Лекция №1. Понятие проектирования (1244995)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лекция .Понятие проектированияПроектирование технического объекта — создание, преобразование и представление в принятойформе прообраза, прототипа еще не существующего объекта. Образ объекта или его составных частей можетсоздаваться в воображении человека в результате творческого процесса или генерироваться в соответствии снекоторыми алгоритмами в процессе взаимодействия человека и ЭВМ. Проектирование, при которомпроектные решения получают путем взаимодействия человека и ЭВМ, называют автоматизированнымпроектированием , в отличие от ручного (без использования ЭВМ) или автоматического (без участиячеловека на промежуточных этапах). Система, реализующая автоматизированное проектирование,представляет собой систему автоматизированного проектирования (САПР, в англоязычномнаписании CAD/CAE/CAM System — Computer Aided Design/Engineering/Manuf).Создать проект объекта (изделия или процесса) означает выбрать структуру, определитьзначения всех его параметров и представить результаты в установленной форме.

Когда словопроектирование слышит конструктор, в его голове автоматически выстраивается вся последовательностьшагов этого сложного процесса: техническое задание, концепция изделия, компоновка изделия,деление изделия на составные части, детальная проработка агрегатов, контрольная сборкаизделия, выпуск конструкторской документации, внесение изменений в проект. Результаты(проектная документация) могут быть выражены в виде чертежей, схем, пояснительных записок, программдля программно-управляемого технологического оборудования и других документов на бумаге или намашинных носителях информации. Понятие «проектирование» не включает в себя стадию реализациипроекта, хотя современный конструктор отвечает не за чертеж и не за модель, а за то, чтобы деталь или узелза который он отвечает, оказался «в железе» в оговоренные сроки и бюджет соответствовал ТЗ.Проектирование начинается с разработки (получения) технического задания (ТЗ) или техническогопредложения, и приводит к представлению ТЗ в виде проектной документации.

Иногдаразработку технического задания на проектирование называют внешним проектированием, а реализациюТЗ — внутренним. В ТЗ на проектирование объекта указывают, по крайней мере, следующие данные:1.2.3.Назначение объекта;Условия эксплуатации представляются внешними параметрами , для которых указаны области допустимых значений.Примеры внешних параметров: температура окружающей среды, внешние силы, электрические напряжения, нагрузки и т.п.Условия работоспособности или требования к выходным п араметрам , т.е.

к величинам, интересующим потребителя.Примеры условий работоспособности: - расход топлива на 100 км пробега автомобиля < 8 л; коэффициент усиленияусилителя на средних частотах > 300; - быстродействие процессора > 40 Мфлопс.Проектирование сложных объектов основано на применении ряда идей и принципов, наиболее общим изкоторых является системный подход .

Системный подход представляет собой форму приложениятеории познания и диалектики к исследованию процессов, происходящих в природе, обществе,мышлении. Его сущность состоит в том, что каждый объект в процессе его исследования долженрассматриваться как большая и сложная система и, одновременно, как элемент более общей системы.Системный подход включает в себя выявление структуры системы, типизацию связей, определениеатрибутов, анализ влияния внешней среды, исследование модели системы и, возможно, оптимизацию ееструктуры и функционирования.В курсе ОАП, кроме навыков работы с программами, учатся определенному образу мышления и подходам к решению задач. Cейчасархитектор, конструктор, инженер... без софта как без рук.

--"Без рук плохо, но жить можно... А вот без головы..?!".Изначальная идея - учить общим основам моделирования, которые основаны на принципах мышления человека. А они гласят, чтолюбой сложный объект нужно разложить на структуру более простых объектов: сборку на детали; деталь на набор операций;операцию на эскизы; эскиз на набор кривых. И, разложив на составные части, начинать постигать взаимосвязи объекта и егоустройство.Один из разновидностей системного, блочно-иерархический подход использует идеидекомпозиции сложных объектов на иерархические уровни, аспекты и стадии, вводит понятие стиляпроектирования (восходящий, нисходящий, смешанный), устанавливает связь между параметрами соседнихиерархических уровней. В проектировании выделяются уровни:- системный, на котором решают наиболее общие задачи проектирования систем, машин и процессов;результаты проектирования представляют в виде структурных схем, генеральных планов, схем размещенияоборудования, диаграмм потоков данных и т.п.;- макроуровень , на котором проектируют отдельные устройства, узлы машин и приборов; результатыпредставляют в виде функциональных, принципиальных и кинематических схем, сборочных чертежей и т.п.;- микроуровень , на котором проектируют отдельные детали и элементы машин и приборов.В каждом приложении число выделяемых уровней и их наименования могут быть различными.

