интеграция. - Введ. 2001-07-01. - М. : Изд-во стандартов, 2001. - 151 с.

29. ГОСТ Р ИСО 10303-21. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 21. Методы реализации. Кодирование открытым текстом структуры обмена. [Текст]. - Переиздание. - М.: Издательство стандартов, 2003. - 57 с.

30. ГОСТ Р ИСО 10303-46. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 46. Интегрированные обобщенные ресурсы. Визуальное представление. - М.: Издательство стандартов, 2003. - 150 с.

31. Гореткина. Е. Перспективы развития САПР // PC Week/RE. - М. - 2007. -№35(593). - 7 с.

32. Гречка М. Altium Designer и Autodesk Invertor новые возможности взаимодействия // Cadmaster. - М. - 2010. - №2. - С. 18-20.

33. Дарахвелидзе П. Г. Программирование в Delphi 7/ П. Г. Дарахвелидзе, Е. П. Марков. - СПб.: БХВ-Петербург, 2003. -784 с.

34. Долгих Э. А. Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении: учеб. пособие / Э. А. Долгих, А. В. Сарафанов, С. И. Трегубов // - Красноярск: ИПК СФУ. - 2008. - 130 с.

35. Елисеев В.Г. Автоматизация проектирования в программном комплексе Т-Flex / В.Г. Елисеев, В.М. Коробов, Н.Н. Милованов. - М.: МИФИ, 2010. - 148 с.

36. Илюкин О.А. Российская документация по Altium Designer. Учебное пособие [Электронный ресурс]: Вики по Altium. - Австралия: Altium Limited, 2011. - Режим доступа: wiki.altium.com./ свободный.

37. Каленкович Н.И. Основы конструирования радиоэлектронной аппаратуры // Н.И. Каленкович, Н.С. Образцов, А.М. Ткачук. - Мн.:БГУИР, 2006. - 150 с.

38. Кечиев Л. Н. Проектирование печатных плат для цифровой быстродействующей аппаратуры. - М.: ООО «Группа ИДТ», 2007. - 616 с.

39. Кольтюков Н.А. Основы компьютерного проектирования и моделирования: лабораторные работы. - Тамбов: Изд-во Тамб. Гос. техн. ун-та, 2010. - 48 с.

40. Концевич В.Г. Твердотельное моделирование в Autodesk Invertor.- М.:ДМК Пресс, 2007. - 672 с.

41. Котов С. О. Прототипирование. [Электронный ресурс]: Альянс разработчиков программного обеспечения. - Электрон. дан. - 2008. - Режим доступа: http://www.silicontaiga.ru/home.asp?artId=6494 /свободный

42. Кофанов Ю. Н. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности радиоэлектронных средств: Учебник / Ю. Н. Кофанов. М.: Радио и связь, 1991. - 360 с.

43. Круглов С.А. О повышении эффективности САПР на производстве // Геопрофи. - Санкт-Петербург: Академия САПР и ГИС, 2007. - С. 68-69.

44. Кузнецова О.В. Разработка методов трехмерного моделирования печатной платы в САПР электронных устройств // Аннотированный сборник научно-исследовательских выпускных квалификационных работ магистров НИУ ИТМО. - 2014. - С. 44-47.

45. Кузнецова О.В. Анализ методов формирования трехмерной модели печатной платы в системах T-FLEX и CADSTAR // Сборник трудов молодых ученых, аспирантов и студентов научно-педагогической школы кафедры проектирования и безопасности компьютерных систем «Информационная безопасность, проектирование и технология элементов и узлов компьютерных систем». - СПб. - 2011. - Вып. 2. - С. 16-18.

46. Кузнецова О.В. Алгоритм размещения электронных компонентов на печатной плате / О.В. Кузнецова, Е.Б. Романова // "Вестник компьютерных и информационных технологий". - М.:ООО "Издательский дом "Спектр", 2014. -№9 (09). - C. 29-34.

47. Кузнецова О.В. Метод проектирования трехмерного печатного узла / О.В. Кузнецова, Е.Б. Романова // Научно-технический вестник СПб ГУ ИТМО -

2011. - № 03(73). - C. 105-111.

