Реферати

Реферат: Задачі автоматизації процесу проектування

Особливості монополізму в економіці Республіки Бєларус. Поняття монополії в інтерпретації різних учених. Сутність і причини виникнення монополії в економіці. Монополізм у Республіки Бєларус: передумови й особливості. Проблеми і перспективи антимонопольного регулювання в Бєларусі на сучасному етапі.

Моє відношення до героїні драми Островського «Гроза». Театральний критик А. Купель добре сказав про Островськом, що він «людина мирська, пише своїх героїв, тіснившись спинами і стукаючись потилицями».

Сутність і уроки реалізації НЕП у СРСР. Вивчення основних передумов і задач Нової економічної політики (НЕП) у СРСР. Селянські хвилювання 1920-1921 р. Головна мета Непа - відновлення товарно-грошових відносин. Перехід від адміністративно-командних методів керування до економічного.

Культура сімейних взаємин у різних народів. Види брачно-сімейних відносин у первісному суспільстві. Матриархатние і патриархатние відносини. Проголошення рівності підлог перед законом. Особливості сімейних відносин у язичеській і християнській культурі. Шлюб у Древньому світі і Середньовіччі.

Архітектурна композиція. Що таке архітектурно-просторової форми, їхні властивості і роль у створенні єдності архітектурної композиції з безлічі складових. Вивчення композиції об'ємно-просторової форми, опис її геометричного виду і властивостей, сфери застосування.

МЕТОДОЛОГІЯ РІШЕННЯ ПРОЕКТНИХ ЗАДАЧ За ДОПОМОГОЮ КОШТІВ ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

Конструювання машин є областю інженерної діяльності, найбільш складною для автоматизації. Розробка теорії і методів автоматизації конструювання перебуває ще в початковій стадії. Автоматизовані головним чином різні обчислювальні операції, пов'язані з конструюванням. Задачею автоматизації проектування є створення комплексних автоматизованих систем підготовки виробництва в машинобудуванні, що виконують крім розрахунку вибір найбільш раціональних технологічних і конструкторських рішень, компонування машин з становлячих їх елементів, підбір цих елементів, технологічне проектування, видачу проектної документації в готовому вигляді і т. п.

1. ЗАДАЧІ АВТОМАТИЗАЦІЇ ПРОЦЕСУ ПРОЕКТУВАННЯ

Для визначення задач автоматизації проектно-конструкторського процесу розглянемо процентне співвідношення різних проектних процедур.

Статистичне обстеження ряду общемашиностроительних і станкобудівний підприємств показує (табл. 1), що в прямих витратах часу, які безпосередньо служать процесу конструювання, креслярські роботи складають більше за 30 %, в той час як творчі елементи проектних робіт-тільки 15%. Частка обчислювальних робіт в порівнянні з проектними і креслярськими роботами в процентному відношенні досить незначна. Інші, так звані непрямі проектні роботи, що займають приблизно одну третину загального часу на конструювання, можуть бути в основному охарактеризовані як «рутинні» етапи, які по тимчасових витратах приблизно рівноцінні.

Розподіл окремих видів робіт в фазі проектування приведений в табл. 2.

Результати представлених обстежень виразно показують, що на «рутинні» процедури доводиться

1. Співвідношення між процедурами процесу конструювання

Види процедур

Час окремих

операцій, %

Види витрат часу

Проектування

15

Розрахунки

4

Вичерчиваніє

33

Прямою

Інші робіт

10

Складання специфікацій

5

Контроль креслень

6

Пошук деталей,

що повторюються 2

Складання описів

12

Непрямий

Попереднє нормування

3

Пошук аналогів проекту

1

Переписка

3

Інші роботи

6

2. Розподіл видів робіт на основних етапах конструювання

Вигляд процедури

Витрати часу на етапах розробки, %

загального

вигляду

вузлів

деталей

Проектування

6

25

5

Розрахунки

2

3

3

Вичерчиваніє

8

23

25

велика частка тимчасових витрат в процесі проектування, причому деталировка і надалі залишається «рутинною» роботою незалежно від вигляду і організації проектування майже на всіх підприємствах машинобудування. Тому першим напрямом раціоналізації процесу проектування було прагнення автоматизувати «рутинні» етапи за допомогою коштів обчислювальної техніки. На сьогоднішній день найбільші успіхи досягнуті при автоматизації розрахунків і розробці різного вигляду текстової і табличної документації, в пошуку аналогів машин і деталей. До кінця не вирішений, через істотні труднощі, питання про автоматизацію креслярсько-графічних робіт.

Накопичений досвід показує, що автоматизація проектування - це область ефективного використання ЕОМ. Але в той же час стає ясним, що головний напрям тут - не автоматизація окремих етапів проектування, не алгоритми інженерних розрахунків, а зав'язка проекту, коли тільки прорисовиваются контури майбутньої конструкції, яка повинна відповідати початковим задумам. Такий підхід засновується на прагненні здійснити основну задачу - підвищити якість проектних рішень, що приймаються за рахунок застосування методів оптимального проектування.

