Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Интенсификация разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения (На примере автоматизации проектирования пресс-форм для литья термопластов) Никулин Максим Вячеславович

Интенсификация разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения (На примере автоматизации проектирования пресс-форм для литья термопластов)
<
Интенсификация разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения (На примере автоматизации проектирования пресс-форм для литья термопластов) Интенсификация разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения (На примере автоматизации проектирования пресс-форм для литья термопластов) Интенсификация разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения (На примере автоматизации проектирования пресс-форм для литья термопластов) Интенсификация разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения (На примере автоматизации проектирования пресс-форм для литья термопластов) Интенсификация разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения (На примере автоматизации проектирования пресс-форм для литья термопластов) Интенсификация разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения (На примере автоматизации проектирования пресс-форм для литья термопластов) Интенсификация разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения (На примере автоматизации проектирования пресс-форм для литья термопластов) Интенсификация разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения (На примере автоматизации проектирования пресс-форм для литья термопластов) Интенсификация разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения (На примере автоматизации проектирования пресс-форм для литья термопластов) Интенсификация разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения (На примере автоматизации проектирования пресс-форм для литья термопластов) Интенсификация разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения (На примере автоматизации проектирования пресс-форм для литья термопластов) Интенсификация разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения (На примере автоматизации проектирования пресс-форм для литья термопластов)
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Никулин Максим Вячеславович. Интенсификация разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения (На примере автоматизации проектирования пресс-форм для литья термопластов) : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06 : Москва, 2003 142 c. РГБ ОД, 61:04-5/434-X

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Состояние проблемы автоматизации конструкторских решений

1.1. Разработка и эксплуатация символьной составляющей системы принятия решения 16

1.1.1. Структуризация предметной области 18

1.1.2. Хранение массивов данных 21

1.1.3. Сохранение различных видов знаний 26

1.1.3.1. Алгоритмический подход к обработке информации 27

1.1.3.2. Неалгоритмический подход к обработке информации 30

1.2. Организация работы с переменной информации 35

1.3. .Системы проектирования изделий машиностроения на основе универсальных CAD систем 36

1.4. Предшествующие попытки решения задачи автоматизации принятия проектных решений силами специалистов-предметчиков 40

Глава 2. Структура и динамика системы разработки и эксплуатации машиностроительных систем принятия решений 46

2.1. Структура системы разработки и эксплуатации систем принятия решения 49

2.2. Элементы блока разработки систем принятия решений 55

2.3. Элементы блока эксплуатации СПР 69

2.4. Пути дальнейшего развития САПР ИМ 71

Глава 3. Реализация среды разработки и эксплуатации машиностроительных систем принятия решений

3.1. Базовый уровень среды разработки и эксплуатации систем принятия решений 77

3.2. Ядро среды разработки и эксплуатации системы систем принятия решений 84

3.3 Пользовательский интерфейс САПР ИМ 95

Глава 4. Разработка и эксплуатации систем принятия решений в САПР (на примере пресс-форм для литья термопластов)

4.1. Постановка задачи на проектирование СПР 102

4.2. Анализ предметной области СПР 103

4.3. Задание характеристик предметной области 108

4.4. Описание процесса принятия решений 110

4.5. Обеспечение генерации комплекта конструкторской технологической документации 117

