книги из ГПНТБ / Клевенский А.Е. Моделирование геометрических понятий и технология проектирования

конструктор

в процессе

этого

построения подсказывал

ей, на каком

уровне описания

и

какие элементы описа­

ния он вводит в память

машины

или, наоборот, хотел бы

дели

гибкого процесса управления

проектированием.

Первоначально модель процесса проектирования рас­

смотрим в виде общей схемы последовательного

выпол­

нения

процедур.

П е р в а я процедура состоит в том, что

устанавливает ­

ся полное

наименование

объекта

и его

шифр,

которые

задаются текстом. Эти данные заносятся

в- И Б 0 , ь З а т е м

конструктор

определяет

наименование и

шифр

(номер)

сания этой

составной

части (сборка,

подсборка или де­

т а л ь ) . Эти

данные (за исключением

шифра)

заносятся в

И Б 2 , о и по значению

установленного

уровня

производит­

ся переход на процедуры, обеспечивающие

формирова ­

ние соответствующих

И Б . Допустим, что уровень выбран ­

ему

уровню

(т. е. д е т а л и ) .

Тогда

в И Б і , 3

заносится

идентификатор

элемента,

состоящий

из ш и ф р а объекта

и ш и ф р а детали . Во

всех

случаях

идентификатор

эле­

мента конструкции представляет собой набор,

состоя­

щий

из

компонент.

К а ж д а я

компонента

соответствует

шифру

элемента конструкции

на к а ж д о м

уровне

описа­

ния. В данном

случае

идентификатор

будет

иметь

вид

С0 ;

0;

0;

С3 ;

0; 0;

0,

где

С 0 — шифр

изделия;

С 3

— шифр

детали .

После занесения

идентификатора

элемента

конструк­

ции

в ІТБі, з конструктор

определяет наименование

той

ит

установить

данные,

определяющие

форму

Е Э л Д .

Д а л ь н е й ш и й ход

процесса

зависит

от

избранного мето­

да

представления

формы Э л П . Конструктор

задает

сперва идентификаторы н а п р а в л я ю щ е й

и образующей,

которые определяют форму Э л П ,

затем

вводит

данные

WH

и W0,\,

№ 0 , 2 ,

которые

заносятся в

ИБг,5.

З а д а в

таким

образом

компоненты

описания

всех

Э л П , определяющих форму Е Э л Д , и

убедившись,

что

введенное

в машину описание

формы

Э л К соответству­

ет

тем представлениям, которые

хотел

выразить

кон­

структор,

процесс

конструирования

формы

Е Э л Д

мо­

жно считать

законченным.

Если говорить только о форме объекта, например ти­

па

деталь,

то

она

с к л а д ы в а е т с я ' и з

некоторого

конечного

множества

ЭлК, в частности из

Е Э л Д ,

взаимосвязанных

д е л я ю щ и е форму

поверхности; убедиться,

что

введен­

ное представление

Е Э л Д

соответствует

замыслу;

вер­

нуться на уровень «выше», т. е. уровень описания

детали

и т. д. до тех пор, пока набор Е Э л Д

не составит

необхо­

димый

(мыслимый)

набор

элементов

деталей

( Э л Д ) .

Д а л е е

к а ж д ы й

Э л Д

р а з м е щ а е т с я

в пространстве

так,

чтобы

в совокупности

все

Э л Д д а в а л и

представление о

форме

детали.

Конструкция формы

детали

может

быть

получена и в том случае, если после ввода

Э л Д

в систе­

му он

р а з м е щ а е т с я

в

пространстве относительно

других,

ранее

введенных

Э л Д .

Закончив ввод данных, определяющих форму

детали,

в о з в р а щ а е м с я

на тот

уровень описания

объекта,

на

кд-

ко что введенного в

систему

ЭлК .

Н а этом

уровне

опре­

деляются

указатели

нового

Э л К

и снова

производится

переход

на уровень

«ниже» и т. д.