48. Кузнецова О.В. Метод трехмерного моделирования печатного узла / О.В. Кузнецова, Е.Б. Романова, Ю.А. Гатчин // Труды конгресса по интеллектуальным системам и информационным технологиям "IS&IT'14". -2014. - С. 235-238.

49. Кузнецова О.В. Методика разработки 3D-модели печатной платы в КОМПАС-3D // Альманах научных работ молодых ученых НИУ ИТМО. -

2012. - С. 131-134.

50. Кузнецова О.В. Методика трехмерного моделирования печатной платы в Altium Designer // Сборник трудов молодых ученых, аспирантов и студентов

научно-педагогической школы кафедры проектирования и безопасности компьютерных систем. Часть 2. - НИУ ИТМО, 2012 . - С. 72-75.

51. Кузнецова О.В. Организация библиотек в Altium Designer / О.В. Кузнецова, Е.Б. Романова // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - СПб: НИУ ИТМО, 2013. - № 03(85). - C. 160-161.

52. Кузнецова О.В. Разработка методов и алгоритмов трехмерного моделирования печатных узлов // Сборник работ аспирантов Университета ИТМО, победителей конкурса грантов Правительства Санкт-Петербурга. -СПб. - 2014. - С. 122-134.

53. Кузнецова О.В. Рекомендации по применению методики 3D-моделирования печатной платы в Altium Designer // Научные работы участников конкурса "Молодые ученые НИУ ИТМО". - СПб: НИУ ИТМО, 2012. - С. 114-118.

54. Кузнецова О.В. Рекомендации по применению методики 3D-моделирования печатной платы в КОМПАС-3D / О.В. Кузнецова, Е.Б. Романова// Сборник X Всероссийской научно-практической конференции. - Оренбург: ОГУ, 2012. - С. 271-273.

55. Кузнецова О.В. Рекомендации по размещению электронных компонентов на печатной плате / О.В. Кузнецова, Е.Б. Романова, Ю.А. Гатчин // Труды конгресса по интеллектуальным системам и информационным технологиям "IS&IT'13". - 2013. - Т. 3. - С. 36-37.

56. Кузнецова О.В. Сравнительный анализ P-CAD 2006 и Altium Designer 2012 / О.В. Кузнецова, Е.Б. Романова, А.Г. Коробейников // NB: Кибернетика и программирование. - СПб. - 2013. - Вып. № 6. - С.17-27.

57. Кузнецова О.В. Трёхмерное моделирование печатного узла / О.В. Кузнецова, Е.Б. Романова // Научно-технический вестник СПб ГУ ИТМО. -2011. - № 06(76). - 139 с.

58. Кузнецова О.В. Алгоритм размещения электронных компонентов, адаптированный для работы в трехмерном пространстве. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2015613641 зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 20.03.2015 / О.В. Кузнецова, Е.Б. Романова. - М: ФГБУ ФИПС, 2015.

59. Кузнецова О.В. Методы повышения эффективности проектирования объемных печатных узлов в различных системах автоматизированного

проектирования // Альманах научных работ молодых ученых Университета ИТМО. Том 2.- 2015. - С. 78-81.

60. Курейчик В.В. Теория эволюционных вычислений / В.В. Курейчик, В.М. Курейчик, С.И. Родзин. - Издательство: Физматлит. - 2012. - 260 с.

61. Ладогубец В.В. Пути повышения эффективности программных средств САПР / В.В. Ладогубец, А.Д. Финогенов. - Киев: Национальный технический университет Украины «КПИ», 2005. - С. 472-473.

62. Лузин С.Ю. Модели и алгоритмы автоматизированного проектирования радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры: учеб. пособие / С. Ю. Лузин, Ю. Т. Лячек, Г. С. Петросян, О. Б. Полубасов. - СПб.: БХВ-Петербург, 2010. - 224 с.

63. Лузин С.Ю. Автоматизация проектирования печатных плат. Система топологической трассировки TopoR. / С.Ю. Лузин, Ю.Т. Лячек, О.Б. Полубасов // СПб, СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2005. - 163 с.

64. Мактас М.Я. Проектирование узлов РЭС в САПР SolidWorks: сборник лабораторных работ (часть 4). - Ульяновск: УлГТУ, 2011. - 59 с.