4.6. Обеспечение оперативной справки по процессу проектирования 120

Основные результаты и выводы 123

Пути дальнейшего развития 125

Литература 126

Введение к работе

На текущем социально-экономическом этапе основная проблема

отечественных машиностроительных предприятий - это повышение конкурентоспособности, разрешение которой неразрывно связано с повышением требований, как качеству изделий, так и их стоимости, снижению сроков выпуска новой продукции. Поскольку большинство этих требований можно полностью или частично удовлетворить на этапе конструкторско-технологической подготовки производства, то увеличивается объем как данных работ, так требования к качеству их исполнения. Поскольку подготовка новых специалистов довольно длительный процесс, требующий в зависимости от специальности не менее 3-5 лет выходом из этого, на наш взгляд, является повышение производительности труда уже имеющихся на предприятиях конструкторов и технологов Под воздействием агрессивной рекламы фирм-поставщиков CAD-систем многие руководители решили, что если инженер будет проектировать и чертить не за кульманом, а на компьютере, то это автоматически решит все проблемы. В процессе внедрения этого подхода предприятиях это предположение оказалось неверным, поскольку большинство существующих CAD систем автоматизируют лишь подготовку конструкторско-технологической документации (КТД), а не собственно процесс проектирования, подразумевающий принятие тех или иных проектных решений. Именно при принятии проектных решений возникают самые дорогие с точки зрения их исправления ошибки. Ошибки же в конструкторской документации при работе на кульмане исправляются достаточно просто, например, с помощью карандаша и ластика. Поэтому только автоматизация принятия проектных решений способна существенно повысить качество и интенсивность проектных работ. Автоматизированные системы принятия проектных решений должны быть ориентированы на поддержку действий специалиста-предметчика в процессе конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП) и представлять собой гамму программных средств,

5 позволяющую комплексно решать определенный класс задач в некоторой области машиностроения. Далее область машиностроения, автоматизируемую системой принятия решений, будем называть «предметной областью» (ПрО).

Следует отметить, что данных предметных областей множество, причем каждая из них может иметь свою специфику, как для конкретного предприятия, так и для отдельных его подразделений, в силу сложившейся методики проектирования, стандартов предприятия, технологического оснащения. Кроме того, они чаще всего плохо формализованы, поэтому суть принятия решений представлена в виде эвристик или глубоко сокрыта в головах специалистов предприятия (другими словами существует проблема передачи знаний о ней от специалиста людям несведущим в ней). Очевидно, что система автоматизации принятия проектных решений, ориентированная на решение задач группы проектировщиков конкретного предприятия, позволит интенсифицировать процесс проектирования, повысить его качество и обеспечить лучшую интеграцию предприятия со своими партнерами. Однако при реализации указанного подхода есть только одна проблема: как сделать это быстро, эффективно (с точки зрения качества) и дешево. Традиционными методами, основанными на использовании классических языков программирования, данную задачу решить не представляется возможным, поскольку обычно это подразумевает довольно длительный процесс разработки, при котором неизбежно большое количество ошибок и нестыковок с точки зрения предметной области. . А, кроме того, существует дефицит высококвалифицированных программистов на отечественных машиностроительных предприятиях, а, следовательно, дороговизна оплаты их труда.

Решение следует искать в унификации процессов разработки указанного вида программного обеспечения, и создании на его основе гибких, интеллектуальных, визуальных, ориентированных на специалистов-предметчиков сред разработки, а также сред по эксплуатации уже готовых

систем принятия решений (СПР). Разработка данных инструментальных средств систем имеет большое значение в современных условиях, т. к. позволяет решить следующие основные проблемы:

  1. Переноса проектирования в компьютерную среду, что даст возможность сохранить, приумножить, модернизировать и эффективно использовать интеллектуальную собственность предприятия.

  2. Снижения затрат на проектирование за счет эффективного использования автоматизации решения формализованных инженерных задач, и поддержки (помощи) проектировщика при решении плохо формализуемых задач, за счет поиска подходящих или сходных вариантов.

  3. Повышения качества проектирования за счет сокращения количества ошибок и использования новейших методик и расчетов в данной предметной области.

Объект исследования. Процесс автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства.

Предмет исследования. Изделия машиностроения малой и средней сложности (до 1000 деталей и узлов).

Цель работы. Целью работы является сокращение сроков и повышение качества проектных разработок, на основе предложенных моделей формализации методов принятия проектно-конструкторских решений.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с применением основных положений теории конструирования изделий машиностроения, принципов системного анализа, элементов теории графов, формальных грамматик, конечных автоматов и основ искусственного интеллекта. Для разработки программно-математического обеспечения использовались методы объектно-ориентированного программирования и реляционных, иерархических и объектно-ориентированных баз данных.

