Подсистема поиска решений технической задачи
Разработка вариантов решения технической задачи соответствует творческому этапу проектирования, при реализации которого проектировщик использует все свои знания и умение. Поэтому автоматизация решения этой задачи является одним из важнейших направлений в проблеме искусственного интеллекта. Трудность моделирования интеллектуальной деятельности породили у ряда специалистов сомнения в возможности использования ЭВМ на начальных творческих этапах проектирования. Однако имеющийся опыт показывает, что программы, построенные на основе существующих методов поиска новых технических решений (метод эвристических приемов, дерево целей, морфологический анализ и синтез и др.) способны сформировать технические решения на уровне изобретений, совершенствующих известное устройство, способ или вещество.
Подсистема помогает проектировщику в решении двух классов задач: в поиске новых принципов действия технических объектов и поиске вариантов решения при известных принципах действия. Подсистема содержит различные методики поиска решения технических задач. Многие творческие задачи не поддаются полной формализации. В этом случае решение принимает человек в результате человеко-машинного диалога. Подобные методы автоматизированной генерации решений повышают интеллектуальные способности и творческую активность проектировщиков.
Учитывая важность рассматриваемой подсистемы, в организационной структуре САПР желательно предусматривать группу специалистов в области эвристики, пополняющей подсистему новыми алгоритмами творчества, учитывающими как особенности характера и структуры решаемых задач, так и особенности психической деятельности человека.
|
|
|
Подсистема инженерного анализа
Основное назначение подсистемы - выполнение всех вычислительных работ, связанных с детализацией выбранного варианта решения проектной задачи. Автоматизация вычислений позволяет использовать более сложные модели объектов и более мощные вычислительные методы, что значительно приближает показатели модели к действительным показателям объекта. Арсенал вычислительных методов постоянно пополняется, многие инженерные задачи стимулируют разработку новых подходов и методов, новых критериев и алгоритмов.
При выборе параметров объекта возможно использование различных видов моделей, к которым относятся:
а - Аналитические (детерминированные - непрерывные и дискретные, стохастические), причем этапам эскизного, технического, рабочего проектирования соответствуют свои модели;
и - Имитационные, если объект отличается неопределенностью функционирования. Такие модели воспроизводят процесс функционирования проектируемого объекта, а оценка различных вариантов решения при варьировании управляющими переменными позволяет найти наиболее приемлемый из них;
|
|
|
э - Эвристические и игровые модели, когда объект характеризуется неопределенностью функционирования и не установлены значения его параметров. В этом случае используется интуитивный выбор решения в условиях неполной информации.
В процессе проектирования рассмотренные модели используются в обратном порядке: от самых общих до наиболее точных.
Поскольку методика проектирования постоянно уточняется и модифицируется то структура САПР должна допускать возможность изменения отдельных частей системы без изменения остальных составляющих или с их минимальными изменениями, этим требованиям наиболее полно отвечают функциональные структуры интегрированных САПР. Такие системы характеризуются модульным принципом построением математического обеспечения, наличием встроенных операционных систем и набором альтернативных проектных процедур и их оценок на различных этапах процесса проектирования.
Подсистема ведения и изготовления документации
|
|
|
Подсистема предназначена для изготовления и выдачи проектных документов (чертежей, технических описаний, схем, графиков, таблиц), необходимых для создания объекта проектирования и позволяет, таким образом, автоматизировать наиболее трудоемкую, однообразную и утомительную рутинную работу. Автоматизация этих процессов позволяет резко сократить затраты труда и времени, а также сравнительно легко обеспечить внесение изменений во все части проектной документации.
Автоматическое изготовление документации осуществляется с помощью чертежных автоматов и графопостроителей, устройств микрофильмирования, репродуцирования и т.д.
Этой подсистемой осуществляется компоновка документов, т.е. разбиение его на страницы стандартного формата, размещение графических символов на поле страницы, соединение их линиями.
Рассмотренные подсистемы составляют основу технологии автоматизированного проектирования технических объектов. Эту технологию проектирования применяет проектировщик, которому достаточно знать правила записи технического задания на проектирование с помощью специальных языков описания объекта и директив управления системой, чтобы инициировать процесс обработки и отображения информации в САПР. Специальные диалоговые средства (дисплеи, АРМы) позволяют ему оперативно получать промежуточные результаты в процессе решения задачи и иметь возможность влиять на ход ее решения, не прерывая вычислительного процесса.
|
|
|
В САПР имеются и другие подсистемы, которые в общем случае подразделяются на объективно-ориентированные, осуществляющие разработку того или иного объекта на определенной стадии проектирования С например, конструирования деталей объекта, технологического проектирования), и инвариантные или объектно-независимые подсистемы, которые осуществляют функции управления и обработки информации, не зависящие от особенностей проектируемого объекта (диалоговых процедур, численного анализа, оптимизации, информационно-поисковых процедур, ввода-вывода графической информации).
Некоторые из этих подсистем описаны ниже при рассмотрении примеров промышленных САПР.
Подсистемы и компоненты САПР соединяются и взаимодействуют друг с другом под управлением операционной программы проектирования, отображающей логическую схему построения проекта, в соответствии с директивой пользователей системы. Подвергаясь воздействию проектных процедур, модель проекта развивается, накапливая и структурируя поступающую все более детальную проектную информацию таким образом, чтобы в любой момент представить ее в распоряжение конструктора или какой-либо из программ системы. Такой организацией системы достигается обеспечение единства модели проекта на всех стадиях процесса проектирования. Наличие общего для всех программ образа проектируемого объекта существенно отличает САПР от простого объединения разрозненных программ, каждая из которых требует специфического описания данных о проекте.
