
- •Раздел 17. Автоматизированное проектирование энерготехнологических систем и оборудования
- •17.1. Введение в сапр, оптимизацию и системный анализ
- •Этс и оборудования
- •17.1.1. Что такое этс?
- •17.1.2. Иерархия этс
- •17.1.3. Что такое система?
- •17.1.4. Основные характеристики систем
- •17.1.5. Что такое системный анализ?
- •17.1.6. Что такое оптимизация и оптимальная система?
- •17.1.7. Что такое сапр?
- •17.1.7.1. Общие представления о сапр
- •17.1.7.2. Общие сведения о проектировании
- •17.1.7.4. Структура сапр
- •17.1.7.5. Требования к сапр
- •17.1.8. Сапр для теплотехников
- •17.1.8.1. Жизненный цикл сапр
- •17.1.8.2. Основные принципы создания сапр
- •17.1.8.3. Виды задач, решаемых пользователями сапр
- •17.1.8.4. Особенности работы теплотехников с сапРами
- •17.1.9. Вычислительный эксперимент. Его особенности
- •17.1.10. Пути развития вычислительного эксперимента
17.1.7.5. Требования к сапр
Основные требования к САПР:
автоматическое выполнение определенных действий системой (на разных уровнях иерархии);
доступ компонентов САПР ко всей информации:
- к банкам данных;
- к новым данным, образованным в процессе расчета;
возможность внесения ручных корректировок;
возможность развития и совершенствования САПР:
- без внесения изменений в нее – накопление опыта проектирования;
- с внесением изменений в систему – возможность легкой доработки без кардинальных изменений.
Два важнейших качества системы – это информированность и адекватность.
Приведенные выше структура и общие принципы построения характерны и для любых САПР, в том числе и теплотехнических. Однако существует ряд особенностей работы с САПРами специалистов по объектам проектирования, в том числе и теплотехников. Рассмотрим их ниже.
17.1.8. Сапр для теплотехников
17.1.8.1. Жизненный цикл сапр
Созданию САПР объекта проектирования, как правило, предшествует системное обследование объекта и используемых в инженерной практике неавтоматизированных методов и приемов проектирования, технической документации, разрабатываемой в процессе проектирования.
В результате обследования определяются необходимость и экономическая эффективность создания автоматизированной системы. При этом учитываются объем проектно-конструкторских работ, их периодичность, общие затраты инженерного труда, возможность создания адекватного математического описания и оптимизационных процедур, необходимость повышения технико-экономических показателей и т.д.
Жизненный цикл (ЖЦ) САПР включает в себя следующие основные этапы:
Этап 1 ЖЦ САПР. Научные исследования проблем САПР и научные разработки компонент САПР.
Этап 2 ЖЦ САПР. Проектирование САПР.
Этап 3 ЖЦ САПР. Создание компонент САПР.
Этап 4 ЖЦ САПР. Создание САПР (подготовка кадров, построение,
формирование, сборка, комплектация, наладка, отладка, пуск САПР и т. п.).
Этап 5 ЖЦ САПР. Обеспечение жизнедеятельности (техническая эксплуатация) САПР.
Этап 6 ЖЦ САПР. Использование САПРа проектировщиками и исследователями разработчиками компонент САПР.
Этап 7 ЖЦ САПР. Развитие, модернизация САПР в процессе её эксплуатации.
Этап 8 ЖЦ САПР. Ликвидация САПР.
17.1.8.2. Основные принципы создания сапр
Проблема синтеза оптимальной структуры САПР решается в настоящее время как путем использования опыта создания автоматизированных систем управления, так и за счет накопления и использования опыта создания и эксплуатации крупных программных комплексов. Этот опыт концентрируется в ряде принципов, на которые целесообразно ориентироваться при разработке САПР:
Совместимость автоматического и автоматизированного способов проектирования. Использование этого принципа позволяет заменить один режим проектирования другим, более производительным в каждом конкретном случае, без изменения структуры всей системы в целом.
Автономность отдельных частей системы, построенной на модульном принципе. Этот принцип предполагает возможность независимой разработки и независимого ввода в действие отдельных частей системы, что позволяет расширять и усложнять систему в процессе ее эксплуатации.
Обеспечение интерактивного режима проектирования, что позволяет проектировщику активно вмешиваться в этот процесс, осуществлять контроль за ходом проектирования в режиме диалога. Организация интерактивного проектирования улучшается с уменьшением времени реакции ЭВМ.
Минимальность взаимодействия системы с внешней средой, что предполагает минимизацию различных видов взаимодействия системы с внешней средой за счет сокращения объемов выходной и особенно входной информации.
Принцип развития, позволяющий производить модернизацию системы и расширение ее возможностей за счет совершенствования компонентов САПР и упорядоченности связей между этими компонентами без перерыва или с минимальными перерывами в функционировании системы.
Единый принцип построения САПР для группы родственных по функциональным характеристикам объектов.
Принцип эволюционности в проектировании, т.е. максимальное использование имеющегося опыта и навыков проектирования, перенесения их в комплекс алгоритмов и программ, которые являются инструментом машинного проектирования. Совершенствование компонентов САПР в этом случае должно базироваться на основе использования методов эвристического программирования.
Принцип максимальной независимости от технических средств, которые постоянно обновляются.
Принцип системного единства, состоящий в том, что САПР строится как совокупность подсистем, функционирование которых подчинено общей цели.
Принцип сквозного проектирования, обеспечивающий непрерывный характер проектирования объекта от элемента до изделия в целом и предполагающий автоматизацию на различных этапах проектирования от замысла до воплощения проекта “в металле”.
Принцип иерархического построения системы, обусловливающий многоступенчатую пирамидальную структуру системы с подчинением низших звеньев высшим.
Принцип включения, предусматривающий согласование параметров и возможностей конкретной САПР с более сложной системой (АСУП, автоматизированной системой научный исследований АСНИ), стоящей выше на иерархическом уровне.
Принцип информационного единства, требующий использования во всех подсистемах САПР нормативно установленных в отрасли правил применения терминов, символов, способов представления информации и т.д.
Принцип моральной живучести, предполагающий наличие в САПР средств настройки на развивающийся класс объектов, который изменяется как количественно, так и качественно.
Принцип первого руководителя, согласно которому за процессы разработки, внедрения и развития САПР должен непосредственно отвечать руководитель соответствующего проектно-конструкторского подразделения. Попытки передоверить это управление второстепенным лицам, как правило, заканчиваются тем, что САПР или оказываются дискредитированы, или выполняют рутинные функции.
Принцип новых задач предполагает решение на базе САПР таких задач, которые без этих систем решались частично, приближенно или не решались вообще из-за отсутствия соответствующих для этого ресурсов.