Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние работ по проектированию охранно-пожарных систем 9
1.1. Состав и структура систем охранно-пожарной сигнализации 9
1.2. Существующие подходы к структурно-параметрическому синтезу СОПС 14
1.3. Анализ работ по автоматизации проектирования охранно-пожарных систем 22
1.4. Анализ способов представления конструкторских знаний 26
1.5. Выводы.
Цели и задачи исследования 31
2. Методологические основы синтеза СОПС 33
2.1. Структурный синтез проектных процедур интеллектуальной САПРСОПС 33
2.2. Методика синтеза СОПС 35
2.3. Экспертная поддержка основных проектных процедур 43
2.4. Моделирование функционирования СОПС 51
2.5. Выводы 57
3. Системное моделирование и декомпозиция СОПС . 59
3.1. Системная модель СОПС 59
3.2. Цели проектирования СОПС 65
3.3. Функциональный и структурный синтез СОПС 68
3.3.1. Функциональный синтез СОПС 68
3.3.2. Структурный синтез СОПС 74
3.4. Параметрический синтез СОПС и ее структурных составляющих 82
3.5. Концептуальная модель знаний при синтезе СОПС 85
3.6. Выводы 90
4. Программные средства автоматизации проектирования СОПС 91
4.1. Структура программных средств САПР СОПС 91
4.2. Программные средства синтеза и анализа СОПС 94
4.3. Подсистема выявления экспертных знаний 97
4.4. Подсистема моделирования функционирования СОПС 100
4.5. Программная реализация результатов исследования 103
4.5.1. Состав и структура программного комплекса «Проектирование охранно-пожарных систем» 103
4.5.2. База данных параметрических моделей технических средств СОПС и их окружения 106
4.5.3. Описание функционирования 1111
Объект 112
4.5.4. Пример практической реализации программного обеспечения 118
4.6 Выводы 121
Заключение 122
Литература
- Состав и структура систем охранно-пожарной сигнализации
- Структурный синтез проектных процедур интеллектуальной САПРСОПС
- Функциональный и структурный синтез СОПС
- Структура программных средств САПР СОПС
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время наиболее остро стоит проблема сохранности и безопасности материальных и культурных ценностей от пожара, несанкционированного доступа, в том числе и от противоправных посягательств. Долгое время надежной и экономически выгодной формой защиты имущества, реализуемой службой вневедомственной охраны (ВО) при органах внутренних дел (ОВД), являлась охрана объектов с помощью технических средств охранно-пожарной сигнализации (ТС ОПС), объединенных в систему охранно-пожарной сигнализации (СОПС). В последнее время наметилась тенденция к построению не просто комплексов ОПС или каких-то иных независимо функционирующих подсистем охраны и безопасности, а к разработке сложных интегрированных СОПС [1-6].
Однако отсутствие научно-обоснованного подхода к проектированию и оценке эффективности функционирования СОПС зачастую приводит к тому, что ее подсистемы (элементы) вступают в конфликт из-за ресурсных ограничений между собой и всей системой в процессе достижения ими своих локальных и глобальных целей, причем причина этого кроется в структуре и составе СОПС [6].
Наиболее перспективным выходом из рассматриваемой ситуации представляется автоматизация процесса проектирования СОПС на всех стадиях разработки: от технического предложения до выпуска рабочей документации.
В настоящее время известен ряд работ в области систем автоматизированного проектирования (САПР) охранно-пожарных систем [4, 6, 7, 12, 13]. Но они малоэффективны при решении задач структурно-параметрического синтеза на начальных этапах проектирования, для которых характерны большая неопределенность исходных данных и знаний, необходимых для разработки СОПС, а также слабая структуризация рассматриваемой пред метной области [14, 18, 27]. В связи с этим невозможна полная формализация основных процедур проектирования, которым на верхних уровнях абстракции иерархического описания объекта присущи интуитивно-логические рассуждения и представление ситуаций на естественном языке.
