Программа для выполнения и документации инженерных расчётов. Питер Келли Менеджер по продажам в Великобритании (редактирование и дополнения проф. Ивановского Р.И., ФТК СПбГПУ) презентация

Великобритании
(редактирование и дополнения
проф. Ивановского Р.И., ФТК СПбГПУ)

результатов
Компоненты вычислений
Значения и единицы измерения
Формулы
Последовательность применения формул

Жизненный цикл вычислений:

и получения данных в различных форматах,
широким набор “шаблонов” (предварительно запрограммированных на языке С++
процедур) и встроенных функций для решения любых математических задач
(решения систем алгебраических и дифференциальных уравнений, неравенств,
циклических и рекуррентных процедур и проч.), визуализации результатов
с помощью 2D и 3D-графиков,
мощным арсеналом операторов символьного преобразования
математических выражений,
возможностью формирования пояснительных записок, отчетов, статей,
монографий совместным использованием текстовых редакторов и фрагментов
документов MathCAD.

Система вычислений Mathcad отличается:

услуг для выполнения инженерных расчётов и управления сопутствующей информацией
Mathsoft – это закрытая акционерная компания, основанная в 1985 году
Штаб-квартира Mathsoft находится в Кэмбрижде, компания также имеет 5 офисов в Европе и сеть дистрибьюторов по всему миру

Программа позволяет одновременно выполнять и документировать инженерные расчёты, что очень важно в бизнес среде.
Mathcad ~ Это самая популярная система вычислений, используемая по всему миру для проведения технических расчётов.
Mathcad входит в состав пакета
Mathsoft Calculation Management Suite

математическую нотацию для ведения полностью документированных инженерных расчетов. Предлагает встроенные возможности оценки достоверности, проверки, документирования и трассировки, чего обычно не хватает при написании собственных программ или использовании электронных таблиц.

Calculation Management — новая, удобная в реализации технологическая схема, которая рассматривает расчеты, как критически важный процесс и корпоративный ресурс.

практически невозможно извлечь
Уравнения скрыты в ячейках
Сложно составить документацию по методам и данным, использованным при вычислениях
Трудно отыскать ошибки, сделать проверку и составить отчёт
Программы только автоматизируют выполнение задания
Нет интерактивного или визуального контроля
Программные коды могут быть сложны в применении (или, что более важно, в повторном применении)

Результаты исследований: 40 – 80 % изначально содержат ошибки.
Разработчики электронных таблиц пропускают более 80% собственных ошибок. Программы тестирования пропускают более 50% ошибок в вычислениях и 34% ошибок в самом приложении.

Строительство
и транспорт

Высокие
технологии

Энергия и
Ресурсы

Автомобильная
промышленность

Связь и
электроника

Фармацевтика и химикаты

результаты
Удобную совместную работу
Возможность проверки
вычислений

сложные задачи
Проекты полностью отражают замысел специалиста
Mathcad – это инструмент документации
Расчёты выглядят так, будто написаны от руки
Приложение не превращает вычисления в код или длинную формулу
Расчёты легко понять как инженеру, так и менеджеру, в результате получаются качественные проекты

естественных математических обозначений
Вы можете делать чёткие и понятные записи, которые можно легко изменить или повторно использовать
Вычисления с учётом единиц измерения
Эта возможность предотвращает появление ошибок

Мощный инструмент для применения в различных областях

сложных расчётов и решение задач оптимизации
Анализ данных

Технические библиотеки
Механика
Электроника
Строительство

чертежей

National Instruments - LabView
Solidworks
Bentley Microstation
ANSYS
ESRD StressCheck 7

преимущества:
Получение более точных
технических проектов
Сокращение времени до
выхода продукта на рынок
Разработка более качественных инновационных проектов

Повысить качество работ
Сохранить численность кадров

Ситуация: Использованы различные инстументы — электронные таблицы и калькуляторы для выполнения сложных расчётов по проектам
Существенная потеря времени на просмотр инженерных расчётов
Несовместимые результаты из-за использования разных методов вычисления

Решение: Выбрано приложение Mathcad
Удобный инструмент для выполнения и документирования вычислений
Лицензионная сеть пользователей по всему миру
Более 500 инженеров-пользователей
Стандарт: Mathcad – это лучший инструмент для выполнения инженерных расчётов
Программа является стандартом, используемым во всех подразделениях компании

калькуляторы для выполнения сложных расчётов по проектам
Множество ошибок из-за скрытых формул
Невозможно обнаружить ошибки и совместно использовать информацию
Необходимость выполнения повторяющихся заданий вручную

Задачи организации:
Разрабатывать более точные проекты
Повысить уровень внутренней инфраструктуры
Обеспечить документацию расчётов в удобном для последующего использования виде

