Уровни, аспекты и этапы автоматизированного проектирования

Иерархические уровни описаний проектируемых объектов

В основе блочно-иерархического подхода к проектированию лежит принцип разделения описания объекта по степени детализации его отображаемых свойств и характеристик. Это приводит к появлению уровней абстрагирования.

На каждом иерархическом уровне используются свои понятия системы и элементов. На уровне 1(верхнем уровне) объект S рассматривается как система S из n взаимосвязанных и взаимодействующих элементов Si (рис.9.1).

S

S1 S2............................. Sn

 

S1₁ S1₂......... S1m₁..... Sn₁ Sn₂ ......... Snm_n

 

Рис.9.1.Иерархическая структура описания объекта

 

Каждый из элементов в описании уровня 1 представляет собой также сложный объект, который в свою очередь рассматривается как система Si на уровне 2. Элементами систем Si являются объекты Sij, j=1,2,...,mi (где mi- количество элементов в описании системы Si). Как правило, выделение элементов Sij происходит по функциональному признаку. Деление элементов на уровни происходит вплоть до появления элементов, которые дальнейшему делению не подлежат. Такие элементы по отношению к S называются базовыми.

Примером иерархического описания объектов является структура технологического процесса изготовления детали с уровнями: маршрут- > операция -> переход -> проход; другим примером является декомпозиция конструкции изделия принятая в спецификации: изделие - узел - деталь.

Таким образом, принцип иерархичности означает структурирование представлений об объектах проектирования по степени детальности описаний, а принцип декомпозиции (блочности) – разбиение представлений каждого уровня на ряд составных блоков с возможностью раздельного поблочного проектирования.

Аспекты описаний проектируемых объектов

Кроме иерархического описания объекта используется описание по характеру отображаемых свойств, т.е. аспектов описаний. Наиболее важными аспектами для технических объектов являются конструкторский, технологический и функциональный аспекты.

Функциональный аспект связан с отображением основных принципов функционирования, характера физических и информационных процессов, протекающих в объекте, и находит выражение в принципиальных, функциональных, структурных, кинематических схемах и сопровождающих их документах.

Конструкторский аспект связан с реализацией результатов функционального проектирования, т.е. с определением геометрических форм объектов и их взаимным расположением в пространстве.

Технологический аспект относится к реализации результатов конструкторского проектирования, т.е. связан с описанием методов и средств изготовления объектов.

Возможно более дифференцированное описание свойств объекта, а внутри каждого аспекта возможно специфическое выделение иерархических уровней.

Составные части процесса проектирования

Процесс проектирования расчленяется на стадии, этапы, проектные процедуры и операции.

Стадии:

· предпроектные исследования;

· техническое задание;

· эскизный проект;

· технический проект;

· рабочий проект;

· испытание;

· внедрение в производство.

Этап проектирования - часть процесса проектирования, включающая в себя формирование всех требующихся описаний объекта, относящихся к одному или нескольким иерархическим уровням и аспектам.

Составные части этапа проектирования называют проектными процедурами. Проектная процедура – часть этапа, которая заканчивается получением проектного решения. Более мелкие составные части процесса проектирования, входящие в состав проектных процедур, называются проектными операциями. Например, для проектной процедуры оформления чертежа изделия проектной операцией может быть вычерчивание типового графического изображения зубчатого венца и т.п.

Нисходящее и восходящее проектирование

Если решение задач более высоких иерархических уровней предшествует решению задач более низких иерархических уровней, то проектирование называют нисходящим, в противном случае восходящим.

При нисходящем проектировании система разрабатывается в условиях, когда ее элементы еще не определены и, следовательно, сведения об их возможностях и свойствах носят предположительный характер. При восходящем проектировании элементы проектируются раньше и, следовательно, требования к системе имеют предположительный характер.

На практике, как правило, сочетают оба указанных вида проектирования. Например, восходящее проектирование имеет место на всех уровнях, на которых используются унифицированные элементы, на остальных используется нисходящее.

Внешнее и внутреннее проектирование

При нисходящем проектировании формулировка ТЗ на разработку элементов k-го иерархического уровня относится к проектным процедурам этого же уровня. Однако разработка ТЗ на систему более высокого иерархического уровня или на систему унифицированных элементов универсального назначения является самостоятельным этапом проектирования, которое называют внешним. Соответственно, проектирование объекта по сформулированным ТЗ называют внутренним. На практике сочетание процессов внутреннего и внешнего проектирования образуют итерационный процесс корректировки ТЗ.