Решение поставленной проблемы осуществляется путем использования в разрабатываемой САПР СОПС подсистемы экспертной поддержки, реализующей знания, не поддающиеся формализации процедуры творческого процесса проектирования. При этом экспертная компонента САПР СОПС позволяет автоматизировать процесс выявления знаний непосредственно из высококвалифицированных конструкторов с возможностью последующего использования полученных знаний при эксплуатации САПР пользователями невысокой квалификации.
Главная сложность здесь заключается в том, что конструирование СОПС является слабоструктурированной проблемой. В связи с этим для ее решения необходима структуризация СОПС и ее элементов, заключающаяся в определении классов их принадлежности и нахождении описывающих предметную область множеств признаков, свойств и их метрик и шкал.
Решение поставленной проблемы требует разработки системной модели СОПС как объекта проектирования. Введение такого высокого уровня абстракции модели связано с необходимостью предварительного структурирования предметной области с использованием системного подхода как метода, учитывающего многообразие сложных взаимных связей и всесторонне раскрывающего все аспекты СОПС, рассмотрение которых является необходимым и достаточным для реализации процесса проектирования.
Диссертационная работа выполнена на кафедре информационных систем ВИВТ в соответствии с научным направлением - «Моделирование информационных технологий; разработка и совершенствование методов и моделей управления, планирования и проектирования технических, технологических. экономических и социальных процессов и производств» (номер государственной регистрации № 001.2005.2305).
Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является разработка методики, моделей и алгоритмов проектирования интеллектуальных процедур на ранних этапах структурно-параметрического синтеза СОПС, обеспечивающих построение инструментальных средств в виде математического и программного обеспечения автоматизированной системы поддержки принятия решения. Достижение поставленной цели реализуется посредством решения следующих задач:
- разработка системной модели СОПС как объекта проектирования;
- построение концептуальной модели представления знаний о СОПС, обеспечивающей эффективное формирование и манипулирование знаниями конструктора рассматриваемой предметной области, синтез основных процедур начальных стадий проектирования СОПС;
- разработка принципов и методики структурно-параметрического синтеза СОПС с использованием экспертной компоненты;
- разработка математических моделей функционирования основных структурных элементов СОПС;
- создание комплекса программных средств автоматизации ранних этапов проектирования СОПС, реализующих разработанные человеко- машинные процедуры интеллектуальной САПР.
Методы исследования. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования базируются на использовании аппарата теории множеств, теории графов, теории информации, теории вероятностей, математической статистики, теории игр, методов линейного и динамического программирования. Общей методологической основой является системный подход.
Научная новизна. При выполнении диссертационного исследования получены следующие основные результаты, характеризующие его научную новизну:
- системная модель СОПС как объекта проектирования, обеспечивающая научно-обоснованный подход к проектированию и оценке эффективности
• функционирования СОПС;
- концептуальная модель процесса выявления конструкторских знаний СОПС при наполнении базы экспертной поддержки САПР, позволяющая ав-томатизировать проектирование новых и модернизацию существующих СОПС;
- методика структурно-параметрического синтеза конструкций СОПС, учитывающая влияние дестабилизирующих факторов при оптимизации местоположения технических средств СОПС на охраняемом объекте;
- математические модели функциональных элементов СОПС, позволяющие ускорить процесс проектирования и повысить качество функциони t рования создаваемых охранно-пожарных систем;
- структурная модель интеллектуальной САПР СОПС с системой экспертной поддержки основных процедур проектирования, позволяющая автоматизировать применение опыта специалистов.
Практическая значимость работы заключается: в использовании разработанных моделей и алгоритмов для оценки эффективности функционирования СОПС в различных сферах деятельности; в разработке инструментальных средств, в виде математического, алгоритмического и программного # обеспечения, реализованного в среде Windows, позволяющих проводить имитационное моделирование СОПС и анализ внутрисистемных взаимоотношений широкого класса систем и могут быть использованы в САПР, АСНИ, АСУТП.