7 Научная новизна. Научная новизна диссертационной работы включает:

Модели процесса проектирования изделий машиностроения, что подразумевает выявление и формализацию действий пользователя в процессе конструирования изделий машиностроения.

Базовая совокупность методов конструирования, которые позволяют принимать эффективные конструкторские решения с одной стороны, подающиеся автоматизации с другой стороны.

Обобщенная модель программной системы автоматизации обработки символьных знаний в области машиностроения, с конкретизацией в области создания среды разработки или эксплуатации СПР.

Практическая ценность. Полученные в работе результаты теоретических исследований и экспериментальных проверок нашли применение для конструирования изделий машиностроения и включают:

Методику переноса накопленных машиностроительных знаний о конструирования изделий машиностроения в компьютерную среду.

Методику разработки и эксплуатации систем принятия конструкторских решений на основе разработанных моделей.

Новое программное решение для комплексной автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства.

Апробация и публикация работы. Основные научные и практические положения работы докладывались и обсуждались на:

Третьей международной конференции «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. CAD/CAM/PDM-2003».

IX всероссийском семинаре «Передовые российские технологии для автоматизации проектирования и подготовки производства»

« 8

(Российский интегрированный комплекс T-FLEX

CAD/CAM/CAE/PDM).

Седьмой международная выставка "Металлобработка-2002".

Ежегодной выставке информационных технологий "SofTool 2002".

%

»

Алгоритмический подход к обработке информации

Алгоритмический подход является отражением рационалистической парадигмы решения задач. Использование данного подхода подразумевает, что любое решение по проектированию может быть выполнено только на основе рациональных, формализованных умозаключений, т.е. отсутствует иррациональная творческая компонента. При отсутствии иррационального, меньшая нагрузка ложится на человеческую составляющую системы проектирования, поэтому большинство решений относится к классу автоматических, при которых человек только ставит задачу.

Преимуществами данного подхода можно назвать: Строгий научный подход к процессу проектирования; Отсутствие необходимости держать огромные массивы информации об опыте предшествующего проектирования; Как правило, простота передачи и понимания, в силу использования формальных общенаучных методов описания знаний. Недостатками же его, являются: Ограниченная область решаемых задач, особенно в сфере машиностроения. Так как создается фиксированный алгоритм, поэтому имеются большие проблемы с развитием системы (с точки зрения затрат, и безопасности[4.3]), в том числе с модификацией алгоритма под нужды конкретного предприятия. При достаточно большой сложности или объеме алгоритма нет возможности понять, как он работает, несмотря на все методы программной документации, а уж об исправлении ошибок речь даже не идет [4.4]. Данный подход более характерен для автоматизации бухгалтерской, и управленческой деятельности, а так же областей хорошо формализуемых областей машиностроения (инженерная графика, 3D моделирование, конечно-элементный анализ), но так же практикуется его применение в области создания символьной части САПР. Основными технологиями алгоритмического подхода являются: традиционные языки программирования (3-го поколения), предметно-ориентированные языки четвертого поколения. Традиционные языки программирования мы исключим из рассмотрения, т. к. они ориентированы на профессиональных разработчиков, а не специалистов-предметчиков, хотя стоит отметить, что они могут быть использованы для решения «локальных сложных» задач (т.е. тех самых 5-10% указанных в начале главы). Языки программирования четвертого поколения предназначены для программирования специально подготовленными пользователями. Суть подхода заключается в упрощении традиционных языков 3-го поколения, для того чтобы ими могли пользоваться специалисты-предметчики. Обычными путями этого упрощения являются визуализация или создание предметно-ориентированных текстовых языков. Наиболее известным и развитым представителем данного подхода является система проектирования и язык четвертого поколения АВАР/4 [4.2]. Система АВАР/4 фирмы SAP является интегрированным набором программных средств, предназначенных для создания распределенных экономических подсистем для SAP/R3 на основе языка четвертого поколения. АВАР/4 имеет следующие возможности для создания информационных систем: Средства описания словаря предметной области в том числе (имен, наименований, допустимых значений). Описания структуры базы данных, включающей как постоянную, так и условно-постоянную и промежуточную информацию. Описания процедур обработки данных, на основе текстового алгоритмического языка 4 поколения. Методы создания пользовательских диалоговых форм, а также форм бумажной документации. Конечно, следует сделать скидку, на то, что основное назначение АВАР/4 - это создание приложений для автоматизации бухгалтерской и управленческой деятельности, которая отличается от машиностроительной. Для создания СРиЭ СПР следует взять следующие преимущества АВАР/4: Простота и предметная ориентация языка обработки информации. Упрощение правил задания обработки информации не должно приводить к существенному снижению, как мощности, так и быстродействия системы (не более чем на 10-15 % от системы написанной по традиционной технологии разработки программного обеспечения с привлечением профессиональных программистов на языках программирования третьего поколения). Простота, «предметность», комплексность описания диалога пользователя и экспертной системы. Главным принципом должен стать принцип "задача должна быть решена только предназначенным для этого методом, а не различными «хитрыми» модификациями не предназначенных для решения данной задачи методов". Другими словами если, задача не решается системой, то должен быть механизм встраивания в нее нового инструмента, хорошо решающего данную задачу. Наличие нескольких уровней автоматизации. Есть инструменты как для пользователей-предметчиков, так и SDK (Software Development Kit) для профессиональных программистов. В данном разделе речь пойдет об автоматизации задач, решение которых не может быть выражено алгоритмически, или их алгоритмическое решение по каким-либо причинам не может быть реализовано. Основным инструментом решения данных задач является использование интеллектуальных систем, или методов так называемого искусственного интеллекта. Основными задачами, решаемыми интеллектуальными экспертными системами являются: Сохранение (представление) и структуризация знаний о реальном мире, имеющих сложную, неоднозначную структуру и правил манипуляции ими. Использование вышеозначенных знаний для выявления новых полезных знаний.

