Синтез технических объектов в САП

Глава 6 посвящена синтезу технических объектов в САПР. Рассматриваются задачи структурного синтеза и параметрической оптимизации. Описываются методы поиска экстремума в задачах оптимального проектирования. [c.5]

СИНТЕЗ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ В САПР [c.261]

Понятие синтез технического объекта в широком смысле слова близко по содержанию к понятию проектирование . Задача синтеза технического объекта состоит в том, чтобы по заданному функциональному назначению объекта или по закону его функционирования получить проектное решение в виде некоторого описания проектируемого объекта. [c.261]

Синтез технических объектов нацелен на создание новых вариантов, а анализ используется для оценки этих вариантов, т. е. синтез и анализ выступают в процессе проектирования в диалектическом единстве. [c.261]

Для решения задачи синтеза технических объектов выделяют некоторую совокупность независимых переменных K—(Xi,. .., Хт), фиксация значений которых определяет один из вариантов объекта и его количественные характеристики, в том числе значение критерия оптимальности, а также показателей, принятых в качестве ограничений. [c.263]

В формализованном виде задача синтеза технических объектов заключается в определении значений независимых [c.264]

Задача синтеза технического объекта включает в себя создание структуры проектируемого объекта и расчет его параметров. Эти две части синтеза называют структурным и параметрическим синтезом. [c.267]

В СТРУКТУРНОМ СИНТЕЗЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ [c.308]

Из множества формализуемых задач структурного синтеза технических объектов значительная их часть может быть сведена к определению экстремального значения целевой функции [c.308]

Выбор оптимального варианта структуры проектируемого объекта методами, базирующимися на полном переборе, вариантов, является дорогостоящей, трудоемкой и, как правило, неосуществимой процедурой. Использование методов математического программирования для принятия решений в задачах структурного синтеза технических объектов требует большой предварительной подготовки для исследования пространства решений и не всегда оправдано из-за больших трудностей учета многочисленных факторов, влияющих на корректность постановки задачи оптимального проектирования, и из-за существенных вычислительных трудностей решения задач математического программирования большой размерности. [c.319]

Развитие диалоговых средств общения разработчика с ЭВМ инициировало широкое применение последовательных методов и алгоритмов в структурном синтезе технических объектов разнообразного назначения. В качестве иллюстрации рассмотрим идею формирования последовательных алгоритмов для решения задач конструкторского проектирования ЭВА.— задач компоновки, размещения и трассировки. [c.323]

Сформулируйте задачу синтеза технического объекта. [c.328]

Объясните сущность диалектического единства и противоположности структурного и параметрического синтеза технических объектов. [c.328]

Структурный синтез. Задача структурного синтеза заключается в поиске оптимальной или рациональной структуры (схемы) технического объекта для реализации заданных функций в рамках выбранного принципа действия. Результаты структурного синтеза могут быть представлены в виде перечня элементов вместе с таблицей соединений, схе- [c.267]

Отметим существенное различие между задачами синтеза оптимальных структур и задачами анализа качества структур технических объектов. В анализе необходимо убедиться, что решение существует, а численные методы анализа устойчивы. При структурном синтезе не гарантировано даже существование номинальной структуры, удовлетворяющей всем требованиям ТЗ на проектируемый объект. Существующие и разрабатываемые ММ синтезируемых технических объектов, как правило, оказываются довольно чувствительными к начальным условиям, к размерности задачи оптимизации, к виду целевых функций и ограничений. Поэтому необходимым условием для решения задач синтеза оптимальных структур технических объектов различной природы является использование методов и средств автоматизированного проектирования. Естественно, что формализованные модели и методы для САПР, с одной стороны, должны характеризоваться высокой степенью общности и достоверности, а с другой стороны, должны быть разрешимыми с вычислительной точки зрения. [c.269]

Приведенные примеры показывают, что во многих случаях задачи структурного синтеза являются экстремальными комбинаторными задачами, которые могут быть сведены к задачам дискретного программирования. Оценка трудоемкости получения точных решений задач этого класса позволяет сделать вывод, что при реальном проектировании получение точных решений либо невозможно, либо требует больших затрат машинного времени. Поэтому для структурного синтеза каждого класса технических объектов необхо- [c.272]