65. Малюх В. Введение в современные САПР. - М.:ДМК Пресс, 2014. - 192с.

66. Махлин Е. Печатный Монтаж. Разработка электронных устройств в кризис. Как повысить эффективность // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. -2009. - № 2. - С. 90-91.

67. Модуль NX PCB Exchange для интеграции с ECAD системами. [Электронный ресурс]: NS Labs. - 2014. - 6 с. Режим доступа: http://www.nslabs.ru/articles/?child_id=19/ свободный

68. Мосягин А.Ю. Автоматизация раскладки кабелей и жгутов по 3D-модели приборов / А.Ю. Мосягин, В.И. Кулешов. Сибирский Федеральный Университет. - Т. - 2014. - 8 с.

69. Научно-исследовательский Центр CALS - технология «Прикладная Логистика». Госстандарт России. Методология функционального моделирования IDEF0. Руководящий документ. - М. - 2000. - 75 с.

70. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования. - М.: Изд-во МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2006. - 448 с.

71. Петухов Г.А. Алгоритмические методы конструкторского проектирования узлов с печатным монтажом / Петухов Г.А., Г.Г. Смолич, Б.И. Юлин. - Москва: Издательство «Радио и связь», 1987. - 152 с.

72. Пешков В.Н. Использование CircuitWorks //EDA Express. - М. - 2012. - № 20. - С. 9-15.

73. Пивненко В.А. Реперные знаки, как неотъемлемый элемент успешного дизайна печатных плат //ДП «ЭКРАН». - М. - 2007. - №05. - С. 1-6.

74. Потапов Ю. CADSTAR 3D - трехмерная верификация проектов печатных плат // EDA EXPERT. - 2006. - № 10 (113). - С. 88-89.

75. Похилько А.Ф. Комплексное проектирование узлов РЭС с использованием САПР PCAD в системах 3D моделирования (КОМПАС 3D, SolidWorks): методические указания. - Ульяновск: УлГТУ, 2009. - 40 с.

76. Пранович В. Altium Designer (build 7.х). Проект многослойной печатной платы: определение классов цепей и компонентов // Технологии в электронной промышленности. - М. - 2008. - № 7 - С. 36-41.

77. Романова Е.Б. Технология проектирования печатных плат в САПР P-CAD-2006 / Н.Ю. Иванова, А.С. Петров, В.И. Поляков, Е.Б. Романова. Учебное пособие. ИТМО. - СПб. - 2009. - 166 с.

78. Романова Е.Б. Импорт проектов из P-CAD в Altium Designer // Инструменты APM. - СПб. - 2012. - С. 70-72.

79. Романова Е.Б. Инструментальные средства конструкторского проектирования электронных средств: Учебное пособие. / Н.Ю. Иванова, Е.Б. Романова. - СПб.: НИУ ИТМО, 2013. - 121 с.

80. Сабунин А.Е. Altium Designer - Обеспечение целостности сигнала на печатной плате // Современная электроника. - М. - 2010. - № 8. - С. 58-65.

81. Сабунин А.Е. Altium Designer 14: обзор новых возможностей. // Современная электроника № 9. - М. - 2013. - С. 64-67.

82. Сабунин А.Е. Altium Designer Summer 08 - разработка библиотек и моделей компонентов // Современная электроника. - М. - 2008. - С.56-63.

83. Сабунин А.Е. Altium Designer Summer 08 - Разработка правил проектирования для печатной платы // Современная электроника. - М. - 2008. -С. 2-9.

84. Сабунин А.Е. Altium Designer Winter 09. Добавление механических деталей на печатную плату // Современная электроника.- М. - 2009. - № 3. - С.2-6.

85. Сабунин А.Е. Altium Designer. Новые решения в проектировании электронных устройств. - М.: Солон-Пресс, 2009. - 432 с.

86. Сабунин А.Е. Импорт проектов из различных САПР ПП в программу Altium Designer // Современная электроника. - М. - 2009. - № 8. -С. 42-49.

87. Сарафанов А. В. Проблемы сквозного проектирования печатных узлов для изделий электронных средств / А. В. Сарафанов,В. С. Ереско, А. М. Фень, С. И. Трегубов, А. С. Некрасов // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева. - В. 1(22). -Ч.2 - Красноярск: СибГАУ, 2009. - C. 19-23.

