Содержание к диссертации
Введение
1. Проблематика моделирования и анализа вертикально организованных технологических систем с рециклами 13
1.1. Средства моделирования технологических систем со сложной структурной организацией 13
1.2. Методы моделирования технологических систем с рециклами 15
1.3. Средства графического представления технологических процессов 19
1.4. Сравнительный анализ средств моделирования сложных ТС с визуальным интерфейсом 21
1.5. Системы автоматизации технологических расчетов, их анализа и документирования 30
2. Моделирование и формирование вариантов технологических систем с рециклами 36
2.1. Этапы процесса моделирования технологических систем с рециклами 37
2.2. Формирование графических моделей технологических схем.. 40
2.3. Верификация технологической схемы на различных уровнях иерархии представления 46
2.4. Требования и основные этапы расчета показателей технологических схем 50
2.5. Использование структурных моделей при выполнении технологических расчетов 53
2.5.1. Математические модели для расчета баланса и технико-экономических показателей 57
2.5.2. Алгоритм расчета параметров графических схем 61
2.6. Алгоритмы нахождения циклов графа 62
2.7. Адаптация генетического алгоритма для формирования поэтажных технологических схем 66
Выводы 75
3. Модели многокритериальной оптимизации технологических процессов с рециклами 77
3.1. Оптимизация процесса разбиения технологической схемы на графические модели 77
3.2. Механизмы адаптации при разбиении 79
3.3. Оптимизационная модель ТП с рециклами 83
3.4. Структура диалоговой системы многокритериальной оптимизации технологических процессов 87
3.5. Математической модель принятия оптимального решения... 88
3.6. Параллельная разработка графических схем 94
Выводы 96
4. Структура и состав системы моделирования технологических процессов с рециклами 97
4.1. Состав графической системы технологического моделирования 97
4.2. Этапы формирования графической модели ТС 99
4.3. Структура системы структурного моделирования ТС с рециклами 102
4.4. Автоматизация процесса формирования условных графических обозначений 106
4.5. Алгоритмизация процесса формирования технологической документации 109
4.6. Сравнительный анализ эффективности альтернативных технологических схем 114
Выводы 125
5. Программное обеспечение системы структурного моделирования технологических процессов с рециклами 127
5.1. Структура программного комплекса системы моделирования 127
5.2. Программный модуль графического моделирования технологических схем с рециклами 128
5.2.1. Модульная структура программы 129
5.2.2. Интерфейс программного модуля 131
5.3. Программная система автоматизированного расчета параметров графических схем 134
5.3.1. Модульная структура программы 135
5.3.2. Взаимодействие программных модулей 136
5.3.3 Алгоритм работы программной системы 140
5.4. Расчет выходов продукции 142
5.4.1. Модульная структура программы 143
5.4.2. Последовательность расчета выхода продукции 145
5.5. Автоматизированная система построения технического 148 описания
5.5.1. Модульная структура программы 150
5.5.2. Алгоритм работы программной системы 152
Выводы 155
Заключение 156
Условные обозначения 157
Список литературы 158
Приложения 171
- Методы моделирования технологических систем с рециклами
- Верификация технологической схемы на различных уровнях иерархии представления
- Структура диалоговой системы многокритериальной оптимизации технологических процессов
- Автоматизация процесса формирования условных графических обозначений
Введение к работе
Актуальность темы. Основу современных производств составляют технологические системы (ТС), имеющие сложную структурно-функциональную организацию. К таким системам можно отнести производства перерабатывающей промышленности, основной отличительной особенностью которых является вертикальная организация между функциональными элементами и необходимость оперативного учета рециклических потоков.
Элементы таких систем, имеющих вертикальную организацию и рециклы, относятся, как правило, к различным прикладным областям. Математические и программные средства моделирования, учитывающие специфику и предоставляющие графические средства для визуализации технологических процессов, разработаны лишь для ограниченного их числа, и, по мнению ведущих специалистов в области моделирования химико-технологических систем, в частности, Г.М. Островского, В.В. Кафарова, Ю.М. Волина, в настоящее время существует незаполненная ниша, связанная с потребностью в простых, гибких и недорогих моделирующих программах для различных отраслей промышленности, поскольку существующие «дороги и громоздки, трудны в освоении и жестки» в эксплуатации.
