Эскизный проект

Эскизный проект представляет собой совокупность конструкторских документов, отражающих принципиальные конструктивные решения, дающие общие представления об устройстве и принципе работы изделия, а также его основные параметры и габаритные размеры.

Основные задачи эскизного проекта — выбор оптимальных параметров и компоновка.

Основные документы, разрабатываемые на стадии эскизного проекта — пояснительная записка, ведомость эскизного проекта. Дополнительные документы: чертеж общего вида, габаритный чертеж, теоретический чертеж, ведомость покупных изделий, ведомость согласования применения покупных изделий, программа и методика испытаний, расчеты, таблицы, патентный формуляр.

Выбор оптимальных параметров

Постановка задачи

X=x₁, x₂, ... x_n множество технических решений. Причем каждому из технических решений x_k соответствует множество параметров (q₁, q₂, ... q_m). На этапе эскизного проекта имеем техническое решение x_k(q₁, q₂, ... q_m). Требуется определить параметры q₁, q₂, ... q_m .

Выбор параметров внутри параметрического ряда

Под параметрическим рядом понимается множество изделий, имеющих одинаковые потребительские свойства и отличающиеся друг от друга по главному параметру.

Параметры созданных изделий определены и закреплены стандартом. Для выбора параметров не определенных стандартом используется аппарат обработки статистических данных по однотипным изделиям, учитывая изменения по времени. Для восстановления взаимосвязи параметров применяется корреляционный анализ.

Параметр объекта рассматривается как случайная величина, а степень линейной зависимости определяет коэффициент корреляции

r_xy = k_xy/_x_y,

где k_xy — корреляционный момент величин x, y, k_xy =M(x-Mx)(y-My),

_x , _y — средние квадратические отклонения, (_x )²₌ M(x-Mx)² .

Обычно устанавливают связь между главными и основными параметрами. Затем, используя коэффициент корреляции r_xy , находят неизвестные параметры q_i .

Выбор параметров изделия не имеющего аналогов

Решение данной задачи проводится в два этапа. На первом этапе строится математическая модель проектируемого изделия, а на втором — проводится вычисление оптимальных значений параметров.

Для построения математической модели проектируемый объект представляют в виде системы, на входе которой элементы характеризующие условия эксплуатации, а на выходе — готовый продукт. Вход и выход системы представляют в виде множеств:

U={u₁, u₂, ... u_k , t};

V={v₁, v₂, ... v_l , t},

где u_{i —} параметры условий эксплуатации, v_J — параметры, характеризующие продукцию, t — время.

Объект, как система, описывается в виде функции эффективности:

F=F(U  V)

Под эффективностью понимается показатель, дающий возможность сравнить систему с другими ей подобными по величине превышения доходов над расходами.

В такой постановке задача определения параметров сводится к отысканию максимума функции эффективности, принимаемой за целевую функцию. В общем случае целевая функция является функцией многих переменных и тогда для отыскания ее максимума используются численные методы такие как итерационный, градиентный, метод Ньютона.

При условии, что целевая функция линейна, линейны и ограничения на ее переменные, возникает задача линейного программирования. Наиболее общим методом решения задачи линейного программирования является симплекс-метод.

Если целевая функция или ограничения нелинейны, то возникает задача нелинейного программирования. Решение ее рациональнее всего вести численными методами.

Компоновка объекта проектирования

На стадии эскизного проекта компоновка объекта проектирования выполняется в виде общего вида, теоретического или габаритного чертежа.

Чертеж общего вида определяет конструкцию изделия, взаимодействие его составных частей и поясняет принцип работы изделия.

Теоретический чертеж отображает геометрическую форму изделия и координаты расположения составных частей.

Габаритный чертеж содержит контурное изображение изделия с габаритными, установочными и присоединительными размерами.

Постановка задачи

Различают три вида постановки задачи:

1. сборка графического изображения из его составных частей с размещением их конструктором;

2. сборка графического изображения из его составных частей с учетом определенных ограничений в режиме диалога;

3. сборка графического изображения из его составных частей с оптимизацией по заданным критериям в автоматическом режиме.

Компоновка общего вида

Составными частями при компоновке могут быть:

• конструктивные модели;

• агрегаты;

• базовые изделия;

• стандартные детали;

• графические примитивы.

Конструктивные модели — функционально, конструктивно и технологически законченные унифицированные сборочные единицы, все параметры которых удовлетворяют модульному ряду и обладают совместимостью.

Агрегаты — функционально связанные составные части изделия, не обязательно конструктивно и технологически законченные, параметры которых не удовлетворяют модульному ряду, а совместимость достигается конструктивными доработками.

Базовые изделия — составные части, на основе которых могут создаваться семейства машин.

Стандартные детали.

Графические примитивы.

Компоновка общего вида базируется на программных средствах машинной графики обрабатывающих графические базы данных. В общем случае базы данных соответствуют составным частям компоновки. Сложность программного обеспечения возрастает от первой постановки задачи к третьей. Наиболее сложной является третья.