Методология проектирования.
Разработка стратегии проектирования
Принцип проектирования САПР ТП
Методы проектирования ТП.
Проектирование технологических процессов на основе системного
подхода
2.1. Разработка стратегий проектирования.
Прежде, чем что-либо создать, человек формирует в своем воображении субъективную модель предмета труда. Дальнейшая его деятельность заключается в ее реализации. Эти два условных этапа трудового процесса назовем: проектирование и исполнение.
Задачи поиска технических решений, не поддающиеся известным математическим и логическим методам, можно отнести к эвристическим, проблема получила свое название от известного возгласа Архимеда: «Эврика». Начало метода положил Сократ (469-399 лет до нашей эры). Методы построения предположений или гипотез с помощью механических представлений (моделей) содержатся в работах Архимеда (287-212 лет до нашей эры).
Майотика (или «акушерское искусство») Сократа заключалась в построении бесед, рождающих идей и развивающих их на основе вскрытия противоречий.
Раймунд Лиллей , философ позднего средневековья, пытался создать систему, позволяющую путем комбинирования принципов и понятий получать все познания человеческого разума.
Рене Декарт (1596-1650 гг.) разрабатывал метод решения любых задач разложением на простые составляющие, сводимые к математическим задачам.
Эти идеи послужили Лейбницу (1646-1716 гг.) в создании науки - комбинаторики.
На основе комбинаторики Франц Цвикки (американский астроном) разработал метод «морфологического анализа».
Человек решает задачи двух видов:
исследование существующих объектов и явлений;
проектирование (создание) новых объектов и процессов.
Первое полагает движение от явления к сущности, а второе полагает движение от сущности к явлению.
Из этого основным принципом построения любой системы решения поставленной задачи является принцип подразделения, сущность каждого состоит в том, что процесс создания нового изделия разбивается на последовательные этапы.
Рис.2.1 Схема процесса проектирования по М.Д. Принсу.
Это интерактивный процесс, так как нам известно сразу как должен выполняться синтез проекта. Можно анализировать только пробные варианты, изменяя параметры из которых можно построить процесс приводящий к решению. Утверждение сделано на анализе деятельности авиационной фирмы « Lock heed «
В настоящее время П. Хилл говорит о инженерном проектировании в книге «Наука и искусство проектирования», как об особой науке, систематизирующей свои знания и уделяющей особое внимание этапам проектирования и их взаимосвязи (рис.2.2).
потребность в решении задач;
формулировка в общих выражениях характеристик объекта;
сбор всей доступной информации;
перечень данных и параметров удовлетворяющих поставленной цели;
выработка новых идей;
выработка вариантов возможных решений;
проверка вариантов на соответствии физическим законам.
создание опытного образца;
рабочие чертежи, технические условия;
изготовление определенного количества изделий;
установка цен, реклама, рынки сбыта;
контакт с потребителем.
. Принцип проектирования САПР ТП.
В современных условиях принципы создания технологических систем непрерывно меняются и совершенствуются. Общей отличительной способностью всех новых методов проектирования является стремление «думать вслух «. Достигается это путем использования схемы, позволяющей разбить задачу на части и указать взаимные связи между этими частями. Это позволяет другим людям ознакомиться с процессом мышления, протекающим в голове проектировщика и таким образом контролировать процесс проектирования.
Рис.2.2. Основные этапы проектирования по П.Хиллу.
Все новые методы можно разбить на три группы в зависимости от концепций заложенных в их основу.
проектировщик - «Черный ящик»;
проектировщик - «Прозрачный ящик»;
проектировщик - «Самостоятельная организационная система».
Первая из них построена на полной «аналогичности» процесса творчества, когда проектировщик принимая то или иное решение не может объяснить каким образом ему удалось его отыскать (мозговой штурм и синектика) метод элементарных вопросов, метод аналогий.
Концепция «прозрачного ящика» построена на предположении о том, что проектировщик осознает свои действия и их причины. Причем все эти этапы решаются циклически. Цикличность связана с вынужденным повтором этапов работы в результате того, что некоторые частные задачи в начале были не учтены.
Подход к проектировщику как к «самоорганизующей системе» вызван стремлением сузить область поиска технических решений за счет обоснованного выбора стратегии (далее стр.14 Быков), (разработка экспертных систем) и так далее.
Наиболее распространенными принципами алгоритмизации проектных процедур является:
графы зависимостей;
сетки связей;
« через разделение к целому «;
элементарные комбинации;
структурные карты;
морфологические карты;
частная оптимизация;
полная оптимизация.