Автоматизированного проектирования

Основные методические принципы

Математической модели

1. Прин­цип композиции. Новые технические объекты создаются посредством объединений (композиции) стандартизованных (нормализованных, унифицированных) элементов в единое целое по определенным физическим, логическим и семантическим правилам. При автоматизированном проектировании каждый элемент отображается в информационный мир соответствующей ММ.

Совокупность элементов образует элементную базу, используемую для проектирования. В САПР элементная база интерпретируется как база данных (БД), содержащая соответствующие ММ. Каждый элемент, входя­щий в элементную базу данной предметной области, характеризуется определенным физическим качеством и вектором параметров. Физическое качество определяет функциональное назначение элемента и зависит от его внутренней структуры. Качество отображается содержательным наименованием (именем) элемента, а также названиями (именами) тех входов и выходов, с помощью которых данный элемент может связываться с другими. Вектор параметров описывает количественные характеристики элемента.

Понятие элемента является иерархическим, поскольку любое целое, составленное из элементов (i - 1)-го уровня, может быть объяв­лено элементом i -го уровня и использоваться для композиции на (i + 1)-м уровне. В зависимости от того, к какому иерархическому уровню относится элемент, и степени детали­зации структурных свойств, его имя может быть простым или сложным, т.е. состоять из одного или нескольких слов. Например, имя "подшипник" характеризует класс объектов, обеспечивающих требуемое положение оси вращающегося вала в пространстве, однако оно не раскрывает внутренней структуры эле­мента. На следующем уровне имеются два имени: "подшипник качения" и "подшипник скольжения", которые указывают тип трения, возникающий при вращении вала, и содержат указания, позволяющие судить о внутренней структуре элемента. Еще больше информации об этой структуре содержат имена следующею уровня, например, "подшипник качения шари­ковый" и т.д. При таком подходе к образованию имен элементов всю элементную базу можно опи­сать в виде множества древовидных графов понятий, с помощью которых можно затем отыскивать нужные элементы. В некоторых случаях графы могут иметь и сетевую структу­ру (семантическая сеть).

Необходимые для композиционного про­ектирования правила совместимости, устанав­ливающие соответствие входов и выходов эле­ментов, а также количественные отношения между компонентами векторов их параметров, содержатся в базе знаний, относящейся к конкретной предметной области. Располагая эле­ментной базой и базой знаний, можно решать задачи проектирования на основе принципа композиции.

2. Принцип подобия. Новые тех­нические объекты создаются посредством обобщенного преобразования подобия некото­рой, заранее сформированной структуры.

Обобщенное преобразование подобия выпол­няется в n -мерном координатном пространст­ве, причем в качестве координат могут выступать физические величины любой природы: геометрические, механические, электрические и т.д. Параметры нового объекта определяются расчетным путем в зависимости от его кон­кретного назначения и технических требований.

Структура объекта проектирования предполагается неизменной, а в составе вектора количественных характеристик выделяют одну или несколько фундаментальных компонент, значения которых определяют проектировочным расчетом исходя из технических требований к объекту. Остальные компоненты опре­деляются по формулам, часто эмпирическим, связывающим их с фундаментальными компо­нентами. Несмотря на известный "консерватизм" принципа подобия (имеется в виду неизменность структуры), он позволяет решить задачу автоматизации проектирования до конца, т.е. до выдачи полного комплекта конструкторской и технологической документации, включая управляющие программы для обработки деталей на станках с ЧПУ. В ис­текшем десятилетии на вычислительных сред­ствах третьего поколения были созданы высо­коавтоматизированные САПР, ориентированные на проектирование таких изделий, как подшипники качения, асинхронные электродвигатели, силовые трансформаторы, и др.

На основе принципа подобия наиболее просто удается создать интегрированные системы конструкторско-технологического назна­чения.

Принципы композиции и подобия суще­ствуют и применяются во взаимосвязи друг с другом. Так, например, с помощью принципа композиции из элементов (i - 1)-го иерархиче­ского уровня можно сформировать объект, который, в свою очередь, станет элементом i -го уровня. Если для этого элемента с помо­щью принципа подобия построить размерный ряд, то в дальнейшем его можно использовать для композиции на (i + 1)-м уровне.

Дата добавления: 2014-12-27