Введение к работе
Актуальность темы. Широкое применение систем автоматизированного проектирования (САПР) позволило проектировать сложные технические объекты в сжатые сроки. Для повышения эффективности функционирования САПР и качества проектирования необходимо повысить "интеллектуальный" уровень САПР, который предполагает снижение вероятности концептуальных ошибок, повышение дружественности систем. Задачи проектирования безусловно относятся к классу интеллектуальных задач, связанных с выбором наилучшего варианта.
В случае плохо формализованных задач, а именно такие задачи чащг всего возникают в САПР во многих предметных областях (таких как горное дело, машиностроение, строительство и т.п.), формальные проектные процедуры, использующие оптимальные методы поиска, обычно не известны. В таких ситуациях принятие оптимального решения осуществляется на основе проработки как можно большего числа проектных вариантов, а процесс проектирования связан с порождением, анализом .* оценкой варнангов проекта. Анализ, оценка вариантов относятся к вопросам предметной области, которые могут решаться, например, с помощью специализированных экспертных систем. Инвариантные процессы (порождение, обновление вариантов) представляют собой процедурный аспект представления знаний о процессе проектирования.
Таким образом, интеллектуализация САПР, решающая плохо формализованные задачи, так или иначе связана с процессом многовариантного формирования проектного решения, т.е. с процессом эффективного порождения версий проектного решения. Традиционно представление характера процесса проектирования как альтернативного со множеством вариантов сводилось к поддержке в базе данных САПР множества версий проектируемого объекта.
Известны способы представления версий в базах данных САПР, в которых решаются вопросы отражения различных их аспектов. В то же время существует достаточно мною предложений по представлению знаний о предметной области проектирования. Можно считать, что вопросы представления знаний о предметної, области, вопросы представления версий в базах данных САПР достаточно хорошо изучены. Однако процедурные аспекты баз знаний САПР, затрагивающие вопросы процесса порождения версий, исследованы в гораздо меньшей стег::ни. Не решены задачи интеграции проектных данных а базах данных САПР и знаний о процессе проектирования.
Таким образом, актуальной задачей, имеющей существенное значение для создания эффективных систем многовариантного автоматизированного проектирования является разработка интегрированной модели представления и порождения версий и программных средств ее поддержки.
На основе анализа состояния вопроса в области интеллектуализации САПР, в настоящей работе поставлена цель:
разработать модели, методы и инструментальные средства интеллектуализации процесса порождения версий в САПР.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
* разработать интегрированную модель представления версий и
процесса их порождения, образующую основу для баз данных/знаний
САПР;
разработать язык описания процесса порождения версий;
преложить формальную модель представления динамики процесса порождения версий и эффективные методы анализа свойств корректности поведения процесса многовариантногр проектирования;
разработать инструментальные средства интеллектуализации процесса порождения версий в мяоговариантаом автоматизированном проектировании.
Создаваемые инструментальные средства должны быть ориентированы на профессиональных программистов-разработчиков САПР.
Методика исследований основана на использовании теоретических основ построения баз данных, теории искусственного интеллекта, теоретико-сетевого подхода к моделированию дискретных систем и теоретико-логических методов анализа моделей.
Работа выполнялась в рамках темы 12.9.1.1.15 "Создание элементов автоматизированного проектирования и управления горнодобывающими предприятиями" программы РАН исследований в области естественных наук до 2000 г., раздела 6 "Разработка теоретических основ проектирования и создания автоматизированных и роботизированных технол гий добычи и переработки твердых полезных ископаемых" программы Министерства науки, высшей школы и технической политики РФ "Экологически чистое горное производство" на 1989-1992 гг., госбюджетной темы "Разработка концепций и принципов математического и программного обеспечения САПР и управления в горном делі. на основе искусственного интеллекта", и двух хоздоговорных тем (ном. гос. регистрации 019000044. /,01920012443).
Научная ноьизна работы заключается ь разработке:
* оригинальной интегрированной модели представления версий и опи
сания процесса их порождения в базах дачных САПР, позволяющей
формализовать процесе многовариантного автоматизированного проектирования;
языков"х средств высокого уровня описания процесса порождения версий, основанных на предложенной модели версий;
Р-сетей - теоретико-сетевой модели представ-шия динамики квазипараллельного выполь.ния процесса порождения версий;
эффективных методов анализа свойств корректного поведан.гі процесса порождения версий, основанных на полученной теоретико-логической харакп. изац,.и свойств активности Р-сетей.
Практическая ценность работы состоит в разработке:
архитектуры комплекса программных средств поддержки процесса многовариантного проектирования;
инструментальных средств г.оддержки процесса порождения версий и анализа корректности поведения этого процесса.
Результаты работы внедрены в практику создания интеллектуальной САПР мотор-редукторов в НПЦ "ПЕКО" при Ижевском механическом институте и интеллектуиіьной САПР спецтехнологий проходки вертикальных стволов подземных сооружений в тресте "Шахтспецстрой". Применение указанных результатов позволило описать процесс управления проектированием на языке высокого уровня, выделив это описаній в отдельный программный компоненту избежать вмешательства в программы проектирую шх подсистем. В результате внедрения качество проектов повысилось на 5% за счет оптимизации процесса проектирования.
Апробация работы.Содержание и основные результаты работы доложены и обсуждены на: XV Международном симпозиуме "Логическое управление. Интеллектуальные информационные технологии и стратегии" (Москьа, .992 г.), XIII.XIV Всесоюзных симпозиумах "Логически і управление с использованием ЭВМ" и XII, XIII і.оординації-оннь.... совещаниях "Математическое обеспечение интеллектуальных систем САПІ'-ГАП" (Симеиз, 199С г., Новый Свет, 1991 г.), научно-технической конференции "Разработка и внедрение САПР и АСТПП в машиностроении" (Ижевск , 1990 г.) .
Публикации. Осногчое содержаї іе работы отражено в 5 публикациях.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит и. введения, четырех глав и заключения . Она содержит 135 страниц машинописного текста, включает 35 рисунков и список литературы из 79 наименований.