Разработанные инструментальные средства в виде программного комплекса «Проектирование охранно-пожарных систем» внедрены в деятель-Ф ность воронежского филиала ЗАО РЭЗ «Спецавтоматика» (г. Воронеж), где используются для повышения эффективности функционирования СОПС, а также, в учебный процесс ВИВТ при обучении студентов факультета информационных технологий по специальности 071900 «Информационные системы и технологии» по предметам «Проектирование информационных систем» и «Моделирование информационных систем».
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: актуальные проблемы социально-экономического развития России с начала Великой Отечественной войны и до наших дней (межвузовская научно-практической конференции. - Воронеж: Институт экономики и права, 2005); Всероссийская научно-техническая конференция (Воронеж, 2005г.); Отчетная конференция профессорско-преподавательского состава ВИВТ (2005г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ (5 статей, 6 материалов докладов и имеются 3 регистрации программных средств в Государственном фонде алгоритмов и программ РФ), в том числе 2 работы опубликовано без соавторов.
Состав и структура систем охранно-пожарной сигнализации
Ведущее место в общегосударственной системе охраны различных форм собственности принадлежит службе вневедомственной охраны при органах внутренних дел. Эта крупнейшая организация, специализирующаяся на проблемах защиты, на договорной основе имущества собственников от пожара и преступных посягательств.
Начало вневедомственной охраны было положено 29.10.52, когда Советом Министров СССР было принято постановление "Об использовании в промышленности, строительстве и других отраслях народного хозяйства работников, высвободившихся из охраны, и мерах по улучшению дела организации охраны хозяйственных объектов, министерств и ведомств", которым было установлено что при органах милиции создается вневедомственная наружная сторожевая охрана.
С 1970 г. в практике деятельности милицейской охраны стали создаваться первые пульты централизованного наблюдения. В 1980 году под вневедомственную охрану начали передаваться банковские учреждения. В 1985 году часть объектов, охраняемых так называемой "ведомственной милицией", перешла под вневедомственную охрану. Предоставление подразделениям полной самостоятельности в вопросах заключения договоров, оплаты труда создало условия для качественного улучшения деятельности военизированной и сторожевой охраны.
Наиболее широкое использование получил специфический вид охраны с помощью пунктов централизованного наблюдения (ПЦН), которая является самостоятельным видом охраны, и представляет собой оперативно-техническое объединение сил и средств, призванных обеспечить надежную и экономичную охрану материальных ценностей. Именно, благодаря централизации наблюдения объектов вневедомственной охране удалось выжить и развиваться, успешно конкурируя с различными частными охранными структурами, т.к. ПЦН позволяет малыми силами (обычно несколько экипажей групп задержания), контролировать большое количество объектов, что является экономически выгодным и позволяет поддерживать цены на услуги по охране на уровне или ниже цен, предлагаемых конкурирующими организациями.
На сегодняшний день, вневедомственная охрана, чуть ли не единственная организация, осуществляющая охрану имущества граждан, хотя расценки на этот вид услуг настолько низкие, что в некоторых подразделениях отказываются от принятия квартир под охрану.
Благодаря успешному осуществлению охранной деятельности, рекламе, работе с населением, вневедомственная охрана пользуется повышенным спросом собственников, т.к. является наиболее организованной, технически оснащенной и мобильной охранной службой в нашей стране.
Координирующим и управляющим центром централизованной охраны является пункт централизованной охраны (ПЦО), а один из основных элементов -ПЦН (комплексы и системы охранной сигнализации в терминах и определениях приведены в приложении №3).
Пульт централизованного наблюдения - самостоятельное техническое средство (совокупность технических средств) или составная часть системы передачи извещений, устанавливаемая на ПЦО для приема от пультовых оконечных устройств или ретранслятора(ов) извещений о проникновении на охраняемые объекты и (или) пожаре на них, служебных и контрольно-диагностических извещений, обработки, отображения, регистрации полученной информации и представления ее в заданном виде для дальнейшей обработки, а также (при наличии обратного канала) для передачи команд телеуправления.
Представить систему централизованной охраны можно следующей схемой прохождения информации о срабатывании средств СОПС, представленной на рис. 1.1.