Структура системы разработки и эксплуатации систем принятия решения

Перед рассмотрением «системы разработки и эксплуатации» необходимо проанализировать продукт ее деятельности - систему принятия решения.

Машиностроительная система принятия решений (СПР) -автоматическая или автоматизированная система, предназначенная для проектирования и технологической подготовки изделий машиностроения, при которой качество принимаемых проектных решений приближается к результатам получаемым, высокопрофессиональным специалистом в данной предметной области.

Машиностроительная система принятия решений содержит в себе информацию следующих видов: постоянная, которая представляет собой универсальные знания о предметной области; условно-постоянная, которая представляет собой знания о предметной области отражающие специфику предметной области для конкретного предприятия; переменная - знания о конкретной сессии проектирования. Поскольку целью данной диссертации является построение среды для автоматизации разработки СПР, рассмотрим основные действия для ее создания (фактически сводится к заданию постоянной и условно-постоянной информации): описать структуру предметной области, описать решение расчетных задач, описать взаимодействие с геометрической частью СПР, составить проектную документацию на СПР и руководства по ее использованию. На этапе же эксплуатации основными функциями являются: изучение правил эксплуатации СПР на основе руководств, ввод исходных данных, проведение расчетов, доработка полученных результатов (как правило, доработка комплекта конструкторско-технологической документации). Данные действия характерны как для СПР создаваемых в универсальных языках программирования, так и разрабатываемых в СРиЭ СПР, отличием является, что действия по созданию в первом случае выполняет инженер-программист, а во втором специалист-предметчик. Следовательно, возникает задача создания языка, ориентированного на специалиста-предметчика, для описания предметной области. В предшествующих разработках в основном делались попытки создания одного универсального языка представления предметной области. При этом опыт использования этих языков, выявил следующие недостатки данного подхода: Не было создано действительно универсального языка, который был бы эффективен при автоматизации любой машиностроительной задачи, с точки зрения мощности, удобства и простоты использования. Универсальный язык труднее изучать, поскольку он сложнее, и для его для применения необходимо освоить его практически все его функциональные возможности. В отличие от указанного выше подхода, предлагается создавать не один универсальный язык представления знаний, а интегрированное семейство языков, суммарная мощность которых приближается мощности универсального языка. Преимуществами данного подхода являются: Пользователь может изучать только те языки представления знаний, которые нужны для решения конкретной задачи. Проще создавать визуальные средства для представления языков, что позволяет улучшить их наглядность, и снизить количество ошибок при их использовании. Отдельные пользователи, привлекая профессиональных программистов, могут расширять семейство языков языками, для решения специфических задач своей предметной области. Все элементы предлагаемой среды разработки и эксплуатации СПР суть указанные языки представления знаний. Рассматривая само понятие «система разработки и эксплуатации машиностроительных экспертных систем» можно отметить, что оно состоит из двух уровней: Инструментальный уровень (разработка) предназначен для переноса знаний о предметной области и процессе проектирования в компьютерную среду. Он содержит средства для автоматизированной структуризации предметной области, описания характеристик и отношений между ее составляющими, а также возможности по использованию предшествующего опыта автоматизации данной предметной области. Данный уровень рассчитан для экспертов в определенной предметной области. Эксплуатационный уровень, предназначенный для получения практической пользы от приобретенных системой знаний. Данный уровень ориентирован на пользователей знакомых с предметной областью и имеющих опыт работы на компьютере.

