Задача структурного синтеза

При автоматизации конструкторского проектирования значительные трудности возникают на этапе формализации. задач конструирования. Во многих случаях удается получить математические модели конструирования, которые допускают использование лишь приближенных алгоритмов решения. В основном задачи конструирования сводятся к задачам структурного синтеза. [c.5]

Большинство задач конструирования — это задачи структурного синтеза, их решение основано на использо- [c.11]

В рассмотренной задаче структурного топологического синтеза, формулируемой как задача целочисленного математического программирования, перебор осуществляется на множестве малой мощности, что допускает даже полный перебор. Но большинство реальных задач структурного синтеза имеет гораздо большую размерность, поэтому при их решении допустим только частичный перебор. Так, количество просматриваемых вариантов L может оказаться экспоненциальной функцией размерности задачи п L = fee , где fe — коэффициент пропорциональности. В силу этого для решения задач компоновки и размещения в САПР применяют главным образом приближенные алгоритмы (последовательные, основанные на последовательном наращивании синтезируемой структуры, итерационные, относящиеся к алгоритмам частичного перебора, смешанные и эвристические). [c.28]

Преимуществом приведенного подхода к решению задачи структурного синтеза технологических процессов для гибкого производства является возможность оперативно учитывать изменения производственной ситуации путем изменения исходных данных и генерации соответствующего проектного решения. Па выходе может быть получено несколько рациональных вариантов [35]. [c.156]

В чем заключаются основные задачи структурного синтеза [c.129]

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]

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]

Задачи структурного синтеза относят к задачам проектирования, наиболее сложным с точки зрения возможностей формализации. Сложность формализованного синтеза структур заключается прежде всего в наличии большого числа факторов, влияющих на разновидности, свойства и параметры синтезируемых структур, а также в трудностях решения задач оптимизации большой размерности при высокой степени детализации описания синтезируемых объектов. [c.268]

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]

Другим путем уменьщения сложности рещения задачи структурного синтеза является организация диалогового режима разработчика с ЭВМ на 3-м и 4-м этапах синтеза. При этом разработчик сам рещает, какие программы анализа и оптимизации будет использовать для оценки вариантов. Сокращение времени на получение решения в залоговом режиме происходит за счет эвристических способностей человека, за счет возможности прерывания построения заведомо бесперспективного варианта структуры и за счет поиска не оптимального, а допустимого варианта синтезируемого объекта. [c.307]

Объем решаемых на каждом этапе задач настолько велик, что проведение исследований в полном объеме невозможно без средств автоматизации проектирования. При этом на различных этапах к разработкам привлекаются различные специализированные коллективы научных работников и инженеров. Следует отметить, что при проектировании отдельных элементов, устройств и подсистем, входящих в состав проектируемого сложного объекта, следует проводить их анализ и синтез на различных уровнях. В процессе проектирования приходится учитывать существующие многократные перекрестные связи между элементами, что существенно усложняет задачу структурного синтеза. [c.307]

Исходя нз вышесказанного следует, что особенность задач структурного синтеза заключается в том, что для получения оптимального варианта структуры проектируемого объекта необходимо наличие его математической модели, [c.307]

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

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]

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]

Подходы к решению задач структурного синтеза. [c.76]

Особое место в переборных алгоритмах отводится алгоритмам дискретного математического программирования (ДМП). Эти алгоритмы применяют, если задачу структурного синтеза удается сформулировать как задачу ДМП [c.78]

Получают развитие экспертные системы, которые воспринимают от высококвалифицированных специалистов знания в соответствующе предметной области, а затем используют их при решении задач структурного синтеза. Возможные формы представления знаний в ЭВМ — семантические сети, И-ИЛИ-деревья и т. и. В семантических сетях ве )шипам соответствуют понятия, а связям — отношения между понятиями. Программное обеспечение экспертных систем служит для генерации вариантов структуры и для связи пользователя с системой в режиме диалога. [c.80]

В задачах структурного синтеза, относящихся к задачам искусственного интеллекта, широко используется представление информации в виде дерева, например в методе И-ИЛИ-дерева. Для организации данных в виде дерева может быть применена списковая структура. Однако чаще для этой цели используют двоичные де- [c.16]

Задача структурного синтеза [c.24]

