Введение к работе
тациі1 актуальность гены. Повышение производительности труда в "проектировании является одной из важнейших задач современного этапа развития техники. Решение этой задачи тесним образом связано с разработкой комплексных систем автоматизированного проектирования, обеспечивающих сквозное проектирование изделия от научных исследований до технологической подготовки производства. Большое внимание в подобных системах уделяется автоматизации графических работ, и особенно работ по, подготовке и выпуску конструкторской документации. Интерес к автоматизации этих работ определяется с одной стороны необходимостью логически объединить весь процесс автоматизированного проектирования в единое целое, и, с друтоД сторони, возможностью сократить большую часть рутинного труда и значительно уменьшить временные и экономические затраты на проектирование.
В связи с быстрым распространением персональных компьютеров, их доступностью для массового пользователя к относительно невысокой стоимостью при достаточно широких возможностях, стремительно возрастает спрос на системы проектирования, способные работать на данном виде технических средств и максимально использовать их возможности. Это обусловило появление большого числа практических работ по созданию систем автоматизация конструирования на персональных ЭВМ. Однако существующие в настоящее время средства автоматизации конструирования, как правило, ориентированы на решение отдельных конструкторских задач, в основном, связанных с изготовлением чертежей. Кроме того, известные системы автоматизации конструирования г^едуе-матривают использование довольно сложных методов формирования моделей объектов, что затрудняет практическое использование этих средств для решения задач геометрического моделирования. Как показывает практика, способы решения задач комплексной автоматизации проектных работ в значительной степени определяются особенностями предметной области проектирования. При этом применение мопгдых универсальных графических пакетов для создания графических интерфейсов и решения специфических задач конструирования часто ведет к снижении эффективности работы системы. В то зге время наличие достаточно гибких ияетпумен-
тальных графических средств в виде расширений языков программирования позволяет сконструировать интерфейс, полностью соответствующий условиям задачи и требованиям конечного пользователя.
Таким образом, разработка новых методов формирования геометрических моделей объектов проектирования в САПР и инструментальных средств для комплексного решения геометрических и графических задач в САПР является актуальной задачей.
Цель работы и задачи исследования.
Цель диссертационной работы состоит в равработке методов организации геометрических и графических работ в комплексных САШ' объектов электромашиностроения средней сложности, а также в создании инструментальных программных средств для разработки проблемно-ориентированных графических подсистем в составе САПР, функционирующих на персональных ЭШ
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решится следующие теоретические и практические задачи:
-анализ процесса проектирования изделий электротехники и выявление в нем аадач, которые могут решаться с использованием средств компьютерной графики;
-разработка метода построения геометрических моделей объектов, основанного на применении параметризации, настраиваемой пользователем в рекиме диалога;
-разработка способа представления геометрической модели, позволяющего эффективно реализовать предложенный метод формирования геометрических моделей;
-разработка методов и средств целостного представления геометрической информации об объекте и изготовления на основе этого представления комплектов конструкторской документации, включающих чертежи, спецификации, пояснительные записки, ведомости и т. д.;
-разработка метода формирования сложных чертежей из фрагментов;
-разработка инструментальных программных средств, обеспечивающих эффективное создание прикладных графических интерфейсов и систем ведения графических баз даюшх б САПР;
-разработка прикладных пакетов программ для решения вадач
конструирования и расчета электрических полей, позволяющих практически использовать разработанные методы.
Основные методи исследования. Для решения поставленных задач были использованы теория построения систем автоматизированного проектирования, методы интерактивной машинной графики, методы представления знаний, методы аналитической геометрии и векторной алгебры.
Вовне научіте результаты.
-
Разработан метод настраиваемой параметризации, позволяющий формировать параметризованные геометрические модели из ^параметризованных моделей в режиме обучения;
-
Предложен способ представления параметризовании): геометрических моделей, предусматривающий совместное хранение геометрического списания чертежа и правил его преобразования.
-
Разработан способ представления целостного геометрического описания объекта проеістирования на основе использования структурно-параметрической макромодели конструкции.
