Введение к работе
Актуальность работы. Развитие летательных аппаратов (ЛА) гражданской авиации идет по пути увеличения скоростей дальности полетов, автоматизации управления, обеспечения регулярности и безотказности полетов независимо от метеорологических условий. Все это приводит к усложнению конструкций ЛА. Темпы развития и уровень совершенства ЛА зависит от многих факторов. Немалое влияние оказывают новые принципы проектирования самолетов и их подсистем с применением различных систем управления разработками. В работах профессора Ф. И. Парамонова отмечается, что ранних стадиях проектирования необходимо:
определить условия применения устройств управления по ТЗ;
провести технико-экономическое обоснование характеристик;
провести обоснование проведения НИОКР. После чего решить следующие задачи:
сбора и обработки информации;
анализа и технико-экономическое обоснования проектирования новых типов устройств управления ЛА;
анализа и оценки возможных вариантов устройств управления;
оценки стоимости разработки;
анализа и определения сроков разработки и ввода в эксплуатацию;
анализа и оценки динамики совершенствования устройств управления.
В работах профессора Ф. И. Парамонова сказано, что проектирование складывается из эскизного, технического и рабочего. Эскизное проектирование дает об-цее представление об будущем изделии и определяет, каким будет новое изделие і в какой мере оно будет удовлетворять заданным ТЗ.
В непосредственном подчинении у генерального конструктора находиться этдел перспективных разработок и сетевого планирования. Этот отдел занимается «учением современного состояния ЛА, а также предэскизными разработками, рас-іетом параметров и экономическим обоснованием перспективных изделий см.рисунок).
Безусловно, при разработке сложных технических систем, каковыми являются устройства управления ЛА, требуется четкое согласование всех этапов, перехода к эдиным, сквозным процедурам планирования проектирования устройств управления ; учетом ограниченных ресурсов.
отдел перспективных разработок и сетевого планирования
генеральный конструктор
опытный завод
начальник ОКБ
расчетные отделы
конструкторские отделы
ЛЛДпЛЛЛЛЛі ЛД-.Л
о?1
5!?
I
О
л s
?|5
о|«;
Рис. 1
Задача предэскизных разработок имеет большую размерность. Понижение размерности решаемой задачи можно проводить поэтапно, путем локализации области возможных технико-экономических решений.
Поиск рационального технико-экономического решения проводится при варьировании модулями устройств управления и их признаками до нахождения наиболее целесообразного их сочетания. Эти решения могут отличаться принципом действия модулей, их числом, характером соединений между ними и т.д. Изменение модулей и их признаков обеспечивает множество технико-экономических решений.
Стратегия выбора технико-экономических решений базируется на:
определении области существования технико-экономических решений с учетом ограничений на параметры, проводимой на информационном массиве;
определении множества вариантов;
выборе из множества вариантов, по разработанному критерию оптимальности, таких решений, в которых учитывается как качество, так и своевременность проектирования устройств управления с оценкой перспективы их развития;
- решении задачи оптимального распределения ограниченных ресурсов, от
водимых на разработку устройств управления, обеспечивающего минимум суммар
ных затрат на весь планируемый период.
Отмеченное последовательное рассмотрение исследуемой проблемы позволяет решить поставленную задачу до конца и получить практические результаты.
Обобщение перечисленных проблем позволяет определить цель работы, которую можно сформулировать как: методика оптимального распределения ограниченных ресурсов при проектировании новых типов устройств управления ЛА.
На защиту выносится методика , включающая:
- принципы поэтапного решения задачи по определению технико-
экономических решений с последовательной локализацией зоны поиска:
модульное представление устройств управления с последующей разработкой структур модулей с функциональными связями, дерева технических решений и информационного массива с последующим определением зон поиска решений (возможных, приемлемых);
оценка качества устройств управления в свертке и оценкой потерь за несвоевременное проведение НИОКР;
решение задачи оптимального распределения ограниченных ресурсов с учетом сроков проведения НИОКР и ввода в эксплуатацию.
Целью работы является разработка методики,. позволяющей на этапе предэскизного проектирования проводить оценку технико-экономических решений с учетом показателей качества устройств управления, своевременности проведения НИОКР и перспективности выбранного варианта. При этом ставиться задача минимизации суммарных затрат, путем оптимального распределения ресурсов. Созданная база данных позволяет осуществлять практически любые модульные модификации в устройствах управления при поиске приемлемых решений, обрабатывать неформализованную информацию. По разработанному критерию минимуму суммарных затрат, в автоматизированном режиме определять приемлемые или, по согласованию с заказчиком, условно-приемлемых технико-экономические решения, что позволяет повысить качество информации по созданию новых видов устройств управления ЛА.
Научную новизну работы составляют:
, - модульное представление устройств управления ЛА, разработка структур модулей с функциональными связями, построение дерева решений и информационного массива с определение зон поиска технико-экономических решений;
методика і оценки показателей качества устройств управления в свертке;
определение штрафов за несвоевременное проведение НИОКР;
методика определения перспективности выбираемых технико-
экономических решений;
- оптимальное распределение ограниченных ресурсов при проектировании
новых типов устройств управления ЛА.
Практическая ценность работы результатов работы определяется следующим:
достигнуто уменьшение вычислительных затрат при концептуальном проектировании устройств управления ЛА, за счет применения полученных, на основе разработанной методики, модулей и программных средств и их взаимодействия;
все разработанные модули реализованы в виде программных модулей, ориентированных на стандартное обеспечение ЭВМ и допускающих непосредственное включение в другие, более общие программы;
программное обеспечение оценки качества устройств управления ЛА, штрафов за несвоевременное проведение НИОКР и перспективности принимаемых решений, позволяющих решать задачи предэскизного проектирования в автоматизированном режиме.
Внедрение. Основные результаты диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры №302 факультета №3 МГАИ в курсах:
теория оптимального планирования и управления:
исследования операций;
методы математического моделирования.
Материалы используются в курсах лекций, а также для подготовки заданий на выполнение расчетно-графических и курсовых работ, о чем имеется соответствующий акт о внедрении.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:
- VII Международном научно-техническом семинаре "Современные техноло
гии в задачах управления, автоматики и обработки информации", г. Алушта, 1998.
международном научном семинаре "Проблемы привлечения внебюджетных средств для эффективного развития вузовской науки и образовательных услуг", г. С.-Петербург, 1997;
международной конференции: "Теория и практика зубчатых передач", г. Ижевск, 1996