Большое количество пространственно удаленных и занимающих различные вертикальные уровни объектов, сложность межсистемного взаимодействия при наличии рециклов, значительное число вариантов схем порождает необходимость моделирования технологических систем с последующим выходом на реализацию оптимизационных задач и создания специального программного обеспечения, ориентированного на графические модели и позволяющего на основе анализа результатов оптимизации и визуализации осуществить выбор оптимального решения.
Таким образом, актуальность темы диссертационной работы продиктована необходимостью повышения качества и эффективности сложных вертикально организованных технологических систем с рециклами
7 за счет совершенствования математического, алгоритмического и программного обеспечения систем структурного моделирования и анализа, обработки и реализации результатов моделирования в процедурах принятия решений.
Тематика диссертационной работы соответствует научному направлению Воронежского государственного технического университета "Вычислительные системы и программно-аппаратные комплексы".
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка средств формализованного описания технологических процессов в рамках вертикально организованных производственных систем при наличии рецикловьгх потоков, реализующих широкое использование структурных и графических моделей, а также анализа альтернативных вариантов организации систем и принятия решений.
Для достижения указанной цели определены следующие задачи:
с позиций системной методологии провести анализ альтернативных систем структурного моделирования сложных технологических процессов;
разработать специализирова: математические и графические
модели, ориентированные на условия функционирования вертикально организованных технологических систем с рециклами;
разработать модели и алгоритмы анализа материальных потоков и принятия решений для технологических систем с рециклами;
осуществить разработку структуры автоматизированной системы моделирования и анализа графических схем;
разработать средства специального программного обеспечения, в полной мере реализующие возможности предложенных алгоритмов для моделирования, оптимизации и визуализации вертикальных ТС с рециклами.
Методы исследования. Полученные в диссертации теоретические результаты базируются на использовании соответствующих разделов теории системного анализа, математического программирования, теории графов,
8 компьютерной графики, теории принятия решений, эволюционных методов оптимизации.
Научная новизна исследования. В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:
структурная модель процесса анализа и синтеза вертикально организованных технологических систем с рециклами, отличающаяся унификацией функциональных подсистем и ориентированная на активное использование графических моделей;
специальные графические модели типовых технологических подсистем, отличающиеся многовариантностью, содержательной полнотой, выразительностью и учитывающие вертикальную организацию процесса обработки материальных потоков;
оптимизационная модель процесса формирования поэтажной технологической схемы с рециклами, базирующаяся на реализации модифицированного генетического алгоритма;
модель принятия решений в вертикально организованных системах с рециклами, отличающаяся выбором оптимального решения на основе диалоговых процедур;
структура программного обеспечения графической системы моделирования, позволяющая осуществить выбор эффективных технологических схем на основе анализа материальных балансов и технико-экономических показателей процесса с различной степенью детализации.
Практическая значимость работы. Разработаны и зарегистрированы в ФАП ВНТИЦ программные модули: «Автоматизированная система расчета параметров графических схем», «Система графического моделирования технологических схем», реализующие новые математические модели и графические представления для оптимального построения ТС с рециклами.
Разработанное специальное программное обеспечение предназначено для решения практических задач выбора эффективных технико-
9 экономических параметров технологических процессов и подготовки технологической документации.
Реализация и внедрение результатов работы. Основные теоретические и практические результаты работы использовались при разработке оптимального перевооружения ОАО МК «Воронежский». Система внедрена и применяется производственно-технологическими лабораториями ОАО МК «Воронежский» и ОАО «Воронежхлебмонтаж», при подготовке курсовых и дипломных проектов в ВГТУ.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на ежегодных отчетных научных конференциях ВГТА (Воронеж, 1997, 2001), на межрегиональной научной конференции "Продовольственная безопасность России" (Воронеж, 1999), на научно-технической конференции-выставке с международным участием "Качество и безопасность продовольственного сырья и продуктов питания" (Москва, 2002), на региональной научно-технической конференции "Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве" (Воронеж, 2002, 2003), на Международной открытой научной конференции "Современные проблемы информатизации в технике и технологиях" (Воронеж, 2003), на научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Воронеж, 2003), на девятой республиканской открытой научной конференции "Современные проблемы информатизации" (Воронеж, 2003), на Международном школе-семинаре "Современные проблемы механики и прикладной математики" (Воронеж, 2004).
