Типовой алгоритм проектирования

Как показано выше, алгоритм проектирования складывается из последовательного решения задач синтеза, анализа и оптимизации. Характерным для алгоритма проектирования является чередование эвристических и детерминированных процедур. Первые выполняются человеком-проектировщиком на основе его опыта, знаний и квалификации, вторые выполняются компьютером. Из такого чередования следуют естественная неизбежность интерактивного, диалогового режима работы проектировщика с компьютером и невозможность полной автоматизации проектирования. Даже при максимальном использовании компьютерной техники проектирование всегда будет именно автоматизированным, а не автоматическим. Важнейшим при этом оказывается оптимальное разделение функций между человеком и компьютером.

Из схемы наглядно виден итерационный характер проектирования. Это обусловлено наличием многократных возвратов на повторение отдельных процедур с измененными заданиями. Практика показывает, что циклы повторений вложены друг в друга, то есть имеют место ситуации, называемые “циклом в цикле”.

Если учесть, что на изображенной вами схеме показан алгоритм проектирования только на одной ветви и на одном уровне общего дерева, то еще возможны возвраты на верхние уровни. Линейный, то есть без возвратов, процесс проектирования осуществим практически разве что в самых примитивных случаях. Следует иметь в виду, что итерационный характер проектирования связан с наличием эвристических процедур, а они (именно в силу своей неоднозначности) привести к оптимальному результату сразу не могут и требуют неоднократных последующих корректировок, изменений и пересмотров стартовых точек.

Эвристический характер многих задач проектирования существенно затрудняет это движение, часто создавая перед проектировщиком неопределенные, тупиковые ситуации, обусловленные недостаточностью информации и многозначностью возможных вариантов решений.

При решении эвристических задач проектировщик проходит следующие этапы:

1. Исследование исходной проектной ситуации (формулирование технического задания для данной проектной задачи, поиск и анализ литературы, выявление проблем, выбор методов анализа, оценок и критериев решения задачи).

2. Анализ и преобразование структуры задачи.

3. Определение границ, описание промежуточных решений и выявление конфликтов.

4. Комбинирование промежуточных решений и формирование вариантов решения.

5. Оценка вариантов решения и выбор окончательного варианта. Преодоление трудностей на каждом из этих этапов, поиск выхода из тупика возможны на основе применения методов и приемов, которые организуют, направляют и стимулируют мыслительную деятельность проектировщика. Изучение и практическое освоение этих методов способствует развитию творческого мышления и интуиции, необходимых при решении задач эвристического и изобретательского характера.

 

Определение САПР

Под системой автоматизированного проектирования на бытовом уровне часто понимают программу для проектирования машиностроительных изделий и процессов и оформления соответствующей технической документации. Однако такое определение является неполным и, главное, совершенно исключает из системы человека, выступающего в качестве основного элемента – субъекта процесса автоматизированного проектирования. В процессах технической подготовки производства всегда присутствует значительный ряд задач, решение которых возможно только на основе использования творческих способностей человека, его опыта и интуиции. Поэтому при разработке промышленных автоматизированных систем большое внимание уделяется проблеме разделения функций и организации эффективного взаимодействия между человеком и компьютером с учетом их качеств и возможностей.

По своей сути САПР – это человеко-машинная система, инициируемая и управляемая пользователем. Вернее, целым коллективом пользователей, составляющих неотъемлемую организационную часть системы.

Согласно принципам системного подхода, предлагается рассматривать САПР в процессе ее функционирования в единстве и взаимовлиянии всех составляющих систему компонент.

Достаточно точное и полное системное определение САПР содержит действующий ГОСТ на САПР.

САПР – это организационно-техническая система, входящая в структуру проектной организации и осуществляющая проектирование при помощи комплекса средств автоматизации проектирования (КСАП).

Структура САПР

Принятое определение указывает на то, что автоматизированную систему следует рассматривать в первую очередь с организационной точки зрения, учитывая персонал, принимающий решения и выполняющий другие управляющие действия, поддержанный программными и техническими и иными средствами.

Понятие «персонал» отличается от простой совокупности людей или абстрактных пользователей автоматизированной системы (АС) тем, что это тщательно подобранный и подготовленный коллектив специалистов, организационно структурированных и выполняющих согласованную деятельность в соответствии со своими должностными обязанностями.

Из состава коллектива АС можно выделить прежде всего целевой (эксплуатационный) персонал, в который входят инженерно-технические работники, выполняющие основные проектные операции и процедуры.

К пользователям автоматизированной системы можно отнести не только специалистов, непосредственно участвующих в моделировании изделий и разработке технической документации, но и других сотрудников предприятия, использующих электронные модели и документы и участвующих в операциях их прохождения и преобразования содержательной информации. Например, работники отдела маркетинга участвуют в разработке и согласовании технического задания на изделие, производственники используют документацию, модели, программы для станков и формируют сведения о результатах прохождения производственных процессов, служба управления качеством анализирует данные о продукции и формирует результаты контроля и измерений и т.д.

Пользователями автоматизированных систем предприятия являются и руководители всех звеньев, получающие сводные отчеты и аналитическую информацию о процессах жизненного цикла изделия и оказывающие на основе полученных данных своевременные оперативные воздействия на соответствующие их компетенции автоматизированные процессы.

К управляющему персоналу относятся руководители (менеджеры), непосредственно управляющие внедрением, функционированием и развитием автоматизированной системы. За рубежом таких специалистов называют IT-менеджерами. На российских предприятиях существуют должности руководителей отделов автоматизации и информационных технологий, а также профессии системного администратора и администратора баз данных, которые регламентируют работу технических и программных средств, администрируют права пользователей и управляют электронным документооборотом и трафиком компьютерных сетей.

Обеспечивающий персонал занимается так называемым информационным обслуживанием АС и предназначен для обеспечения бесперебойного функционирования, ремонта, проведения плановых и регламентных работ всех составляющих комплекса средств обеспечения. К этой важной категории персонала, без повседневной деятельности которого невозможно поддержание АС в рабочем состоянии, относятся инженеры-электроники, системные программисты, техники, операторы, лаборанты и другие специалисты, напрямую не связанные с проектной деятельностью.