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

Таким образом, в общем процессе проектирования самолета имеется целая сеть проектных процедур, которые могут быть формализованы, с использованием информационного тезауруса в условиях автоматизированного проектирования конструкторско-технологических разработок самолета (САПР-КТРС).

3 Необходимость и проблемы декомпозиции конструкции самолета в процессе е

го автоматизированного проектирования

Самолет, как и любой другой технический объект машиностроения, является объектом проектирования и представляет собой сложную техническую систему, обладающую развитой иерархической структурой. При системном подходе решение задач определенного иерархического уровня требует строить всю иерархию системы – самолет. Здесь необходимо рассматривать системы и подсистемы самолета более высоких иерархических уровней, например, транспортную систему и ее подсистему – авиационно-технический комплекс. В свою очередь самолет рассматривается как исходная (базовая) подсистема, где можно выделить по уровням иерархии такие подсистемы, как планер, силовые установки, снаряжение, оборудование, авионику, систему-шасси и т.д. Каждая из этих подсистем при проектировании подвергается декомпозиции, то есть расчленяется на ряд еще более мелких подсистем (составляющих), элементов, агрегатов и узлов.

Иерархические уровни связаны между собой двумя типами отношений.

Первый тип характеризует структуру системы и упорядочивает состав его элементов, блоков, агрегатов и связь составляющих конструкции между собой. Вместе с тем всякая структура создается для выполнения определенных функций (полезных действий, состояний или свойств). Например, конструкция крыла выполняет функции: «передавать нагрузки», «создавать силу (подъемную)», «размещать топливо» и др.

Таким образом, все элементы подсистем и их отдельные элементы по уровням иерархии связаны между собой функциональными соотношениями,

Каждому иерархическому уровню соответствует свой перечень задач, решение которых необходимо для принятия соответствующих этому уровню проектных решений, а тем более в условиях функционирования САПР-КТР при создании конструкции самолета. Поэтому при автоматизированном проектировании конструкции самолета важным, с точки зрения формализации аспектом, является его иерархическая структура и вытекающая из нее многоэтапность проектирования.

Здесь согласуются действия с подготовкой производства самолета, то есть подготовки предпосылок создания средств технологического оснащения, технологических процессов и другой проектно-технологической продукции, а также разработка проекта типовых технологических функций для организации информационного тезауруса по конструкции и технологии изготовления самолета.

4 Проблемы моделирования и типы проектных моделей самолета

Понятие формализации проектирования включают описание объекта и процесса его проектирования с помощью графического языка, чисел, букв, кодов и других символов, то есть сочетание идеографической совокупности функций проектных решений и функции технологических, и др. Следовательно, для описания детализации конструкции, каждому уровню иерархии ставится степень соответствия знаков, набор символов и обозначений, а также проектно-технологических функций, с помощью которых осуществляется это описание. То есть структуру самолета, его форму, размеры можно описать, например с помощью функций или конечного числа таких символов, которые называются параметрами. Свойства же конструкции самолета или его подсистем (агрегатов, готовых изделий и т.п.) можно описать с помощью другого набора символов, называемого характеристиками, которые в свою очередь можно выразить через функцию (как полезное свойство, состояние или действие).

Декомпозиция (расчленение) системы на иерархические уровни облегчает решения отдельных задач, например, задачи подготовки производства, которая является производной от процесса проектирования самолета и базовой структуры процесса производства. Однако, здесь требуется учет всех существующих связей между расчлененными (иерархическими) уровнями, с целью упрощения и оптимизации процессов подготовки производства; проектирование средств технологического оснащения, технологических процессов на изготовление и др.

Рассмотрим характер связей для этапов разработки технического задания (ТЗ), разработки технического предложения, эскизного проекта, математической и электронной моделей (рис.1.3).

Здесь прямые связи являются выходной информацией – результатом проектирования (обозначены сплошными линиями) для верхнего уровня и входной информацией – для нижнего уровня. Обратные же связи – наоборот (обозначены пунктирными линиями). Для верхнего уровня прямые связи представляют собой искомые переменные – оптимизируемые параметры, для нижнего уровня, как бы, дисциплинирующие условия, что является основой для формулирования критериев и ограничений при решении задач проектирования данного условия. Так, например, прямые связи между уровнями разработки ТЗ и технического предположения – это переменные, характеризующие потребные летно-технические и другие характеристики, регламентируемые техническое задание на проектирование. Прямые связи между уровнем разработки технического предложения и уровнем разработки эскизного проекта отражают решения по проекту, которые необходимо принять, прежде чем приступить к эскизному проектированию. Они включают в себя численное, графическое, морфологическое и функциональное описание, подтверждающее возможность или уровень выполнения технического задания и т.д.

Поскольку проектирование традиционно ведется сверху вниз (то есть, начиная с облика самолета до деталей), то информация соответствующая обратным связям, носит характер прогноза или априорного моделирования.

Проектирование же на каждом уровне направленно на подтверждение заявленных на более высоком уровне характеристик. Прогнозный характер информации требует наличия итерационных циклов и подтверждения заявленных на более высоких уровнях характеристик. Это определяет второй важный аспект с точки зрения формализации процесса проектирования – это итерационный характер. Но итерационный характер проектирования с использованием САПР не совсем желателен, так как он ведет к увеличению сроков разработки проекта и его стоимости, поэтому заранее в базу данных САПР должны быть внесены различные альтернативные технические решения по функции самолета, то есть информационная база САПР должна быть начинена множеством комбинатов технических решений – комбинаторными файлами, с исчерпывающим информационным тезаурусом по конструкции самолета. Поэтому на этапе математического и электронного моделирования различных элементов конструкции самолета, необходимо учитывать принципы системного подхода, то есть выполнять декомпозицию конструкции, отличающейся высокой степенью детализации, с учетом в моделях конструктивных и технологических факторов и связей между ними, то есть математические и электронные модели при проектировании самолета должны подчиняться также принципам иерархичности построения.

 Скачать реферат