- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Технологический процесс инженерного проектирования как объект автоматизации презентация
Содержание
- 1. Технологический процесс инженерного проектирования как объект автоматизации
- 2. Лекция 1 Технологический процесс инженерного проектирования как объект автоматизации
- 3. Понятие инженерного проектирования
- 4. Проектирование технического объекта — создание, преобразование
- 5. Образ объекта или его составных частей создаётся
- 6. Инженерное проектирование начинается с появления потребности общества
- 7. Проектирование включает в себя: разработку технического предложения
- 8. ТЗ является исходным (первичным) описанием объекта.
- 9. Результат проектирования - комплект документации с достаточными сведениями для изготовления объекта.
- 10. Проект - окончательное описание объекта.
- 11. Проектирование — процесс получения окончательного описания объекта на основе исследований, расчетов и конструирования.
- 12. В процессе проектирования решаются промежуточные задачи и принимаются определенные проектные решения.
- 13. Автоматизированное проектирование: проектные решения человек получает
- 14. Система автоматизированного проектирования реализует автоматизацию проектирования. (CAD System — Computer Aided Design System).
- 15. Автоматическое проектирование используется редко и только для
- 16. Общий подход к проектированию - системный подход.
- 17. Принципы системного подхода
- 18. Системный подход связан с рядом дисциплин: «Теория
- 19. Системный подход включает в себя выявление
- 20. Предметом системотехники являются: организация процесса создания, использования
- 21. Организация системотехнического анализа
- 22. Системы автоматизированного проектирования и управления требуют системного подхода.
- 23. На основе системного подхода строятся и другие
- 24. При структурном подходе вариант системы
- 25. Блочно-иерархический подход использует разбиение сложных описаний
- 26. Объектно-ориентированный подход к проектированию (ООП) имеет следующие преимущества:
- 27. 1) вносит в модели приложений большую структурную
- 28. 2) сокращает объем спецификаций, благодаря введению в
- 29. 3) уменьшает вероятность искажения данных вследствие ошибочных
- 30. Соблюдение структурных принципов облегчает согласование и интеграцию ПО.
- 31. Для всех подходов к проектированию сложных систем характерны и следующие особенности:
- 32. Структуризация процесса проектирования, выражаемая декомпозицией проектных задач
- 33. Итерационный характер проектирования.
- 34. Типизация и унификация проектных решений и средств проектирования.
- 35. Основные понятия системотехники
- 36. Система — множество элементов, находящихся в отношениях и связях между собой.
- 37. Элемент — такая часть системы, представление о которой нецелесообразно подвергать при проектировании дальнейшему членению.
- 38. Сложная система — система, характеризуемая большим числом элементов и большим числом взаимосвязей элементов.
- 39. Сложность системы определяется: видом взаимосвязей элементов, свойствами
- 40. Подсистема — часть системы (подмножество элементов и их взаимосвязей), которая имеет свойства системы.
- 41. Надсистема — система, по отношению к которой рассматриваемая система является подсистемой.
- 42. Структура — отображение совокупности элементов системы и их взаимосвязей.
- 43. Параметр — величина, выражающая свойство или системы,
- 44. Классификация параметров
- 45. Фазовая переменная — величина, характеризующая энергетическое или информационное наполнение элемента или подсистемы.
- 46. Состояние — совокупность значений фазовых переменных, зафиксированных в одной временной точке процесса функционирования.
- 47. Поведение (динамика) системы — изменение состояния системы в процессе функционирования.
- 48. Система без последствия — ее поведение при
- 49. Вектор переменных V, характеризующих состояние (вектор переменных
- 50. Пространство состояний — множество возможных значений вектора переменных состояния.
- 51. Фазовая траектория — представление процесса (зависимости V(t)) в виде последовательности точек в пространстве состояний.
- 52. Характеристики сложных систем:
- 53. Целенаправленность — свойство искусственной системы, выражающее назначение
- 54. Целостность — свойство системы, характеризующее взаимосвязанность элементов
- 55. Иерархичность — свойство сложной системы, выражающее возможность и целесообразность ее иерархического описания.
