Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним из основных направлений ускорения научно-технического прогресса в области автоматизации лроектно-конструкторских работ является повишение эффективности создаваемых систем автоматизированного проектирования (САПР).
Большинство работ в области разработіаі конструкторских САПР в настоящее время направлены на создание и совершенствование технических средств, языков описания объектов проектирования и диалогового взаимодействия пользователя с системой, средств машинной графики, баз данных и средств управления ими, операционных систем и языков программирования.
Однако вопросы, связанные со способами и методами оптимального применения компонентов САПР, формированием единого сквозного цикла проектирования технических объектов, построением и формальным описанием технологии автоматизированного проектирования (ГАЛ) в интегрированных конструкторских САПР (ИК САПР) разработаны,недостаточно глубоко.
ТАП представляет собой последовательность проектных процедур, выполняемых в определенном порядке, которые позволяют преобразовать описание проектируемого ооъекта на некотором языке в законченную- совокупность сметно- финансовых и чертехно-конструкторских документов при заданных показателях эффективности проекта. В это понятие- входит информация о всех возможных проектных описаниях (ПО), проектных процедурах (ПП), связях между ними, инструментальных средствах реализации ТАЛ.
С технологией проектирования в САПР связывается объединение функций по осуществлению проектирования, подготовки, передачи и обработки информации, которая накапливается по мере разработки объекта, ha веек этих этапах необходимо обеспечить для пользователя единообразие форм представления проектной информации, беспрепятственный обмен информацией между автоматизированными рабочими местами (АРМ) конструктора, построенными на базе неоднородного технического и программного обеспечения, то есть функционирующих на резных типах ЭВМ под управлением равлмчнък операционных систем.'
Несмотря на наличие известных решений проблемы формирования ТАП) технических объектов в различных отраслях, в частности,
в радиоэлектронике,/ в настоящее время практически отсутствуют разработки методов построения и формального описания ТАЛ машиностроительных обгектов. Не в полной мере исследованы вопроси взаимодействия унифицированных компонентов ИК САПР в сложных программно-аппаратных средах.
Исследования в области ТАП предоставляют возможность формирования единого сквозного цикла проектирования и производстве технических объектов, что ведет к оптимальному использовании различных пакетов конструкторского проектирования (ПКП) и их отдельных модулей и, следовательно, сокращению времени разработки и снижению себестоимости изделия.
Таким образом, теоретические и практические вопросы» определяющие эффективность комплексироваиия и функционирования компонентов ИК САПР, приобретают особую значиш зть. Исследование проблем организации функционирования ИК САПР, возможности оптимального использования ПКП, ориентированных на разные типы ЭБМ и работающих в разных операционных средах, разработки эргономичных человеко-машинных интерфейсов заслуживает внимания, а создание на основе зтой организации единой технологии автоматизированного проектирования технических объектов в неоднородной программно-аппаратной среде ИК САПР является актуальной задачей
Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка способов построения и формального описания технологии автоматизированного проектирования технических объектов в сложных программно-аппаратных.средах интегрированных конструкторских САПР.
Достижение этой цели предполагает решение следующих задач: -систематизация и классификация элементов ТАП, представляющих собой проектные описания и проектные процедуры, используемые для формального представления процесса проектирования;
систематизация и классификация унифицированных компонентов ИК САПР, представляющих собой прикладные ПКП и соответствующие аппаратные средства;
разработка структуры неоднородной программно-аппаратной среды ИК САПР и обеспечение информационного и физического взаимодействия между компонентами зтой структуры; '
исследование и разработка способов формального описання (лементов ТАП и формирование информационных моделей проектных описаний и проектных процедур, построение сквозных циклов ТАП ^а базе существующего математического аппарата, в частности, с юшиш аппарата графовых моделей и моделей продукционных систем;
^разработка спецификаций проектных описаний и проектных процедур м формирование схем взаимодействия ПО и ГШ, образующих зехнодйгическую среду ИК САПР;
списание ручной и автоматизированной технологий проекти-адванщ;
(Проведение сравнительного анализа ручной и автоматиаиро-»аннон технологий проектирования и разработка этапов перехода к ГАП а конкретном подразделении - конструкторском бюро КБ-1 ПО Ижорский Завод.";
разработка методики обучения пользователей применений ^инфицированных компонентов ИК САПР и технологии автоматизиро-іанного проектирования.
Основные методы исследования.
При решении поставленных задач в работе использовались іринципн системного подхода, аппарат теории множеств, теории 'рафов, теории кластерного анализа, теории распознавания обра-юв, теории построения САПР..