Минимально необходимым набором оборудования для организации централизованной охраны является наличие хотя бы одного шлейфа сигнализации, абонентской телефонной линии на объекте, если речь не идет об охране по радиоканалу, разрешенного радиоканала в противном случае, системы передачи извещений. Такая система проста, но не дает возможности осуществлять охрану по занятой абонентской линии, нельзя повысить информационность за счет выносных оповещателей. Связь между элементами этой системы показана на рис. 1.1 штрихпунктирной линией.
Для организации охраны по занятой абонентской линии, а также для организации многорубежной охраны по одной телефонной линии, используется аппаратура высокочастотного уплотнения, т.е. приборы типа «АТЛАС». «Атлас-3» позволяет создавать дополнительную линию связи на частоте 18 кГц, «Ат-лас-6» - две дополнительные линии. В этом случае использование приемно-контрольных приборов (ПКП) может быть нецелесообразно, т.к. необходимой информационности можно достичь с помощью аппаратуры уплотнения (штриховая линия на рис. 1.1).
Основными элементами СОПС является ряд типовых функциональных устройств [72]: 1. Извещатели охранные; 2. Извещатели пожарные; 3. Приборы приемно-контрольные охранно-пожарные; 4. Средства пожарной сигнализации и автоматики; 5. Системы передачи извещений; 6. Радиосистема тревожной сигнализации; 7. Элементы систем контроля и управления доступом; 8. Источники питания; 9. Вспомогательное оборудование.
Наибольшее развитие СОПС получило в последние годы, что определяется высокими требованиями к системе охраны различных форм собственности и уникальностью используемого оборудования.
Так появились:
- Прибор приемно-контрольный пожарный ППКП 019-1-3, предназначенный для контроля 1 шлейфа сигнализации, как в автономном режиме с включением устройств оповещения, так и с передачей извещений на ПЦН;
- Центральный блок, предназначенный для использования как самостоятельно в виде прибора приемно-контрольного охранно-пожарного, так и блока-расширителя охранно-пожарного в составе прибора "Аккорд-512", который контролирует 8 шлейфов охранно-пожарной сигнализации;
Структурный синтез проектных процедур интеллектуальной САПРСОПС
Логическая структура предлагаемой САПР СОПС основана на широко известных принципах теории управления [94]. Она достаточно инвариантна и может быть использована практически в любой предметной области. Укрупненная структурная схема (рис. 2.1) включает в себя следующие основные функциональные блоки: подсистема синтеза СОПС (ПС); подсистема моделирования функционирования СОПС произвольной структуры (ПМФ); модуль формирования исходных данных ТЗ (ФИД); модуль формирования и модификации базы знаний (ФБЗ); подсистема обработки и управления знаниями (ОУБЗ); база знаний и база данных (БЗ/БД) [95]; документирование.
В основе системы лежит следующий итерационный алгоритм ее функционирования. Начальным этапом является формирование полного и непротиворечивого ТЗ на разработку СОПС (блок ФИД). На основе сформированных требований ТЗ и имеющихся в базе типовых алгоритмов функционирования и принципиальных схем данного класса охранно-пожарного оборудования формируется прототип структуры проектируемой СОПС (блок ПС). Результаты проведенного моделирования функционирования заданной структурной схемы СОПС (блок ПМФ) позволяют на основе имеющихся эвристических знаний о предметной области (БЗ/БД) выработать определенные порождающие правила и управляющие воздействия (ОУБЗ), способствующие корректировке текущей структуры СОПС (блок ПС) и получению следующего приближения синтезируемой структуры. Итерационный процесс направленного синтеза заканчивается при достижении приемлемого варианта структуры СОПС, имеющего наи большее соответствие свойств СОПС с требованиями, лимитируемыми ТЗ, а также экстремальное значение комплексного технико-экономического критерия качества, учитывающего факторы внесистемного окружения.