По мнению авторов, создание системы необходимо производить по схеме представленной на рисунке 2.2. На данном рисунке появился базовый уровень, который реализует общую функциональность для инструментального и эксплуатационного уровней. Базовый уровень (ядро) должен реализовать общую функциональность, связанную с взаимодействием системы с внешней средой (базовым программным и аппаратным программным обеспечением), и обеспечение интеграции информации о предметной области на основе параметризации и механизма сообщений. Инструментальный уровень на основе базового решает задачу накопления знаний. Используя два предыдущих уровня, эксплуатационный -помогает пользователю решать конкретные практические задачи на основе знаний, накопленных на инструментальном уровне.

Базовый уровень среды разработки и эксплуатации систем принятия решений

Основной частью слоя «хранения и структуризации» является репозиторий. Репозиторий воплотил в себе опыт управления данными на основе традиционных методов хранения в памяти, реляционных, объектно-реляционных, и объектных базах данных. Репозиторий - это библиотека интерфейсов и классов .Net Framework обеспечивающая хранение данных (без привязки к типу хранилища: система управления баз данных, битовый файл или последовательность, XML документ), контроль версий структур данных, ведение их иерархии, обеспечение целостности и непротиворечивости данных, экспорт/импорт данных в различные форматы или другой репозиторий.

