Норенков И.П. - Основы автоматизированного проектирования (1060628), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Введение в автоматизированное проектированиеКонструирование, разработка технологических процессов, оформлениепроектной документации - частные случаи структурного синтеза.Задачу параметрического синтеза называют параметрической оптимизацией (или оптимизацией), если ее решают как задачу математическогопрограммирования, т. е.extr /XX), X е D,,где F(X) - целевая функция; X - вектор управляемых (называемых такжепроектными или варьируемыми) параметров; Dx = {X | ф(Х) < 0, м/(Х) = 0} - допустимая область; ф(Х) и у(Х) - функции-ограничения.Пример.
Электронный усилитель: управляемые параметры X = (параметрырезисторов, конденсаторов, транзисторов); выходные параметры Y = (ft и/, - верхняя инижняя граничные частоты полосы пропускания; К- коэффициент усиления на среднихчастотах; Лвх - входное сопротивление). В качестве целевой функции F(X) можно выбратьпараметр/., а условия работоспособности остальных выходных параметров отнести кфункциям-ограничениям.Следующая после синтеза группа проектных процедур - процедуры анализа.Цель анализа - получение информации о характере функционирования изначениях выходных параметров Y при заданных структуре объекта, сведенияхо внешних параметрах Q и параметрах элементов X.
Если заданыфиксированные значения параметров X и Q, то имеет место процедура одновариантного анализа, которая сводится к решению уравнений математической модели, например такой, как модель (1Л), и вычислению вектора выходныхпараметров Y. Если заданы статистические сведения о параметрах X и нужнополучить оценки числовых характеристик распределений выходных параметров(например, оценки математических ожиданий и дисперсий), то это процедурастатистического анализа. Если требуется рассчитать матрицы абсолютнойА и (или) относительной В чувствительности, то имеет место задача анализачувствительности.Элемент А ( матрицы А называют абсолютным коэффициентом чувствительности, он представляет собой частную производную у'-го выходногопараметра у по z-му параметру хг Другими словами, А ( является элементомвектора градиентау'-го выходного параметра.
На практике удобнее использоватьбезразмерные относительные коэффициенты чувствительности В ,характеризующие степень влияния изменений параметров элементов наизменения выходных параметров:ВJl =АJI х 1 НОМ /уSj,ном'гдел:1 НОМи у ') НОМ— номинальные значения параметровх I и у7j соответственно."ГВ процедурах многовариантного анализа определяется влияние внешнихпараметров, разброса и нестабильности параметров элементов на выходныепараметры. Процедуры статистического анализа и анализа чувствительности —характерные примеры процедур многовариантного анализа.Г241.3. Системы автоматизированного проектирования и их место1.3. Системы автоматизированного проектирования и их местосреди других автоматизированных системЭтапы жизненного цикла промышленных изделийЖизненный цикл промышленных изделий включает ряд этапов, начиная отзарождения идеи нового продукта до утилизации по окончании срока его использования.
Основные этапы жизненного цикла промышленной продукциипредставлены на рис. 1.1. К ним относятся этапы проектирования, технологической подготовки производства (ТГТП), собственно производства, реализациипродукции, эксплуатации и, наконец, утилизации.На всех этапах жизненного цикла изделий имеются свои целевые установки. При этом участники жизненного цикла стремятся достичь поставленныхцелей с максимальной эффективностью. На этапах проектирования, Hill и производства нужно обеспечить выполнение ТЗ при заданной степени надежностиизделия и минимизации материальных и временных затрат, что необходимодля достижения успеха в конкурентной борьбе в условиях рыночной экономики.
Понятие эффективности охватывает не только снижение себестоимостипродукции и сокращение сроков проектирования и производства, но и обеспечение удобства освоения и снижения затрат на будущую эксплуатацию изделий. Особую важность требования удобства эксплуатации имеют для сложнойтехники, например, в таких отраслях, как авиа- или автомобилестроение.Достижение поставленных целей на современных предприятиях, выпускающих сложные промышленные изделия, оказывается невозможным без широкого использования автоматизированных систем (АС), основанных на применении компьютеров и предназначенных для создания, переработки ииспользования всей необходимой информации о свойствах изделий и сопровождающих процессов.