Задача структурного синтеза заключается в выборе принципа действия технического объекта и в определении оптимальной структуры объекта для реализации заданных функций. Структура объектов определяется природой входящих в них элементов и физической реализацией связей между ними в составе объекта. Структуры наглядно изображают. как устроен объект — из каких частей он состоит и как эти части. связаны друг с другом. Одной из форм [c.304]

Применение моделей и методов математического программирования при конструировании технических объектов было рассмотрено в примерах 6.2. Ниже приводятся примеры постановки типовых задач структурного синтеза в терминах математического программирования. [c.316]

Краткий очерк этапа эскизного проектирования с выделением структурно-кинематического и метрического синтеза. Эскизное проектирование технического объекта — один из наиболее важных этапов конструирования, в процессе разработки которого принимаются принципиальные конструктивные решения, определяющие устройство и принцип работы проектируемого изделия, а также его (изделия) основные параметры и габаритные размеры. Исходными данными для разработки эскизного проекта являются техническое задание (ТЗ) и техническое предложение, результатом разработки будут структурные, кинематические и компоновочные чертежи проектируемого изделия, содержащие оптимальные по выбранным критериям технические решения сам эскизный проект служит основанием для разработки технического проекта или рабочей документации. [c.71]

В настоящее время в большей степени, чем когда-либо, проектирование связано с непрерывным созданием новых устройств, обслуживающего оборудования, т.е. новых технических объектов. В этом случае творческих навыков проектанта и его способностей к анализу бывает недостаточно, поскольку нет опыта, на основе которого можно было бы принимать решения. Поэтому сейчас практика проектирования сопряжена с большим риском. Подобно тому, как наука неотделима от искусства и анализ связан с синтезом, так и в процессе проектирования эволюция связана с появлением нового. С самого начала мысль разработчика должна быть направлена на создание нового, на поиск оригинальной жизнеспособной идеи. По мере работы над проектом разработчик непрерывно сверяет свои идеи с тем, что уже сделано и известно. Необходимо уяснить, что проектирование нацелено на будущее, но действия (включая результат) должны основываться на том, что уже известно. [c.109]

Рассмотрим пример использования метода морфологического анализа и синтеза для улучшения характеристик технического объекта — бытовой электроплитки, заимствованный из работы А.И. Половинкина [39]. [c.314]

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ СИНТЕЗ ФИЗИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ ДЕЙСТВИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ [c.375]

Автоматизированный синтез ФПА технических объектов 385 [c.385]

Автоматизированный синтез ФПД технических объектов 391 [c.391]

По целям синтеза и содержанию получаемых результатов выделяют следующие процедуры структурного синтеза выбор принципов построения и функционирования технических объектов выбор технического решения синтез технической документации. Формулировка целей структурного синтеза зависит прежде всего от стадии проектирования. [c.52]

Обобщенная схема процесса проектирования. На рис. 15.8 приведена схема, описывающая последовательность процесса проектирования технического объекта. Из схемы видно, что процесс проектирования является многоуровневым и итеративным. Он включает как процедуры синтеза, так и анализа объекта, а также оценку промежуточных проектных рещений и выбор способа улучщения проекта. Возможны три способа улучшения проекта модификация параметров, изменение структуры и корректировка технического задания. Последний способ возможен лишь в тех случаях, когда исчерпаны возможности первого, а затем и второго способа. [c.389]

Кроме исходного и окончательного описаний объекта проектирования существуют промежуточные описания. Они порождаются процессом проектирования и используются для оценок качества принятых проектных решений на его различных стадиях. Формализованная совокупность действий, результатом которых является получение проектного решения, называется проектной процедурой. Проектная процедура называется типовой, если она предназначена для неоднократного применения при проектировании объектов различного типа. К типовым проектным процедурам относятся анализ и синтез проектируемых объектов. Синтез заключается в создании описания объекта, анализ - в определении свойств объекта по его описанию. Одновариантный анализ позволяет установить соответствие принятого проектного решения техническим требованиям, многовариантный - улучшить проектное решение путем его целенаправленного изменения. Такое улучшение можно выполнять до получения работоспособного варианта проектного, или наилучшего (оптимального), с точки зрения проектировщика, решения либо до тех пор, пока не появится убежденность в невозможности получения проектного решения при имеющемся ТЗ. [c.485]