Публикации. По результатам исследований опубликованы 22 печатные работы, в том числе 2 без соавторов. Из 16 печатных работ, приведенных в автореферате, в опубликованных в соавторстве материалах лично соискателем предложены: в [3,4,10,11] - концептуальная модель графического представления технологической системы, методы расчета материальных балансов сложных схем с технологическими рециклами; в
10 [1,2,15] - методы автоматизации создания графического представления технологических систем; в [6] — процесс создания технологической документации с учетом особенностей ТС; в [7,12,14] - алгоритмы расчета параметров графических схем технологических процессов; в [9] - подходы к адаптации генетического алгоритма для формирования поэтажных технологических схем; в [13,16] - подходы к моделированию сложных ТС с вертикальной организацией процессов обработки материальных потоков.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 144 наименований, изложена на 170 страницах, содержит 64 рисунка, 9 таблиц, приложения.
Содержание работы.
В первой главе проведен комплексный анализ систем структурного моделирования сложных технологических процессов с рециклами. На основе проведенного анализа сделан вывод о необходимости создания предметно-ориентированной моделирующей системы с визуальным интерфейсом, способной произвести расчет и позволяющей дать оценку экономической эффективности процесса, оперативно изменить конфигурацию технологической схемы с целью ее оптимизации.
Сформулированы цель и задачи исследования, решение которых дает возможность существенно повысить эффективность выбора структуры и оптимальных характеристик ТС со сложной структурой.
Во второй главе на основе анализа сложных ТС с рециклами, определены этапы процесса структурного моделирования вертикально организованной технологической системы с использованием наборов графических моделей.
Подготовлены библиотеки условных графических обозначений технологических машин, структурные элементы для обозначения типовых частей технологического процесса, графические модели, представляющие собой связанные наборы условных обозначений технологических машин, необходимые для реализации части технологического процесса. Все
графические элементы выполнены в соответствии с отраслевым стандартом и имеют описание в соответствующей базе данных. Для каждой графической модели разработаны математические зависимости, позволяющие произвести автоматизированный расчет количественного баланса, показателей технологической эффективности, экономических показателей.
Адаптирован генетический алгоритм для задачи формирования поэтажной технологической схемы с использованием графовых моделей.
В третьей главе рассмотрены вопросы разбиения схемы на графические модели, оптимизации процессов с рециклами и принятия решений.
Для исследования графически представленных технологических процессов и формирования их математических моделей используются данные, полученные из балансовых соотношений. На основе анализа всех функциональных характеристик ТС устанавливается техническая и информационная взаимосвязь всех компонентов, т. е. строится структура. Здесь же решается задача структурной оптимизации.
В четвертой главе произведена разработка системы структурного моделирования технологической системы с рециклами и принятия решений. Приведен краткий обзор составных модулей системы и их взаимосвязь.
Рассмотрены примеры расчета альтернативных вариантов
технологических схем и обоснован выбор наиболее эффективных вариантов.
В пятой главе приведена структура комплекса средств программно-информационного обеспечения структурного моделирования сложных технологических систем с рециклами. Рассмотрены структура и функции пользовательского интерфейса, средства формирования и ведения технической информации. Приведены рекомендации по использованию разработанных программных средств для моделирования ТС с рециклами для перерабатывающих предприятий.
В заключении сформулированы основные научные и практические результаты диссертационного исследования.
В приложениях приведены акты внедрения программ, разработанных в процессе диссертационного исследования, свидетельства о государственной регистрации программных средств, примеры графических моделей и расчетные соотношения графических моделей, варианты технологических схем перерабатывающих предприятий, полученных с использованием графических моделей.
Прилагается список используемых литературных источников.
Методы моделирования технологических систем с рециклами
Сложность технологических систем проявляется в значительном числе и многообразии параметров, определяющих их функционирование, в многочисленных внутренних связях между параметрами, их взаимном влиянии.