Автоматизація ж «рутинних» операцій звільняє конструктора для творчої діяльності і підвищує продуктивність процесу проектування на оформительских етапах робіт. Однак автоматизація тільки окремих операцій, наприклад, за рахунок введення креслярських автоматів або широкого використання ЕОМ для проведення інженерних розрахунків не вносить істотних змін в терміни проектування.

2. СХЕМА РІШЕННЯ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИХ ЗАДАЧ ЗА ДОПОМОГОЮ КОШТІВ ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

Основним технологічним засобом автоматизації проектування в машинобудуванні є цифрова ЕОМ, що оперує з інформацією, представленою в цифровій формі і фізично існуючою у вигляді різних станів їх елементів. Тому виникає необхідність в розробці методів перетворення різноманітної конструкторської документації в цифрову форму і представленні всіх задач і елементів процесу проектування тільки у вигляді операцій над числами і логічними виразами з доведенням їх до алгоритмів і машинних програм. Але при автоматизації проектно-конструкторського процесу потрібно постійно пам'ятати, що ЕОМ - це допоміжний засіб, а не заміна конструктора. Найбільш ефективно обчислювальна техніка може бути використана, коли є математичні моделі, що описують об'єкт проектування і що імітують його функціонування в заданому навколишньому середовищі.

Для дійсного ефективного використання автоматизованих методів і коштів проектування необхідно враховувати, що будь-який експерт, в тому числі і генеральний конструктор, володіє цілком визначеними і, на жаль, вельми обмеженими фізіологічними можливостями обробки інформації. Отже, необхідна декомпозиция проблеми. Останнє означає, що для автоматизації потрібно система процедур, що дозволяє конструктору на основі обмеженої інформації вести направлений пошук оптимальних параметрів нових технічних засобів.

Основна проблема автоматизації проектування в цей час пов'язана не тільки і не стільки з питаннями вдосконалення коштів обчислювальної техніки, скільки з тією обставиною, що в науці про конструювання нових технічних засобів не виявлена аналітична і логічна залежність, зв'язуюча призначення технічних засобів з їх структурою і характеристиками. Наприклад, в технологічній науці відсутні формалізовані взаємозв'язки між параметрами деталі, що обробляється, структурою і характеристиками технологічного процесу.

Основна увага при традиційному проектуванні приділялася задачам аналізу функціонування технічних засобів з метою виявити вплив різних чинників на точність, продуктивність і економічну ефективність їх роботи. У той же час методи синтезу технічних засобів на основі їх призначення і характеристик зовнішньої середи, в умовах якої буде функціонувати новий технічний засіб, досліджені ще недостатньо. Необхідне створення теорії проектування, що передбачає перехід від традиційних задач аналізу і емпіричних класифікацій до проблематики задач синтезу технічних систем.

Проектування виступає як комплексна проблема, в якій в складному взаємозв'язку переплітаються задачі синтезу, моделювання, аналізу, оцінки, оптимізації і відбору альтернатив. Для рішення таких складних задач необхідне застосування методології системного підходу. При використанні методології системного підходу для формалізації процесу проектування потрібно вийти з того, що специфіка складних об'єктів і процесів не вичерпується особливостями становлячих його частин і елементів, а укладена в характері зв'язків і відносин між ними. Розширення початкової бази за рахунок таких понять, як, наприклад, структура, функція, організація, зв'язок, відношення, забезпечує певні переваги системному підходу перед традиційними методами досліджень і дозволяє створювати більш адекватну дійсність моделі складних об'єктів і процесів.

Виходячи з основних положень системного аналізу, послідовність рішення многовариантних проектних задач за допомогою коштів обчислювальної техніки можна представити що складається з ряду етапів (мал. 1).

Визначальним етапом проектування є постановка загальної задачі, при якій формулюється службове призначення (функція) технічної системи і виробляється концепція проекту на основі аналізу системної моделі майбутнього технічного засобу як елемента підсистеми більш високого рівня ієрархії. Адекватний опис такої моделі можливий тільки при всебічному розгляді проблеми, для рішення якої створюється новий технічний засіб. Наприклад, для розв'язання проблеми комплексної механізації і автоматизації механосборочного виробництва необхідне створення цілого ряду машин і механізмів, в тому числі металоріжучий станків, складальних агрегатів, транспортних засобів, завантажувальних пристроїв, інформаційно-вимірювальних систем, систем інструментального забезпечення і інш. Отже, системна модель технологічної машини, наприклад, повинна відображати взаємозв'язки об'єкта не тільки з подібними машинами по структурі технологічного процесу, але і із завантажувальними, транспортними, вимірювальними і іншими елементами усього виробничого комплексу.