Принципы построения САПР
При создании и развитии САПР применяются основные общесистемные принципы:
- включения, предусматривающий согласование параметров и возможностей конкретной САПР с системой более высокого иерархического уровня;
- системного единства" обеспечиваемый тесными связями всех подсистем САПР;
- развития, предусматривающий наращивание и совершенствование компонентов САПР и связей между ними;
- комплексности, обеспечивающий связность проектирования отдельных элементов и всего объекта в целом на всех стадиях проектирования, т.е. своеобразный конвейер проектирования;
- информационного единства, требующий использования в подсистемах САПР установленных соответствующими нормативными документами проблемно-ориентированных входных языков, языков программирования, способов представления информации, терминов, символов и т.д.;
- совместимости, обеспечивающий совместное функционирование всех подсистем САПР при сохранении открытой структуры системы в целом;
- инвариантности, требующей чтобы подсистема и компонента САПР были по возможности универсальными или типовыми, т.е. инвариантными к проектируемым объектам и отраслевой специфике;
- моральной живучести, предполагающий наличие в САПР средств настройки на ограниченный, но достаточно представительный класс технических баз проектирования.
Система должна легко адаптироваться к этим базам. Предусматривается три уровня настройки системы: системный, процедурный и параметрический. На системном уровне осуществляется смена общесистемных программ, например, связанных с переходом на новые физические принципы реализации проектируемого объекта. Процедурный уровень используется при переходе на новый класс объектов проектирования и обеспечивает замену отдельных блоков в программных модулях входного описания объекта, инженерного анализа, документирования. На параметрическом уровне производится настройка системы внутри некоторого класса проектируемых объектов.
Карты технического уровня
ГОСТ 2.116-84 устанавливает единые формы карты технического уровня и качества продукции для всех отраслей экономики, порядок ее составления и ведения.
Карту технического уровня и качества продукции (КУ) составляют на конкретную продукцию. Разработка и постановка на производство продукции осуществляется в соответствии с требованиями стандартов системы разработки и постановки продукции на производство (СРПП).
КУ является неотъемлемой частью комплекта технической документации и применяется для оценки целесообразности разработки и производства, при модернизации, аттестации и государственной регистрации продукции.
В КУ включают номенклатуру показателей качества продукции, предусмотренной стандартами СРПП, в случае отсутствия показателей качества в стандарте СРПП устанавливают в соответствии с требованиями РД 50-64-84.
В состав КУ входят показатели следующих групп:
1. Показатели назначения:
- показатели функциональные и технической эффективности (для продукции машиностроения такими показателями являются производительность, мощность, грузоподъемность материалов – показатели прочности, плотность, пластичность и т.д.);
- показатели конструктивные (для продукции машиностроения – масса, габариты, транспортабельность и т.д.);
- показатели состава и структуры (для природного сырья и топлива, материалов и продуктов, процентное содержание легирующих добавок в сталях, содержание серы в коксе, концентрация примесей в кислотах и т.д.).
2. Показатели надежности:
- показатели безотказности (вероятность безотказной работы, средняя наработка на отказ и др.);
- показатели долговечности (средний ресурс, назначенный ресурс, гамма – процентный ресурс и др.);
- показатели ремонтопригодности (время восстановления работоспособного состояния и др.);
показатели сохраняемости (средний срок сохраняемости и др.);
3. Показатели экономного использования сырья, материалов, топлива, энергии и трудовых ресурсов:
-удельный (на единицу основного показателя качества продукции.) расход основных видов сырья, материалов, топлива и энергии на изготовление и эксплуатацию;
- коэффициент использования материальных ресурсов – отношение полезного расхода к расходу на производство единицы продукции.
4. Показатели технологичности:
- удельная (на единицу основного показателя качества продукции.) масса изделия;
- трудоемкость изготовления;
- трудоемкость монтажа;
- удельная энергоемкость;
- трудоемкость технического обслуживания.
5. Эргономические показатели:
- удобство обслуживания в баллах;
- уровень звукового давления на рабочем месте в дБА.
6. Показатели экологические и показатели безопасности:
- содержание вредных веществ, выбрасываемых в окружающую среду;
- показатели безопасности в баллах.
7. Эстетические показатели:
- рациональность и современность эстетического решения в баллах;
- качество отделки в баллах.
8. Показатели стандартизации и унификации:
- коэффициент применяемости;
- коэффициент повторяемости;
- коэффициент межпроектной унификации.
КУ составляют на этапе разработки технического задания на продукцию, при постановке продукции на производство, при модернизации и аттестации продукции.
Изменения в КУ производятся согласно ГОСТ 2.503-90. При необходимости в КУ допускается включать такие качественные показатели, как основные конструктивные особенности продукции, принцип действия, уровень автоматизации и управления с помощью электронной техники, фотографии и схемы.
КУ составляет и ведет исполнитель от разработки до снятия с производства.
В соответствии со стандартами серии СПКП (Система показателей качества продукции) к продукции общемашиностроительного применения отнесены нижеследующие:
- конвейеры;
- роботы промышленные;
- линии автоматические роторные и роторно – конвейерные;
- редукторы, мотор – редукторы и вариаторы;
- подшипники качения;
- уплотнители резиновые контактные;
- масла смазочные;
- изделия фрикционные для тормозных механизмов;
- машины электрические вращающиеся.
Необходимо отметить, что по режиму работы к оборудованию общего машиностроения проф. Снесарев Г.А. и др. относили подъемно – транспортные машины, установки непрерывного действия химической, пищевой, горнорудной и угольной промышленности.
Таким образом, как мы видим, классификация по режиму работы и показателям качества машин имеет существенное различие.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 364; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!