gl1-2beg (Лекции по БЖД), страница 8

Содержательный анализ такою указателя стратегии ПКД про­водится аналогично предыдущему. Оценивая структурный состав 'ключевого параметра жесткостных характеристик У;, видим, что ^наивысший из имеющихся показателей степени принадлежит харак­теристике £2. Это означает целесообразность введения таких конст­руктивных изменении, которые направлены на повышение значений 25

)гс i При наличии статистических данных, обобщающих опыт прош­лого, связь компонентов внешнего воздействия с параметрами, ук характеризующими внутреннее состояние конструкции, обычно на выражают в графической форме. Например, при выборе рациональ-н ной структуры стрингерной панели крыла летательного аппарата, нагруженной в своей плоскости погонным сжимающим усилием q, ' в виде стратегического указателя ПКД может быть использована графическая зависимость (рис. 1.8), отражающая связь параметра

этой характеристики, т. е. применения элементов поперечного силового набора: шпангоутов, окружного гофрирования и др.

В более сложных случаях ПКД полезно использовать размернук форму стратегического указателя, которая более удобна для па глядпого представления взаимосвязей ключевых параметров i

Т а Г) ,111 ц а 1.2

составляющих их характеристик в так называемых матричны:

моделях, отражающих структуру разрешаемой проблемной ситуа ции в целом. Например, при поиске рациональной структурь оболочечной конструкции, скрепленной с упругим заполнителем при том же варианте внешнего нагружения отображение ситуацией ной картины может быть представлено в виде табл. 1.2.

26

Рис. 1.8

Зависимость критических напряжений Окр от действую­щих усилий q для различных профилей стрингерной панели, изготовленной из сплава Al—Mg—Zn:

/ — СКВ- 2—i — NASA: 5 — Junkers; 6' — Latch Pole

нагрузки q критических напряжений <т„р и геометрических форм профиля стрингерного набора панели крыла [35, с. 8]. Из содержа­тельного анализа графического указателя можно установить, что при мачых значениях параметра нагрузки q выбор профиля стрингер­ного набора в основном обусловлен технологическими и производ­ственно-экономическими соображениями. При больших значениях q каждому уровню <Ткр отвечает своя, наиболее приемлемая для этого уровня критических напряжений, форма профиля поперечного

^{с ч} Контур тактической информации (см. рис. 1.6, II) предоставля­ет конструктору интеллектуальные поддержки, касающиеся средств выполнения общего~з~амысла. Соответствующий формальиыи указа­тель тактики ПКД также может быть выражен в разных формах. В наиболее общем виде этот указатель можно представить как гистограмму многопараметрнческнх рассогласований «ТЗ—прото­тип» определяемую для всего набора проектных критериев (рис' 1 9) На основе визуального анализа показаний гистограммы конструктор выделяет доминирующее рассогласование и с учетом осведомительной информации об опыте прошлого и элементах ассоциативного переноса, предоставляемых ЭВМ, предпринимает 27

рв относительно треоовании 1Д; m—чш-ли 1реиинании ю; и)/—коэ­ффициент важности /-и характеристики ПКР; lf(X,) -^A^—A,— •а» потери t'-ro ПКР относительно /'-го требования ТЗ (способ определе-

неформальные ПКд, направленные на его уменьшение. Ьлагодар{ этому на каждом шаге целенаправленного процесса поиска рацио нального ПКР создается необходимая информацнонно-логическа;

основа для выбора (порождения) наиболее эффективных с точк! зрения требований ТЗ поисковых действии конеiректора.