88. Селютин, В.А. Машинное конструирование электронных устройств. - М., Сов.радио, 1977. - 384 с.

89. Сергеев А. OrCAD Library Builder: новая программа для создания библиотек компонентов // Современная электроника. - М. - 2014. -№7. - С. 66-69.

90. Сергеев А. Интеграция программных платформ Cadence и Ansys для полного электромагнитного анализа печатных плат // Современная электроника.

- М. - 2012. - № 3. - С. 72-76.

91. Сергеев А. Предтопологический анализ целостности сигналов в среде Cadence Allegro PCB // Современная электроника. - М. - 2012. - № 9. - С. 50-55.

92. Снегирев М.В. Исследование возможностей форматов IDF и STEP при экспорте из САПР Altium Designer в SolidWorks / М.В. Снегирев, Е.С. Аметов.

- Томь: ТПУ, 2013. - С. 363-364.

93. Суханов Ю., О «новом взгляде» на классификацию САПР / О. Ефанов, Ю. Береза // Машиностроение и смежные отрасли. - 2007. - № 6. - С. 15-23.

94. Суходольский В.Ю. Конверсия данных P-CAD 200X в формат Altium Designer // CADmaster . - 2011. - № 1. - С. 66-69.

95. Суходольский В.Ю. Формирование комплекта конструкторской документации по ЕСКД в тандеме САПР Altium Designer - AutoCAD // CADmaster. - М. - 2011. - №5. - С. 84-89.

96. Теверовский Л.В. Компас -3D в электротехнике и электронике. - М.:ДМК Пресс, 2009. - 168 с.

97. Чечетка А.А. Формат JT как основа единой интероперабельной платформы разработки // CAD/CAM/CAE Observer. - 2007. - №1 (31) . - С. 25-29.

98. Яблочников Е.И., ИПИ-технологии в приборостроении / Е.И. Яблочников, Ю.Н. Фомина / Учебное пособие. - СПб: СПбГУИТМО, 2009. - 128 с.

99. Яковлева Е.М. Использование САПР DipTrace для автоматизации проектирования печатных плат / Е.М Яковлева, А.А. Вичугова // Прикладная информатика. - 2008. - № 6 (18). - С. 44-50.

100. Яковлева Е.М. Разработка BD-моделей печатных плат электронных устройств в САПР CATIA // Вестник науки Сибири. - Т. - 2012. - № 1 (2). - С. 159-165.

101. Ю.В. Гуляев. Открытые системы. Интероперабельность // Информационные технологии и вычислительные системы. - 2009. - № 5. - С. 7-15.

102. Altium Live Forum [Электронный ресурс]. - Sydney: Altium Limited. Vias of the same net show clearance violation when touching exactly. - Режим доступа: http://forum.live.altium.com/posts/206019/ свободный

103. Altium. Integrating MCAD Objects and PCB Designs // Tutorial. - 2008. -TU0132 (v1.1) July 14. - 21 p.

104. Bauersfeld G., Essman C., Lohle H. Ein Algorithmus zur Ferstellung der Isomorphie von Endlichen Graphen. Computing. -1979. - pp.159-168.

105. Electronics Forums [Электронный ресурс]. - Houston: XenForo Ltd. - Режим доступа: http://www.electronicspoint.com/threads/eagle-pcb-help-with-drc-errors.25158/ свободный

106. Fröhlich Dr. Arnulf. Сравнение 3D-форматов. Исследование компании PROSTER AG // CAD/CAM/CAE Observer. - 2011. - №4 (64) . - С. 53-62.

107. Gatchin Y.A., Romanova E.B., Korobeynikova M.A. RP-technologies in designing the radio-electronic equipment. Proceedings of the International Scientific Conferences «Intelligent Systems (IEEE AIS'04)» and « Intelligent CAD's (CAD-2004)». Scientific publication in 3 vollumes. - Moscow: Physmathlit, 2004. - 3 p.

