МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В САПР ТП

В отличие от традиционных методов формализации системный под­ход основан на том, что сложные объекты и составляющие их элементы, а также свойства этих элементов рассматриваются как система, учиты­вающая их взаимосвязь и развитие.

Системный подход при проектировании ТП предусматривает ис­пользование следующих основных принципов:

– технологический процесс рассматривается, с одной стороны, как простой перечень отдельных его элементов (операций, переходов и т.д.), а с другой — как совокупность взаимосвязанных и взаимообусловлен­ных элементов;

– процесс проектирования ТП представляется, с одной стороны, как простой перечень отдельных его этапов (выбор заготовки, опреде­ление маршрута обработки детали и т.д.), а с другой – как совокупность взаимосвязанных и взаимообусловленных этапов;

– процесс проектирования разбивается на рациональные части (вы­бор типа заготовки, расчет режимов резания и т.д.);

– принятие оптимальных решений;

– рациональное сочетание традиционных (иногда «ручных») ме­тодов проектирования и достижений других современных системных наук, ориентированных на использование ЭВМ.

Использование принципов системного подхода при проектирова­нии позволяет систематизировать знания в любой области. В качестве примера на рис. 2.4 приведены варианты полученного результата при систематизации знаний (кружочками обозначены объекты, а прямыми линиями – связи между ними). Эти примеры показывают, чем отли­чается представление знаний без использования принципов систем­ного проектирования и с их использованием.

При проектировании технологических процессов особенно важно правильно выбрать стратегию, которая в дальнейшем определяет мето­дику автоматизированного проектирования и эффективность исполь­зования для этих целей САПР.

Ниже приведены некоторые из возможных стратегий проектиро­вания технологических процессов.

Рис. 6.1Варианты представления знаний при их систематизации: а - без использования принципов системного проектирования; б - с использованием принципов системного проектирования

Линейная стратегия проектирования (рис. 6.1, а)является наиболее оптимальной, так как обеспечивает минимальную трудоемкость и мак­симальную надежность.

Циклическая стратегия (схема с петлями) (рис. 6.1, 6)характер для многих компьютерных программ. Она называется итерационным методом, т.е. это процесс последовательного приближения к цели путем совершенствования разрабатываемых вариантов.

Рис. 6.2 Схемы проектирования с использованием линейной (а) и циклической стратегии (б)

Наличие параллельных этапов в разветвленной стратегии проектирования (рис. 6.3) очень выгодно, так как позволяет уменьшить сроки проектирования

Рис.6.3 Схема проектирования с использованием разветвленной стратегии

В адаптивных стратегиях проектирования (рис. 6.4) первое действие определяется только на первом этапе. В дальнейшем выбор каждого по­следующего действия зависит от результатов выполнения предыдущего. Это самая рациональная стратегия, так как проектирование произво­дится с использованием наиболее полной информации. Она применя­ется при создании систем искусственного интеллекта.

Рис.6.4 Схема проектирования с использованием адаптивной технологии

Таким образом, процесс проектирования технологических объек­тов представляется в виде нескольких уровней или этапов. На каждом уровне проектирования исходными данными являются техническое задание (ТЗ) и набор элементов и их параметров, характеризующих рассматриваемый уровень. В результате проектирования разрабатывается техническая документация, описывающая отдельные стороны объекта, и ТЗ для продолжения проектирования на следующих уровнях. Системный подход включает комплекс методов, позволяющих ана­лизировать сложные объекты как целое, рассматривать многие альтер­нативы (варианты), каждая из которых описывается большим числом переменных, и обеспечивать полноту каждой альтернативы. Система может рассматриваться как совокупность взаимосвязанных элемен­тов, имеющих определенную структуру и допускающих их иерархию. При этом элементы системы могут обладать по отношению к ней свойствами подсистем. Иначе говоря, каждая система состоит из под­систем и в то же время сама является подсистемой некоторой системы более высокого иерархического уровня. Системный анализ как мето­дология решения проблем дает возможность наметить необходимую последовательность взаимосвязанных операций, состоящую из фор­мирования проблемы, разработки (конструирования) методов ее ре­шения и реализации. Решение включает оценку и отбор альтернатив по заранее выбранным критериям.