ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Функциональная структура системы автоматизированного проектирования из "Основы автоматизированного проектирования химических производств" Ранее было показано, что традиционное проектирование химических производств даже с использованием ЭВМ — весьма сложный и трудоемкий процесс, выполняемый различными специализированными коллективами проектировщиков. При этом один коллектив, например, занимается подбором катализаторов и определением параметров реакторов, другой — разрабатывает методы разделения продуктов хихмического превращения, третий — подбором материалов, оборудования и т. д. с широким привлечением аналогий и типовых решений. Выполненные исследования по отдельным узлам объединяются в технологические схемы и апробируются на лабораторных и пилотных установках. Результаты экспериментальных исследований в порядке обратной связи поступают к проектировщикам и являются основой для внесения изменений и усовершенствований на любой стадии обработки проекта. [c.29] На современном этапе развития метода математического моделирования прикладное математическое обеспечение, используемое на каждой из стадий и по каждому из процессов, достаточно развито и позволяет решать весь комплекс задач на высоком научно-техническом уровне. Используемые пакеты программ на основе исходных данных осуществляют весь комплекс расчетов, и в качестве выходной информации способны давать значения технологических и конструкционных параметров, экономические оценки и т. д., т. е. данные, не только определяющие отдельные стадии проектирования, но и характеристики их взаимосвязи. [c.29] Для создания САПР недостаточно наличия пакетов прикладных программ для решения как отдельных задач, так и расчета сово-т унности аппаратов. Необходима новая методология проектирования. Несмотря на имеющийся опыт разработки систем, методология автоматизированного проектирования как наука еще не сформировалась. Автоматизация проектирования, по крайней мере в практических приложениях, находится на уровне искусства, большинство решений принимается на основании интуиции, а сравнительная оценка различных методов затрудняется из-за отсутствия достаточного статистического материала. [c.30] Что в принципе отличает автоматизированное проектирование от обычного использования ЭВМ для выполнения проектных расчетов, так это то, что автоматизированное проектирование ориентировано на использование систем, а не разобщенных наборов программ. [c.30] Основная концепция автоматизированного проектирования состоит в том, чтобы рассматривать САПР как системный инструмент для использования во многих областях и относиться к опыту, программам, вычислительной технике как к методам. [c.30] Автоматизированное проектирование и разработка систем (создание САПР) находится в сфере интересов института системных исследований. Первоначально было принято решение не давать формального определения САПР (для расширения свободы действий на ранней стадии исследований в этой области). В связи с этим развивается несколько подходов к разработке САПР. [c.30] Подходы, в которых САПР рассматривается как методологическая наука, в основном мотивировались практическими потребностями активизации промышленного проектирования. Это нашло выражение в рассмотрении САПР как комплекса вычислительных средств (программного обеспечения и техники), на основе которых стали формироваться системы для решения проектных задач и комплексы системных методов для их стыковки. Одним из определений САПР, которое может быть выведено на основе такого подхода, является следующее САПР — есть объединение соответствующей вычислительной техники и модулей программного обеспечения с целью решения проектных задач в конкретной области приложения. [c.30] В соответствии с этим определением САПР есть программномашинный комплекс, состоящий из технических средств, системного и прикладного математического обеспечения и средств ведения диалога. [c.30] Другой более академический подход к определению автоматизированного проектирования состоит в рассмотрении всех аспектов проектирования, включая социальную, экономическую и техническую деятельность, и в применении фундаментальных основ системного анализа для локализации и определения роли этой деятельности в общем комплексе нромыщленно развитого общества. Первоочередное внимание при таком подходе уделяется процессам принятия решений, ведущих к выбору частных объектов проектирования, определению факторов, влияющих на принятие этих решений, и выявлению законов, определяющих влияние этих факторов друг на друга. В соответствии с этим подходом САПР можно определить следующим образом САПР — есть средство оптимизации принятия решений путем обобщения созидательной активности и создания некоторой синтетической теории проектирования, положения которой могут быть воплощены в конкретных программах. [c.31] Что характерно для этих определений, так это внешне второстепенная роль технических средств, хотя вычислительная техника является базой, усилителем и ускорителем интеллектуальных возможностей человека. В этом смысле интересно онределе ние суперЭВМ СуперЭВМ — это ЭВМ, которая отстает только на одно поколение от задач, над проблемами решения которых работают в настоящее время ученые [2]. Тем самым подчеркивается важность программного обеспечения, раскрывающего предметную область и определяющего стратегию принятия решений. [c.31] Приведенные определения САПР, по существу, характеризуют целевое их назначение. Первое