Решение: Выбрано приложение Mathcad
Документация всех вычислений
Удобный технический инструмент для выполнения инфраструктурных расчётов
Более 100 инженеров используют Mathcad Enterprise
Стандарт: Mathcad – это лучший инструмент для выполнения инженерных расчётов
Программа является стандартом, используемым в департаменте транспорта Флориды

и внешним стандартам,
Обеспечить интеграцию с инструментами для проведения анализа конечных элементов

Ситуация: Использованы различные инстументы — письменные отчёты, программы и калькуляторы
Множество ошибок из-за скрытых формул
Необходимость выполнения повторяющихся заданий вручную

Решение: Выбрано приложение Mathcad
Документация всех вычислений
Интеграция с другими приложениями
Более 500 инженеров Великобритании используют Mathcad для расчётов давления

Стандарт: Mathcad – это лучший инструмент для выполнения инженерных расчётов
Программа является стандартом, используемым в BAE Systems

CITS

разработку необходимого (чаще – специального) ПО;
гарантирует решение профильных задач в кратчайшие сроки,
что позволяет в течение одного практического занятия проводить
глубокий многовариантный анализ рассматриваемой задачи (задач);
существенно повышает интенсивность практических занятий;
повышает информативность занятий, поскольку упрощается графическое
представление, графическое решение и анимация задач;
при необходимости обеспечивает возможность разработки в среде
Mathcad собственных программ;
упрощает создание пояснительных записок, отчетов, статей и проч.
на основе использования текстовых редакторов и фрагментов mcd-файлов;
резко расширяет спектр возможностей преподавателя (исследователя),
высвобождает его время для новых разработок, позволяя включать в круг
обсуждаемых задач новые, практически значимые профессиональные задачи.

Уровень рассматриваемых задач.
Число решенных задач в течение одного
практического занятия.
Уровень требований к преподавателям.

Применение Mathcad в образовании:

L

Cov_D

Cov_S

формат файлов на базе XML, опубликованная информационная модель (схемы)
Утилиты для преобразования файлов Mathcad в форматы XHTML и XSL-FO
Новый удобный механизм работы с размерностями
Расширенная библиотека единиц измерения, пользовательские и задаваемые через меню базовые единицы
Возможность задавать собственные нелинейные единицы
Полная поддержка в Mathcad 13 измерения температуры в градусах Цельсия и Фаренгейта
Аудит и новые вспомогательные функции
Рабочие книги с метаданными и автоматическим аудитом
Развернутые выкладки для более подробного аудита вычислений
Новое окно Trace для отладки программ
Расширенные сообщения об ошибках
Переключатели параметров совместимости и вычислений
Подписи типов функций описывают аргументы функции
Новая функция автосохранения

можно снабдить примечаниями и отслеживать источник (‘Provenance’)
Генерация таблиц ссылок
С аннотациями и указанием источников
Формат XML
Читабельные текстовые рабочие книги

Критическое инж. знач-е:
Знач-е: 100.0000000000
Величина: Емкость
Единицы: micro:farad
Источник: “CRC Book, p24”
GUID: 534573-5747345

методик
Централизация доступа: применение репозитария или общих файлов
Использование изолированных областей для блокирования или скрытия расчетов
Переход от опытного образца к рабочему решению
Участие в пересмотре кода
Формализация технологических процессов/согласований
Поддержка средств пакета Mathcad для автоматизации

Основы управления расчетами с помощью системы Calculation Management

читателей к web-страницам и повторное использование

Отчетность для
управленцев

Управление контентом Интеграция приложений Интеграция заказных функций Управление лицензиями

Создание корпоративного ресурса

web-приложений

Централизованный доступ к методам, результатам и критическим значениям

Управленческий контроль, функции аудита и чтение материалов через web-страницы

библиотеки

Инженерные справочники в электронном виде

Диаграмма компонентов

более продуктивны, постоянно создают и применяют контролируемую информацию
Растущий объем инженерных знаний становится доступным каждому через web-страницы
Полный аудит и контроль источников информации
Управляемые вычисления можно легко опубликовать в виде документов или в виде интерактивных приложений
Расширение любой инженерной ИТ-среды за счет пользовательских
функций и интеграции

знаний
Размещение и подписка через репозитарий
Расчеты на базе шаблонов
Контроль источников (provenance)
Проверка надежности и точности расчетов
Аудит повторного использования
Публикации

электронной почте
Шаблоны рабочих книг
По папкам
С включением нестандартных метаданных, указанием системы единиц по умолчанию
Поиск/Расширенный поиск
Повторное использование и команда просмотра связанных документов «View related documents»
Контроль источников и команда просмотра документов, на которые есть ссылки «View referenced sources»
Публикация в формате PDF/XHTML через сервер
Возможность установки качества отображения
Встроенный сервер приложений