Очевидно, что реализация вышеозначенной функциональности слишком сложна и не имеет отношения к теме диссертации, и поэтому описана не будет, однако во избежание путаницы следует отметить: Репозиторий не зависит от предметной области и никак к ней не относится, он лишь реализует вышеозначенную функциональность. Элементы СПР - суть структуры данных репозитория, но обратное утверждение неверно, т.к. кроме элементов в репозиторий может храниться много другой полезной информации. Физическая запись данных может производиться в синхронном и асинхронном режиме. Репозиторий имеет в своем составе набор базовых контейнеров (массив, список, перечислитель, дерево) для хранения стандартизованных структур данных, необходимость которых будет описана ниже. На базовом уровне, используя репозиторий, реализован набор базовых подсистем, необходимых для реализации более верхних слоев и уровней САПР ИМ. Опишем некоторые из них: OTMeHa/IIoBTop(Undo/Redo) - довольно обычный механизм для большинства современных качественных программных продуктов. Однако он практически не встречается в СРиЭ СПР(ИнИС, Спрут), что еще раз подтверждает технологическую отсталость. Данная функция очень важна для машиностроительной экспертной системы, где проектирование зачастую представляет собой цикл «проб и ошибок», при этом без данного механизма откат приходится проводить в ручную. Между тем, реализация Отмены/Повтора довольно проста: для каждого элемента необходимо реализовать две функции: создание объекта-копии (полной или ссылочной), оператор элемента «равно» для двух объектов одного типа); и менеджер отложенных копий который будет своевременно вызывать эти две функции. Замена («отвязывание» от) родителей объекта - одна из наиболее важных функций базового слоя, необходимая для манипуляции большими базами данных и знаний, имеющих сложную структуру. Данный механизм является основой для реализации механизма «Копирования-Вставки». Необходимость в данном механизме возникла в связи с тем, что САПР ИМ в отличии от большинства других систем ориентирована на работу с прямыми ссылками к родительским элементам (преимущества и необходимость которых будет описана чуть ниже). Реализация замены родителей осуществляется за счет задания для каждого объекта функции простановки значения в занятый или незанятый слот (место для хранения значения), и функции перечисления всех слотов и значений слотов элемента. Для реализации «отвязывания» от родителя необходим также механизм создания полной копии объекта (с копированием всех подобъектов). Механизм «группировки», который предназначен для задания одного значения свойствам нескольких элементов САПР ИМ одновременно. Данный механизм является дальнейшим развитием механизма слоев систем геометрического моделирования и черчения. Слой «абстрагирования базовых элементов» предназначен для спецификации минимальных требований к основным элементам САПР ИМ. Данная спецификация необходима для эффективного построения различных обобщенных подсистем их обработки. На данном слое специфицированы следующие элементы: Элемент - абстрактное понятия обладающее следующим свойствами: возможностью сохраняться, создавать копию, принимать сообщения, проверять свою корректность и т.д.. Переменная - элемент, имеющий имя, текущее значение, правило порождения значения (формула или другой тип отношения), механизм проверки допустимости значения. Контекст вычислений - иерархическая среда исполнения различных действий, которая отвечает за доступ к различным элементам по имени (или другому способу идентификации), задает источник входных и потребитель выходных данных, собирает сообщения об ошибках, например: множество переменных объекта, строка таблицы, множество параметров передаваемых из (в) чертежей (и), вычисление условия запроса. Отношение - элемент позволяющий описывать закон отображения одних значений переменных и свойств в другие, в том числе статические, динамические, диалоговые. Документ, как некоторый обособленный структурированный набор данных, описывающий некоторый фрагмент предметной области, для которого определены следующие операции: о создать новый или копию. о сохранить (для файловых документов «сохранить в указанном месте»); о выдать или установить дату последней модификации; о прочие. Контейнер элементов - представляет собой элемент, который может агрегировать или ссылаться на множество элементов. При этом если используется агрегирование, то все идентификаторы входящих в него элементов уникальны только в границах данного контейнера. Кроме данных элементов на уровне абстрагирования описаны следующие вспомогательные понятия: Идентификатор - набор данных позволяющих однозначно определить объект в рамках его контейнера. Кроме данного описания, уровень абстрагирования содержит основные механизмы для использования, модификации и протоколирования действий над этими абстрактными элементами, что представляет собой обобщенные механизмы обработки разнородной информации. Например, для построения однонаправленного параметризатора на основе аналитических отношений, где используются понятия переменная, контекст вычислений и отношение, который может быть использован для решения многих задач: расчет набора переменных, расчет строки таблицы, оптимизационная задача, расчет параметров чертежа, запрос и тому подобное. На данном слое реализованы следующие механизмы:

Обеспечение генерации комплекта конструкторской технологической документации

Результаты теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в области автоматизации принятия конструкторских решений при изготовлении изделий машиностроения, а также опыт внедрения разработанного методического, информационного и программного обеспечения позволяют сделать следующие выводы:

