Методы оптимизации композиционных систем, страница 26

На основе учета современного состояния техники, возможностей технологии, прогнозов их развития на период времени, не меньший жизненного цикла объекта проектирования (ОП), формируются принципы построения ОП. Наряду с техническими факторами, ориентируются на экономические показатели, прогноз стоимости и сроки проектирования и изготовления. Изучая состояние и перспективы научно-технического прогресса, предложенные принципы построения, группа экспертов формулирует первоначальный вариант технического задания (ТЗ) на ОП. Формулировка ТЗ связана с предъявление!^ требований к выходным параметрам ОП (области работоспособности ОП). Оценку возможности соблюдения требований и рекомендаций по их корректировке получают с помощью проектных процедур внутреннего проектирования. При этом в САПР организуют итерационный процесс, в котором поочередно выполняют процедуры внешнего и внутреннего проектирования - формулирок ка ТЗ в виде области работоспособности в пространстве выходных параметров, его корректировка, оценка возможности вы полнения требований, прогноз материальных и временных ЗА трат на проектирование и изготовление.

Схема процесса внутреннего проектирования включает в > i бя следующие основные процедуры: структурный и параме1|>и ческий синтез, анализ и принятие решений. Целью структурно го синтеза является определение структуры ОП - перечим гипО!

элементов, составляющих объект, и способа связи элеме.......... I

между собой в составе ОП.

Дискретное, динамическое

программирование

Математическое программирование ж.

Анализ

Принятие решений
\	1

Рис. 10.1. Схема процесса проектирования с использованием методов оптимизации

Параметрический синтез заключается в определении числовых значений параметров элементов выходных показателей ОП при заданных структуре и условиях работоспособности. Полученные решения оценивают с использованием процедур анализа. Эти оценки служат для принятия решения либо по выбору предложенного варианта в качестве окончательного, либо по коррекции решений на предыдущих этапах процесса проектирования.

Постановки математических задач, возникающих при реализации перечисленных процедур в САПР, так или иначе, связаны с оптимизацией. Рассмотренной ранее схеме процесса проектирования соответствуют три уровня оптимизации. Первый уровень состоит в выборе наилучшей технической идеи или принципа действия ОП; второй - в поиске оптимальной структуры или схемы с учетом выбранного принципа действия; третий - в определении наилучших значений параметров ОП для выбранной структуры.

Структурная оптимизация определяется характером описания ОП в САПР. Объект проектирования задается некоторым множеством типовых элементов и операций над ними, а также правилами, согласно которым новые элементы могут быть порождены из типовых в результате многократного применения операций преобразования.

Основные признаки рассматриваемых задач - разнообразия элементов и форм их взаимодействия - приводят к следующим задачам оптимального выбора:

-  выбор подмножеств элементов, удовлетворяющих принципу построения и требованиям ТЗ;

-  выбор конкретных элементов, входяодих в ОП; выбор формы взаимодействия элементов ОП.

Первая задача состоит в следующем. Имеется множе< ГВО щ повых элементов, каждый из которых характеризуется нп(ю|и»м параметров. Требуется сформировать такое под м ножа -1....................... раметры элементов которого удовлетворяют требованиям I |

Вторая задача связана с выбором наилучшего сочетания элементов из каждого подмножества, сформированного в первой шдаяе, обеспечивающих правила построения ОП.

Особенностью третьей задачи является то, что в ОП между ►лементами существуют связи различной физической природы. Причем связи одной природы являются определяющими, а ос-мльные - производными. Разнообразие связей в ОП приводит к < юдующим этапам решения задачи: