3 Дәрістердің қысқаша жазбасы

1-тақырып АЖЖ туралы жалпы мәлімет. Жобалау процесі және оны үйымдастыру

Дәрістер жоспары

1. АЖЖ мәні, құру мақсаттары мен тағайындалуы.

2. Техника объектерін жобалау процесін үйымдастыру. Техникадағы жобалау объекттері. Жобалаудың негізгі кезеңдері: объектті баяндау, жобалау процедурасы мен жобалау шешімі, жобалау нәтижесін дайындау. Жобалау процесінің бабын табу; декомпозицияның, иерархиялықтың, итерациялықтың және жобалау бағыттылығының принциптері.

3. Жобалау процесін баяндау үлгілері.

Автоматтандырылған жабалау жүйелері (АЖЖ, орысша – САПР) автоматтандырылған тәртіппен жобалу операцияларын орындау үшін арналады.

АЖЖ құру және пайдалану мақсаттары мыналар:

– жобаланып және шығарылып отырған өнімдердің сапасын және техника-экономикалық деңгейін жоғарылату;

– жобалау үшін шығындарды кемиту;

– жобалау мерзімін қысқарту және еңбек сыйымдылығын төмендету;

– жобалау құжаттарының сапасын жоғарылату, құжат сақтауды, беруді, қолдануды жеңілдету.

Бұл мақсаттар келесі жолдармен іске асырылады:

– ЭЕМ мен математикалық әдістер арқасында жобалау әдістемесін жүйеге келтіру және жетілдіру;

– көп еңбек сіңіруді керек қылатын жалықтыратын жұмыстарды автоматтандыру, нәтижесінде жобалаушы творчестволық жұмыс үшін босатылады;

– жобалау барысында күрделілік деңгейі жоғары тиімді математикалық үлгілерді қолдану;

– көп вариантті шешімдер мен оңтайлы тәсілдерін пайдалану;

– типтік шешімдер кітапханаларын, объекттер жайлы ақпарат пен анықтамалық мәліметтерді ұстап тұратын бірыңғай деректер банктерін құрастыру және қолдану;

– сынама үлгілерін нақты тексеруді математикалық үлгілеумен ауыстыру, сонда жетілдіру мерзімі мен құны азаяды.

Тарихы мен негізгі атаулары

Жобалауды автоматтындыру идеясы 50-ші жылдардың аяғында Массачусетс технологиялық институтында пайда болды.

Базасы – ЭЕМ пайдалануды кеңейту.

Ағылшын және қазақ атаулары:

CAD – Computer Aided Design – компьютерлік жобалау (дайындау) жүйесі, тарлау мағынасы – Computer Aided Drafting – компьютерлік сызу;

CAM – Computer Aided Modelling – (процесті) компьютерлік үлгілеу, тарлау мағынасы – Computer Aided Manufactoring – компьютерлік өндіру;

CAQ – Computer Aided Quality Assurance – сапа басқару жүйесі;

CAP – Computer Aided Planning – өндірісті технологиялық дайындау жүйесі;

CAE – Computer Aided Engineering – инженерлік талдау жүйелері, демек, инженерлік қызметті кешенді қарастыру.

Әдебиетте ең кең таралған атауы: CAD-CAM-жүйелері – өндірісті жобалау мен басқарудың біріктірілген жұйелері. Мағынасы ұқсас атауы: CIM – Computer Integrated Manufactoring.

Объекттің (бұйымның) өмір циклінің жалпы құрылымы (1.1-сурет).

Объекттерді жобалау олардың өмір циклінің құраушы элементі болып табылады.

1.1-сурет. Бұйым өмір циклінің жалпы құрылымы.

Жобалау объекттері ретінде жадығаттар, заттар, жүйелер (техникалық, үйымдастырушылық) және процестер (технологиялық) болу мүмкін.

Объектті құру:

– жадығат немесе затты – жасау және белгіленген қасиеттері мен сипаттамаларын беру;

– процесті – берілген алгоритміне тиісті оны орындау;

– жүйені – кеңістік пен уақыт бойы орналастыру және белгіленген қасиеттері мен сипаттамаларын беру, оның арасында берілген алгоритміне сайкес жұмыс істеу.

Объектті баяндау:

– жадығат, зат, жүйе үшін – берілген қасиеттері мен сипаттамаларын, оның ішінде құраушы бөліктері мен қоршаған орта арасындағы өзара әрекеттерін, баяндау;

– процесс үшін – процесс нәтижесін және оны кеңістік пен уақыт бойы орындағанда берілген көрсеткіштерін баяндау.

Жобалау шешімі – жобалауды қарастырып оның әрі қарай жалғастыру бағытын әлде аяқтау керегін анықтау үшін керекті және жеткілікті мөлшерде берілген жобалау объектінің аралық немесе ақырғы баяндамасы.

Жобалау нәтижесі – объектті құру үшін қажетті және берілген талаптарды қанағаттандыратын жобалау шешімі немесе олардың жиынтығы.

Жоба – жобалау нәтижесі берілген жобалау құжаттарының жиынтығы.

Техникалық жүйе – өзара байланысқан элементтер жиынтығы, онда:

а) элементтердің функционалдық өзара байланысы олардың жоғарырақ деңгейлі жүйенің бірыңғай элементі ретінде бірлескен әрекетін қамтамасыз етеді;

б) әрбір элементтің өз функционалдық тағайындалуы мен жүзеге асырудың белгілі техникалық түрі бар;

в) техникалық жүзеге асырылатын элементтер жобалаудың дербес объектлері болу мүмкін.

Синтез, талдау және параметрлер есептеу есептері жаңа жобалау дерек алуды қамтамасыз етеді. Олар бәрі бірге жобалау шешімін дайындау процесін құрастырады. Демек, дәл осы есептерін жобалау процедуралары деп жіктеуге болады. Жобалау процедурасы дегеніміз – бұл орындалуы жобалау шешімімен аяқталатын әрекеттердің формализделген (бір түрге келтірілген) жиынтығы.

МЕСТ 22387-77 “Автоматтандырылған жобалау. Атаулары мен анықтамалары” сәйкес, жобалау процедурасы деп орындалуы жобалау жалғастырудың бағытын анықтау үшін керекті және жеткілікті мөлшерде ақпарат алуды қамтамасыз ететін жобалаудың формализделген жеке есебі.

Техникалық жүйелер жобалау процесін баяндау

Жобалау процесінің принциптері мен баптары:

а) интуициялық-өз қалауымен – даярлама жетекшісінің интуициясында негізделенеді, процесс формализделмейді.

б) типтелген-базалық – бұрын байқалған типтік (базалық) шешімдер, амалдар, жобалау жүйелері негізіндегі;

в) жүйелік – жобалау объекті де, жобалау құралдары де техникалық жүйелер ретінде қарастырылады.

Декомпозиция принципі

– қабылданатын шешімдерін келістіруді есепке алып бөліктерін жеке жобалау мақсатымен жобалау объект баяндамасын құраушы бөліктеріне (элементтеріне) бөлу.

Техникалық жүйе жобалау процесінің нобайы:

– жүйенің құрылымдық декомпозициясы;

– жүйенің әрбір элементі үшін мүмкін жобалау шешімдерін баяндау;

– жүйе элементтері бойынша мүмкін шешімдерін жүйелік талдап қорыту.

Иерархиялылық принципі:

– декомпозициямен қиылыстырып объект баяндамасының күрделілігін бірізді жоғарылату мақсатымен жобалау баяндамасын оның айқындау мен тәптіштеу дәрежесі бойынша жобалау объектісі мен оның құраушы бөліктері туралы түсінікті құрылымдандыру.

Жобалау процесінің бағытталуы.

Төмен түсетін жобалау – шешімді іздеу және шығару процесі айқындау мен тәптіштеу дәрежесін арттыра беріп иерархияның жоғары деңгейлерінен төменгілеріне қарай (жалпыдан жекелерге) жүреді.

Көтеріліп бара жатқан жобалау – жобалау процесі әрбір келесі деңгейіне ауысқан сайын шешімдер синтезін орындай беріп иерархияның төменгі деңгейлерінен жоғарыға қарай өтеді.

Жобалаудың итерациялылық принципі.

Күрделі жүйелерді (объекттерді) дайындағанда жобалау кезеңдері мен деңгейлерін бірақ рет өтіп ең жақсы шешім тауып алу мүмкіншілігі өте аз. Сондықтан жобалау процесі итерациялар (жақындау, дәлдеу) арқылы (жиі алдағы кезеңдер мен деңгейлеріне қайтарылып) оңтайлы жағдайлар жиынтығына келеді.

Жобалау процесінің үлгілері (баяндаулары):

1. Әдістемелік баяндау – жеке есептер бойынша жобалау процедуралары тізімдерінің жиынтығы арқасында жобалау шешімін алу (1.2-сурет).

Әдістемелік баяндауды “мақсатты жобалау әрекетінің циклі” деп айтады.

2. Үйымдастырылық баяндау – жобалау шешемдер айқындауының тереңдігімен айырылытан жобалау деңгейлерін бөліп алу. Кейбір авторлар бұны “бұйым (жүйе) дайындау циклі” деп те атайды. Жобалау деңгейлері шамамен біздің жобалау тәжірибесінің кезеңдеріне сай келеді: техникалық тапсырманы (орысша – ТЗ) дайындау; техникалық жобаны (орысша – ТП) дайындау; жұмыс сызбаларын жасау (орысша – РП).

3. Жүйелік баяндау – жобалау процесінің ірі үлгісін (макромодель) техникалық жүйенің жеке элементтерін жобалау процестерінің үлгілері ретке келтірілген жиынтығы ретінде қарастыру. Екі түрі бар: блокты-иерархиялық және декомпозициялық.

Ұсынылатын әдебиеттер: [1, 2, 3, 4, 7].