Рис. 1.9 Гистограмма рассогласований <ТЗ—прото тип» для всего набора проектных при

териев:

Л Л,—А, — paii.oiJiK'DiiaiiiiH (ноте ри) i-tu ПКР uiHuciire.iiiiio /-\ ipeounaHH ТЗ, А, — uiim.dinie /-к) 1ре0ина1шя ТЗ А, — значение /-и характерна ики i го ПКР Т1"3 — требования ГЗ, }, — обошачени / и .\dpaLTepm-iHK]i ПКР. 'п — число требо ванпГ< ТЗ

В более конкретном виде, например, после выбора лрофнл! стрингерной панели (установления сгратегии ПКД) (см. рис. 1.8) состав и содержание тактических действий можно определит! посредством оценки степени влияния на конечный регулы ат ка/к дого из структурных элементов, характеризующих создаваемо! ПКР. Эти взаимосвязи вычисляются ЭВМ на основе анализа детер минированной части решаемои НПКЗ. Некоторые \каза1сли дл1 стрингерной панели Z-образного профиля показаны на рис. 1.10

Контур информации, обратной свя^и (см. рис. 1.Ь, III) содержи формальные указатели, посредством которых осмцес шляется се мантичсская корректировка содержания поисковых процедур. Ре зультаты интуитивно-логического вмешательства конструктора н< каждом итерационном шаге поискового процесса оцениваются ш трем показателям: суммарному рассогласованию «ТЗ—ПКР» тенденции его изменения и эффективности предшествующих ПКД Таким образом, семантическая корректировка или регуляция ПК,! осуществляйся по суммарному рассогласованию и как бы двум еп «производным».

Рассмотрим структуру формальных указателей семантическо! обратной связи. Безразмерный показатель суммарною рассогласо вания «ТЗ — ПКР» можно представить в виде отношения достигну того результата Кг к предвидимому максимальному эффекту Л"" т. е. к цели (требованиям ТЗ):

Рис. 1.10

Зависимость критического напряжения Окр при Z-образ-ном профиле стрингерной панели от значений параметров управления:

a—6i,2,3,4, Ъ, с, a, d; б—<шага» стрингера (/), тол­щины обшивки панели (2), высоты стенки стрингера {3)

ния потерь для количественных и качественных факторов рассмот­рен в п. 2.1.3); А,— значение J-й характеристики t'-ro ПКР; ^i— номер ПКд (варианта ПКР).

2t

Таким образом, можно записать, что

При ^?,-»-Л^TЗ(L,--•'0) имеем (од), =f(X ) -*• 1. График изменения величины (од), показан на рис. 1.11, а, «скорость» уменьшения безразмерных потерь L,- по мере развертывания поисковых дейст­вий—на рис. 1.11, б. Различные последовательности ПКд на

Рис. 1.11 Формальные указатели семантической обратной связи

рис. 1.11, б обозначены индексами Di, D-г, Da, а огибающая наиболее результативной «траектории» отмечена пунктирной линией.

Указатель тенденции изменения эффективности ПКд можнс представить в виде отношения разности суммарных потерь Ц, определяемых на предшествующем и последующем шагах поиско­вого процесса:

График изменения величины А(<тд)г при условии Li<L,-i пред­ставлен на рис. 1.11, в.

Степень изменения эффективности ПКд по мере приближения! к цели (требованиям ТЗ) можно выразить в форме зависимости!

которая формально отражает известное положение о том, что чем ближе достигнутый результат к цели ПКд, тем ценность предпри­нимаемых для ее достижения ПКд затрат уменьшается [36, с. 243]. Геометри-ческая интерпретация этого указателя , семантической обратной связи приведена на рис, 1.11, г.

Таким образом, формальные указатели стратегии, тактики и семантической обратной связи выполняют функции трех внешних 30 "

1ПО OTHUUieMllKJ 1\ MJtH-1 yyiMuyy ) пп^и^таи.гиличлл .vnJ_l,t;.actl. l la

основе этих моделей конструктор вырабатывает соответствующие им внутренние модели («внутреннее видение»), т. с. концептуально-образную модель ПКД, оперативную модель целенаправленных ПКд и ситуационную модель корректировки ПКД и ПКд.

1.3.3. Этапы функционирования КП САПР

В антропоцентрической КП САПР предусматривается возмож­ность выполнения трех различных видов ПКД, которые в дальней­шем именуются этапами: этап целенаправленного порождения множества приемлемых ПКР, этап многокритериального выбора рационального ПКР с учетом количественных и качественных факторов и этап внелогического решения УПКЗ различных типов.

