Введение к работе
Актуальность проблемы. Обострение конкурентной борьбы в рыночных условиях требует от производителей машиностроительной продукции искать резервы повышения эффективности производства, сокращения сроков создания изделия и в том числе сроков его .проектирования, повышения его качества и надежности. Частичной автоматизацией интеллектуальных и информационных процессов при создании машиностроительных объектов практически невозможно добиться существенного сдвига в решении этих проблем.
В настоящее время любая проектно-конструкторская организация для эффективного функционирования в условиях рыночной экономики должна иметь систему организации и ведения ее стратегического ресурса -интеллекта и информации - в виде корпоративных автоматизированных интеллектуальных и информационных систем, обеспечивающих оптимальную организацию этого ресурса и рациональное его использование на основе новых информационных и коммуникационных технологий для достижения основных целей организации. При этом проектно-конструкторская организация может входить как организационно-технологический и интеллектуальный ресурс в структуру виртуального предприятия - гибкой и динамичной организационной системы, наиболее приспособленной для скорейшего выпуска новой продукции и ее оперативной поставки на рынок.
Объем и сложность современных корпоративных интеллектуальных и информационных систем, обеспечивающих автоматизацию проектно-конструкторской деятельности в машиностроении и процессов ее управления, постоянно растут, поэтому успешное функционирование таких систем зависит от того, насколько хорошо они спроектированы и реализованы в вычислительной среде и согласованно функционируют. Классические методы проектирования прикладных автоматизированных систем, базирующиеся на традиционных подходах (каскадном, непрерывной разработки, макетирования) обладают рядом существенных недостатков, таких как многократная итсрациогаюсть процесса разработки, применение к задачам небольшой сложности из-за необходимости переработки и увязки больших объемов информации, и характеризуются рядом таких проблем как получение полной и достоверной информации от предметных специалистов об автоматизируемой задаче, достаточной для разработчиков; интеграция представлений предметных задач в вычислительной среде и т.д.
При увеличении размерности и сложности независимо автоматизируемых проектно-консгрукторских задач эффективность автоматизации падала из-за сложности и разнообразия представлений предметных задач, из-за трудностей их формализации и огромных затрат на согласованное взаимодействие в вычислительных средах.
Применение графического интерфейса, сетевых технологий организации и обработки данных позволили частично снять некоторые из перечисленных проблем, но с особой остротой в современных условиях -использования кооперативных технологий и компьютерных коммуникаций в
системах автоматизации лроектно-конструкторской деятельности для
машиностроения - проявились проблемы непрерывного развития и
совершенствования таких автоматизированных систем и комплексов, а также
их интеграции в разнородных информационных средах. При этом
интегрирующим элементом современных корпоративных
автоматизированных систем проектно-конструкторской организации в машиностроении может являться не информационная или функциональная модель предприятия, а только семантическая (понятийная модель) предметной области проектно-конструкторской деятельности.
В связи с изложенным особую актуальность в настоящее время приобретает научная проблема, состоящая в создании методов проектирования САПР машиностроительного назначения, обеспечивающих технологичность их последующего изготовления (реализации), эксплуатации и развития (совфшенствования) на основе взаимосвязанных представлений проектно-конструкторских задач.
Целью настоящей работы является повышение качества и эффективности процессов создания, эксплуатации и развития САПР машиностроительного назначения путем разработки методологии ее проектирования на основе промышленного способа создания автоматизированных систем, позволяющей формировать и интегрировать взаимосвязанные семантические и синтаксические представления проектно-конструкторских задач.
Научная новизна заключается в:
выявлении и описании закономерностей формирования и интеграции семантических (концептуальных) представлений системы знаний предметных областей проектно-конструкторских задач,
выявлении и описании закономерностей формирования и интеграции синтаксических (инфологических) представлений САПР машиностроительного назначения, отражающих ее состояние на этапе проектирования, в выявлении и описания закона цикличности знаковых представлений,
раскрытии сущности взаимодействия различных представлений автоматизированной системы в процессе ее создания и установления на базе этого связей между системой знаний предметной области, проектными и технологическими спецификациями и эксплуатационными характеристиками САПР машиностроительного назначения,
разработке теоретических положений концептуального и мифологического моделирования и их взаимосвязей,
разработке методологии проектирования САПР на основе теоретических положений.
Методы исследования. При разработке теоретических положений диссертационной работы использован математический аппарат теории множеств, математической логики, реляционной алгебры, основы искусственного интеллекта, методы представления знаний и баз данных.
Практическая ценность. Полученные в работе результаты теоретических исследований и экспериментальных проверок нашли следующее практическое применение:
-разработана методика анализа традиционного решения проектно-конструкторских задач,
-разработана методика концептуального моделирования проектно-конструкторских задач, обеспечивающая формирование и интеграцию системы знаний этих задач,
-разработана методика инфологического моделирования проектно-конструкторских задач, обеспечивающая формирование и интеграцию представлений автоматизированной системы, которые инвариантны к программно-техническим средствам ее реализации и адекватны выявленной семантике проектно-конструкторских задач
- разработаны рекомендации по даталогическому моделированию
проектно-конструкторских задач, обеспечивающих настройку на выбранные
программно-технические средства реализации САПР.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на:
-Всероссийском совещании-семинаре "Высокие технологии в проектировании технических устройств и автоматизированных системах" в г. Воронеже в сентябре 1993г.
-Второй Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук" в г. Москве в январе 1994г.
-Первой Международной конференции "ВОСТОК-ЗАПАД. Информационные технологии в проектировании" в г. Москве в сентябре 1994г.
- конференции "Ресурсосберегающие технологии" в г. Москве в январе
1995г.
-Третьем Международном конгрессе "Конструкторско-технологическая информатика" в г. Москве в мае 1996г.
-Второй Международной конференции "ВОСТОК-ЗАПАД. Информационные технологии в проектировании" в г. Москве в июле 1996г.
-Пятой национальной конференции по искусственному интеллекту в г. Казани в октябре 1996г.
Полное содержание диссертации обсуждалось на расширенных заседаниях кафедры "Автоматгоированные системы проектирования и управления"
Публикации. Основные положения диссертации изложены в 23 печатных работах.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы нашли практическое применение при выполнении научно-исследовательских работ по федеральной целевой программе "Технологии, машины и производства будущего" и научно-исследовательской работы 2Д-208/1-94 по программе Министерства науки и технической политики "Разработка автоматизированной системы концептуального проектирования техники и технологий и обучения профессиональному творчеству" на этапе разработки
проекта автоматизированной системы поддержки концептуального проектирования технических систем.
Основные результаты работы применяются при чтении лекций и выполнении курсовых и дипломных проектов по дисциплинам: "Технология информационных процессов", "Методы концептуализации предметных задач", "Технология создания автоматизированных систем" для студентов специальности 22.03 "САПР в машиностроении" и при чтении лекций и выполнении самостоятельных работ по курсу " Информационное обеспечение автоматизированных систем" для аспирантов всех научных специальностей МГТУ "СТАНКИН".
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа содержит 608 стр. сквозной нумерации, включая 97 рис. и 196 стр. приложений.
Похожие диссертации на Разработка новых методов и средств формирования и интеграции взаимосвязанных семантических и синтаксических представлений проектно-конструкторских задач с целью повышения эффективности создания систем автоматизации проектирования машиностроительного назначения