Современная технологическая система может содержать сотни взаимосвязанных технологических операций, поэтому в связи с ее сложностью производится ее разбиение группированием компонентов, представляющих отдельные технологические процессы, в блоки. В результате разбиения формируется множество блоков и межсоединений между блоками. В очень сложных схемах используется иерархическая структура разбиения.
Задачи разбиения можно разбить на два класса: задачи, в которых схема разбивается на блоки с учетом конструктивных факторов, таких как размер блоков, число блоков и межсоединений между блоками, число внешних выводов у блоков и т. д.; задачи, в которых помимо конструктивных факторов существенны и функциональные характеристики блоков.
Существующие алгоритмы разбиения делятся на два класса: конструктивные и итеративные [84].
Входными данными для конструктивных алгоритмов являются компоненты и связи между ними. Выходными данными является разбиение схемы на блоки, полученное, как правило, путем последовательного распределения компонентов по блокам. Алгоритмы этого класса отличаются, с одной стороны, относительным быстродействием, с другой стороны низким качеством решений.
Итеративные алгоритмы дополнительно в качестве исходных данных используют некоторое начальное разбиение схемы. На каждой итерации осуществляется переход к новому разбиению (решению). Изменение разбиения выполняется с помощью групповых или парных перестановок между блоками. Суть итерационного алгоритма — поиск в пространстве решений решения (разбиения) с лучшими показателями качества. Отметим, что в качестве начального разбиения итеративный алгоритм может использовать либо случайное разбиение, либо разбиение, полученное в результате работы конструктивного алгоритма. В свою очередь, итеративные алгоритмы делятся на детерминированные и вероятностные.
В детерминированных алгоритмах изменение разбиения (решения) реализуется на основе четкой, детерминированной зависимости от изменяемого решения. Недостатком является частое попадание в локальный оптимум ("локальную яму").
В вероятностных алгоритмах переход к новому решению осуществляется случайным образом. Недостатком алгоритмов, реализующих чисто случайный поиск, является значительная трудоемкость.
Дальнейшим совершенствованием алгоритмов случайного поиска является разработка методов, основанных на моделировании естественных процессов — эволюционного моделирования, генетической адаптации [23,82].
Все эти методы относятся к классу методов случайного направленного поиска и имеют существенные отличия. Их недостатками является то, что они все же в большей степени реализуют стратегии "слепого" поиска, что увеличивает объем просматриваемого пространства решений.
Отмеченная сложность усиливается с возникновением множественных контуров обратных технологических связей между параметрами. ТС, как правило, имеет рециклы (обратные технологические связи), ее структура является замкнутой.
Рециклы применяются в ТС для решения важных задач. К числу основных задач относятся: наиболее полное использование сырья; повышение общей эффективности процесса; применение побочных продуктов для получения исходного продукта. Достаточно часто используют рециркуляцию части материала после его классификации на той или иной стадии технологического процесса при производстве и фракционировании порошкообразных материалов. В замкнутом цикле измельчения это позволяет снизить энергозатраты на измельчение путем выделения, например, из мельничного продукта уже кондиционных фракций и направления более крупных фракций на повторный размол [29,34,58,60].
Для замкнутой технологической системы простой последовательный расчет математических моделей элементов невозможен, так как параметры обратных технологических потоков поступают с выхода последующего элемента на вход предыдущего и при расчете этого элемента они должны быть известны [56]. Поэтому расчет материальных балансов, без которых не может обойтись ни одна разработка новой или анализ существующей ТС, сводится к решению системы уравнений и представляет из себя сложную, весьма трудоемкую итерационную процедуру, обеспечивающую сходимость результатов расчета. Задача сходимости является одной из важнейших при моделировании сложных ТС [67].
Классический подход предполагает задание величин для стольких потоков, сколько требуется для вычисления блока, и затем продолжение этих вычислений до тех пор, пока рассчитанные значения переменных потока не совпадут с заданными величинами. Несмотря на то, что можно предпринять шаги для ускорения расчета рециклов, до сих пор очень широко используются простые итерации. Для автоматизации повторяющихся циклов вычислений необходимы определенные средства, сочетающие в себе быстродействие современных компьютеров с методами обработки информации.
Верификация технологической схемы на различных уровнях иерархии представления
Системы визуального моделирования позволили значительно ускорить создание графической и технологической документации на новую разработку. Кроме того, в еще большей степени они облегчили использование разработанных ранее и уже имеющихся в базах данных отдельных элементов в создаваемых системах.