Выбор и параметрическая оптимизация элементной базы СОПС, а также их структурных связей являются функцией подсистемы ПС. Модуль формирования и модификации знаний (ФБЗ) позволяет решить ряд необходимых задач. Это, во-первых, возможность разрешения возникающих в процессе функционирования системы критических ситуаций, реакция на которые не предусмотрена в имеющейся базе знаний. В данном случае управление передается модулю ФБЗ и проектировщику предлагается выступить в качестве эксперта для пополнения базы недостающими знаниями. Таким образом, блок ФБЗ полностью реализует в себе возможности СУБЗ и СУБД, а также интеллектуальный интерфейс извлечения экспертных знаний и интеллектуальной поддержки информационных банков.
Данный концептуальный подход к проблеме автоматизированного синтеза СОПС позволяет не только устранить все вышеуказанные объективные трудно сти в этой области, но и формально представить и практически реализовать основные трудно формализуемые процедуры творческого процесса проектирования путем использования экспертных компонент в САПР СОПС.
Практическая реализация разрабатываемой интеллектуальной САПР СОПС подразумевает углубленную теоретическую, методологическую и формальную проработку основных проектных процедур синтеза, формирования/обработки базы знаний и моделирования (см. рис.2.1), обеспечивающих возможность эффективного функционирования системы.
Процесс синтеза СОПС на начальных этапах проектирования формально является последовательным поиском, созданием и преобразованием различных структур СОПС, что в общем случае может быть представлено в виде, показанном на Здесь три различных пути синтеза соответствуют ситуациям, возникающим при решении конкретной задачи проектирования, а именно: - требованиям ТЗ отвечает известный аналог СОПС; - требованиям ТЗ частично отвечает известный прототип СОПС с возможностью его дальнейшей модификации; - известные технические решения не удовлетворяют предъявленным тре бованиям и необходим синтез оригинального ТО.
Необходимо отметить, что структура S строится лишь в том случае, когда конструктора не удовлетворяет ни одна из известных функциональных структур и необходим синтез принципиально нового технического решения.
Укрупненный алгоритм, представляющий собой детализацию структуры модуля синтеза СОПС (рис. 2.1) и описывающий основные этапы и информационные связи подсистемы синтеза, представлен на рис. 2.3.
Начальный этап синтеза подразумевает формирование ТЗ на основе данных о научных разработках, новых методах, открытиях в науке и технике по созданию охранно-пожарного оборудования, являющегося для СОПС объектом более высокого уровня (блок 1, рис. 2.3). Исходная информация об оборудовании должна содержать данные о количестве и структурных связях элементов СОПС, а также диапазоны значений параметров требуемых свойств, характеризующих среду с точки зрения охранно-пожарного окружения.
Первым этапом собственно синтеза СОПС является поиск аналогов на основе сформированных требований ТЗ на СОПС (блок 2, рис. 2.3).
Наличие данного этапа объясняется нецелесообразностью разработки новой конструкции СОПС при наличии среди существующих вариантов СОПС конструкции, полностью удовлетворяющей предъявленным требованиям.
Функциональный и структурный синтез СОПС
Основным компонентом, являющимся ядром системной модели СОПС (см. выражение (3.3)) и характеризующим назначение технического объекта любого уровня иерархии, является выполняемая ТО функция. Понятие функции F объекта определяется двояким образом, как потребительская - F„ и техническая - FT функции ТО [35,87]. Потребительская функция Fn - это производимое ТО действие, приводящее к реализации интересующей человека потребности, т.е. назначение ТО.
Техническая функция FT - описывает внутрисистемные действия между элементами ТО, приводящие к реализации его потребительской функции Fn путем преобразования некоторого входного воздействия, т.е. однозначно описывается в виде оператора выходов: FT : Т х Z х WBX -» WBbIx. (3.11) Развивая работу [35], описание потребительской функции любого ТО, и в частности СОПС, можно представить в виде четверки множеств следующего вида: F = D,X,H, ГП , (3.12)
где D - множество действий, производимых СОПС и приводящих к желаемому результату; X - множество объектов (операндов), на которые эти действия направлены; Н - множество особых условий и ограничений выполняемых действий; ГП - множество функциональных признаков, позволяющих конкретизировать и иерархически структурировать описание функции СОПС (ФМ).
