Этапы решения проектных задач на компьютере
Решение задач на компьютере — это взаимосвязанная совокупность определенных этапов, позволяющая эффективно решать проектные задачи. Этот процесс должен обладать определенной цельностью и единообразием подхода, в противном случае неизбежны ошибки.
Синтез оптимального проектного решения предполагает наличие триады: модель - алгоритм - программа. Все составляющие этой триады находятся в постоянном совершенствовании.
Для постановки задачи необходимо определить совокупность:
- - входных данных, описывающих условия, среду и типичные ситуации, в которых должно работать проектируемое изделие;
- - входных данных, достаточных для описания всех возможных схем функционирования изделия;
- - границ и режимов работы проектируемого изделия;
- - ограничений, допущений, при которых будет проводиться процесс проектирования;
- - выходных данных, параметров, которые необходимо получить в результате моделирования проектируемого изделия;
- - других характеристик, включая показатели эффективности работы проектируемого изделия.
На этапе решения проектных задач на компьютере формируются критерии оптимизации. При этом возможны два принципиально различных подхода к оптимизации объекта (процесса, системы): оптимизация по одному критерию и многокритериальная оптимизация.
Этапы становления автоматизированных систем проектирования
Возникновение и формирование концепции автоматизированных систем проектирования происходило постепенно. Вначале были автоматизированы чертежные работы, очень трудоемкая часть процесса проектирования. В результате улучшились условия труда проектировщика, увеличилось время на творческую работу, однако полной автоматизации, улучшающей процесс проектирования, не получилось. Одновременно в практику инженерных расчетов широко внедрялись компьютеры. С применением компьютеров существенно усовершенствовались процедуры проектных расчетов, свелись к минимуму возможные ошибки, повысилась общая культура проектирования, появились специализированные методы расчета, ориентированные главным образом на компьютеры (имитационное моделирование, метод конечных элементов и др.).
На следующем этапе созданы автоматизированные рабочие места (АРМ), т.е. у проектировщика появился новый инструмент, позволяющий выполнять оперативно те или иные расчеты, вести графическое представление исходной информации и результатов проектирования. Однако АРМ — это лишь часть системы автоматизированного проектирования.
Далее появились системы проектирования, включающие в себя системы расчета и инженерного анализа — системы САЕ (Computer Aided Engi-neering). В настоящее время выделяют системы функционального, конструкторского и технологического проектирования. Первые из них называют системами расчетов и инженерного анализа или системами САЕ. Системы конструкторского проектирования называют системами CAD (Computer Aided Design). Проектирование технологических процессов составляет часть технологической подготовки производства и выполняется в системах САРР (Computer Aided Process Planning). Современные системы CAD с трехмерным моделированием и мощные системы САЕ обеспечивают возможность обнаружения и устранения ошибок на ранних стадиях проектирования.
При создании САПР и их составных частей руководствуются следующими основными принципами: системного единства; совместимости; типизации; развития (ГОСТ 23501.101-87).
Принцип системного единства — это целостность системы и системной связности проектирования отдельных элементов и всего объекта проектирования в целом (иерархичность проектирования). Системное единство САПР связано с наличием взаимосвязанных моделей, определяющих объект проектирования в целом, а также комплекса системных интерфейсов, обеспечивающих указанную взаимосвязь.
Системное единство внутри проектирующих подсистем — это наличие единой информационной модели той части объекта, проектное решение с использованием которой должно быть получено в данной подсистеме.