При решении задач структурного синтеза ограничение множества структурных схем, из которых надо найти оптимальную, далеко не всегда позволяет в целом решить поставленную задачу. Зачастую оказывается, что оптимальная структура может находиться вне [c.149]

Этот подраздел посвящен рассмотрению существующих подходов к оптимизации, обладающих повьппенной степенью общности и ориентированных на применение к многомерным задачам структурного синтеза при проектировании, в информационной логистике и управлении проектами. Сущность этих подходов выражают методы эволюционные и распространения ограничений. [c.204]

Одним из основных условий успешной реализации задач структурного синтеза в САПР является наличие методов, обеспечивающих поиск решения, близкого к оптимальному, с приемлемыми затратами вычислительных ресурсов. В настоящее время для ре-щения оптимизационных задач концептуального проектирования и логистики используют следующие подходы. [c.207]

Генетические алгоритмы и методы отжига. Генетические алгоритмы относятся к наиболее универсальным подходам к решению сложных задач структурного синтеза и подробно обсуждаются далее. Методы отжига можно рассматривать как реализацию идеи повышения вероятности определения глобального экстремума в других статистических методах оптимизации, таких, как генетические или локальные методы поиска, [c.208]

В сложных задачах структурного синтеза количественная оценка эффективности того или иного метода или алгоритмического приема, как правило, выполняется на основе численных экспе- [c.229]

В чем заключается задача структурного синтеза механизма [c.46]

Отличительной чертой машин-автоматов и систем автоматического действия ближайшего будущего будет высокий уровень управления ими по самым различным параметрам, критериям и показателям. Система управления в зависимости от требований, которые предъявляются к управляемому объекту, и от условий, в которых он работает, могут иметь логические элементы электронного, пневматического, гидравлического и механического типов. Системы управления могут содержать блок памяти и блоки, которые обеспечивают автоматическую под-настройку и адаптацию управляемых объектов, позволяющие качественно выполнять требуемый технологический процесс при изменяющихся внешних условиях. Создание системы машин автоматического действия потребует разработки методов вероятностного и структурно-логического их анализа и синтеза с учетом их производительности, эффективности, надежности, качества продукции, экономичности и точности действия. Для анализа и синтеза таких систем потребуется создание и развитие специальных формализованных языков, ориентированных на решение проблем синтеза, развития новых математических методов решения задач структурного синтеза с широким использованием теории исследования операций. [c.135]

Задачи структурного синтеза при автоматизированном технологическом проектировании зависят от уровня сложности. В наиболее простых задачах синтеза (первого уровня сложности) задаются структурой технологического процесса или его элементов (операции, перехода). В этом случае часто используют таблицы применяемости (табличные модели). [c.213]

Задачи структурного синтеза четвертого уровня сложности (выбор вариантов во множестве с заранее неизвестным числом элементов или вообще в бесконечном множестве) решаются при активном участии технолога-проектировщика и реализуются в режиме диалога с ЭВМ. Например, при проектировании инструментальной наладки для пруткового автомата в режиме диалога устанавливается определенный порядок взаимодействия технолога и машины (рис. 12). Технолог, работающий в режиме диалога с ЭВМ, выбирает такой вариант структуры, который представляет собой оптимальный компромисс между производительностью работы автомата и ве- [c.215]

Задача структурного синтеза состоит в установлении методов и средств, которыми можно осуществить подобное совмещенное управление исполнительным механизмом гидравлического следящего привода. [c.23]

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]

Существо получения ММ объектов проектирования для решения задач структурного синтеза поясним на примерах компоновки, размещения и трассировки, довольно часто встречающихся в задачах конструирования ЭВА, распределения обор-удования по производственным цехам, размещения цехов по территории завода, при проектировании линий электропередачи транспортных средств и т. п. [c.269]

Классификация задач структурного синтеза. Процедуры структурного синтеза относятся к наиболее труд-ноформализуемьш в процессе проектирования. В то же время дальнейшее повышение степени автоматизации [c.68]

Описание структур проектируемых объектов в виде И-ИЛ И-дерева. Для решения в САПР задач структурного синтеза иеобходи.мо решить вопрос о способах формального описания структур проектируемых объектов, установить правила преобразования описаний и выбрать стратегию применения этих правил, ведущую от исходных описаний в виде ТЗ к описанию структур в виде комплекта конструкторско-технологической документации. [c.72]