Из приведенной схемы последовательного ввода дан­

ных об Э л К м о ж н о

судить

о смысловом

значении

тер­

ции данных об ЭлКПереход на уровень

«выше»

производится в двух случаях: когда описание

об

Э л К

детализировано полностью и когда необходимо

(времен­

но) «прервать» процесс ввода

данных по

каким-либо

со­

о б р а ж е н и я м конструктора.

Последний

случай в

кон­

струировании имеет существенное значение.

Чтобы введенное в машину описание

Э л К

отвечало

ведем некоторые из

них

применительно

к описанию

Е Э л Д .

М о ж н о ли

у к а з а т ь

технологические требования

для

каждого Э л П

(биение

поверхности

Э л П ,

отклонение

от'соосности,

параллельности

двух

или

нескольких

Э л П и т. д.) ?

К а к взаимосвязаны

м е ж д у

собой

Э л П ,

в плане

вы­

полнения вышеотмеченных технологических

требований?

М о ж н о ли указать,

какие

Э л П предполагается

при­

нять за конструкторские

или

технологические базы?

Какие исполнительные

р а з м е р ы Е Э л Д можно считать

Например, является ли

Е Э л Д вещественным

или мни­

мым элементом

детали?

Естественно,

что многие

из

вопросов правомерно

ставить в зависимости

от

стадии

разработки

объекта.

нительных данных, которые являются

несущественными

в начальной стадии разработки,

явно нецелесооб­

разно.

установить границы

необходимого

круга вопросов,

опре­

деляющих

полноту

сведений о

конструкции'объекта .

Д е л о

в том, что

в процессе проектирования конструк­

ных д о л ж

н а строиться по

принципу «напоминания» кон­

структору

о. необходимости

их ввода. Если конструктору

жизненно в а ж н ы х

п а р а м е т р а х

конструкции.

Итак, в

линейной

цепочке

процедур процесса можно

(временно)

исключать некоторые операции, предпола­

когда в этом возникает особая

необходимость.

Допустим теперь,

что

по

вышеприведенной

схеме

фрагмента

процесса

проектирования

мы

сформировали

Е Э л Д

и вернулись на

уровень описания детали. П р е ж д е

чем

продолжить

ход следующих

процедур

проектирова­

ния,

конструктор

должен

ответить

на

ряд

вопросов:

1.

Соответствует

ли введенное

в

машину

описание

Э л К

(или

набор

Э л К )

той детали,

наименование

кото­

рой он ввел в машину

первоначально?

2.

Если

нет,

то

нужно

ли вводить

еще

новый Э л К ?

3. Если нет, то, может быть,

м е ж д у у ж е

введенными

описаниями . Э л К

необходимо установить

определенные

отношения

(т. е. их

взаимосвязанность

в пространстве)?

Возврат на уровень описания выше привел к необхо­

димости выбора

альтернативы

дальнейших

действий.

женных

альтернатив .

Ответ на первый вопрос приводит в случае «да» к пе­

реходу на уровень выше и возникновению тех

ж е вопро­

сов, в случае «нет» — к необходимости

ответить

на

один

из

следующих

вопросов.

Ответ на второй вопрос ведет к повторению

процедур,

а

именно: объявляется

наименование

следующего

Э л К

и

его

уровень,

устанавливается

набор

Э л П ,

вводятся

данные

о н а п р а в л я ю щ е й и

образующей

д л я

к а ж д о г о

Э л П

и

т. д. Наконец, следует

снова

возврат на

уровень

выше,

и перед

конструктором

ставится

з а д а ч а

выбора

дальнейших

действий.

Ответ на третий вопрос приводит к выполнению сле­

дующих процедур. В случае «да» с помощью

специаль­

ных средств

корректировки

описания

конструктор пово­

рачивает или перемещает какой-либо

Э л К относительно

других* (другого)

так,

к а к

это

считает

нужным .

Добив ­

шись ж е л а е м о г о расположения, он «утверждает»

(фик­

сирует)

положение ЭлК . И н ф о р м а ц и я

о положении

Э л К

в

пространстве

представляется

в виде

матриц

движения

( 4 X 4 )

с указанием ее

принадлежности

ЭлК,. Н а п р и м е р ,

Э л К і

_ связан

с

ЭлКп

матрицей

D1/n,

соответственно

ней

описания

будут ставиться те вопросы, которые бы­

ли

только

что

рассмотрены.