Так, врадиоэлектронике микроуровень часто называют компонентным, а макроуровень —схемотехническим уровнем . Между схемотехническим и системным уровнями вводятфункционально -логический уровень. В вычислительной технике системный уровень подразделяютна уровни проектирования ЭВМ (вычислительных систем) и вычислительных сетей. В машиностроенииимеются уровни деталей, узлов, машин, комплексов.Математически уровни характеризуются учитываемыми переменными, на микроуровне это параметрыпространства x,y,z и время t. На макроуровне непрерывной переменной остается только время t.

Насистемном уровне пространство и время дискретны, учитывается факт совершения события, математическаямодель может иметь вид системы булевых уравнений.Наряду с декомпозицией описаний на иерархические уровни применяют разделение представлений опроектируемых объектах на аспекты - функциональный, информационный, структурный иповеденческий (процессный). Аспект – это точка зрения, с которой рассматриваются какиелибо предметы, явления.Функциональное описание системы (что делает?) чаще всего представляют функциональнымисхемами. Структурное описание характеризует составные части системы (из чего состоит?) и ихмежсоединения и может быть представлено структурными схемами. Информационное описание (что, отчего и как зависит?) включает в себя основные понятия предметной сущности, словесное пояснение иличисловые значения характеристик (атрибутов) используемых объектов, а также описание связей между этимипонятиями и характеристиками.

Информационные модели можно представлять графически (графы,диаграммы сущность-отношение), в виде таблиц или списков. Поведенческое описание характеризуетпроцессы функционирования (алгоритмы работы системы) или технологические процессы созданиясистемы. Разработка программного обеспечения и алгоритмов работы систем являетсяпредметомалгоритмического проектирования , а разработка технологических процессовизготовления изделий предметом технологического проектирования .Структурирование процесса проектирования ведется в трех направлениях, показанных на рис. 1 в виде трехкоординатных осей.Рис.

1. Структурирование процесса проектированияНаиболее крупные части проектирования как процесса, развивающегося во времени, называют стадиипроектирования. Выделяют концептуальное проектирование, в процессе которого принимаютсяпринципиальные проектные решения по облику и принципам действия проектируемых устройств и систем(аван-проект), стадии научно-исследовательских работ (НИР), эскизного проекта или опытноконструкторских работ (ОКР), технического, рабочего проектов, испытаний опытных образцов илиопытных партий.В зависимости от последовательности решения задач иерархических уровней различают нисходящее,восходящее и смешанное проектирование.

Последовательность решения задач от нижних уровней кверхним характеризует восходящее проектирование , обратная последовательность приводитк нисходящему проектированию , в смешанном стиле имеются элементы как восходящего, так инисходящего проектирования. Например, при наличии заранее спроектированных составных блоков(устройств) можно говорить о смешанном проектировании.Понятия проектирования:Элемент — часть системы, представление о которой нецелесообразно подвергать при проектировании дальнейшему членению.Система — множество элементов, находящихся в отношениях и связях между собой.Сложн ая с истема — система, характеризуемая большим числом элементов и большим числом их взаимосвязей.

Сложностьсистемы определяется также видом взаимосвязей элементов, свойствами целенаправленности, целостности, членимости,иерархичности, многоаспектности.Подсистема — часть системы (подмножество элементов и их взаимосвязей), которая имеет свойства системы.Надсистема — система, по отношению к которой рассматриваемая система является подсистемой.Структура — отображение совокупности элементов системы и их взаимосвязей; при описании структуры принимают вовнимание лишь типы элементов и связей без конкретизации значений их параметров. Выбор структуры объектаназывается структурным синтезом, а расчет значений параметров элементов - параметрическим синтезом.Параметр — величина, выражающая свойство системы или ее части или влияющей на систему среды.

Параметры подразделяютна внешние, внутренние и выходные, выражающие свойства внешней среды, элементов системы, самой системы,соответственно. Векторы внутренних параметров, выходных параметров и внешнихпараметров обозначаютсясоответственно.Фазов ая переменн ая — величина, характеризующая энергетическое или информационное наполнение элемента или системы.Состояние — совокупность значений фазовых переменных, зафиксированных в одной временной точке процесса функционирования.Поведение (динамика) системы — изменение состояния системы в процессе функционирования.Вектор переменных состояния— множество фазовых переменных, задание значений которых в некоторый моментвремени полностью определяет поведение системы .Фазовая траектория — представление процесса (зависимости) в виде последовательности точек в пространствесостояний.Пример: Компьютер является сложной системой в силу наличия у него большого числа элементов,разнообразных связей между элементами и подсистемами, свойств целенаправленности, целостности,иерархичности.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций