Общие сведения о проектировании

СИСТЕМА - целостное образование, состоящее из взаимосвязанных (взаимодействующих) компонент, (элементов, частей) и обладающее свойствами, не сводимыми к свойствам этих компонент и не выводимыми из них.

В приведенном определении зафиксировано основное свойство системы - ее целостность, единство, достигаемое через посредство определенных взаимосвязей (взаимодействий) элементов системы и проявляющееся в возникновении новых свойств, которыми элементы системы не обладают. Данное определение включает наиболее характерные особенности концепции системы.

Вместе с тем необходимо представлять, что реальные системы существуют в пространстве и во времени и следовательно, взаимодействуют с окружающей их средой и характеризуются теми или иными переменными во времени величинами.

Важным шагом на пути от вербального к формальному определению системы является определение понятия модели системы.

МОДЕЛЬ - (некоторой исходной системы) система, в которой отражаются по определенным законам те или иные стороны исходной системы.

Среди различных способов моделирования важнейшее место занимает моделирование с помощью средств математики - математическое моделирование.

Формальное определение системы по существу сводится к определению соответствующей математической модели.

В основу построения математических моделей систем может быть положено следующее определение системы:

СИСТЕМА - определяется заданием некоторой совокупности базисных множеств (элементов, компонент системы), связанных между собой рядом отношений, удовлетворяющих тем или иным правилам (аксиомам) сочетания как элементов множеств, так и самих отношений.

Последнее определение содержит необходимую основу для формализации. В простейших случаях это определение описывает систему как одно или несколько взаимосвязанных отношений, заданных на одном или нескольких множествах. В то же время данное определение допускает возможность нескольких вариантов таких представлений для одной и той же системы, а также использование их композиции. Последнее имеет место в случае необходимости многоаспектного моделирования системы.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ - комплекс работ по исследованию, расчетам и конструированию нового изделия или нового процесса.

В основе проектирования - первичное описание - техническое задание.

Проектирование называют АВТОМАТИЗИРОВАННЫМ, если осуществляется преобразование первичного описания при взаимодействии человека с ЭВМ, и автоматическим, если все преобразования выполняются без вмешательства человека только с использованием ЭВМ.

СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ - организационно-техническая система, представляющая собой подразделения проектной организации и комплекс средств автоматизированного проектирования.

Автоматизация приводит к существенному изменению методов проектирования.

Вместе с тем, сохраняются многие положения и принципы традиционного проектирования, такие как:

- необходимость блочно-иерархического подхода,

- деление процесса проектирования на этапы,

- деление на уровни представления об объектах.

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП.

Основная задача - изучение назначения изделия, условий эксплуатации и производств, на которых предполагается его изготовление. Цель этапа - разработка технического задания (ТЗ), в котором содержится информация о назначении, основных технических характеристиках, условиях эксплуатации, транспортировки и хранения.

ЭСКИЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ.

Основная задача - определение возможности разработки изделия в соответствии требованиям ТЗ. При этом определяют техническую основу изделия (физические элементы и детали), ориентировочную оценку состава и количества оборудования, разрабатывают структуру, определяют технические характеристики изделия и устройств, входящих в его состав.

При этом может выявиться невозможность построения изделия, отвечающего требованиям ТЗ. В этом случае требуется корректировка ТЗ с последующим его утверждением заказчиком, либо дальнейшая разработка прекращается.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Задачи:

- подробная разработка принципа работы изделия и всех его составных блоков;

- уточнение технических характеристик;

- разработка конструкции блоков, узлов и всего изделия;

- получение конструкторских характеристик;

- согласование взаимодействия всех составных частей изделия;

- разработка технологии их изготовления;

- определение технологии сборки и наладки, методики и программных испытаний.

В результате должно быть подготовлено производство опытного образца.

РАБОЧЕЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Основная задача - разработка технологической оснастки и оборудования для серийного выпуска изделия.

Внедрение систем автоматизированного проектирования (САПР) не изменяет сути процесса проектирования. Тем не менее, характер деятельности разработчика с внедрением САПР существенно меняется, так как разработка изделия в автоматизированном варианте предполагает согласованное взаимодействие оператора и ЭВМ. Это обеспечивает существенное повышение производительности труда и повышение качества проекта.

В процессе автоматизированного проектирования на оператора возлагаются творческие функции. Как правило, это связано с выбором варианта решения, определения структуры, метода расчета и др. Эти функции трудно формализовать. Здесь опыт и талант конструктора, инженера определяют конечный результат.

ЭВМ поручают рутинную работу. Перечислим ее основные виды:

- хранение и накопление в машинном архиве сведений, необходимых разработчику;

- поиск и выдача информационных справок по запросам пользователя

(типовые решения, характеристики узлов, рекомендации по применению, сведения об уровне запасов комплектующих материалов и др.);

- обеспечение редактирования текстовой конструкторской документации, создаваемой инженером;

- автоматическое вычерчивание графической документации (чертежи деталей, схемы электрические и др.);

- решение некоторых частных, хорошо алгоритмизированных задач, которые характерны для автоматизированного проектирования определенного класса изделий. Применительно к разработке радиоэлектронной аппаратуры хорошо алгоритмизированными задачами являются следующие:

- моделирование поведения того или иного узла по описанию его принципиальной электрической схемы при заданном входном воздействии…