Организация проектирования.

Организация проектирования в большей мере зависит от степени сложности системы.

Однако обычно коллектив инженеров формируется для разработки не одной, а целого класса систем близких по структуре или виду решаемых задач.

Сроки окончания работ различны, обеспечивается непрерывная занятость коллектива.

Проектирование сложной системы в целом поручается головному НИИ во главе с генеральным конструктором системы или прибора.

Головной НИИ поручает разработку подсистем, образующих проектируемую систему, коллективам отраслевых НИИ во главе с главными конструкторами (ГК) подсистем. Кроме НИИ в проектировании системы или прибора принимают участие смежные организации (опытные и серийные заводы, учреждения Академии наук и ВУЗы).

Осуществляется тесное взаимодействие разработчиков аппаратуры с заказчиками.

В каждом НИИ (головном или отраслевом) в разработке систем принимают участие инженеры следующих основных специальностей:

1. инженеры - схемотехники общего профиля;

2. инженеры - системотехники;

3. инженеры - схемотехники;

4. инженеры - конструкторы;

5. инженеры - технологи;

6. инженеры - математики;

7. инженеры – экономисты и плановики.

Инженеры этих специальностей концентрируются в соответствующих отделах НИИ:

• теоретическом;

• комплексном;

• отраслевых;

• конструкторском;

• технологическом;

• математического обеспечения (включая вычислительный центр);

• планово – экономическом.

Процент инженеров той или иной специальности, в общем числе разработчиков, зависит от вида разрабатываемой системы, степени ее новизны и сложности.

В процессе проектирования осуществляется тесное взаимодействие инженеров всех (или почти всех) указанных специальностей.

Характеристики методов проектирования.

В процессе проектирования используются следующие методы:

• математические;

• экспериментальные;

• эвристические.

При применении математических методов совокупность исходных данных формируется математически, т.е. :

• составляется математическое описание условий работы системы (У);

• ограничений (Оs), налагаемых на структуру системы и ее параметры;

• состава вектора качества (с.К.);

• критерия качества (Кр.К.) системы.

D = ( У, Оs, с.К, Кр.К)

Затем определяют математическим путем целевые функции. Т.е. определяют зависимости частных показателей качества К1, …, Кm от структуры системы S и значений ее параметров при заданных условиях У.

После того как такое описание получено, отыскивают алгоритмы работы и параметры системы, удовлетворяющие выбранному критерию качества. Это выполняется с использованием математических методов анализа и синтеза.

Для решения указанной задачи используют ЭВМ для:

1. расчета;

2. математического моделирования;

3. автоматизированного проектирования.

К расчету относят вычисления по заранее полученным формулам.

Различают:

• обычный расчет (при фиксированных входящих в них параметров);

- линейное и нелинейное программирование (расчет при вариациях параметров для нахождения экстремума функции одной или нескольких переменных).

К расчету могут относиться также некоторые задачи решения уравнений.

При математическом моделировании исходные уравнения, описывающие поведение системы и приложенные к ней воздействия, приводят к виду приемлемому для ЭВМ и вводят в нее. В эту же ЭВМ вводят все ограничения и критерии качества. На выходе ЭВМ выдаются результаты анализа или синтеза. Они могут выдаваться как в реальном, так и в замедленном либо ускоренном масштабе времени.

Следует отметить, что задачи математического моделирования достаточно сложны. Решать задачи синтеза системы удается для сравнительно простых систем или частей системы.

Автоматизированное проектирование имеет много общего с математическим моделированием. Оно проводиться на базе ЭВМ, и предназначено для определения оптимальной структуры системы и ее параметров.

Наиболее существенные отличия автоматизированного проектирования от математического моделирования состоит в следующем :

1. Основная задача моделирования – анализ системы и оптимизация ее параметров, а задача автоматизированного проектирования – синтез структуры, включая определение оптимальных значений параметров;

2. При автоматизированном проектировании ЭВМ выдает результат в виде готовой технической документации (совокупности чертежей, таблиц, программ для ЭВМ и других документов), при математическом моделировании результаты, выдаваемые ЭВМ не имеют такой степени законченности.

В настоящее время, автоматизированное проектирование приборов и систем применяется в основном при конструировании и разработке технологии изготовления.

В меньшей степени применяется на схемотехническом уровне (в основном – для разработки микросхем), еще меньше – на системотехническом уровне.

Математическое моделирование применяют в основном на системотехническом уровне.

Т.о. в настоящее время математическое моделирование и автоматизированное проектирование дополняют друг друга.

По мере развития науки и техники, различие между ними будут уменьшаться. Уже сейчас иногда математическое моделирование рассматривают как часть процесса автоматизированного проектирования.