Проведение технологических расчетов представляет собой весьма трудоемкий процесс, требующий специальных знаний и высокой квалификации сотрудников в области технологии [57,65,68,69,71]. В общем случае время, затрачиваемое на выполнение инженерных расчетов, превышает время выполнения графической части. Применение систем компьютерного моделирования изменило сложившиеся пропорции в трудоемкости графической и расчетной частей проекта, снижает время, затрачиваемое на выполнение расчетов, повышая при этом точность результатов и уменьшая возможность появления случайных ошибок. Точный инженерный анализ исключает необходимость рассмотрения моделей, не удовлетворяющих требованиям по определенным параметрам технологической системы.
Создание выходной технической документации осуществляется многими компьютерными системами, представленными на рынке. Естественно, ни одна система генерации документов западных разработчиков не поддерживает требования ГОСТ, СНИП, отраслевых стандартов и стандартов предприятий [31]. В связи с этим многие разработчики начали активно заниматься созданием такого рода систем для удовлетворения спроса на нашем рынке. Требовалось решить задачу структурированного хранения комплектов электронных документов, поиска нужного документа или чертежа в соответствии с заданными ключами поиска, проводки изменений в архиве и сохранения при этом всех предыдущих вариантов [61,90].
Пакет технологической документации, созданный в рамках компьютерной системы должен быть источником достоверных и целостных данных о технологических процессах модели. Для успешного функционирования интегрированного модуля системы компьютерного моделирования необходимо максимально воспользоваться базами данных, как графическими, так и справочно-информационными, сформированными для специализированной области технологических процессов [7,12,19,48,79].
Важнейшими задачами автоматизации при разработке технологических процессов являются: безбумажный документооборот в компьютерной сети; интеграция с системами технологической подготовки производства и управления предприятием; настройка на любые формы технологических документов; работа с графическими документами; работа с нормативно-справочной информацией; представление знаний в табличной и алгоритмической формах; возможность непрерывного повышения уровня автоматизации за счет пополнения базы данных и знаний. назначение базы данных технологических маршрутов: экспресс-расчет и анализ технологических схем; оценка эффективности ТС по различным вариантам; расчет производственных мощностей и т.д.
Комплект документации на созданную модель технологической системы, кроме схем и чертежей, включает различные текстовые документы (такие как описание технологического процесса, перечень оборудования, спецификация и др.). Оптимальным решением этой проблемы в целом является использование известных автоматизированных систем документооборота и электронного архива. Но внедрение таких программ связано со многими трудностями: это и обучение персонала, и изменение привычной технологии работы, что к тому же требует больших капиталовложений [75,127].
В последнее время все крупнейшие производители программного обеспечения уделяют системам документооборота серьезное внимание: Windchill (РТС), iMAN (UGS) и т.д. В России также на протяжении многих лет разрабатываются подобные системы, в частности T-FLEX DOCs [80], «АРМ ведения технической документации» (ООО «Имсат», г. Санкт-Петербург), «АРМ технического писателя» (А.В. Заболеева-Зотова и Н.Ю. Миляев, г.Волгоград) [94], «Автоматизированное рабочее место для разработки проектов производства работ» (ЗАО «Автоматизация Графических работ», г. Москва).
Все системы управления проектами должны обеспечивать защиту информации от несанкционированного копирования и изменения. Для этого во всех системах существуют хорошо развитые специализированные средства разграничения прав доступа для пользователей и несколько уровней защиты информации. Кроме того, необходимо обеспечить высокую степень интеграции системы документооборота и системы моделирования [26,105].
В современных условиях, когда сроки разработки технологических процессов сокращаются и одновременно повышаются требования к их качеству, особенно актуален вопрос использования новых, более эффективных методов и систем компьютерного моделирования [73]. Задачей данной работы является разработка системы компьютерного моделирования с целью повышения эффективности работы технологической системы путем оптимизации показателей качества на стадии разработки модели.