На этапе целенаправленного порождения приемлемых вариантов :ПКР конструктор в соответствии с требованиями ТЗ преобразует исходный вариант ПКР, обычно уже известный как прототип или вариант, спроектированный по критерию минимальной массы, в решение, более полно отвечающее требованиям функции полезно­сти, учитывающей влияние количественных и качественных факто­ров. За улучшение показателей качественной составляющей функ-| ции полезности обычно приходится «платить» увеличением массы |ПКР- Поэтому при решении НПКЗ чаще всего речь идет о рацио­нальном «вложении» массы.

Е Графическая интерпретация структуры процесса целенаправлен­ного порождения альтернативных вариантов пкр приведена на |.рис. 1.12. Требуемые значения проектных критериев, составляющих г содержание функции полезности Л⁷³, представлены в виде утолщсн-i ных прямых линий, относительно которых на каждом шаге поиско-| вого процесса откладываются значения безразмерных потерь //, т. е. значения рассогласований «ТЗ—пкр» для всего набора проектных критериев. На рис. 1.12 параметр «платежа» помечен косой перс-крестной штриховкой, а параметр, соответствующий доминирующе­му рассогласованию,—прямой.

На каждом шаге многоциклового процесса целенаправленного поиска приемлемых вариантов ПКР конструктор выполняет следующие три функции:

1) в соответствии с характером осведомительной информации, | предоставляемой стратегическим указателем ПКД, формирует содержательные представления о направленности поисковой дея­тельности в целом;

2) на основе анализа структуры тактического указателя ПКД и с учетом сведений об опыте прошлого, предоставляемых информа­ционной базой знаний и опыта, вырабатывает состав интуитивно-логического воздействия на объект управления (ПКР) для умень­шения значений имеющихся рассогласований «ТЗ—ПКР»;

.3) с помощью указателей семантической обратной связи оцени­вает эффективность и корректирует предпринятые им действия.

У1

Многоцикловые процедуры целенаправленного преобразования прототипа (ПКР) выполняются до тех пор, пока функционал

7П

взвешенных суммарных потерь Lf =2"/ ^•(•^i) не примет мини­мальное из возможных значение, в пределе близкое к пулю. Затем

Рис. 1.12 Графическая интерпретация процесса целенаправ­ленного порождения альтернативных вариантов ПКР (КВВ — компоненты внешнего воздействия)

процесс порождения приемлемого варианта ПКР повторяется. Суждение о прекращении поиска альтернатив выносится после определения уровня разнообразия порожденного множества конку-рентноспособных вариантов и степени его полноты (см. п. 3.3.3).

32

; Путем поэтапного изменения «образа» разрешаемой проблемной .ситуации в схеме последовательно обосновываемых «уступок» наглядно реализуется требование одного из инвариантов 'ПКД (см. п. 1.2.3) о предоставлении конструктору всей информационной «картины». И, действительно, образно-графическое отображение динамики поискового процесса удобно тем, что сразу видно, за счет .каких потерь в значениях одного количественного 'показателя, например массы, улучшаются значения других (качественных) показателей, входящих в состав функции полезности (см. рис. 1.12). ^ На этапе многокритериального выбора рационального ПКР из множества приемлемых альтернатив конструктор использует специ­ально разработанный для этой цели метод принятия решений в условиях неопределенности. Посредством этого метода процессы интуитивной (неформальной) и численной (формальной) оптимиза­ции объединяются в одну расчетную процедуру, обеспечивая тем самым возможность взаимной компенсации недостатков одного оптимизационного процесса преимуществами другого. В соответ­ствии с этой особенностью метод нечеткой оптимизации многоцеле­вых ПКР включает в себя и средства адекватного описания неформальных параметров и «размытую математическую модель» выбора рационального ПКР. Подробное описание метода приве­дено в п. 2.1, здесь же рассматриваются лишь его содержатель­ные положения и последовательность выполнения оценочных про­цедур.