9. Завдання конструкторського і технологічного проектування

Конструкторское проектирование включает в себя вопросы конструкторской реализации результатов функционального проектирования, т.е. вопросы выбора материалов деталей, расположения составных частей.

Технологическое проектирование охватывает вопросы реализации результатов конструкторского проектирования, т.е. вопросы создания технологических процессов изготовления изделий.

Конструкторское проектирование

Конструкторское проектирование включает в себя решение задач следующих групп:

коммутационно-монтажное проектирование;

обеспечения допустимых тепловых режимов элементов;

конструирование электромеханических узлов системы;

выпуск конструкторской документации.

Основные задачи коммутационно-монтажного проектирования - это размещение компонентов на подложке и трассировка электрических соединений между компонентами. Эти задачи конкретизируются в следующем перечне:

конструкторский расчет геометрических размеров компонентов;

определение взаимного расположения компонентов на элементе конструкции;

размещение компонентов на конструкторском элементе с учетом геометрии устройства, схемотехнических и технологических ограничений;

трассировка соединений;

вычерчивание чертежей общего вида устройства и определение основных габаритных размеров.

В этих же задачах решаются вопросы обеспечения тепловых режимов элементов.

Задача конструирования электромеханических узлов системы включает в себя комплекс специфических вопросов.

Задача выпуска конструкторской документации включает в себя автоматическое оформление результатов проектирования упомянутых выше задач в требуемом виде.

10. Схема процесу проектування

Задачи, решаемые на каждом этапе блочно-иерархического проектирования, делятся на задачи синтеза и анализа. Задачи синтеза связаны с получением проектных вариантов, а задачи анализа - с их оценкой.

Синтез – это создание описания объекта, выполняющего заданные функции и удовлетворяющего заданным ограничениям.

Исходные данные – описание функций, возлагаемых на проектируемый объект; перечень параметров, характеризует качество и ограничения на их значения.

Результат – некоторая структура, реализующая заданный класс функций.

Под структурой объекта понимается множество

S = {C,H},

где С – множество элементов, входящих в структуру объекта, а H - множество связей между ними.

 Равные структуры – такие структуры, которые реализуют равные функции (F1 = F2), состоят из одинаковых элементов ({C1} = {C2}) и связаны одинаковыми связями ({H1} = {H2}).

Эквивалентные структуры – такие структуры, когда F1 = F2, но C1<>C2 и(или) H1<>H2.

Задача синтеза может иметь формальные методы решения – такая задача алгоритмически разрешима, иначе алгоритмически неразрешима. Алгоритмически – неразрешимые задачи решаются вручную или с помощью эвристических методов (полный перебор).

Различают синтез структурный и параметрический.

Цель структурного синтеза - получение структурных схем объекта, содержащих сведения о составе элементов и способах соединения между собой.

Цель параметрического синтеза - определение числовых значений параметров элементов.

Оптимизация - это определение наилучших в некотором смысле структуры и (или) значений параметров.

Оптимизацию связанную только с параметрическим синтезом, т.е. с расчетом оптимальных значений параметров при заданной структуре объекта называют параметрической оптимизацией. Задачу выбора оптимальной структуры – структурной оптимизацией.

Задача анализа

Анализ - это определение функционального и параметрического описания системы по заданному структурному описанию.

Предмет решения задачи анализа – исследование свойств F, S и Р-описаний, полученных на некотором шаге при спуске по дереву проектных решений. Целью такого исследования является оценка качества полученного варианта решения или верификация F-описания на соответствие заданному.

В отличие от задачи синтеза, задача анализа алгоритмически всегда разрешима.

Наиболее общими методами анализа являются одновариантный (исследование объекта в заданной точке траектории поведения) и многовариантный (исследование свойств объекта в окрестностях заданной точки траектории поведения).

Результат анализа – определение адекватности.

Адекватность – показатель соответствия модели анализируемому объекту.

11. Задачи, решаемые на каждом этапе блочно-иерархического проектирования, делятся на задачи синтеза и анализа. Задачи синтеза связаны с получением проектных вариантов, а задачи анализа - с их оценкой. Синтез – это создание описания объекта, выполняющего заданные функции и удовлетворяющего заданным ограничениям. Задача синтеза может иметь формальные методы решения – такая задача алгоритмически разрешима, иначе алгоритмически неразрешима. Алгоритмически – неразрешимые задачи решаются вручную или с помощью эвристических методов (полный перебор).

Различают синтез структурный и параметрический.

• Цель структурного синтеза - получение структурных схем объекта, содержащих сведения о составе элементов и способах соединения между собой.

• Цель параметрического синтеза - определение числовых значений параметров элементов.

12.

• Оптимизация - это определение наилучших в некотором смысле структуры и (или) значений параметров. Оптимизацию связанную только с параметрическим синтезом, т.е. с расчетом оптимальных значений параметров при заданной структуре объекта называют параметрической оптимизацией. Задачу выбора оптимальной структуры – структурной оптимизацией.Оптимальными считаются те значения, которые удовлетворяют ТЗ и являются лучшими из достижимых.Задача оптимизации в проектировании сводится к преобразованию физического представления об объекте, его назначении и степени полезности в математическую формулировку экстремальной задачи. Цель оптимизации выражается в критериях оптимизации. Критерии оптимизации – правила предпочтения сравниваемых вариантов. Основу критериев оптимизации составляет целевая функция F(x), где х – множество управляемых параметров.Если лучший вариант должен характеризоваться большим значением F(х), тогда оптимизация заключается в максимализации F(х) или, наоборот, при минимизации F(х) лучший вариант должен характеризоваться меньшими значениями параметров. Кроме целевой функции F(х) и перечня управляемых параметров (х) в постановку задачи оптимизации могут входить ограничения типа равенств H(х) = 0 и неравенств H(х)<>0. Частным случаем ограничений типа неравенств являются прямые ограничения a_i<=x_i<=b_i, где a_i и b_i - предельно допустимые значения параметра x_i.Область пространства управляемых параметров, в которой выполняются заданные ограничения, называет допустимой областью XD.

13. Задача анализа

• Анализ - это определение функционального и параметрического описания системы по заданному структурному описанию.

Предмет решения задачи анализа – исследование свойств F, S и Р-описаний, полученных на некотором шаге при спуске по дереву проектных решений. Целью такого исследования является оценка качества полученного варианта решения или верификация F-описания на соответствие заданному.

В отличие от задачи синтеза, задача анализа алгоритмически всегда разрешима.

Наиболее общими методами анализа являются одновариантный (исследование объекта в заданной точке траектории поведения) и многовариантный (исследование свойств объекта в окрестностях заданной точки траектории поведения).

Результат анализа – определение адекватности.

• Адекватность – показатель соответствия модели анализируемому объекту.

1 4.