Ограничение ¥

Ограничение 1

Рис. 2.1. Допустимая область изменения конструктивных параметров и Яг:

1 - недопустимое техническое решение; 2 - допустимое решение, не обеспечивающее удовлетворительного процента выхода годных; 3 - Ограничение J техническое решение, близкое к оптимальному

К выходу из допустимой области; техническое решение 3 достаточно удалено от границ допустимой области и соответствует оптимуму по критерию максимального выхода годных.

Рассмотрим подробно процесс проектирования силовых резисторов.

2.2. ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИЛОВЫХ РЕЗИСТОРОВ

На рис. 2.2 предоставлен ориентированный граф процесса проектирования силовых резисторов, где вершинами представлены этапы разработки, а ребрами - информационные потоки. Процесс проектирования любого изделия начинается с получения ТЗ, описьгеающего основные цели разработки, а также требования, предъявляемые к параметрам изделия. Изучение требований ТЗ, анализ патентной информации и состояния отечественных и зарубежных разработок аналогичных изделий призваны дать ответ на принципиальный вопрос, реализуемо ли техническое задание (ребро 1-2). Если оказывается, что при существующем уровне технологии требования ТЗ нереализуемы, производится его коррекция в сторону снижения требований к параметрам изделия (ребро 2-i).

Формулировка ТЗ и его корректировка являются функциями внешними по отношению к разработчику и в достаточной мере трудно формализуемыми. Вторым этапом проектирования является синтез принципиальных схем изделия. На основе опыта предшествующих разработок, анализа патентной информации вьшвляются возможные принципы реализации конструкции и ее основные элементы. От выбора принципиальной схемы изделия в значительной степени зависит конечный результат. Ошибка при ее выборе обычно неустранима на дальнейших этапах проектирования. Формирование набора принципиальных схем изделия заканчивается выбором одного-двух структурных решений для дальнейшей проработки.

Процедура выбора принципиальной схемы (вершина 3) заключается в прогнозировании потенциальных возможностей каждой схемы и вы-

НеуВоВлетВоритель-ный результат

11 9 В

Рис. 2-2. Граф процесса проектирования пассивных элементов электронной техники и энергетики:

I - получение ТЗ; 2 - генерация принци11иалы1ЫХ схем изделия; 3 - процедура выбора принципиальной схемы; 4 - генерация технических решений; 5 -процедура выбора технического решения; 6, 10 - процедуры принятия решения о доработке данного технического решения или о проработке новой структурной схемы; 7 - изготовление макетных образцов; 8 - испытания макетных образцов; 9 - анализ результатов испытаний и принятие решения, удовлетворяет ли данное техническое решение требованиям ТЗ; 11 - предъявление изделия заказчику

боре той схемы, которая наилучшим образом отвечает требованиям ТЗ. Если на этом этапе не удается выбрать удовлетворительной принципиальной схемы изделия, то процесс проектирования возвращается к вершине 2 для генерации дополнительных схем.

Обычно отбирается только одна принципиальная схема изделия из-за ограничений на временные и материальные ресурсы, возникающих при проведении параллельного проектирования нескольких вариантов изделия.

Особенностью начальных стадий проектирования является высокая степень неопределенности в задании принципиальной схемы изделия, параметров, в оценке продолжительности отдельных фаз его жизненного цикла и затрат на их реализацию [3, 4].

Неопределенность исходных данных - объективное свойство процесса проектировагшя, особенно на его начальных этапах, убывает по мере его развития.

Таким образом, создание автоматизированных систем инженерных расчетов и проектирования требует адекватных средств представления и обработки не полностью определенных (нечетких) данных [5].

Другой особенностью начальных стадий проектирования является необходимость учета опыта аналогичных разработок, а следовательно, создания методов и средств использования информации о предшествующих разработках и опыта разработчика в процессе проектирования изделия.

Наконец, ошибки на начальных стадиях проектирования изделия ведут к значительным затратам и потерям времени на их исправление на последующих и особенно заключительных стадиях проектирования. Использование неопределенной (нечеткой) информации на начальных стадиях проектирования приводит к необходимости решения задачи о согласовании используемых при проектировании моделей по точности и по трудоемкости оценок параметров изделия с их помощью.

Основными особенностями процесса проектирования силовых резисторов, как и других изделий средаей сложности, являются два этапа, связанные с генерацией технических решений (вершины 2, 4), многочисленные процедуры принятия решений (вершины 3, 5, 9, 10), этапы определения выходаых параметров (расчет характеристик технических решений и испытания макетных образцов).

Этапы синтеза технических решений и принятия решений являются инвариантными по отношению к типу изделия, и соответствующие им компоненты САПР могут быть использованы без изменений при переходе к проектированию новых типов изделий.

Основной задачей САПР является ликвидация узких мест рассмотренного выше процесса, а именно: сокращение времени, затрачиваемого на цикл проектирования, автоматизация процессов синтеза и выбора технических решений, что позволит перейти от проектирования допустимого технического решения к проектированию рациональной конструкции, т.е. конструкции, "наилучшим" образом удовлетворяющей поставленным в ТЗ ограничениям и критериям. Тем самым повышается качество проектируемого изделия, поставленная цель достигается за счет запараллеливания каждого этапа проектирования и замены длительных этапов изготовления и испытаний опытных образцов на внутренних циклах проектирования расчетом выходных параметров с помощью математических моделей явлений, протекающих в изделии.

За время, отведенное для проектирования, разработчик успевает оценить не одно, а десятки допустимых технических решений, и выбрать из них рациональное.

Здесь же отметим существенную особенность задач автоматизации проектирования и их отличие от обычных задач математического программирования: нечеткий характер параметров, ограничений, а также их многокритериальность.