Обоснование необходимости разработки информационного тезауруса для проектирования самолета и технологии его изготовления в САПР

CATIA, UNIGRAphiks, CIMATRON, CADDS-5 и др., позволяет создавать единую систему проектирования и разработки проектной документации, такую как – автоматизированная система конструкторско-технологической документации авиационного производства (АСКТД АП).

Принцип информационного единства состоит в том, что в подсистемах и компонентах различных САПР необходимо использовать единую систему термин

ов, символов, условных обозначений, проблемно-ориентированных языков программирования и способов представления информации, установленных государственными, международными стандартами и отраслевыми нормативами документами (ОСТ). Принцип информационного единства предопределяет организацию и создание информационного тезауруса и в частности, тезауруса по конструкции самолета.

Принцип стандартизации и унификации заключается в проведении типизации, унификации и стандартизации подсистем и компонентов САПР, инвариантных к проектируемым объектам и отраслевой специфике (или к предметной области проектирования и управления разработками), а также выработке соответствующей методологии (совокупности процедур, правил и методик проектирования) с целью упорядочения деятельности в области создания, адаптации и развития САПР конструкторско-технологическими разработками.

Совершенно важным принципом разработки, адаптации и развития САПР-КТР является обеспечение эргатичности, то есть возможности абсолютной совместимости пользователя-проектировщика с машинной системой (то есть САПР) при работе в интерактивном и оперативном режиме диалога и др.

Процесс разработки проекта самолета и его составляющих, в том числе технологического оснащения и технологических процессов – это творческий акт или процесс, и он никогда не может быть формализован до конца. В этой связи, наряду с конструктивно-техническим и математическим описанием конструкции самолета или любого другого летательного аппарата (ЛА), необходимо еще функциональное описание объекта (самолета) и его элементов на языке выполняемых функций и их отношений, то есть необходим информационный тезаурус – словарь типовых формулировок проектно-технических и управленческих функций по конструкции любого ЛА. Это обеспечит возможность получить дополнительную информацию об объекте проектирования при использовании САПР-КТР.

2 Этапы и процедуры проектирования самолетов и необходимость их автоматизации

Техническая необходимость в проектировании нового типа самолета возникает по двум основным причинам:

1. Происходит моральное устаревание существующих типов самолетов, а также появляются новые прочные облегченные материалы, новые технические решения и возможности, реализация которых обещает повышение технико-экономических показателей производства самолетов и их эксплуатацию, а также улучшение транспортной системы страны в целом.

2. Решение народно-хозяйственных и военных задач, ставит перед авиационной техникой условия безусловного выполнения ее главных функций в современных условиях – это экономичность, максимальная функциональность

(надежность, качество, эффективность, ремонтопригодность и долговечность), с возможностью взаимозаменяемости агрегатов, модернизации и доработки как в заводских условиях, так и на базах эксплуатации (то есть на боевом посту). Современные типы самолетов должны удовлетворять новым требованиям, например, перевозимых грузов, способность посадки на грунтовые аэродромы; для военных самолетов – возможность кратчайшего разбега по взлетно-посадочной полосе, либо вертикального взлета. Например, самолеты транспортной авиации типа «Руслан» удовлетворяют современным требованиям по перевозке крупногабаритных грузов, но имеют очень малую вероятность посадки на грунтовые взлетно-посадочные полосы и т.д.

Известно, что ключевым элементом процесса создания самолета является его проект, то есть разработка проекта как в ручном режиме, так и в автоматизированном. Разработать проект современного самолета – это значит разработать полный комплект проектно-конструкторской и технологической документации как при бумажной технологии, так и на машинных носителях, позволяющий осуществить создание самолета в металле и производить его эксплуатацию. Классически, техническая документация – это лишь конечный результат сложного и длительного процесса проектно-конструкторской деятельности создателей самолета, направленный на разработку проекта ранее не существовавшего объекта (самолета), системы и процесса. Поэтому всегда процесс проектирования любого объекта – это эволюционный цикл обновления.

Понятно, что современные проекты самолетов и другой сложной техники машиностроения, создать без использования систем автоматизации невозможно, поэтому степень автоматизации процессов проектирования во многом определяется не столько возможностями современных САПР, сколько возможностью формализации той или иной проектной задачи, то есть умением проектировщика дать достаточно строгую постановку задачи проектирования и четкий завершенный алгоритм ее решения, с использованием максимальных сведений о типовой конструкторской задаче, то есть использовании сведений о проектируемом изделии (самолете) – тезаурусе.

После определения цели проектирования, проектировщик, опираясь на информацию – тезаурус, а также творческие способности формирует главную идею, то есть концепцию будущего самолета, намечая возможные варианты (альтернативы) решения проектной задачи, используя систему автоматизации проектирования, адаптированную для решения конкретной проектной задачи.

После выбора варианта в современных условиях с использованием критериев функциональности и стоимости, строятся априорные математические и электронные (физические) модели, производится их функциональное описание, анализируются избыточные, недостающие и критические функции будущего самолета; определяются проблемы, требующие дополнительных научных исследований. Следующим крупным этапом является процесс исследования априорной модели, с проведением необходимых прочностных и других расчетов, расчетов технико-экономических и др. Завершающим результатом процесса проектирования (этапом проектирования) является анализ результатов исследований и выдача рекомендаций проектной организации для определения оптимального проектного решения и принятие решения на окончательную разработку проектно-конструкторской и технологической документации на изделие (самолет).

При проектировании самолетов, математическое моделирование, естественно, базируется на известных закономерностях прикладных авиационных наук, таких как «Аэрогазодинамика и динамика полета», «Теория принятия решений», «Теория полета», «Исследование операций» и других специальных науках, используемых при проектировании и расчете самолетов.

Соотношение математического и физического моделирования (электронного моделирования) определяет в значительной степени возможности формализации последующих этапов проектирования. Особенно, электронное моделирование предопределяет производство всех расчетов еще до создания проекта и изготовления опытного образца в металле. Так, например, если цель проектирования удается количественно выразить через критерий – функцию проектных параметров, то задачу принятия оптимального решения о конкретных значениях этих параметров можно свести к задаче отыскания такого сочетания параметров, при котором критерий достигает экстремального значения.

 Скачать реферат