и информацию о документах (метаданные)
Эти метаданные живут в системе документооборота, а не в самих документах
Управление файлами с расчетами помогает контролировать расчеты, но этого недостаточно
Должна быть возможность управления расчетами как таковыми, включая уравнения и числа, из которых они состоят

для аудитории до 10, 25 или неограниченного числа пользователей
Курсы на территории заказчика Базовые, расширенные, в режиме двустороннего общения с преподавателем
Консультации по передовым приемам работы Аудит применяемых приемов и выработка рекомендаций
Обучение будущих инструкторов Для крупных организаций, проводящих внутренние сертифицированные курсы по работе с пакетом Mathcad

интеллектуальным капиталом
Эти приемы собраны из опыта пользователей Mathcad
Серьезное отношение к Mathcad, как средству коммуникации (а не просто, как среда для вычислений) ведет к развитию гибких сообществ пользователей Mathcad

проектных групп
В рамках всей организации
Чтобы облегчить управление рабочим процессом
Технически, применение шаблонов лишь по стилю отличается от использования ссылок.
В обоих случаях цель заключается в фиксации стандартизованной информации и ее повторном испльзовании.
Шаблоны помогают унифицировать описания единиц измерения, полезные функции, объявления констант и др.
Использование HTML-шаблонов при экспорте рабочих книг на web-сайт помогает унифицировать внешний вид таких страниц.

рабочих книг показывает, как часто повторялись расчеты и процедуры, и как их можно было объединить.
Написание этих общих процедур в виде параметрических функций экономит время и делает «код» понятнее.
Далее базовые функции можно вызывать из книги-источника или из динамической библиотеки DLL.

документооборота, то для демонстраций.
Пакет Mathcad сам документирует представления расчетов, ведет протокол и предлагает возможность аннотирования выкладок.
Открытая природа блокнотного интерфейса Mathcad помогает постоянно совершенствовать решения на всем протяжении жизненного цикла проекта.
Mathcad служит отличной средой для всего от комментированных методик до самостоятельных документов для математических web-сайтов.

проектами и показывать их другим членам организации.
Способ их публикации зависит от цели и аудитории.
Mathcad поддерживает статические и интерактивные форматы вывода, чтобы не владеющие Mathcad пользователи тоже могли просматривать и использовать результаты расчетов.
HTML/PDF –Представление работы в стандартном формате для чтения с возможностью повсеместного распространения.
RTF – Если нужно использовать Word для финальной доводки.
MCD* for the Application Server – Развертывание интерактивных рабочих книг, которые можно просматривать и использовать в браузере без дополнительных модулей и клиентского модуля Mathcad.

*MCD – это встроенный формат файлов Mathsoft.

путем ограничения их несанкционированного редактирования или удаления.
В среде, где инженеры делают следующее:
Обмениваются рабочими книгами
Коллективно работают с составными решениями из нескольких рабочих книг
Участвуют в анализе и переделке кода
Создание документов, которые смогут просмотреть пользователи без Mathcad
Важно управлять документами в рамках безопасной среды.

обеспечивает безопасное распространение решений с закрытыми областями.
Закрытая область охватывает участки рабочей книги и позволяет автору запретить редактирование или скрыть от просмотра математику, текст, графику и др.
Области полезны при распространении материалов для менее компетентных читателей.
Области защищают критические элементы рабочей книги.
Области помогают защитить интеллектуальную собственность.

качестве «полигона» для идей, а также как полноценный фундамент промышленных решений.
Неструктурированный набор выполненных на скорую руку расчетов можно легко превратить в полноценной инженерное решение.
Незачем использовать калькулятор для «игры», а затем переходить к более универсальному решению для «промышленной» работы.
Mathcad удобен в использовании и очень мощен – он проведет вас от идей к ответам.

собственный «код», как математику, так и комментарии.
Шаг 2: Остальные пользователи Mathcad анализируют рабочую книгу(и), и оставляют комментарии прямо в документе(ах).
Шаг 3: Ближе к финалу проект, черновики рабочих книг публикуются для чтения пользователями без пакета Mathcad (менеджер, потенциальный клиент или партнер) для анализа и оценки.
Шаг 4: Запускается формальный процесс, в рамках которого решения утверждаются или получают санкцию на распространение среди других пользователей организации.

и гибки в использовании – с ними можно делать следующее:
Развертывать в виде web-страниц на базе документов Mathcad через Application Server.
Сделать доступными для использования другими инженерами через репозитарий.
Встроить в многоэтапный процесс обработки данных, объединяющий или автоматизирующий процессы с использованием многих приложений… здесь Mathcad станет вычислительным скелетом системы!
НО, этот процесс можно формализовать до того, как расчеты разойдутся по всей организации.

сети,
ФТК, СПбГПУ,
член Президиума НМС по информатике Минобразования РФ

e-mail: iri@dcn.infos.ru