Практическая ценность работы. Значение диссертационной работы для практики заключается в следующем:
-применение предложенных способов представления геометрических моделей и методов их построения позволяет более аффективно решать ряд задач геометрического моделирования на плоскости в процессе конструирования объектов электромашиностроения;
-применение разработанных инструментальных средств в виде библиотек процедур позволяет в несколько раз ускорить и значительно упростить процесс создания графических интерфейсов к прикладным программам оптимизации, расчетов электромагнитных полей н т. д.;
-использование разработанных средств в виде ориентированных на конструктора системы с многооконным интерфейсом, встроенной базой данных для хранения геометрических моделей и конструкторских документов позволяет в рамках единой диалоговой среды переходить от единого вида работ к другому, обеспечивает автоматическую передачу графических данных и параметров мезду различными документами и моделями, и тек самым повышает эффективность работы конструктора;
-при использовании разработанных средств в ряде случаев полностью устраняется необходимость написания каких-либо прикладных графических программ в процессе создания всех компонентов комплексных САПР, т. к. практически любая, изменяемая в зависимости от параметров, геометрическая модель объекта или документа может быть настроена в резоше диалога на экране дисплея и затем визуализирована из прикладной программы.
Суммарный ожидаемый экономический эффект от внедрения разработок автора в промышленности составляет 60 тыс. рублей.
Реализация результатов работы. В основу диссертационной работы положены научные и практические результаты , полученные автором в ряде научно-исследовательских работ, выполненных в Проблемной научно-исследовательской лаборатории САПР Ивановского энергетического института в период 1933-1991 гг, а также в работах по созданию учебно-исследовательских САПР электрических машин, проводимых по заданиям: 05.34. Целевой комплексной научно-технической программы 0.Ц.027 ГКНТ (1981-1985 гг.); 03. IS. А. Общесоюзной научно-технической программы 0.80.03. ГКНТ (1986-1990 гг.).
Научные и практические результаты работы нашли свое отражение в ряде научно-исследовательских работ, выполненных с участием автора в период 1983-1990 гг. в Ивановском энергетическом институте, а также в работах по созданию учебно-исследовательской САПР в рамках общесоюзной ШП ГКНГ на 1985-1990 гг. Разработанные при участии и под руководством автора программные средства внедрены во ВНИПТЛЭМ г. Владимир, ВИТ г. Запорожье, Биробиджанском заводе силовых трансформаторов, СКТБ "Квторфмаш" г. Иваново, а также используются в учебном процессе в ИЭИ.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на Ійждународной конференции '",.^ш!шная графика" (Прага, 1985 ); на Всесоюзной научно-технической конференции "Состояние и перспективы электротехноло-гии" (II, III, IV Еенардосовские чтения, Иваново, 1985, 1987, 1989 ); на конференции "Графические и диалоговые системы в САПР и АСУ" (Киев, 1986); X, ХШ, XIY Научно-методические семинары "Автоматизация проектирования в энергетике и электро-
технике" (Иваново, 1986, Ллма-Лта, 1989, Таикент, 1990); на Всесоюзном научно-техническом совещании "Регулируемые электродвигатели переменного тока" (Суздаль,1987), на Всесоюзном совещании "Комплексная автоматизация научных исследований проектирования и технологической подготовки производства" (Таллинн, 1987); на ш областной конференции молодых ученых и специалистов по общественно-политическим и научно-техническим проблемам (Иваново, 1988); на конференции "Вклад молодых ученых и специалистов в ускорение НТП" (Севастополь, 1988); на Всесоюзном совещании "Автоматизация проектирования производства в электромашиностроении" (Суздаль, 1989); на YIII Всесоюзной научно-технической конференции по траисфэрматоростроению (Запорожье, 1990).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ. Результаты работы отражены таюе в 5 отчетах о НИР.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состочт из введения, четырех глав, заключения, списка литера-туры(107 наименований) и приложений. Она содержит 107 страниц машинописного текста, 38 страниц рисунков.