108. Hoffman C.M. Group theoretic algorithms and graph isomorphism // Lecture Notes in Computer Science. - Berlin. - 1982. - v. 136

109. Istvan Nagy. High-speed Digital Board Design with Altium Designer. Electronics Design Engineer, Blue Chip Technology [Электронный ресурс]. - 2011. - Режим доступа: http://www.bluechiptechnology.co.uk/~bluedownloads/Single/ свободный

110. Jason Cong, Joseph R. Shinnerl, Min Xie, Tim Kong, Xin Yuan. Large-Scale Circuit Placement. ACM Transactions on Design Automation of Electronic Systems. - 2005. - № 2. - Vol. 10.

111. LEDAS Geometry Comparison. First Release of LGC Available for Licensing. [Электронный ресурс]. - Режим доступа:

http://ledas.com/products/geometry_comparison/ свободный.

Приложение 1. Акты о внедрении результатов диссертационной работы

Директор ООО

«УТВЕРЖДАЮ» ООО «НПО «ПОИСК»

« //» Л?

З.Б. Клюнина

2016 г.

ч

У

АКТ

внедрения результатов диссертационной работы Кузнецовой Ольги Валерьевны, выполненной на тему «Модели и алгоритмы автоматизированного проектирования печатных узлов на основе трехмерного моделирования»

Комиссия в составе: председатель Болдышев В.Ф., члены комиссии Клюнин О.С. и Большаков Е.А. - составила настоящий акт о том, что ряд результатов, полученных в диссертационной работе Кузнецовой О.В., использовался при разработке пультов управления стендов А-1865.00.000.

В частности, использованы следующие результаты:

1. Модели и алгоритмы автоматизированного проектирования печатных узлов в трехмерном пространстве систем автоматизированного проектирования печатных плат.

2. Модели и алгоритмы автоматизироиянного проектирования печатных узлов в машиностроительных системах автоматизированного проектирования.

Использование перечисленных результатов диссертационной работы Кузнецовой О.В. позволило повысить качество электронных устройств пультов управления стендов А-1865.00.000 и сократить сроки выполнения проектов.

Председатель комиссии, ,

Члены комиссии:

к.т.н.

Е.А. Большаков

«УТВЕРЖДАЮ»

ор

>1е

А.В. Венгер

АКТ

теЛ1Шы&-тСхнологии>>

внедрения техническим отделом ООО «Измерителен результатов диссертационной работы Кузнецовой Ольги Валерьевны

Настоящий акт подтверждает, что ряд результатов, полученных в диссертационной работе Кузнецовой О.В. - разработанные методики проектирования печатных узлов в трехмерном пространстве в системах автоматизированного проектирования печатных плат и машиностроительных системах автоматизированного проектирования, внедрены на предприятии ООО «Измерительные технологии». Методики были использованы при разработке следующих электронных устройств: измерителей-регуляторов (температуры, мощности), частотомеров, реле времени, преобразователей интерфейсов и блоков управления (дозатором, тиристорами).

Использование научно обоснованных технических решений позволило автоматизировать процессы проектирования электронных устройств, повысить качество разработанных электронных устройств и сократить сроки выполнения проектов.

Руководитель технического отдела

П.А. Голубков

Приложение 2. Примеры работы скриптов для автоматизированного

формирования элементов чертежа

Координатной сетки (прямоугольной или полярной) и автоматизированного формирования разреза многослойной печатной платы (стек слоев) в системе Altium Designer.

1. Координатная сетка

Рисунок 1. - Координатная сетка в прямоугольной системе координат с шагом 2,5 мм

[ | I I I I I I I I I | I I I I I I I I I | I I I I I I I I

Рисунок 2. - Координатная сетка в прямоугольной системе координат с шагом 5,0 мм.

координатная сетка с шагом 2,5° и начальным углом 180° (б)

Tools Auto Route Reports Window Help

Рисунок 4. - Координатная сетка в системе Altium Designer 2. Разрез многослойной печатной платы.

Рисунок 5. - Стек слоёв

Стек состоит из четырёх проводящих слоёв и пяти диэлектрических, косые параллельные линии для сигнальных слоёв и косая решётка для диэлектрических слоёв.

Рисунок 6. - Стек слоёв в системе Altium Designer

Приложение 3. Маршрут проектирования печатных узлов в 3Б-пространстве с использованием САПР печатных

плат и машиностроительных САПР