Теоретическими исследованиями установлено, что наиболее эффективный способ повышения качества и снижения сроков конструкторско-технологической подготовки производства - это активное использование компьютерной техники в процессе принятия проектных, на основе создания специализированного вида программного обеспечения - систем принятия решений. Для решения данной задачи в диссертации были: о Раскрыты механизмы лежащие в основе принятия проектных решений специалистом-предметчиком. о Выявлены и описаны формальные модели и методики описания структуры и процесса проектирования, и языки их представления, о Разработана визуальная интегрированная инструментальная среда разработки и эксплуатации систем принятия, которая позволяет решить задачу автоматизации принятия решений в области машиностроения. Построение среды разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения, ориентированной на специалистов-предметчиков, предполагает создание инвариантного программного продукта, который может быть использован для автоматизации проектно-конструкторских работ в различных областях машиностроения. При этом в работе предложена эффективная методика реализации подобных сред на основе разделения функциональности по уровням, и применения принципа «объект-возможность». 3. По сравнению с разработкой систем принятия решений (СПР) на основе традиционных подходов (языках программирования 3-го или 4-го поколения), при создании СПР с помощью САПР ИМ удалось добиться следующих преимуществ: Главными разработчиками систем автоматизированного проектирования являются специалисты-предметчики. Использование технологий САПР ИМ по созданию систем принятия решений позволило: ? снизить сроки разработки ориентировочно 3-4 раза (относительно ЯП 3-го и 4-го поколения), 1,5-2 раза (относительно аналогов). ? Снизить затраты на разработку (за счет снижения количества разработчиков, а также возможности неограниченной модификации полученного программного обеспечения). В работе удалось добиться следующих практических результатов: Разработан программный продукт - «Система автоматизации проектирования изделий машиностроения» (САПР ИМ) , которое зарегистрировано в Российском агентстве по патентам и товарным знакам (РОСПАТЕНТ) 01.03.2002, № 2002610306, а так же предложена архитектура программных средств для комплексной автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства объектов машиностроения средней сложности. Предложенная архитектура хорошо зарекомендовала себя при автоматизации процесса проектирования пресс-форм, штампов, режущего и измерительного инструмента, станочных приспособлений. Разработана методика создания новых машиностроительных систем принятия решения и переноса предшествующих наработок в САПР ИМ. 125 Результаты диссертационной работы нашли практическое применение при выполнении следующих проектов: ? Программа «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмма 201 «Производственные технологии», раздел 201.06 «Интегрированные системы создаваемой машиностроительной продукции (САЕ-, CAD-, САМ-технологии)», проект «Интегрированная система проектирования и изготовления технологической оснастки в машиностроении (САПР/Оснастка)». ? Пилотный проект Минобразования и МПНТ РФ «Разработка и внедрение комплексной системы информационной поддержки жизненного цикла наукоемкой продукции» на предприятиях оборонной промышленности на 2003-2005 г.г. ? Пилотный проект Минобразования и МПНТ РФ «Разработка и внедрение комплексной компьютерной системы информационной поддержки жизненного цикла наукоемкой продукции на ФГУП ММПП «Салют»» на 2003-2004 г.г. Разработанная система внедрена на ряде промышленных предприятий (ММПП «САЛЮТ», ЛЭМЗ, ГПЗ, ) и учебных заведений (МГТУ «СТАНКИН», Полтавский НГУ, Новгородский университет им. Ярослава Мудрого). Пути развития систем принятия проектных решений и средств по их разработке Данным исследованием было практически полностью покрыто описание предметной области, Кроме представления автоматического синтеза облика изделия. Поэтому основным путем развития продолжения исследования является проблема представления правил синтеза комплексного проектного решения на основе элементарных. При этом основными принципами данного синтеза, по-видимому, должны стать функциональный анализ и морфологический разбор признаков. Кроме того, предполагается покрытие визуальными инструментальными средствами таких этапов разработки системы принятия решений (СПР) как постановка задачи, определение функций, функциональный анализ, предложение структуры СПР. Необходимость автоматизации данных этапов вызвана тем, что специалист-предметчик при решении сложных не может их выполнить их за короткий срок и с должным качеством, поскольку он хороший специалист в своей предметной области, а не в функциональном анализе и синтезе, или не имеет большого опыта в автоматизации. Эти инструменты должны позволять не только документировать процесс проектирования СПР, но и подсказывать наилучшие варианты решения, предлагать использовать опыт предшествующих разработок, находить ошибки.

Похожие диссертации на Интенсификация разработки и эксплуатации систем принятия решений в области машиностроения (На примере автоматизации проектирования пресс-форм для литья термопластов)