Введение к работе
Актуальность работы. Важным этапом в системе автоматизированного проектирования (САПР) является разработка и эксплуатация просктно-графической документации, объем которой составляет до 40% общего объема проектных работ.
Практшеское применение системы автоматизированного проектирования показывает, что технология обработки просктно-графической документации остается трудоемким и длительным процессом. Выявлены принципиальные трудности при практической реализации программных средств, связанные с подготовкой большого объема исходных данных при формировании и программировании цифровой модели чертежа из-за сложности графических изображений, необоснованной их излишней детализации, которая создает избыточное количество информации. Особенно это касается проектно-графической документации, изображающей технологический процесс, компоновку технологического оборудования, приборов и средств автоматизации и др.
В настоящее время проектно-графическая документация недостаточно подвергается исследованиям, исключающим избыточность информации моделей,необоснованно повышающая трудоемкость се выполнения на ЭВМ. Трудоемкость автоматизации просктно-графической документации объясняется отсутствием общепринятого алгоритма метода проектирования графической модели объекта на основании которого осуществляется моделирование новых и совершенствование ранее разработанных графических моделей; технология упрощения и количественная оценка графических моделей, а также существованием критериев проектно-графической документации, не имеющих количественной меры и не подлежащих формализации, т.к. она является результатом мыслительной деятельности человека и оценка ее некоторых се свойств возможно методами эвристического моделирования на основании опыта, интуиции, экспертных оценок разработчика.
В настоящее время в связи с интеллектуализацией САПР и
развитием когнитивной графики важной проблемой САПР
является формирование банка графических данных. Поэтому
актуальной являяется разработка методов совершенствования
просктно-графической документации, способствующие
повышению ее качества, формированию банка унифицированных графических данных с минимальным объемом необходимой
памяти ЭВМ, снижению трудоемкости технологии ее обработки и различных затрат на ее создание и эксплуатацию.
Целью работы является развитие методологии информационного и программного обеспечений САПР на основе предлагаемых в работе методов, которые упрощают и удешевляют технологию обработки проектно-графической документации.
Идея работы заключается в разработке новых методов совершенствования технологии обработки проектно-графической документации на основе применения алгоритма метода проектирования графической модели, алгоритма технологии ее упрощения, количественной оценки, позволяющих сократить избыточное количество графической информации, путем сжатия первичной семантической информации графических моделей, используемых в графической документации.
Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:
-
Анализ современного состояния технологии обработки проектно-графической документации для постановки и конкретизации задач исследования.
-
Исследование проектно-графической документации как знаковой системы, на основе которой графическая модель определяется как совокупность семантических и формальных множителей.
-
Разработка алгоритма метода проектирования графической модели объекта на основе определения его структурных компонент - имени, денотата, десигната, коннотата.
-
Разработка алгоритма технологии упрощения графической модели на основе сжатия первичной семантической информации графической модели.
-
Выявление графической омонимии и разработка методов ее снятия.
-
Разработка методов количественной оценки графической модели: определение коэффициентов информативности, избыточности, читаемости для сравнения двух графических моделей.
Методы исследования. При проведении исследований использовался комплексный метод, включающий аналитический обзор литературных источников для постановки и конкретизации задач исследования, включающий использование теории семиотики, аналитической, инженерной лингвистики, теорий информации, множеств, моделирование и программирование объектов инженерной графики для разработки методов
совершенствования технологии обработки проектно-графичсской документации.
Научная новизна. 1. Разработана структура и выявлены особенности условных графических обозначений стандартов системы проектной документации для строительства, отличающаяся простишй, экономной технологичностью при выполнении их автоматизированным способом.
-
Разработан алгоритм метода проектирования графической модели, определяющий ее структурные компоненты - имя, денотат, десигнат, коннотат для любого объекга и позволяющий сократить избыточное количество графической информации в пределах 20-=-30%.
-
Разработаны методы снятия графической омонимии, позволяющие устранить многозначность графических изображений, на основе применения семантического кода и графического контекста.
-
Разработан алгоритм технологии упрощения графической модели на основе метода проектирования графической модели объекта, отличающийся возможностью аналитической и алгоритмической оценок сложности двух сравниваемых между собой графических моделей.
-
Разработана методика расчета критериев информативности, избыточности, читаемости графической модели объекта, позволяющая производить количественную оценку сравниваемых графических моделей фі и ср2.
-
Разработан алгоритм формирования банка унифицированных графических данных, повышающий быстродействие формирования исходных данных и обеспечивающий инвариантность каждой графической модели к программным средствам и техническим устройствам.
Личный вклад автора заключается в :
разработке алгоритма метода проектирования графической модели объекта, основанного на применении "основных положений теории семиотики и классической лингвистики, для определения структурных компонентов графической модели -имени, денотата, десигната, коннотата;
определении графических синонимии и омонимии, "графического омонимического ряда" и разработке методов снятия графической омонимии;
разработке алгоритма технологии упрощения графической модели на -основе метода проектирования графической модели, позволяющий осуществить сжатие первичной семантической
информации, путем сравнения аналитической и алгоритмической оценок сложности графических моделей фі и фг;
разработке методики расчета критериев информативности, избыточности, читаемости графической модели, позволяющей производить количественную оценку сравнения графических
моделей фі и ф2-
Достоверность, выдвинутых в диссертации научных положений и выводов, подтверждается использованием классических теорий и предложенных методов результатами положительного внедрения при совершенствовании условных графических обозначений ГОСТ 21.107-78, ГОСТ 21.108-78, а также конкретных графических изображений каталогов, чертежей применяемых в различных отраслях промышленности.