Ограниченные возможности формализации процедур синтеза привели к широкому использованию в САПР диалоговых систем синтеза, в которых процедуры оценки выполняет ЭВМ, а принятие решения остается за человеком. Что касается непосредственной генерации структур, то здесь ЭВМ и человек могут эффективно взаимодействовать. Типичное назначение ЭВМ — подсказать типовые варианты и эвристические приемы. Типичная роль человека — реализовать эвристические приемы и модификации етруктур. Иногда удастся формализовать применение эвристических приемов и получить алгоритмы синтеза, выполняемые без участия человека. Однако наличие эффективных алгоритмов автоматического синтеза скорее исключение, чем правило. Поэтому основной практический подход к решению задач структурного синтеза в еоврсмеппых САПР — это использование эвристических приемов синтеза в диалоговом режиме работы с ЭВМ. [c.80]

В структурном синтезе механизмов разрабатываются кинематические цепи с минимальным количеством звеньев для преобразования движения заданного количества входных звеньев в требуемые дзиже-жения выходных. Результатом структурного синтеза механизма является его структурная схема, указывающая звенья и характер их взаимосвязи (класс кинематических пар). Выходное звено может двигаться с постоянной или переменной скоростью. Движение это бывает непрерывное или прерывистое (с остановками), неизменное или циклически изменяющееся. Для направляющих механизмов важно, чтобы траектории точек выходного звена соответствовали заданным. Задачи структурного синтеза многовариантны. Одно и то же преобразование движения получают различными по структуре механизмами. Поэтому при выборе оптимальной структурной схемы учитываются технология изготовления звеньев и кинематических пар, а также условия эксплуатации механизмов. [c.24]

Предположим, что, решая задачу структурного синтеза, конструктор предпочел схему кривошипно-ползунного механизма. Теперь в соответствии с, заданием на проектирование необходимо определить размеры шатуна и кривошипа, эксцентрисистет, массу звеньев, координаты центра масс другими словами — решить задачу динамического синтеза механизма. Однако в методиках структурного и динамического синтеза имеются принципиальные различия. При динамическом синтезе основное условие оптимальности решения задачи динамического синтеза можно, как правило, выразить аналитически как требование обеспечить экстремум некоторой функции от параметров схемы механизма, называемой обычно целевой функцией. Множество значений параметров, на котором определена целевая функция, называют пространством параметров. [c.149]

В настоящее время в большинстве случаев задачу структурного синтеза не удается формализовать как некоторую математическую задачу, поэтому и не удается использовать известные методы оптимизации. Возможность аналитической формулировки задач динамического синтеза позволяет для их решения эффективно использовать ЭВМ,. что касается решения задач структурного синтеза, то в настоящее время в ее решении важнейшее место принадлежит опыту конструктора. Исключение здесь составляют задачи, в которых оптимальность структуры механизма удается определить по-среством ее выражения через закон оптимального управления (3]. [c.150]

Достигается высокая степень обобщения задач структурного синтеза, что обусловлено единством структуры хромосом для разных приложений в НСМ. В то же время в обычных генетических методах семантика генов, их типы меняются от задачи к задаче и, следовательно, меняется алгоритм генетического поиска. Кроме того, в ряде приложений имеет место взаимозависимость разных генов и, как следствие, велика вероятность появления недопустимых хромосом после вьшолнения генетических операторов кроссовера и мутации. Для устранения подобного явления приходится применять дополнительные операторы корректировки хромосом, например метод РМХ. При применении НСМ отсутствует понятие недопустимых хромосом, не требуется корректировка хромосом, все гены относятся к одному типу integer. [c.223]

Язык структурного описания механизмов (СТРОМ) предназначается для описания плоских и пространственных шарнирнорычажных механизмов с жесткими звеньями, для задания исходных данных при решении задач структурного синтеза, кинематического и динамического анализа, а также для задачи статики. Этот язык является входным для программной системы исследования на ЭЦВМ рассматриваемых механизмов. При разбротке языка СТРОМ учтены особенности языка системы IMP и возможности средств вычислительной техники. Он позволяет исследователю описывать механизм и тип анализа, используя ключевые слова [1-3]. [c.149]

В основе решения задач структурного синтеза различной сложности лежит перебор вариантов счетного множества. При переборе каждая проба включает создание (поиск) оче-редното варианта, принятие решения о замене ранее выбранного варианта новым и продолжение или прекращение поиска новых вариантов. [c.213]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...