Для расчета надежности различных горных машин и систем забойного оборудования, на основании данных о надежности функциональных машин и элементов-аналогов проектируемому оборудованию могут быть использованы формулы синтеза показателей надежности для последовательно взаимодействующих элементов (группы формул 3 и 4, в табл. 5.2), а также зависимости (5.8) — (5.10). Последовательное взаимодействие элементов (рис. 5.2, а) в плане надежности является основ ным для таких технических объектов, как оборудование очистных и подготовительных забоев. Однако в отдельных подсистемах и сборочных единицах может иметь место параллельное (резервное) и смешанное взаимодействие элементов. [c.88]

Следовательно, основным содержанием проектирования является материализация, овеществление научно-технических идей и знаний, использование их при создании нового технического объекта, обладающего наилучшими или заранее обусловленными параметрами, свойствами и технико-экономическими показателями. Качественно новый технический объект обязательно включает в себя новое техническое решение, но на исчерпывается им. Создание нового объекта — это прежде всего результат органического синтеза нового технического решения и элементов прежних решений в новом целом. [c.14]

Проблемы проектной деятельности. При разработке проекта на создание нового изделия очень важны такие методы, как прогнозирование, структурирования синтеза и принятия решений, однако они не всегда дают должное целостное представление о техническом объекте, которого пока нет. Даже самые привлекательные подходы к генерации [c.109]

Качество проектируемых объектов в значительной мере определяется характером постановки задачи параметрического синтеза, реализуемой при проектировании, т. е. тем, насколько сформулированные целевая функция и ограничения отражают объективно существующие требования к свойствам объекта. При формализации ТЗ такие требования выражаются в виде условий работоспособности. Условие работоспособности — это требуемое соотношение между выходным параметром у], значения которого зависят от принимаемых проектных решений, и предельно допустимым значением — нормой yfK Величину yf часто называют также техническим требованием на параметр У . Условия работоспособности могут иметь одну из следующих форм [c.292]

Ортогональный чертеж соответствует технической задаче формообразования прежде всего по своей геометрической основе. Он дает структурно верный эквивалент реальной конструкции. Трехмерный объект и плоское изображение могут рассматриваться в плане как позиционного, так и метрического соответствия. Складывающийся на основе чертежа в сознании конструктора образ по своей структуре вполне соответствует реальному пространству. Метрическая эквивалентность чертежа и технического объекта определяет возможность увязкн размеров всех деталей в единое целое. Благодаря данной графической модели конструктор получил эффективное средство анализа и синтеза задач, которые практически не поддавались решению в дочертежный период. [c.15]

Для задач третьего уровня сложности затруднительно, а для задач четвертого уровня уже невозможно построение множества законченных структур для хранения в базе данных. В таких случаях вместо законченных структур храпению подлежат описания типовых элементов объектов. Это связано с тем, что, как правило, количество типов элементов еущсствеппо меньше количества возможных структур из этих элементов. Автоматизация синтеза при этом основана на алгоритмизации процедуры генерации структур из типовых элементов. От успеха этой алгоритмизации зависят возможности автоматизации синтеза и качество синтезируемого объекта. Так как общих алгоритмов генерации, ориентированных на структуры разнообразных технических объектов, не существует, то такие алгоритмы входят в проблемно-ориентированное математическое обеспечение. [c.77]

Несмотря на то что вопросы моделирования и анализа технических объектов в САПР решены в большей мере, чем вопросы структурного синтеза, сохраняются также проблемы развития и совершенствования математического обеспечения и для этих процедур. Прежде всего нужно отметить отсутствие удовлетворительных по точности и экономичности математических моделей многих объектов и процессов, к которым относятся явление механического удара, процессы механической обработки деталей резанием, физические процессы в полупроводниковых СБИС с субмикрометровыми размерами и др. Значительный практический интерес представляет разработка библиотек макромоделей типовых объектов в различных предметных областях, например в двигателестроении, микроэлектронике, реакторостроении, робототехнике и т. п. [c.113]

