1.1Модель процесса проектирования

Современный этап научно-технического прогресса характеризуется стремлением к созданию оптимальных изделий. Понятие изделие в данном случае соответствует элементу некоторой большой системы (транспортной, медицинской и т.п.) необходимой обществу.

Созданию изделия предшествует его проектирование. Оптимизация изделий, всегда осуществляемая именно на стадии их проектирования, предполагает производство большого (иногда очень большого) объема вычислений и реализуема лишь на базе использования средств вычислительной техники. Интеграция средств вычислительной техники и технических наук в некоторой системе, функционирующей на базе ЭВМ, приводит к автоматизации процесса проектирования в рамках автоматизированного проектирования (АПР).

В начале 60-х годов развитие средств вычислительной техники достигло уровня, обеспечивающего аппаратную поддержку такого режима работы и, как следствие, актуализацию проблемы практической реализации АПР конкретных объектов. С переходом проблемы реализации АПР в область реальной проектной практики возникла и необходимость исследования самого процесса проектирования как вида человеческой деятельности, его моделирования, что наряду с гуманитарным аспектом предполагает и решение конкретной практической задачи - рациональное распределение функций человека и машины в рамках АПР.

Рис. 1.1 Простейшая модель процесса проектирования.

В настоящее время процесс проектирования обычно формулируется в терминах правил и рассматривается как последовательно-цикличное выполнение операций синтеза, - распознание ситуации и выделение подмножества приложимых правил из множества известных, анализа - применение данного подмножества правил для создания модели объекта и оценки - при соответствии полученной модели заданию на проектирование процесс завершается; в противном случае корректируется выделенное на стадии синтеза подмножество приложимых правил как за счет удаления из него правил являющихся вероятной причиной такого несоответствия, так и за счет его расширения с вводом дополнительного подмножества известных правил. Завершающая стадия процесса проектирования - представление (разработка проектной документации) (рис. 1.1).

Считается, что человек, как «информационный процессор», может приступить к работе с правилами без предварительной формализации всего объема исходной информации, в то время как вычислительная машина может обрабатывать информацию, представленную только в формальном виде и только в объеме доступном формализации. Человек легко справляется с задачей «распознания ситуации», выполняемой на стадиях синтеза и оценки проектного решения, которая обычно создает трудности при ее постановке в автоматическом режиме. При этом отмечается высокая эффективность работы вычислительной техники с фиксированными моделями на стадии анализа.

В соответствии с этим общий подход к использованию методов АПР на различных стадиях процесса проектирования можно свести к двум основным положениям:

• на стадиях синтеза проектного решения и его оценки следует предусматривать преимущественно диалоговый режим работы, обеспечивающий взаимосвязь средств вычислительной техники и проектировщика на уровне «распознания ситуации» и формирования подмножества правил, приложимых для ее разрешения;

• анализ проектного решения следует выполнять преимущественно в автоматическом режиме.

На этом принципе основана работа всех используемых в настоящее время систем автоматизированного проектирования (САПР) новых железных и автомобильных дорог, где все проектные решения по плану и продоль­ному профилю, - трассе линии, формируются (синтезируются) проектировщиком преимущественно на интуитивном уровне (распознание ситуации), а информационная поддержка его работы на стадиях их оценки и корректировки (изменение подмножества применимых правил и возврат на стадию синтеза) обеспечивается опера­тивным представлением результатов разностороннего и содержательного анализа этих решений, выполняемого преимущественно в автоматическом режиме.