3.

Построение ветвей процесса проектирования

Перейдем

к

более

формальному описанию структуры

процесса.

Известно,

что

ветвь — понятие

динамичное.

Это

некоторое

выполнение

совокупности

операций

(ко­

м а н д ) . В

связи с этим нас интересует пока только ход

«движение» от процедуры

к процедуре, не о б р а щ а я

вни­

мания на

то,

как они организованы и как

выполняются.

При таком

условии схему ветви процесса можно рас ­

сматривать

в

виде

линейной

последовательности

«то­

чек». К а ж д а я

т а к а я

«точка»

представляет собой

вход

разом,

в к а ж д о й

такой

точке

д о л ж н ы быть определены

два условия протекания

процесса:

1)

куда

«двигаться»

Д Л Я

В Ы П О Л Н Е Н И Я проце­

дуры;

2)

куда

идти

П О С Л Е

В Ы П О Л Н Е Н И Я процедуры.

Если в

заданной точке

по

каким-либо причинам вы­

дующую процедуру у ж е д о л ж е н быть

известен. Поэтому

последнее условие всегда фиксируется

( З А П О М И Н А Е Т ­

минания состояний процесса

( Б З С П ) .

Известно, что

запоминание

параметров состояния

процесса влечет

за собой процедуры

В О С С Т А Н О В И Т Ь

и А Н Н У Л И Р О В А Т Ь

в Б З С П

п а р а м е т р ы зафиксирован ­

ной «точки» процесса.

Восстановление

необходимо д л я

реформирования, а аннулирование — при

выходе из

цикла.

П а р а м е т р ы , определяющие

состояние процесса про­

ектирования, обозначим через

Q(x).

В состав параметров

входят данные, характеризующие

координаты

размеще ­

ния более подробной информации о процессе

и масси­

вах данных, соответствующих

данной точке

процесса.

ет дальнейший ход процесса. Поэтому

если в какой-ли­

бо

«точке»

процесса

дальнейшее

продвижение зависил-

от

выбранной конструктором альтернативы действия, то

д л я таких

точек введем

обозначение

Q(x\,л'п),

где

л-,- — одна

из альтернатив

следующего

шага

процесса.

По значению Qi(x)

находится

либо

т р е б у е м а я . п р о ц е ­

которой

Шаг

определяется

по

значению

Qi+i (х)

и т. д.

Процедуру поиска описания следующего шага

действия

по значению

Q(x)

определим

терминалом

Р Е А Л И З О ­

ВАТЬ

Q(x).

Наконец,

необходимо отметить основное действие в

процессе

— В Ы П О Л Н Е Н И Е

процедуры.

Процедура

В Ы П О Л Н И Т Ь различается

по целевому

назначению:

когда выполнение связано с определением

параметров

процесса

(выбор

альтернатив)

и когда

выполнение про­

Д л я описания процесса

к а ж д а я его «точка» содержит

в основном два значения параметров Q(x),

например,

Запомнить

Qt

(х)

Реализовать

Qm(x)

П е р в а я

строчка определяет

переход на

г-ю

«точку»

процесса П О С Л Е выполнения

т-и процедуры. Вторая —

обеспечивает «вход» на т-ю

процедуру.

Если заранее известно, что выполнение т-ік процеду­

ры строго

детерминировано

в

процессе,

то

описание

«точки» может быть расширено, например,

Запомнить

Q;

Реализовать

Qm

Восстановить

Qt

(31)

Аннулировать Q; в БЗСП

Реализовать

Q;

Списки (30) и (31) представляют

собой определен­

ное предписание к последовательности

действий, которые

сти

в состав

параметров

Q как признаки

действия.

В связи с этим обозначение

несколько

изменится, т. е.