В общем случае весь процесс создания компьютерной модели сложной технологической системы должен включать ряд этапов [16,76,88]: начальный этап моделирования объединяет процедуры создания модели технологической схемы и общеинженерные расчеты, определяющие основные параметры и характеристики. Области применимости различных модулей расчета в современных универсальных моделирующих программах чаще всего четко не определены, хотя они различаются спецификой используемых в них численных алгоритмов; создание геометрической модели технологической системы. На этом этапе на основе имеющейся информации об основных параметрах технологической системы формируется ее геометрически точное описание и генерируется изображение. Геометрическая модель позволяет не только получать во всех необходимых ракурсах реалистичную информацию о системе, но и использовать ее для технико-экономических расчетов;
Структура диалоговой системы многокритериальной оптимизации технологических процессов
Для решения задачи оптимизации технологических систем была разработана подсистема многокритериальной оптимизации технологических процессов, в состав которой включен описанный метод оптимизации. Система имеет модульную структуру (рис. 3.4). Система многокритериальной оптимизации технологических процессов в режиме диалога с пользователем позволяет произвести выбор оптимальной структуры технологического процесса. В процессе работы доступны следующие возможности: настройки системы на различные технологические процессы; корректировки параметров алгоритма в процессе работы системы, по желанию ЛПР-технолога на любом шаге; изменения размерности задачи на любом шаге по желанию пользователя; сохранения результатов работы и настроек для разных технологических систем, что обеспечивает возможность параллельной оптимизации нескольких процессов. На основании опыта использования диалоговой системы многокритериальной оптимизации технологических процессов можно сделать следующие выводы: последовательное улучшение свойств технологической системы на каждой итерации говорит о правильном выборе направления движения алгоритма; улучшаются значения некоторых локальных критериев качества до 20 % при общем улучшении свойств на 10—15 % по оценкам технолога; такой подход к оптимизации позволяет проводить последовательное улучшение потребительских свойств технологических систем в процессе моделирования. Процесс построения математической модели и принятия решений предназначен для оптимизации ТС как на стадии ее создания, так и функционирования [4,33,83,86,97,115,116]. Для исследования графически представленных технологических процессов и формирования их математических моделей используются данные, полученные из балансовых соотношений. Анализируются все функциональные характеристики ТС и ее параметры. Устанавливается техническая и информационная взаимосвязь всех компонентов, т. е. строится структура. Здесь же решается задача выбора наилучшей (в каком-то смысле) структуры ТС, т. е. выполняется задача структурной оптимизации. Формируется структурная модель системы, и определяются цели и показатели функционирования ТС. Качество функционирования любой сложной системы определяется набором технических (выходных) характе ристик, которые представляют количественную меру отражения требований к свойствам ТС.
Для технологических схем такими характеристиками являются: эффективность, производительность, оценка точности функционирования (степень соответствия показателей качества готовой продукции установленным допускам), устойчивость (сохранение точности показателей качества продукции), стабильность (уровень организованности), надежность (сохранение работоспособности на заданном уровне в течение определенного периода функционирования) и т. п.; для оборудования — выходная мощность, производительность, эффективность, габаритные размеры, масса т. д. [1,2]. Пусть К — число характеристик, описывающих систему. При исследовании технологической системы определяются основные факторы и параметры, которые являются постоянными и переменными. Переменные параметры подлежат выбору и являются качественными характеристиками материальных потоков подсистем (типовых частей технологического процесса), а для технологического оборудования: марка оборудования, эффективность, производительность, коэффициент загрузки машины, расход воздуха, стоимость и т. д. Обозначим вектор конструктивных параметров (вектор переменных) ТС как Х= {xj, j = \,N}, где N— число переменных. Выявляются пределы изменения вектора переменных: х xj х , j = 1,N, или Х X Х+, где х х — нижний и верхний пределы изменений 7-й компоненты вектора переменных. Эти соотношения называют параметрическими ограничениями. Множество функциональных зависимостей характеристик представляет собой векторный критерий: F(X) - (fk(X), к = \,К}. На функционирование ТС накладываются ограничения четырех видов: ограничения, выдвигаемые техническим заданием на создание системы; технологические ограничения; ограничения, связанные с физическими процессами, протекающими в системе; ограничения на функционирование системы, связанные с внешней средой.