В конкретном описании функции ТО любого уровня могут отсутствовать компоненты Ни Д при условии, что их значения не лимитированы или информация о них очевидна и однозначно вытекает из значений D и X.
Реализация обобщенной потребительской функции СОПС F - "обеспечить защищенность объекта охраны с заданной степенью надежности " - через ее техническую функцию позволила на основе признака "сложность функции" и всестороннего анализа опыта конструирования разработчиков СОПС выделить множества действий - D = {D1, і = 1,9}, операндов - X = {Xі, і = 1,9} и окружения - Н = {Н1, і = 1,9}, характеризующих девять рабочих функций первого иерархического уровня: F = { F1, І = 1,9} (таблица 3.1).
Множество основных функций Fo первого уровня иерархии задает принцип функционирования и общую структуру СОПС. Вспомогательные функции FB способствуют улучшению качества реализации основных и подключаются в функциональную структуру СОПС только по мере необходимости.
Таким образом, глобальные функциональные признаки "сложность" и "значимость" позволяют осуществить декомпозицию обобщенной потребитель ской функции СОПС по уровням иерархии описания.
Конкретизация описательной формулировки функции любого уровня членения, а также составление подробного словаря функций СОПС и ее ФМ осуществляются на основе анализа эволюционного развития СОПС путем разбиения понятия функции признаками действия - Щ операнда - Пх и объектов окружения, характеризующих условия выполняемых действий - Пь. Конкретное описание функции на данном уровне ее иерархии определяется вектором значений указанных признаков в пространстве Па х Пх хПь.
Практически на всех уровнях функциональной конкретизации СОПС используются следующие множества инвариантных признаков П , Пх, Щ: Па = способ действия, место действия, степень действия, характер действия, режим действия ; (3.13) Пх = тип операнда, вид операнда, состояние операнда ; nh = вид среды, характеристика среды .
Конкретные множества признаков, используемых для функционального описания, сформированы на базе инвариантных и представляют собой модификацию множеств (3.13).
Множества существенных признаков Щ, Пх, Пь и их значений для функций первого уровня функциональной иерархии СОПС { F1, і = 1,11} представлены в таблице П.2 приложения 2.
Большая мощность множества конкретных функциональных формулировок в пространстве признаков (ПхП х Пх хПь даже для первого иерархического уровня членения СОПС вызывает необходимость использования методов комбинаторного анализа и, как следствие, не позволяет привести в работе полный перечень функций этого этапа.
В качестве примера формирования представим детализацию основной функции Fg - "защита охраняемого объекта от проникновения, поджога", конкретизируя ее формулировку следующим набором значений признаков (см. табл. П.2 приложения 2): П), (Способ действия) = (механический, химический, физико-химический, электрофизический}; Til (Место действия) = (действие непосредственно на охраняемом объекте; действие, удаленное от объекта охраны}; Па (Степень действия) = (низкая степень защиты, средняя степень защиты, высокая степень защиты}; rij (Характер действия) = (контроль, нарушение системы защиты, возгорание, несанкционированное проникновение на объект, срабатывание автономной системы пожаротушения, выезд пожарной бригады, выезд группы захвата, восстановление защиты охраняемого объекта, следственные действия}; П (Режим действия) = (непрерывный, кратковременный, повторно-кратковременный}; П х (Тип операнда) = (одиночка, группа}; ПІ (Вид операнда) = (есть организация, нет организации}; П3Х (Состояние операнда) = (транспортное средство есть, транспортного средства нет}; П (Характеристика операнда) = (вооружен, безоружен}; П[ (Характеристика среды) = (влияние погодных условий есть, влияния погодных условий нет}; П (Подверженность возмущающим воздействиям) = (есть, нет};
Подставляя значения признаков в абстрактную функцию FQ "защита охраняемого объекта от проникновения, поджога", имеем одно из описаний следующего вида "непрерывно контролировать состояние охраняемого объекта, обеспечивая высокую степень защиты от несанкционированного доступа, поджога при любых погодных условиях, любых внешних и внутренних воздействиях ", что соответствует ТО "ПЦО".