На наступному етапі необхідно виконати аналіз загальної задачі проектування. Тут на основі розгляду системної моделі майбутнього технічного засобу виявляються зв'язки об'єкта проектування з навколишнім середовищем, визначаються компоненти проектної задачі, обмеження і критерії вибору раціональних варіантів. Результати даного етапу служать для пошуку шляхів подальшого ходу рішення проектних задач. Якщо вдається використати технічний засіб, що є, то конструкторський процес не виконується. Знайдені аналоги можуть лягти в основу майбутньої конструкції. Але може трапитися і так, що в

Проблема

Системна модель

1. Постановка загальної задачі проектування

Опис функції, системна модель

2. Аналіз загальної задачі проектування

Компоненти, обмеження, чинники

навколишнього середовища, критерії

чи Можна використати Пошук готового

немає існуючі технічні так технічного рішення

рішення? Технічний засіб

3. Функціональний аналіз об'єкта проектування

Багаторівнева структура об'єкта проектування

4. Разбиение задачі проектування на частині

Стратегія проектування,

структура САПР

5. Постановка приватних задач

Системна модель

6. Дослідження об'єкта проектування

Формалізовані зв'язки системної моделі

чи Можуть бути використані немає Науково-дослідну

існуючу залежність роботи

так

7. Формалізація об'єкта проектування

Математична модель

8. Вибір методів рішення задачі

Евристичні або алгоритмічні методи рішень

чи Є готові рішення? Немає Розробка нових методів рішення

9. Формалізація задачі проектування

Алгоритми проектування

10. Розробка інформаційного забезпечення

Інформаційно-логічна модель проектування

11. Розробка програмного забезпечення

12. Розробка технічного забезпечення

13. Досвідчена експлуатація

14. Чи Достовірні результати?

15. Введення в дію САПР

Рис. 1

в процесі аналізу задачі проектування виявиться неможливість використання існуючих технічних можливостей для розв'язання проблеми. Тоді постановка задачі повинна бути змінена, наприклад, розбита на подзадачи.

При проведенні конструкторських робіт першою операцією є функціональний аналіз об'єкта проектування для створення внутрішньої багаторівневої структури об'єкта проектування. Результати цього етана необхідні насамперед для об'єктивного разбиения задачі проектування на частини і визначення стратегії рішення загальної задачі.

Кожний елемент структури об'єкта проектування представляється у вигляді системної моделі; його службове призначення описується як функція елемента багаторівневої системи. Потім проводиться дослідження об'єкта проектування, т. з. виявляються і описуються зовнішні і внутрішні зв'язки його системної моделі. При цьому потрібно проведення цілого ряду науково-дослідних робіт, під якими мається на увазі не тільки аналіз літературних джерел, але і експерименти на натурних зразках.

Вельми важливим є наступний етап - формалізація об'єкта проектування. Від повноти формального опису об'єкта залежить вибір методу рішення задачі, а, отже, визначається можливість застосування при проектуванні засобів обчислювальної техніки. Якщо задача не формалізована, то конструктор надалі користується одним з евристичних методів рішення задачі. Коли задача формалізована повністю, т. е. є повна математична модель об'єкта проектування, її можна вирішувати з допомогою ЕОМ автоматично. Якщо ж задача формалізована частково, т. е. не всі зв'язки системної моделі вдалося виразити у вигляді аналітичної і логічної залежності, то розробляється так званий діалоговий метод рішення, що включає варіант математичної моделі об'єкта і сценарій взаємодії конструктора і ЕОМ.

Після вибору одного з алгоритмічних методів рішення весь процес проектування можна формалізувати і розробити алгоритми автоматизованого конструювання.

Перед програмуванням великих проектно-конструкторських задач необхідна розробка інформаційного забезпечення автоматизованого проектування, яке повинно забезпечувати всі проектні процедури необхідною постійною і змінною інформацією для безупинної роботи програм ЕОМ. Після програмування проектної задачі вибираються необхідні технічні засоби, на яких і вирішується задача. Результати проектно-конструкторського процесу документуються у вигляді текстових і графічних матеріалів.

Як видно з розгляду представленої на мал. 1 схеми, розробка процесу автоматизованого проектування вимагає тісної співпраці вчених і інженерів різних спеціальностей - конструкторів, математиків, фахівців з автоматизованої обробки інформації, програмістів, електронщиков і організаторів виробництва (мал. 2).

Технічне завдання

Рис. 2

Ідеалізована схема розробки і функціонування процесу автоматизованого проектування

Отже, для найбільш повного і ефективного використання обчислювальної техніки в проектно-конструкторській діяльності інженерів необхідні глибокі знання розробників з питань теорії проектування, конструювання заданого сімейства машин, математичного моделювання, використання обчислювальних методів рішення проектних задач, теорії автоматизованої переробки інформації і застосування сучасних обчислювальних коштів.