Автоматизация процесса формирования условных графических обозначений
В данной работе поддерживается уникальность обозначения компонентов схем в рамках нескольких схем, что дает возможность реализовать поддержку общего, то есть объединяющего, чертежа технологической системы.
Под уникальной частью обозначения можно понимать либо буквенно-позиционное обозначение, либо все обозначение целиком. В первом случае возникает противоречие со стандартами, которые требуют, чтобы обозначения элементов в функциональной группе были одинаковыми. Обозначение функциональной группы становится частью уникального обозначения. Такое же противоречие характерно и для обозначений, содержащих обозначения оборудования в схеме, которое может различаться по маркам либо типоисполнению.
Среди правил обозначения самыми сложными являются такие, которые касаются обозначений сопрягаемых элементов. Например, в обозначение линии связи могут включаться символы или обозначения, указывающие на элементы потока, в котором эта линия участвует. К сожалению, подобные вещи плохо поддаются автоматизации, и решить проблему можно только посредством ввода обозначения в интерактивном режиме.
Встречаются комбинированные системы формирования обозначений, зависящие от типов компонентов. К примеру, имеются отраслевые стандарты, предусматривающие различную структуру обозначений для оборудования, выполняющего одинаковые функции, но отличающиеся маркой, производительностью. В качестве частного случая можно назвать использование горизонтальных обоечных машин РЗ-БГО-6 и РЗ-БГО-8, отличающихся производительностью (рис.4.4). компонента схемы некоторый набор полей обозначения. Эти поля предопределены для каждого компонента схемы, а пользователь может свободно составить необходимый ему набор полей и порядок их следования в форматах обозначений (рис.4.5). Формат обозначения уникальной части создается для каждого компонента схемы и не может меняться в рамках одной разработки. Для одного компонента можно создать несколько форматов обозначения. Формат обозначения хранится в полях базы данных для каждого компонента схемы. В состав форматов обозначений можно вводить разделительные (или квалифицирующие) символы.
Диалоги редактирования обозначений в ГСТМ формируются в соответствии с форматами обозначений и не содержат не используемых в формате полей. В диалогах редактирования предусмотрены кнопки изменения формата обозначений, что позволяет на ходу поменять формат обозначения компонента [52].
Особую специфику имеет способ обозначения линии связи, формат обозначения которой при необходимости может быть связан с типом связи: при назначении типа связи «возврата на систему» автоматически назначается соответствующий ему формат обозначения линии связи.
Представленный подход к формированию обозначений компонентов позволяет гибко настроить систему обозначений, приведя ее в соответствие с системой, принятой на конкретном предприятии.
Сортировка компонентов выполняется для составления корректного описания технологического процесса. Задача сортировки компонентов тесно связана с системой обозначений.
Приняты две системы сортировки компонентов: для документации и для непосредственной работы с таблицами компонентов. Первая система настраивается в параметрах программы, а вторая выполняется самим пользователем при работе с таблицами.
Указывая в диалоге сортировки порядок следования полей и необходимость их использования, пользователь сначала осуществляет сортировку таблицы по первому полю, затем — внутри этой группы записей по второму полю и т.д. Например, сначала происходит сортировка по порядку их обхода в схеме, а потом — по номерам блоков. Сортировка по полю обеспечивается настройкой сортировки обозначения компонента.
При сортировке оборудования для отчетов для каждой машины формируется код сортировки, который позиционирует его в общем списке. Кроме того, машины группируются по одинаковым стандартам и типоразмерам.
Общее следование машин идет в порядке возрастания обозначений по алфавиту. Далее сортировка осуществляется по обозначению стандарта машины. При этом часто возникает противоречие между обозначением машины по функциональному признаку и обозначением определенной марки машины. Могут возникать ситуации, когда абсолютно одинаковые устройства могут находиться в разных строках перечня элементов. ГСТМ поддерживает два варианта формирования перечня: и строго по стандарту, и с нарушением стандарта. Оборудование, входящее в блоки, располагается непосредственно за ним, независимо от его обозначения. Такие машины сортируются по общему алгоритму в рамках соответствующего блока.
Линии связей (ЛС) сортируются в порядке возрастания обозначений по алфавиту. Вначале идут отдельные линии связей, а затем ЛС, входящие в составные ЛС. Внутри своей группы линии связей сортируются по алфавиту.