При проектировании технических объектов можно выделить две основные группы процедур анализ и синтез. Для синтеза характерно использование структурных моделей (см. книгу 6), для анализа—использопаиие функциональных моделей. Методы решения моделей излагаются в книге 5. В САПР лнализ выполняется математическим моделированием. Математическое моделирование — процесс создания модели н опсрпрова-нпе ею с целью получения сведений о реальном объекте. Альтернативой математического моделирования является физическое макетирование, но у математического моделирования есть ряд преимуществ меньшие сроки на подготовку анализа значительно меньшая материалоемкость, особенно при проектировании крупногабаритных объектов возможность выполнения экспериментов на критических режимах, которые привели бы к разрушению физического макета, и др. [c.5]

Общая схема функционирования комплекса ПЛ-6. Комплекс ПА-6 представляет собой средство синтеза рабочих программ, реализующих конкретные маршруты проектирования, задаваемые пользователем средствами входных или промежуточного языков. Общая схема функционирования ПА-6 представлепа на рис. 5.5. Первым в работу вступает один из входных трансляторов T i, осуществляющих перевод описания технического объекта п задания на его проектирование с входного языка конкретной предметной области 1 в универсальный промежуточный язык 2. Кроме того, входные трансляторы могут организовывать работу с библиотеками параметров, стандартных фрагмептоп и макромоделей отдельных предметных областей, осуществлять связь с локальными и общей БД САПР. В качб [c.140]

Расширение области применения пакета функционального проектирования невозможно без наличия в нем снециальных средств модификации и расширения, обеспечивающих его всемерную открытость для включения новых программных компонентов, в первую очередь подпрограмм моделей конкретных технических систем. Синтез моделей, их программирование представляет собой часто довольно сложную научно-техническую задачу, решить которую большинство пользователей самостоятельно не может. Поэтому джидается, что в ближайшие годы для решения проблемы сиитеза моделей технических объектов могут найти широкое применение системы баз знаний. [c.153]

Творческий — поиск идей по реализации основных функций, оценка идей с помощью положительно-отрицательных таблиц, формулирование вспомогательных функций (соединительных, изолирующих, кре-пежно-фиксирующих, гарантирующих надежность, долговечность, точность и др.), поиск идей по реализации вспомогательных функций, построение морфологических карт вариантов, определение состава материальных носителей функций по вариантам, синтез технических решений, построение укрупненной структурной модели объекта. [c.26]

Остановимся на анализе некоторых недостатков, существующих, на наш взгляд, при планировании и составлении учебных планов и программ подготовки высококвалифицированных специалистов для нашей промышленности. Инженер в условиях производства чаще всего имеет дело с техническим объектом или технологическим процессом. Составители учебных планов и программ в своей работе больше всего руководствуются анализом тех технических объектов и технологических процессов, с которыми связана деятельность инженера. При этом они исходят из таких соображений технический объект (машина, аппарат, прибор, в котором находит свое общее выражение научно-технический принцип) или технологический процесс существует как единство конструктивного решения, технического выполнения и тех законов естествознания, которые лежат в основе его устройства и действия. В педагогических целях составители учебных планов и программ расчленяют это единство. Явления и законы естествознания изучаются в общетеоретических дисциплинах, принципы устройства и действия технических объектов — в общетехнических дисциплинах, а технологические — в специальных. При этом набор дисциплин в каждой из этих групп определяется той технологией, с которой будет иметь дело инженер, а содержание программ определяется задачей наиболее полного и глубокого изучения каждой учебной дисциплины, без акцентирования внимания на том, формирование каких качеств специалиста преследует изучение того или иного раздела курса. Важнейший этап синтеза сообщаемых по разным предметам знаний, умений и навыков в убеждения и качества специалиста в значительной части осуществляется при этом студентами самостоятельно, без направляющей роли преподавателей. Как показывает опыт, эта весьма трудная задача оказывается не под силу большинству студентов. В результате получается, что система знаний, умений и навыков студентов, сформированная без предварительного планирования качеств специалиста, имеет межпредметные разрывы и наложения, представляет собой мозаику слабо связанных сведений, которые студенты не умеют использовать на практике, для самостоятельного добывания новых знаний. [c.16]

