Постановка задачи проектирования. Разработка стратегии проектирования. Методы и способы принятия решений в САПР

ОСНОВЫ САПР. Лекция 4.

Содержание.

15. Постановка задачи проектирования.

16. Разработка стратегии проектирования.

17. Методы и способы принятия решений в САПР.

18. Постановка оптимизационных задач.

Постановка задачи проектирования. Объем и состав работ при решении задач проектирования определяются прежде всего постановкой задачи. При этом необходимо:

-  уяснить, отчего и в связи с чем возникла проблема;

-  установить, почему она рассматривается как нерешенная, и выявить ее отличие от смежных или близких задач.

Для этого требуется четкая формулировка задачи, ее анализ и поиск возможных путей решения.

Ф о р м у л и р о в к а   з а д а ч и   п р о е к т и р о в а н и я. Главным вопросом формулировки задачи проектирования Т-систем является описание их функций. При этом описание функции основывается на рассмотрении модели объекта проектирования как «черного ящика». Под функцией в данном случае понимают действие рассматриваемой Т-системы  для преобразования некоторого исходного или начального состояния (ситуации) в желательный конечный результат. Иногда кроме начального и конечного состояний необходимо еще описать особые условия и ограничения, накладываемые на реализацию функции.

Представление объекта проектирования в виде «черного ящика»

для описания его функции

Формула описания функции Т-системы формально состоит из трех компонентов:

F = (D, G, Н),

где D – указание действия, производимого рассматриваемой Т-системой и приводящего к желательному результату; G – указание объекта (объектов), на который направлено это действие; Н – указание особых условий и ограничений, при которых выполняется действие.

А н а л и з   р е ш а е м о й   з а д а ч и. На данном этапе необходимо выполнение следующих проектных процедур:

1)  выявить компоненты задачи:

-  переменные, которые не зависят от воли проектировщика (факторы окружающей среды, независимые переменные);

-  переменные, которые должны определяться проектом (цели или зависимые переменные);

-  переменные, которые проектировщик может использовать (факторы решения);

2)  выявить ограничения или граничные условия, т. е. предельные значения всех переменных;

3)  прогнозировать вероятные значения факторов окружающей среды;

4)  установить возможные пути решения задачи.

Переменные, которые не зависят от воли проектировщика и которые должны определяться проектом, анализируются при рассмотрении системной модели объекта проектирования в виде «черного ящика». При этом определяют в первую очередь параметры входа, к которым относят независимые переменные и факторы окружающей среды, и параметры выхода, к которым относят цели проектирования:

После определения параметров входа и выхода при заданном принципе действия Т-системы выявляют так называемые факторы решения, т. е. те переменные, влияя на которые проектировщик может достичь заданной цели.

Важным является и выявление ограничений на параметры задачи, и определение вероятностных значений факторов окружающей среды.

Путем сравнения проектируемой Т-системы с аналогичными по D, G, Н можно установить, почему рассматриваемая задача является нерешенной и выявить ее отличие от подобных задач.

П о и с к   в о з м о ж н ы х   п у т е й   р е ш е н и я   задачи проектирования осуществляется по следующим направлениям:

-  подбор существующих Т-систем для выполнения заданной функции;

-  использование существующих Т-систем в качестве аналогов новой Т-системы (модернизация);

-  проектирование оригинальной Т-системы.

Для определения пути решения проектной задачи проводится поиск в информационной системе, которая содержит сведения обо всех объектах, спроектированных ранее. Данная проектная операция должна выполняться всегда. Если даже не удастся найти Т-систему, полностью отвечающую заданным характеристикам, то выявятся объекты с рядом близких или сходных параметров, которые могут быть выбраны в качестве аналогов для конструкторского процесса. При выявлении необходимости проведения конструкторских работ формулируют задание на проектирование по форме, изложенной выше. В качестве приложения к заданию дается перечень параметров входа и выхода в виде текста, чертежей, схем и т. п.

Разработка стратегии проектирования. Под стратегией проектирования понимают укрупненный план решения проектно-конструкторских задач, определяющий структуру САПР и состав проектных подсистем. Следовательно, при разработке стратегии проектирования необходимо:

-  разбить задачу проектирования на части;

-  разработать укрупненный план ее решения, так как проектирование сложных Т-систем прямого (одноэтапного) решения не имеет.