Структура программных средств САПР СОПС
Практическая реализация интеллектуальной САПР СОПС, содержащей формализуемые и эвристические программные процедуры, предполагает эффективное информационное взаимодействие разрабатываемой экспертной компоненты с традиционными подсистемами САПР [113-115]. Структура создаваемого программного обеспечения во многом определяется возможностью формализации модельного представления объекта проектирования и основных проектных процедур.
Проектные процедуры системы составляют алгоритмически жесткое ядро, гибко настраиваемое соответствующими знаниями экспертов.
Состав необходимых экспертных знаний поддержки определяется функциональным назначением конкретной процедуры САПР.
На рис. 4.1 укрупненно показаны основные программные модули системы, каждый из которых в свою очередь, представляется более "тонкой" структурой. Логическая организация программных средств, содержащих экспертную компоненту поддержки, предусматривает включение в "жестко" организованную структуру программного обеспечения (ядра) САПР СОПС эвристической подсистемы, обладающей свойствами адаптации к условиям применения в зависимости от взаимодействующего с ней модуля основной структуры.
Обеспечение указанного взаимодействия основных проектирующих подсистем (блоки 1-6, рис. 4.1) с экспертной компоненты их поддержки является функцией системы управления, формирующей на основе метазнаний (методического обеспечения) о процессе проектирования (блок 16, рис. 4.1) задание на использование процедур ядра САПР, реализуя тем самым текущий маршрут проектирования (см. рис. 3.2).
Подсистемы ядра выполняют функции, отличающиеся от традиционных лишь спецификой их применения в САПР СОПС. При этом, формирование и динамическая модификация ТЗ на разработку СОПС осуществляется в процес се итерационного синтеза подсистемой формирования цели проектирования (блок 1, рис. 4.1). Решение задачи структурного и параметрического синтеза объектов любого уровня иерархии, удовлетворяющих требованиям сформированного ТЗ, выполняет соответствующая проектная процедура САПР (блок 2, рис. 4.1). В данном случае согласованное функционирование подсистем ядра 3 и 4 (рис. 4.1) позволяет осуществить многовариантный анализ и оптимально-компромиссный выбор на его основе с учетом комплексного критерия качества, теоретически и экспериментально разработанному для данного класса технических объектов. Анализ работоспособности синтезированного объекта и выявление соответствия выходных характеристик ТО требованиям технического задания осуществляет подсистема имитационного моделирования функционирования СОПС (блок 5, рис. 4.1). Геометрический образ проектируемого объекта формирует система пространственной компоновки (блок 6, рис. 4.1).
Совместимость данных сгруппированных по разделам программных модулей различного назначения достигается путем использования единой системы управления САПР СОПС. Управление процессом проектирования осуществляется проектантом через диалоговый интерфейс системы (блок 11, рис. 4.1), обеспечивающий реализацию сценария диалога в терминах предметной области.
Центральным блоком экспертной компоненты САПР СОПС является подсистема манипулирования знаниями и данными (блок 9, рис. 4.1), обеспечивающая выполнение следующих основных функций: - анализ на полноту и непротиворечивость базы знаний/данных; - обработка запросов от подсистем на необходимые операции СУБЗ/СУБД (блоки 14, 15, рис. 4.1) по генерации, занесению и модификации требуемых знаний и данных на любом шаге маршрута проектирования; - работа с базами моделей, методов и критериев качества.
Формирование информационной базы осуществляет подсистема выявления знаний (блок 7, рис. 4.1), которая обеспечивает порядок предъявления эксперту необходимой для анализа информации в соответствии с системной моделью извлечения знаний (см. п. 3.4), а также формирует соответствующие запро сы к подсистемам манипулирования (блок 9) и диалогового взаимодействия (блок 11).
