Классификация проектных процедур
Процесс проектирования в общем случае – совокупность процедур структурного и параметрического синтеза с последующим анализом проектных решений
В структурах синтеза разрабатываются, а в процедурах анализа оцениваются варианты построения объектов. При структурном синтезе определяется структура объекта. При параметрическом синтезе определяются численные значения параметров элементов при заданных структуре объекта и диапазоне возможного изменения внешних переменных. Если при этом ставится цель достижения экстремума некоторой целевой функции, то имеет место процедура оптимизации.
В зависимости от степени полноты реализации синтеза (главным образом структурного) и анализа можно выделить три основных методики автоматизированного проектирования:
метод прямого проектирования (документированного);
метод анализа (адресации, аналога);
метод синтеза.
В реальной САПР может быть реализован один метод или любая комбинация данных методов.
В большинстве маршрутов проектирования процедуры синтеза и анализа находятся во взаимосвязи, представленной на рис.1.1. После формулирования ТЗ (исходного описания объекта проектирования) и выбора (синтеза) первоначального варианта структуры и значений параметров следует анализ объекта. Если целью анализа является установление соответствия синтезированной структуры исходному описанию, то анализ называется верификацией проекта. Различают верификацию структурную и параметрическую. При структурной верификации проверяется соответствие структур объекта, представленных двумя различными описаниями, а при параметрической верификации устанавливается соответствие областей работоспособности двух сравниваемых вариантов объекта.
Синтез варианта
структуры
СИНТЕЗ
Да
Изменять структуру?
Выбор исходных
значений
параметров
Да
Выполнены требования ТЗ?
Изменять параметры элементов?
Да
Оформление технической документации
Рис.1.1. Схема типового маршрута проектирования
Обычно по результатам анализа организуется итерационный процесс улучшения первоначального варианта путем изменения численных значений параметров элементов. Этот процесс может быть формализован и представлен как решение задачи параметрической оптимизации. Если по окончании оптимизации требования ТЗ не выполнены, предпринимается попытка улучшить результаты внесением структурных изменений. Если и при этом получить удовлетворительные результаты не удается, ставится вопрос о корректировке ТЗ.
Процедуры синтеза и анализа формализуются для ЭВМ с помощью математического обеспечения САПР.
Стратегии проектирования технологических процессов
При «ручном» проектировании технологических процессов, а особенно при создании (использовании) САПР технологических процессов важно иметь четкое представление, с использованием какой (каких) стратегий они проектируются. Стратегия проектирования технологического процесса определяет методику его проектирования. Правильный выбор стратегии проектирования чрезвычайно важен (особенно в САПР). Это определяет эффективность САПР. Ниже приведены некоторые стратегии проектирования технологических процессов (рис.5.4 – 5.7).
В идеале необходимо стремиться к выбору или разработке линейной стратегии проектирования. Она является идеальной особенно при проектировании с использованием ЭВМ. Эта стратегия имеет минимальную трудоемкость, максимальную надежность.
Циклическая стратегия (схема с петлями) характерна для многих программ ЭВМ и носит название итерационного процесса. Другими словами это процесс последовательного приближения к цели путем улучшения разрабатываемых вариантов.
Наличие параллельных этапов в разветвленной стратегии очень выгодно. Это позволяет сократить сроки проектирования.
В адаптивных стратегиях проектирования с самого начала определяется только первое действие. В дальнейшем выбор каждого последующего действия зависит от результатов предыдущего. В принципе это самая разумная стратегия, т.к. схема поиска определяется на основе наиболее полной информации. Эта стратегия используется при создании систем искусственного интеллекта.
Стратегия случайного поиска отличается абсолютным отсутствием плана. Она используется в новаторском проектировании, например, при разработке новых технологических процессов.
Необходимо добиваться максимальной линеаризации процесса проектирования с включением параллельных этапов, а цикличность стараться исключать, особенно на верхних уровнях проектирования. К сожалению, из-за недостаточной информации часто не удается задать линейную стратегию, которая особенно целесообразна в САПР.
Стратегия проектирования может детализироваться от одного уровня проектирования к другому. На определенных этапах проектирования приходится вводить методы управления стратегией (рис.5.8).
Целесообразно процесс проектирования разбивать на частные задачи. Результат выполнения каждой задачи оформляется в виде технического задания, которое дает информацию о последующем плане (стратегии) ее детализации (дальнейшего решения).