- 56. Составные части системотехники: иерархическая структура систем,
- 57. Задачи моделирования: Синтез
- 58. Задачи синтеза: Синтез структуры проектируемых систем
- 59. Нехватка достоверных исходных данных и неопределенность условий
- 60. Учет статистического характера данных основан на методе
- 61. Пример
- 62. Компьютер - сложная система, т.к. имеет большое
- 63. Подсистемы компьютера: процессор, оперативная память, кэш-память, шины, устройства ввода-вывода.
- 64. Надсистемы компьютера: вычислительная сеть, автоматизированная и организационная система, к которым принадлежит компьютер.
- 65. Внутренние параметры: время выполнения арифметических операций,
- 66. Выходные параметры: производительность компьютера, емкость
- 67. Внешние параметры: напряжение питания сети и его
- 68. Иерархическая структура проектных спецификаций и иерархические уровни проектирования
- 69. Блочно-иерархический подход: представления о проектируемой системе расчленяют
- 70. На каждом иерархическом уровне формулируются задачи приемлемой
- 71. Блочно-иерархический подход - декомпозиционный подход (диакоптический).
- 72. Иерархические уровни проектирования - совокупность спецификаций
- 73. Иерархические уровни: Системный уровень Макроуровень Микроуровень
- 74. В каждом приложении число выделяемых уровней и
- 75. Стили проектирования: восходящее (последовательность решения задач от
- 76. Итерационность проектирования – последовательное приближение
- 77. Возникает: при неопределенности и нечеткости исходных данных
- 78. Аспект описания (страта) — описание
- 79. Различают аспекты: функциональный, информационный, структурный, поведенческий (процессный).
- 80. Функциональное описание относят к функциям системы и чаще всего представляют его функциональными схемами.
- 81. Информационное описание: основные понятия предметной области
- 82. Структурное описание: - относится к морфологии системы,
- 83. Поведенческое описание характеризует алгоритмы функционирования системы
- 84. Аспекты проектирования функциональный (разработка принципов действия,
- 85. Стадии проектирования
- 86. Стадии проектирования — наиболее крупные части проектирования как процесса, развивающегося во времени.
- 87. Выделяют стадии: научно-исследовательских работ (НИР): предпроектные исследования
- 88. По мере перехода от стадии к стадии
- 89. Стадии (этапы) проектирования подразделяют на
- 90. Примеры проектных процедур: подготовка деталировочных чертежей, анализ
- 91. Проектные процедуры делятся на более мелкие компоненты,
- 92. Проектирование сводится к выполнению некоторых последовательностей проектных процедур — маршрутов проектирования.
- 93. Спасибо за внимание !
Лекция 1 Технологический процесс инженерного проектирования как объект автоматизации
Слайд 1Теоретические основы
САПР
Лекционный курс
к.т.н., доцента кафедры ЭПП
Проценко Александра Николаевича
Слайд 4Проектирование технического объекта —
создание, преобразование и представление
в принятой форме
образа этого
еще не существующего объекта.
еще не существующего объекта.
Слайд 5Образ объекта или его составных частей создаётся в воображении человека
или
генерируется
в процессе его взаимодействия с ЭВМ.
в процессе его взаимодействия с ЭВМ.
Слайд 6Инженерное проектирование начинается с появления потребности общества в некоторых технических объектах.
Ими могут быть
объекты строительства,
промышленные изделия
или процессы.
объекты строительства,
промышленные изделия
или процессы.
Слайд 7Проектирование включает в себя:
разработку технического предложения
и технического задания (ТЗ),
и
реализацию ТЗ в виде
проектной документации.
Слайд 9Результат проектирования - комплект документации с достаточными сведениями для изготовления объекта.
Слайд 11Проектирование — процесс получения
окончательного описания объекта на основе
исследований, расчетов и конструирования.
Слайд 12В процессе проектирования
решаются промежуточные задачи и
принимаются определенные
проектные решения.
Слайд 13Автоматизированное проектирование:
проектные решения человек получает
с использованием ЭВМ.
Автоматическое проектирование –
без участия человека.
Ручное проектирование –
без помощи ЭВМ.
Автоматическое проектирование –
без участия человека.
Ручное проектирование –
без помощи ЭВМ.
Слайд 14Система автоматизированного проектирования
реализует автоматизацию проектирования.
(CAD System —
Computer Aided Design
System).
Слайд 15Автоматическое проектирование используется редко и только для несложных объектов.
Актуальным является
автоматизированное проектирование.
