Курс лекций САПР

Высоко автоматизированные САПР > 50%

Интеллекту-альные САПР

5. по этапам проектирования:

Одноэтапная

Многоэтапная

Комплексная

Параллельная

Структура САПР

В САПР выделяют подсистемы. Подсистема – законченная часть САПР позволяющая получать проектные решения. Подсистема в свою очередь состоит из компонент (проектных процедур).

12

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

«Принятие решений в условиях неопределенности с тяжелыми последствиями в случае ошибки» - Азимов.

«Цель проектирования – положить начало изменениям в окружающей человека искусственной среде» - Джонс.

Выделение аспектов

Чаще всего в процессе проектирования выделяется 3 аспекта:

1.Функциональный. Связан с проектированием основных принципов функционирования объектов. Выражается в функциональных (общего вида),

структурных (более подробных) и принципиальных (самые подробные) схемах.

2.Конструкторский. Связан с реализацией результатов функционального проектирования.

3.Технологический. Реализация результатов конструирования, то есть проектирование методов и средств изготовления объекта.

Стадии и этапы проектирования

Проектирование состоит из стадий, этапов и проектных процедур и операций:

1.Предпроектное исследование (ПИ)

На стадии ПИ производится исследование проблемы, составление технического

отчета, а так же его согласование и утверждение.

13

2.Фомирование технического задания (ТЗ)

ТЗ – документ, описывающий проектируемую систему так, как будто она уже

создана. Описание должно быть сделано простым языком так, чтобы любой человек мог понять, оценить, купить или финансировать разработку.

ТЗ выполняется совместно заказчиком и разработчиком, содержит все необходимые требования и данные для создания объекта (так же учитываются требования организация, которая будет потреблять это ТЗ).

3.Формирование технического предложения (ТП)

ТП – выявляет рациональные варианты создания объекта, учитывающие

требования ТЗ. При этом выполняются:

анализ процессов;

выявление вариантов и их технико-экономическое обоснование.

4.Эскизное проектирование (ЭП)

ВЭП описываются предварительные основные проектные решения. Структура этого документа не имеет жестких ограничений. Здесь представлена структура системы и описывается ее функционирование, взаимосвязи с другими подсистемами, основные требования к видам обеспечения.

5.Техническое проектирование (ТП)

Разработка проектных решений по системе и ее частям, разработка и оформление

документации, разработка заданий на проектирование в смежных частях объекта.

Описываются окончательные проектные решения по всем видам обеспечения. ТП должен включать следующие документы:

Ведомость ТП (перечень документации, вошедшей в состав проекта – наименование, шифр, место хранения).

Пояснительная записка.

Схемы процессов управления (проектирования), структура системы, спецификации компонентов всех видов обеспечения.

Смета затрат на создание системы.

ТЗ на подсистемы.

Расчет ожидаемых технико-экономических показателей.

6.Рабочий проект (РП)

Разработка РД на систему и ее части, разработка и адаптация программ.

7.Внедрение

Изготовление (строительство), комплектация системы поставляемыми изделиями,

пуско-наладочные работы, подготовка персонала, подготовка к вводу системы в действие,

14

проведение предварительных испытаний, проведение опытной эксплуатации, проведение

приемочных испытаний.

8.Сопровождение

Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами,

послегарантийное обслуживание.

Проектные процедуры и операции

Проектные процедуры – это составная часть этапов проектирования.

Пример: расчет узла, составление чертежей.

Проектные операции – составные части процедур.

Пример: рисование отдельных зубьев – это операция.

Типовые проектные процедуры

Процедура называется типовой, если она может быть применена при проектировании многих типов объектов.

Анализ (дивергенция) – определение свойств объекта по его описанию. Бывает:

1.Одновариантный – при одном заданном наборе входных и внутренних параметров,

то есть определяются выходные параметры.

2.Многовариантный – внешние и внутренние параметры варьируются в некоторой

области.

Синтез (трансформация) – создание объекта с заданными свойствами. Бывает:

1.Структурный – определение структуры объектов, то есть перечень составляющих элементов и способов их связи между собой.

2.Параметрический – определение числовых значений параметров при заданной структуре.

Оценка (конвергенция) – Сокращение поля вариантов до одного единственного проекта с минимальными затратами. Решение конечной задачи только при условии, что задача определенна, переменные найдены, цели установлены.

15

СТРАТЕГИИ И МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Основные стратегии проектирования

Упорядоченный поиск

Задачи:

выявить компоненты задачи (переменные, веса, цели);

выявить зависимости между переменными;

выявить ограничения;

присвоить числовые значения каждому фактору;

выбрать наилучшие значения.

Стоимостный анализ

Количество

Задачи:

установить стандарты технических характеристик и качества;

сделать калькуляцию;

идентифицировать однозначно все элементы;

найти дешевую альтернативу со сходными свойствами;

отобрать наилучший вариант.

16

Поиск границ

Y, Технические хар-ки

Х, Цена

Граничные

Задачи:

описание требований границ;

определение интервала значений;

выбор решения с учетом границ.

Задачи:

определить входные и выходные параметры системы;

найти нужную систему функций, при помощи которой входную информацию можно преобразовать в выходную;

найти исполнение ля каждой из этих функций;

проверить на внутреннею и внешнюю совместимость.

17

Кумулятивная стратегия Пейджа

Задачи:

определить существенные цели;

определить мешающие факторы;

установить критерии приемлемости;

разработать методику испытания по каждому критерию: o точность должна быть достаточна;

o испытания проводят всех решений, потом только достаточных; o определяется граничная величина затрат;

определяются весовые коэффициенты;

выбирается оптимальное решение.

Методы экспертных оценок

Метод ранжирования

Группа специалистов (l-человек) каждого эксперта просят расставить частные критерии ri в порядке понижения значимости. Далее оценивается критерии (т.е.

присваиваются баллы). Потом рассчитываются весовые коэффициенты:

Эксперты представляют оценки для каждого критерии от 0 до 10 причем могут быть и дробные и равные значения:

18

Основные методы проектирования

Проектирование по методу «черный ящик»

Входящая

информация

Исходящая

информация

Решение задачи по этому методу – это процесс «озарения», то есть поиск решений путем перебора, пока не найдется структура, соответствующая поставленным задачам.

Данная задача слабо алгоритмизируется в связи с нечетким ее описанием и методом решения.

Проектирование по методу «синтетики»

Решение задачи по этому методу – это частный случай использования метода

«черного ящика», то есть также поиск решений путем перебора, но с использованием цепи обратной связи.

19

Проектирование по методу «прозрачный ящик»

Входящая анализ информация

.

При использовании метода «прозрачного ящика» появляется возможность декомпозиции задачи на отельные части, которые потом можно решить последовательно или параллельно. Это позволяет избавиться от цикличности. Цикличность предполагает,

что некоторые задачи не замечены до поздних этапов и есть необходимость вернуться на начало постановки задачи. Следовательно, необходимо сделать из циклических задач линейные. Данный метод наиболее оптимально подходит для алгоритмизации задач и выполнения работы с помощью ЭВМ.

20