В1999 г. профессором Пермского государственного технического университета В.Л. Поповым была предложена концепция процесса проектирования применительно к традициям российской школы (рис. 9.6). В данном пособии она взята за основу. В этой концепции техническая сторона процесса проектирования представляется в виде трехмерной матрицы. Одна из осей (синтез — анализ — принятие решений) соответствует подходу, сформулированному Д. Диксоном [17] вторая ось (область использования — технический объект — агрегат — узел (деталь) характеризует системный подход к процессу проектирования третья (техническое задание (ТЗ) — техническое предложение (ТП) — эскизный проект (ЭП) — технический проект (ТПр) — рабочая документация (РД) — опытный образец (00) соответствует сложйвшейся в нашей стране практике выполнения опытно-конструкторских работ (ОКР). [c.126]

Движение в направлении оси х соответствует структуре технического объекта изделие — агрегаты — узлы и детали. (Ось х характеризуется системным подходом Я. Дитриха [18].) В зависимости от структуры технического объекта градация может видоизменяться. Исследование свойств любого вертикального сечения структуры должно п )оводиться системно, т.е. подсистема (например, двигатель изделия) одновременно должна рассматриваться и как надсистема (по отношению к трансмиссии). Решение конкретных задач проектирования соответствует узлам матрицы, например синтез структуры энергоустановки или анализ работы узла торможения и т.д. [c.129]

По существу системный подход является для процесса проектирования средством анализа и синтеза с целью одновременного выявления и оцределения большого числа компонентов и факторов, а также взаимосвязей, образующих данную систему. Другими словами, системный подход дает возможность при проектировании технического объекта удерживать его как целое, когда гшализируются или проектируются отдельные части. Это, в свою очередь, позволяет выбрать и способ объединения частей в целое. [c.216]

Рассматриваются математические модели на различных уровнях абстрагирования, характеризуются методы анализа технических объектов, приводятся алгоритмы синтеза. Даны описания лабораторных работ, а также примеры и адачи. [c.336]

Под едем итог сказанному. В теории управления систему управления любым техническим объектом принято определять как надсистему по отношению к объекту управления, который в этом случае выступает в роли отдельного звена системы управления, взаимодействующего с управляющей системой по принципу обратной связи. Это определение применяется при решении вопросов анализа и синтеза систем управления методами теории управления. В сфере же практического использования управляемых систем понятие системы управления отождествляется с понятием управляющей системы. При этом система управления рассматривается как функциональная подсистема соответствующего управляемого объекта, который является надсистемой по отношению к системе управления. [c.116]

Большая размерность задач проектирования сложных технических систем и объектов делает целесообразным блочно-иерархический подход, при котором процесс проектирования разбивается на взаимосвязанные иерархические уровни. Структурный синтез составляет существенную часть процесса проектирования и также организуется по блочноиерархическому принципу. Это означает, что синтезируется не вся сложная система целиком, а на каждом уровне в соответствии с выбранным способом декомпозиции синтезируются определенные функциональные блоки с соответствующим уровнем детализации. Существуют различные способы классификации задач структурного синтеза. Так, в частности, в зависимости от стадии проектирования различают следующие процедуры структурного синтеза выбор основных принципов функционирования проектируемой системы, выбор технического решения в рамках заданных принципов функционирования, выпуск технической документации. В зависимости от типа синтезируемых структур различают задачи одномерного, схемного и геометрического синтеза. В зависимости от возможностей формализации различают задачи, в которых возможен полный перебор известных решений, задачи, которые не могут быть решены путем полного перебора за приемлемое время, задачи по- [c.268]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...