Новые научные результаты.
1. Предложен способ логической организации проектной ин-[юрмации в ИК САПР, включающий взаимосвязанные системы проектна описаний и проектных процедур и отличающийся учетом специфики проектируемых объектов и функциональных особенностей про->ктных процедур.
2: Исследованы инструментальные средства проектирования х5ъектов машиностроения и предлояена структура неоднородной ірограммно-аппарагной среды ИК САПР, отличающаяся аффективным заспределением потока частных проектных задач, решаемых на как-10М этане проектирования.
3. Разработаны новые информационные модели проектных описаний, адекватно учитывающие типы и формы представления ПО в
процессе автоматизированного проектирования объекта. Разработаны информационные модели проектных процедур, отличающиеся от известных указанием роли и места ПП в общей схеме процесса проектирования. /
-
Введены новые графовые модели процесса автоматизированного проектирования', отличающиеся от известных стратификацией 110 и Ш по уровням и .формам их представления.
-
Впервые предложено пространство признаков, на основе которого проведена спецификация проектных описаний и проектных процедур, являющаяся логической основой для создания компонентов информационного обеспечения экспертной системи принятия конструкторско-технологических решений (ЭСПКТР).
-
Разработаны схемы взаимодействия ПО и ПП, формирующие технологическую среду ИК САПР.
7. Предложено пространство признаков, на основе которого впервые проведены сравнительные оценки эффективности технологий автоматизированного и неавтоматизированного проектирования объектов машиностроения.
8. Предложены этапы перехода на ТАЛ бюро проектирования тяжелых экскаваторов КБ-1 ПО "Ижорский Завод".
9. Разработана методика обучения пользователей применений инструментальных средств ИК САПР и ТАЛ в целом.
Практическая ценность работы.
-
Использование разработанной ТАП позволяет обеспечить высокую эффективность ИК САПР и добиться сокращения сроков и стоимости проектирования объектов.
-
Общие принципы разработки информационных моделей проектных описаний и проектных процедур, а также способов формального описания ТАП обеспечивают возможность введения новых типов ПО и ПП при автоматизации всех стадий цикла проектирования и производства технических объектов различного назначения.
-
Принципы классификации проектных описаний и проектных процедур обеспечивают открытость и расширяемость моделей ГО и ПП при появлении их новых типов.
-
Предложенные способы формального описания ТАП,дают основу для практической их реализации в экспертных системах при помощи инструментальных средств разработки экспертных систем
- Б -
(экспертных оболочек).
5. Предложенный информационный интерфейс позволяет обеспечить надежное взаимодействие между разнородными инструментальными средствами ИК САПР.
6: Разработанная методика обучения пользователей o6eqne4H-
вает быстрое и эффективное обучение конструкторов применению
компонентов ИК САПР и технологии автоматизированного проектиро
вании. '
Реализация результатов работы.
Теоретические и практические результаты' диссертационной работы использовались в ряде научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выполненных на кафедре систем автоматизации проектирования в 1989-1093 гг., а'также применяются в составе проекта "Интегрированная система управления производством объектов общего машиностроения (ИСУобщемаш)", разработанном на ПО "Идорский Завод".
Результаты диссертационной работы внедрены в КВ-1 ПО "Ижорский Завод".
Акты, подтверждающие внедрение результатов диссертационной работы в промышленность и экономическую эффективность, приводятся в диссертации'.
Апробация работы!
Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:
республиканской научно-технической конференции "Перспективы развития и проблемы эффективного использования ЭВМ общего назначения и персональных ЭЬМ", г. Минск, 1988 г.;
республиканской научно-технической конференции "Проблемы создания САПР на базе персональных ЬвМ", г. Минск, 1969 г.;
Всесоюзном семинаре "Системные средства САПР", г. Москва, 190Q г<
краткосрочном семинаре "Экспертные системы в решении задач комплексной аптоматиаации проектирования и производства РЗЛ", г. Ленинград, 1989 г.
зональной научно-технической конференции "Автоматизация конструкторского проектирования РЭА и ЭВА", г. Пенза, 1989 г.
- 6 -- научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ЛЭТИ им. В.И. Ульянова (Ленина), 1988-1993 ft
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 4 статьи в сборниках научных трудов и б тезисов докладої Всесоюзных, республиканских и городских конференций и семинаров.
Структура и объем работы. / Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, ваключения, списка литературы, включающего 104 наименования и двух приложений. Основная часть работы изложена на 171 странице машинописного текста. Работа содержит 30 рисунков и 10 таблиц.