Слайд 18Системный подход связан с рядом дисциплин:
«Теория систем» («Системный анализ»);
«Теория принятия решений»;
«Системотехника».
Слайд 19Системный подход включает в себя
выявление структуры системы,
типизацию связей,
определение
атрибутов,
анализ влияния внешней среды.
анализ влияния внешней среды.
Слайд 20Предметом системотехники являются:
организация процесса создания, использования и развития технических систем;
методы
и принципы их проектирования и исследования.
Слайд 21Организация системотехнического анализа
Процесс создания
умение сформулировать цели системы
организация рассмотрения с позиций
поставленных целей
отбрасывание лишних и малозначимых частей при проектировании и моделировании, переход к постановке оптимизационных задач
Использование
и развитие
Методы и принципы
проект-я и иссл-я
Слайд 23На основе системного подхода строятся и другие компоненты системотехники:
Объектно-ориентированный подход
Блочно-иерархический подход
Структурный
подход
Слайд 24При структурном подходе вариант системы собирается из компонентов-блоков, прогнозируются
и оцениваются его характеристики при переборе составляющих.
Слайд 25Блочно-иерархический подход
использует разбиение сложных описаний объектов и соответственно средств их
создания на иерархические уровни и аспекты;
вводит понятие стиля проектирования (восходящее и нисходящее);
устанавливает связь между параметрами соседних иерархических уровней.
вводит понятие стиля проектирования (восходящее и нисходящее);
устанавливает связь между параметрами соседних иерархических уровней.
Слайд 271) вносит в модели приложений большую структурную определенность, распределяя данные и
процедуры между классами объектов;
Слайд 282) сокращает объем спецификаций, благодаря введению в описания иерархии объектов и
отношений наследования между свойствами объектов разных уровней;
Слайд 293) уменьшает вероятность искажения данных вследствие ошибочных действий путем ограничения доступа
к определенным категориям данных в объектах.
Слайд 32Структуризация процесса проектирования, выражаемая декомпозицией проектных задач и документации, выделением стадий,
этапов, проектных процедур.
Эта структуризация является сущностью блочно-иерархического подхода к проектированию.
Эта структуризация является сущностью блочно-иерархического подхода к проектированию.
Слайд 37Элемент — такая часть системы, представление о которой нецелесообразно подвергать при
проектировании дальнейшему членению.
Слайд 38Сложная система — система, характеризуемая большим числом элементов и большим числом
взаимосвязей элементов.
Слайд 39Сложность системы определяется:
видом взаимосвязей элементов,
свойствами целенаправленности, целостности,
членимости, иерархичности, многоаспектности.
Слайд 40Подсистема — часть системы (подмножество элементов и их взаимосвязей), которая имеет
свойства системы.
Слайд 43Параметр — величина, выражающая свойство или системы, или ее части, или
влияющей на систему среды.
Обычно в моделях систем в качестве параметров рассматривают величины, не изменяющиеся в процессе исследования системы.
Слайд 45Фазовая переменная — величина, характеризующая энергетическое или информационное наполнение элемента или
подсистемы.
Слайд 46Состояние — совокупность значений фазовых переменных, зафиксированных в одной временной точке
процесса функционирования.
Слайд 48Система без последствия — ее поведение при t > t0 определяется
заданием состояния в момент t0 и вектором внешних воздействий Q(t).
В системах с последействием, нужно знать состояния системы в моменты, предшествующие t0 .
Слайд 49Вектор переменных V, характеризующих состояние (вектор переменных состояния), — неизбыточное множество
фазовых переменных, задание значений которых в некоторый момент времени полностью определяет поведение системы в дальнейшем (в автономных системах без последействия).
Слайд 51Фазовая траектория — представление процесса (зависимости V(t)) в виде последовательности точек
в пространстве состояний.
Слайд 53Целенаправленность — свойство искусственной системы, выражающее назначение системы.
Это свойство необходимо
для оценки эффективности вариантов системы.
Слайд 54Целостность — свойство системы, характеризующее взаимосвязанность элементов и наличие зависимости выходных
параметров от параметров элементов, при этом большинство выходных параметров не является простым повторением или суммой параметров элементов.
Слайд 55Иерархичность — свойство сложной системы, выражающее возможность и целесообразность ее иерархического
описания.
Слайд 56Составные части системотехники:
иерархическая структура систем, организация их проектирования;
анализ и моделирование
систем;
синтез и оптимизация систем.