Специфика задач, решаемых на различных этапах жизненного цикла изделий, обусловливает разнообразие применяемых АС.Основные типы АС с их привязкой к тем или иным этапам жизненного циклаизделий указаны на рис. 1.1.Автоматизация проектирования осуществляется САПР. Принято выделятьв САПР машиностроительных отраслей промышленности системы функционального, конструкторского и технологического проектирования. Первые из нихназывают системами расчетов и инженерного анализа или системами САЕ(Computer Aided Engineering).
Системы конструкторского проектированияназывают системами CAD (Computer Aided Design). Проектирование технологических процессов составляет часть технологической подготовки производства и выполняется в системах САМ (Computer Aided Manufacturing). Функции координации работы систем CAE/CAD/CAM, управления проектнымиданными и проектированием возложены на систему управления проектнымиданными PDM (Product Data Management).251 Введение в автоматизированное проектированиеПроектированиеПодготовкапроизводстваСАЕПроизводствои реализацияСАМРОМERPMRP-2SCADACNCСРСРис. 1.1. Этапы жизненного цикла промышленных изделий и используемые АСУже на стадии проектирования требуются услуги системы управления цепочками поставок (SCM — Supply Chain Management), иногда называемойсистемой Component Supplier Management (CSM).
На этапе производства этасистема управляет поставками необходимых материалов и комплектующих.Информационная поддержка этапа производства продукции осуществляется автоматизированными системами управления предприятием (АСУП)и автоматизированными системами управления технологическими процессами (АСУТП). К АСУП относятся системы планирования и управленияпредприятием ERP (Enterprise Resource Planning), планирования производстваи требований к материалам MRP-2 (Manufacturing Requirement Planning),производственная исполнительная система MES (Manufacturing ExecutionSystems), а также SCM и система управления взаимоотношениями с заказчиками CRM (Customer Requirement Management).Наиболее развитые системы ERP выполняют различные бизнес-функции,связанные с планированием производства, закупками, сбытом продукции, анализом перспектив маркетинга, управлением финансами, персоналом, складскимхозяйством, учетом основных фондов и т.
п. Системы MRP-2 ориентированы,главным образом, на бизнес-функции, непосредственно связанные с производством, а системы MES - на решение оперативных задач управления проектированием, производством и маркетингом.На этапе реализации продукции выполняются функции управления отношениями с заказчиками и покупателями, проводится анализ рыночной ситуации,определяются перспективы спроса на планируемые изделия. Эти функции осуществляет система CRM. Маркетинговые задачи иногда возлагаются на систему S&SM (Sales and Service Management), которая, кроме того, используется для решения проблем обслуживания изделий. На этапе эксплуатацииприменяют также специализированные компьютерные системы, занятые вопросами ремонта, контроля, диагностики эксплуатируемых систем.261 3 Системы автоматизированного проектирования и их местоАвтоматизированные системы управления технологическими процессамиконтролируют и используют данные, характеризующие состояние технологического оборудования и протекание технологических процессов.
Именно ихчаще всего называют системами промышленной автоматизации.Для выполнения диспетчерских функций (сбор и обработка данных о состоянии оборудования и технологических процессов) и разработки ПО для встроенного оборудования в состав АСУТП вводят систему SCADA {SupervisoryControl and Data Acquisition). Непосредственное программное управление технологическим оборудованием осуществляют с помощью системы CNC(Computer Numerical Control) на базе контроллеров (специализированных компьютеров, называемых промышленными), которые встроены в технологическое оборудование.В последнее время усилия многих компаний, производящих программно-аппаратные средства АС, направлены на создание систем электронного бизнеса(E-Commerce).
Задачи, решаемые системами E-Commerce, сводятся не только к организации на сайтах Internet витрин товаров и услуг. Они объединяют ведином информационном пространстве запросы заказчиков и данные о возможностях множества организаций, специализирующихся на предоставлении различных услуг и выполнении тех или иных процедур и операций по проектированию, изготовлению, поставкам заказанных изделий. Такие системы E-Commerceназывают системами управления данными в интегрированном информационном пространстве СРС (Collaborative Product Commerce) или PLM (ProductLifecycle Management).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