относится к конкретной области приложения. Так, в соответствии с общеотраслевыми руководящими методическими материалами по созданию САПР [3], последняя определяется как организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации, и выполняющая автоматизированное проектирование . При этом под комплексом средств автоматизации понимается совокупность средств методического, программного, технического, информационного и организационного обеспечения. Что касается второго определения САПР, то оно в большей степени ориентирует на развитие систем, способных решать проблемы на уровне искусственного интеллекта. [c.31] Исходя из традиционной практики проектирования (см. гл. 1), можно выделить четыре этапа, выполняемых с использованием ЭВМ в той или иной степени. Эти этапы отражают не только сложность решения задачи разработки проекта, но и его итерационный характер. Естественно, при конкретной реализации САПР функции этапов могут перераспределяться или объединяться в зависимости от исходной концепции разработки системы. [c.31] С определением потребности в продукции на основании рыночных данных, промышленности, планового развития отрасли и т. д. и включает процессы разработки и принятия решений, ведущих к описанию проекта в общих чертах. На этом этапе основное внимание уделяется анализу ранее известной аналогичной или конкурирующей продукции, анализу патентов, стандартов, оценке источников сырья, рынков сбыта. Для этого должны быть средства для проведения предварительных вычислений с целью проверки осуществимости идеи, получения предварительных экономических оценок и т. д. Этот этап является самым ответственным, поскольку основывается на современном уровне развития технологии, состоянии научных разработок, прогнозирующей силе проектировщиков. Для получения реалистических оценок САПР должна обладать интеллектуальными свойствами, адекватно отображать предметную область. Функции этана, по существу, состоят в разработке задания на проектирование. [c.32] П р о е к т н ы й анализ — связан с явным (физическим) или модельным анализом предложенной схемы получения продукции. Здесь требуется точное определение топологии объекта, параметров сырья и выходной продукции, источников энергии и т. д. Чаще всего физическая реализуемость идеи проверяется на основании аналогов производства или экспериментальных лабораторных исследований. Эти данные являются базовыми для формирования технологической (принцппиальной) схемы производства. Однако многовариантность ее реализации не позволяет априори сделать оптимальный выбор без использования ЭВМ. Дороговизна и сложность экспериментального обследования диктуют настоятельную необходимость выбора технологической схемы методом математического моделирования. На этом этапе во многих случаях эффективным является наличие возможности непосредственного изменения схемы в интерактивном режиме, так как исключается анализ заведомо нереализуемых вариантов. Этот этап можно интерпретировать как предварительную проработку проекта. [c.32] Подготовка проектной документации — состоит в увязке разработок предыдущих стадий в виде выходной документации. В интегрированных системах проектирования этот этап включает создание систем управления производством, обработку коммерческой информации, оценку перспектив производства. [c.33] Выделенные этапы проектирования, очевидно, не являются строго последовательными в процессе разработки проекта. От каждого из них может потребоваться возврат на предыдущие этапы для уточнения или изменения данных или частных решений. Только документация является фактическим итогом выполнения всех этапов. [c.33] Точность решения задач на каждом из выделенных этапов определяется совершенством математического обеспечения. Большинство моделей отдельных процессов в настоящее время разработано в проверочном варианте и предполагает широкое использование экспериментальных данных для уточнения отдельных параметров. Таким образом, проектирование, в соответствии с выделенными этапами, можно рассматривать как многократное моделирование при различных наборах входных параметров, изменении топологии производства и режимных параметров отдельных моделей для поиска их оптимального сочетания. Отсутствие экспериментальных данных для уточнения параметров отдельных моделей лишь увеличивает затраты машинного времени, поскольку расчет будет производиться при изменении корректирующих параметров модели в некотором диапазоне. [c.33] Рассмотренная технология проектирования по количеству этапов отличается от традиционной, однако охватывает весь круг вопросов, которые необходимо решать. Вообще, даже и при сохранении этапности разработка проекта с помощью САПР отличается содержанием и объемами выполняемых операций. [c.33] На отдельные вопросы достаточно просто ответить, однако в совокупности ответ затруднителен даже для опытного системного нрограммйста. В идеаде разработчик должен быть специалистом как в области вычислительной техники, так и в области конкретного приложения системы. [c.34] Следует заметить, что при использовании САПР изменяется содержание работы проектировщика. Действия проектировщика заключаются в принятии решений, однако при использовании САПР решения на нижнем уровне принимаются алгоритмами, находящимися в памяти ЭВМ. Если ранее проектировщик принимал решения на всех уровнях подготовки проекта, то использование САПР освобождает его от обдумывания результатов промежуточных решений. Он как бы теряет специализацию. [c.34] Вернуться к основной статье