синтез и оптимизация систем.
Слайд 57Задачи моделирования:
Синтез моделей сложных систем
(modeling).
Анализ свойств
систем на основе
исследования их моделей
(simulation).
исследования их моделей
(simulation).
Слайд 58Задачи синтеза:
Синтез структуры проектируемых систем
(структурный синтез).
Выбор численных значений параметров
элементов систем
(параметрический синтез).
(параметрический синтез).
Слайд 59Нехватка достоверных исходных данных и неопределенность условий принятия решений при проектировании
ликвидируется учетом статистической природы систем.
Слайд 60Учет статистического характера данных основан на методе статистических испытаний (методе Монте-Карло),
а принятие решений — на использовании нечетких множеств, экспертных систем, эволюционных вычислений.
Слайд 62Компьютер - сложная система, т.к.
имеет большое число элементов;
элементы и подсистемы связаны
между собой,
обладает свойствами целенаправленности, целостности, иерархичности.
обладает свойствами целенаправленности, целостности, иерархичности.
Слайд 63Подсистемы компьютера:
процессор,
оперативная память,
кэш-память,
шины,
устройства ввода-вывода.
Слайд 64Надсистемы компьютера:
вычислительная сеть,
автоматизированная и организационная система, к которым принадлежит
компьютер.
Слайд 65Внутренние параметры:
время выполнения арифметических операций,
время чтения (записи) в накопителях,
пропускная
способность шин,
и т.д.
и т.д.
Слайд 66Выходные параметры:
производительность компьютера,
емкость оперативной и внешней памяти,
себестоимость,
время
наработки на отказ
и др.
и др.
Слайд 67Внешние параметры:
напряжение питания сети и его стабильность,
температура окружающей среды,
и
др.
Слайд 69Блочно-иерархический подход:
представления о проектируемой системе расчленяют на иерархические уровни.
Верхний уровень:
наименее детализированное представление, (общие черты и особенности).
Следующие уровни: степень подробности описания возрастает. Отдельные блоки системы рассматривают с учетом воздействий на каждый из них его соседей.
Следующие уровни: степень подробности описания возрастает. Отдельные блоки системы рассматривают с учетом воздействий на каждый из них его соседей.
Слайд 70На каждом иерархическом уровне формулируются задачи приемлемой сложности, поддающиеся решению с
помощью имеющихся средств проектирования.
Документация на блок любого уровня должна быть обозрима и воспринимаема одним человеком.
Документация на блок любого уровня должна быть обозрима и воспринимаема одним человеком.
Слайд 71Блочно-иерархический подход - декомпозиционный подход (диакоптический).
Основан на разбиении сложной задачи
большой размерности на последовательно и параллельно решаемые группы задач малой размерности.
Это сокращает требования к используемым вычислительным ресурсам или время решения задач.
Это сокращает требования к используемым вычислительным ресурсам или время решения задач.
Слайд 72Иерархические уровни проектирования -
совокупность спецификаций некоторого иерархического уровня совместно с
постановками задач, методами получения описаний и решения возникающих проектных задач.
Слайд 74В каждом приложении число выделяемых уровней и их наименования могут быть
различными.
В радиоэлектронике микроуровень называют компонентным, макроуровень — схемотехническим. Между схемотехническим и системным уровнями вводят уровень, называемый функционально-логическим.
В вычислительной технике системный уровень подразделяют на уровни проектирования ЭВМ (вычислительных систем) и вычислительных сетей.
В машиностроении имеются уровни деталей, узлов, машин, комплексов.
В радиоэлектронике микроуровень называют компонентным, макроуровень — схемотехническим. Между схемотехническим и системным уровнями вводят уровень, называемый функционально-логическим.
В вычислительной технике системный уровень подразделяют на уровни проектирования ЭВМ (вычислительных систем) и вычислительных сетей.
В машиностроении имеются уровни деталей, узлов, машин, комплексов.
Слайд 75Стили проектирования:
восходящее (последовательность решения задач от нижних уровней к верхним),
нисходящее
(обратная последовательность),
смешанное проектирование (элементы как восходящего, так и нисходящего проектирования).
В большинстве случаев для сложных систем предпочитают нисходящее проектирование.
При наличии заранее спроектированных составных блоков (устройств) можно говорить о смешанном проектировании.