Научные положения, выносимые на защиту:
-
Алгоритм метода проектирования графической модели объекта, отличающийся выбором новой модели объекта, основанного на определении структурных компонент - имени, денотата, десигната, коннотата и зависимости между ними, способствующий разработке унифицированной формы, структуры цифровой модели объекта и формированию банка графических с минимальным объемом памяти ЭВМ. Зависимость формирования графической модели объекта от семантических и формальных множителей, а также от показателей Pi и Р2, характеризующих трудоемкость процесса программирования графической модели.
-
Методы снятия графической омонимии, устраняющие многозначность графических моделей.
-
Алгоритм технологии упрощения графической модели, разработанный на основе метода проектирования, позволяющий осуществить сжатие первичной семантической информации, путем сравнения аналитической и алгоритмической оценок сложности графических моделей ф] и фг-
-
Метод количественной оценки графической модели, отличающийся обратно пропорциональной зависимостью количества информации объекта от количества линий, составляющих графическую модель данного объекта; количества линий первичной модели фі от количества линий вторичной модели фг; времени, затрачиваемого на чтение графической модели от количества линий, образующих графическую модель.
-
Алгоритм формирования банка унифицированных графических данных, повышающий быстродействие формирования исходных данных и обеспечивающий
инвариантность каждой графической модели к программным средствам и техническим устройствам.
Практігіеская ценность. Результаты диссертационной работы развивают методологию информационного и программного обеспечений, методику организации баз унифицированных графических данных с минимальным объемом необходимой памяти ЭВМ подсистемы выпуска проектно-графической документации в САПР, в результате чего повышается быстродействие формирования исходных данных и цифровой модели чертежа; корректировка промежуточных проектных решений в графическом интерфейсе; увеличения скорости чтения и восприятия чертежа. На основе применения метода проектирования графической модели объекта и алгоритма технологии упрощения графической модели снижается объем и трудоемкость выполнения проектно-графической документации на 20-к30%, а также различные затраты на ее создание и эксплуатацию.
Предложенные в работе методы могут быть использованы при разработке новых и совершенствовании существующих условных графических обозначений различных стандартов, графических изображений каталогов и чертежей любой отрасли промышленности.
Реализация и внедрите результатов работы. Разработанные методы приняты к реализации и использованы в процессе корректировки ГОСТ 21.107-78 и ГОСТ 21.108-78 СПДС (системы проектной документации для строительства) в рамках выполнения научно-исследовательской работы (г.Москва, 1984-85г.г., N ГР 01.84.005524) отделом разработки нормативных документов и стандартов СПДС института ЦНИИпроскт Госстроя СССР (ныне Минстроя России);
приняты к реализации при создании и вводе в эксплуатацию в Госхимпроекте и проектном институте-3 (г.Москва) подсистемы автоматизированного выпуска проектной документации для последующего включения в САПР объектов капитального строительства (ЦНИИпроскт Госстроя СССР. - М.: 1984, N ГР 01.84.006331);
для выполнения автоматизированным способом типовых элементов проектно-графической документации институтом ГипроНИИхиммаш (1989 г.).
Результаты работы внедрены в учебный процесс и тематику
студенческого научного общества Семипалатинского
технологического института мясной и молочной промышленности
для студентов механических, технологических и экономических специальностей.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на:
135 - м заседании секции "Прикладная многомерная геометрия" при Московском городском семинаре по прикладной геометрии (г. Москва, МАДИ, 1982 г.);
научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов МИИСП им. В.П.Горячкина ( г. Москва, 1982, 1983, 1984 г.г.);
первой Всесоюзной школе - семинаре "Машинная графика и обработка документации в управлении, планировании и проектировании" ( г. Цахкадзор, 1983 г.);
Республиканском совещании - семинаре проектных организаций Госстроя Каз.ССР и Госстроя СССР "Внедрение передовых методов и технологии в организацию проектирования" (г. Уральск, 1984 г.);
III - м симпозиуме по лингвистическим проблемам искусственного интеллекта (г. Ленинград, 1984 г.);
Республиканской научно-практической конференции "Проблема комплексной роботизации и внедрения автоматических и автоматизированных систем управления в народное хозяйство Казахстана" (г. Алма-Ата, 1985 г.);
научно-теоретических конференциях профессорско-преподавательского состава Семипалатинского технологического института мясной и молочной промышленности (г. Семипалатинск, 1987*1993 г.г.).
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 8 печатных работах, в том числе одной брошюре.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа содержит 135 страницы текста, 33 рисунка, 8 таблиц и состоит из введения, четырех глав, списка литературы из 81 наименований и 4 приложений.