Q(x,

h), где h — признак, характеризующий

определен­

ное

сочетание

планируемых

процедур

(или

макроко ­

их исполнения. С этой целью введем

термин информа­

ционный кадр ( И н К Д ) , под которым

условимся пони­

конченное смысловое

значение выполняемой

операции.

Если И н К Д предназначен для

человека, то его содержа ­

ние в ы р а ж а е т либо

запрос с

перечислением

возможных

общение, либо изображение схемы или

чертежа

ЭлК .

Если

И н К Д предназначен для машины,

то

в нем

д о л ж н а

быть информация о программе

и

тех

массивах,

которые

обеспечивают В Ы П О Л Н Е Н И Е

процедуры.

К а ж д ы й

И н К Д

должен начинаться

с описания

пара ­

метров

Q.

Поэтому

простейший вариант

И н К Д

пред­

Итак, И н К Д

несет инфрмацию о выполнении

какого-

либо действия и

предназначен

главным

образом

д л я

обеспечения связи между

операто.ром-коиструктором и

системой. Через

И н К Д конструктор осуществляет

кон­

троль и воздействует на процесс

проектирования.

По назначению И н К Д

можно

разделять

на

И н К Д

управления процессом проектирования и на

И н К Д

вво­

да (или определения) данных об

объекте.

Р а с с м а т р и в а я

вопрос

о построении ветвей

процесса

стемы, необходимо иметь в виду, что исходная

ступень

разработки определена

некоторыми

ограничениями:

1) решение задачи реализуется в плане построения

программ;

возможности аппаратурного

решения

здесь

не рассматриваются;

2) предполагается, что разработка программ

д о л ж н а

вестись с ' у ч е т о м 1 того,

что установлены

основные

прин­

ципы

построения

элементов

ветви,

структура

И н К Д и

основные

процедуры

выполнения

ветвей;

3)

предполагается

т а к ж е , что

-структура

управляю ­

щей

программы,

обеспечивающей

выполнение

ветвей

процесса,

известна.

Естественно,

что

подбор

И н К Д

невозможен

без ис­

следования процесса

в целом

и взаимосвязей

между

опе-

ектирования

невозможно,

поэтому

в качестве

примера

(в сокращенном

виде) рассмотрим

построение

ветвей

конструирования

Е Э л Д .

З а д а ч а конструирования

Е Э л Д

состоит в том,

что

проектировщик д о л ж е н передать

машине мыслимое

им

представление об Е Э л Д . При этом воспринятая

машиной

информация

о конструкции

формы

Е Э л Д д о л ж н а

пол­

ностью соответствовать

замыслу

конструктора. '

При

«ручном» проектировании

т а к а я

задача перед конструк--

ты конструкции,

используя сознательно или

подсозна­

тельно правила

черчения, и, если это элементы

детали,

то он не фиксирует их как самостоятельные

составные

части. Однако процесс расчленения целого

на

элемен­

ты, будь то узел

или деталь,1 так или иначе, осознанно

или

стихийно протекает в сознании

конструктора.

Н о этот

процесс не может быть сфотографирован

исследовате­

лем деятельности конструктора,

так как он

(процесс)

во

ного представления.

Большинство

Е Э л Д ,

которые ^использует

в своей

практике

конструктор,

представляют

собой

телесные

фигуры

с линейчатой,

цилиндрической

или конической

поверхностями.

Поэтому

такие Е Э л Д ,

к а к

цилиндр

раллелепипед

(или как

частный с л у ч а й ' к у б ) , сфера,

не­

целесообразно

вводить

поэлементно

через

описание

их

н а п р а в л я ю щ и х

и

образующих . Эти

часто

применяемые

Е Э л Д можно представить в И н К Д списком

как возмож ­

ные альтернативы

конструктивных

решений Е Э л Д . Ко­

нечно, в этот список можно ввести и

такие фигуры,

к а к

призма, пирамида,

эллипсоид и т. п. Но в

конструирова­

ко в силу их нетехнологичности.

Чтобы

компенсировать

отсутствие

в вышеприведенном списке

всего

множества

возможных

конструктивных

решений

Е Э л Д ,

введем в

80

4