смешанное проектирование (элементы как восходящего, так и нисходящего проектирования).
В большинстве случаев для сложных систем предпочитают нисходящее проектирование.
При наличии заранее спроектированных составных блоков (устройств) можно говорить о смешанном проектировании.
Слайд 76Итерационность
проектирования –
последовательное приближение к окончательному решению
(прогнозирование недостающих данных с
последующим их уточнением).
Слайд 77Возникает:
при неопределенности и нечеткости исходных данных при нисходящем проектировании (ещё не
спроектированы компоненты);
при неопределенности и нечеткости исходных требований при восходящем проектировании (ТЗ имеется на всю систему, а не на ее части).
при неопределенности и нечеткости исходных требований при восходящем проектировании (ТЗ имеется на всю систему, а не на ее части).
Слайд 78
Аспект описания (страта) —
описание системы или ее части с некоторой
оговоренной точки зрения, определяемой функциональными,
физическими или
иного типа отношениями
между свойствами и элементами.
физическими или
иного типа отношениями
между свойствами и элементами.
Слайд 80Функциональное описание относят к функциям системы и чаще всего представляют его
функциональными схемами.
Слайд 81Информационное описание:
основные понятия предметной области (сущности),
словесное пояснение или числовые
значения характеристик (атрибутов) используемых объектов,
описание связей между этими понятиями и характеристиками.
Информационные модели можно представлять графически (графы, диаграммы сущность-отношение), в виде таблиц или списков.
описание связей между этими понятиями и характеристиками.
Информационные модели можно представлять графически (графы, диаграммы сущность-отношение), в виде таблиц или списков.
Слайд 82Структурное описание:
- относится к морфологии системы,
- характеризует составные части системы и
их межсоединения,
- может быть представлено структурными схемами и различного рода конструкторской документацией.
- может быть представлено структурными схемами и различного рода конструкторской документацией.
Слайд 83Поведенческое описание
характеризует алгоритмы функционирования системы и технологические процессы создания системы.
Иногда аспекты описаний связывают с подсистемами, функционирование которых основано на различных физических процессах.
Слайд 84Аспекты проектирования
функциональный (разработка принципов действия, структурных, функциональных, принципиальных схем),
конструкторский (определение
форм и пространственного расположения компонентов изделий),
алгоритмический (разработка алгоритмов и программного обеспечения),
технологический (разработка технологических процессов).
алгоритмический (разработка алгоритмов и программного обеспечения),
технологический (разработка технологических процессов).
Слайд 86Стадии проектирования —
наиболее крупные части проектирования как процесса, развивающегося во
времени.
Слайд 87Выделяют стадии:
научно-исследовательских работ (НИР): предпроектные исследования или стадия технического предложения,
эскизного
проекта или опытно-конструкторских работ (ОКР),
технического проекта,
рабочего проектов,
испытаний опытных образцов или опытных партий.
технического проекта,
рабочего проектов,
испытаний опытных образцов или опытных партий.
Слайд 88По мере перехода от стадии к стадии степень подробности и тщательность
проработки проекта возрастают.
Рабочий проект должен быть достаточным для изготовления опытных или серийных образцов.
Близким к определению стадии, но менее четко оговоренным понятием, является понятие этапа проектирования.
Рабочий проект должен быть достаточным для изготовления опытных или серийных образцов.
Близким к определению стадии, но менее четко оговоренным понятием, является понятие этапа проектирования.
Слайд 89
Стадии (этапы) проектирования подразделяют на составные части, называемые
проектными процедурами.
Слайд 90Примеры проектных процедур:
подготовка деталировочных чертежей,
анализ кинематики,
моделирование переходного процесса,
оптимизация параметров,
и другие проектные задачи.
Слайд 91Проектные процедуры делятся на более мелкие компоненты, называемые проектными операциями.
Например,
при анализе прочности детали сеточными методами операциями могут быть:
построение сетки,
выбор или расчет внешних воздействий,
собственно моделирование полей напряжений и деформаций,
представление результатов моделирования в графической и текстовой формах.
построение сетки,
выбор или расчет внешних воздействий,
собственно моделирование полей напряжений и деформаций,
представление результатов моделирования в графической и текстовой формах.
Слайд 92
Проектирование сводится к выполнению некоторых последовательностей проектных процедур —
маршрутов проектирования.
