Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Реферат: Проблема автоматизации проектирования в теории систем

Название: Проблема автоматизации проектирования в теории систем
Раздел: Рефераты по информатике
Тип: реферат Добавлен 22:56:35 28 августа 2009 Похожие работы
Просмотров: 159 Комментариев: 2 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

Федеральное Агентство по Образованию РФ

Волгоградский Государственный Университет

Факультет Управления Региональной Экономики

Кафедра Математических Методов и Информатики в Экономике

Реферат

По дисциплине: общая теория систем

На тему: Проблема автоматизации проектирования

Волгоград 2006

Содержание

Введение

Общие вопросы автоматизации проектирования

Заключение

Литература

Введение

Термин "автоматизация проектирования" понимается весьма широко: здесь говорится о новой технологии проектирования, основанной на использовании идей и методов системного анализа. Объектами проектирования могут быть и технические системы, такие, как самолет, ракетный комплекс, корабль, и народнохозяйственные, экономический системы, например системы обустройства крупных нефтяных или газовых месторождений, использования бассейнов, рек и т.д. Системный анализ очень широк, и слова "автоматизация проектирования" призваны его несколько сузить. Этот термин сегодня все же охватывает очень много различных по своему содержанию понятий. Среди них есть и чисто технологические: структура банков данных, средства автоматизации графических работ, управляющие программы и даже языки программирования. Центральным рассматриваемым здесь вопросом является проблема автоматизации начального этапа, так называемого аванпроектирования. В этой проблеме основное наше внимание будет сосредоточено на выборе альтернативных вариантов при завязке проекта или создании генеральной схемы народнохозяйственного комплекса. Эта проблема является, вероятно, не только наиболее трудной, но и узловой проблемой проектирования.

Общие вопросы автоматизации проектирования

Сложность используемой и, главным образом, создающейся техники, сложность используемых технологий, транспортных и производственных связей непрерывно растет. В этом и состоит особенность эпохи развития производственной деятельности, которую обычно называют эпохой научно-технической революции.

Конструкции, которые создают инженеры, все в большей степени используют знания, добываемые в смежных науках. Объединение радиоэлектроники, тепловых процессов, газовой динамики и многого другого при создании одной конструкции является типичным для современного энергетического машиностроения, ракетостроения, самолетостроения. Резкое усложнение всевозможных производственных связей, технологий, переход к новым материалам качественно усложняют работу проектировщика производственного комплекса, в результате чего его сегодняшняя деятельность качественно непохожа на проектную работу пятидесятилетней давности.

Поскольку физиологические возможности человека ограничены, а сложность создаваемых конструкций непрерывно растет, то очевидно, что однажды этот тезис перестает быть справедливым. В последние десятилетия мы начинаем все чаще сталкиваться с ситуациями, когда главный конструктор или руководитель проекта уже не может эффективно вмешиваться в процесс проектирования. Из творца, создателя конструкции он превращается, в лучшем случае, в хорошего администратора.

Поэтому на повестку дня выдвигается проблема принципиального изменения всей технологии проектирования - проблема автоматизации проектирования. Ее особенность - широкое использование современных способов обработки информации и представления ее в таком виде, который позволил бы конструктору, проектировщику до конца использовать свои творческие возможности. В последние годы этой проблеме уделяется все больше и больше внимания, причем такое явление характерно для всех индустриально развитых стран, создающих сложные образцы техники и реализующих проекты сложнейших народнохозяйственных комплексов. Постепенно автоматизация проектирования стала одной из областей наиболее перспективного использования вычислительной техники и методов междисциплинарных исследований процессов разной физической природы.

Сложный проект требует расчленения процесса проектирования на проектирование отдельных подсистем и агрегатов, разделения обязанностей между различными конструкторами, проектировщиками и исследователями-расчетчиками. Такое положение возникло уже давно: создание проекта самолета, крупной водохозяйственной или технологической системы - это всегда дифференцированный труд большого коллектива.

Но расчленение проблемы необходимо предполагает и обратный процесс-процесс объединения, согласования характеристик отдельных частей системы, синтеза, который дает возможность представить конструкцию в целом, оценить ее разнообразные качества и соответствие замыслу.

Расчленение процесса проектирования поначалу не вызывало проблем. Возьмем, например, такую систему как, самолет. Проектирование планера естественным образом отличается от выбора и проектирования двигателя. Аэродинамические и прочностные расчеты делают представители различных профессий и т.д. Такая же ситуация наблюдалась всюду. И всюду постепенно возникали традиционные формы разделения труда.

Долгое время и процесс синтеза проекта также не вызывал особых проблем: по мере усложнения проектируемых конструкций совершенствовались и методы проектирования. Но с течением времени все чаще эти традиционные методы проектирования стали давать сбои. Прежде всего, начали недопустимо удлиняться сроки проектирования. Но это было бы еще полбеды. Хуже то, что на испытания стали поступать конструкции, все менее и менее соответствующие замыслу, и у конструктора до начала испытаний не оказывалось возможности достаточно хорошо проверить, насколько созданные им машина или технологический комплекс соответствует замыслу. В результате - неизбежные переделки, резкое удорожание конструкций и удлинение сроков реализации замысла до десятилетий. А это означает, что в вводится конструкция (или технология) уже устаревшая, отвечающая техническому уровню минимум десяти-двадцатилетней давности.

Анализируя эти явления, мы убеждаемся в том, что основные трудности связаны с синтезом, с увязкой всего многообразия особенностей будущей конструкции. Эти трудности растут экспоненциально вместе с ростом размерности, т.е. количества параметров, которые определяют конструкцию. Квалификация проектировщиков здесь мало чем может помочь: традиционная технология в принципе не может справиться с возрастающей сложностью проекта, и надо менять технологию проектирования.

Возникновение и формирование концепций автоматизированного проектирования происходило по следующей схеме. Сначала начали автоматизировать чертежные работы - эту очень трудоемкую часть любого процесса проектирования. Появились чертежные автоматы. Они, конечно, оправдали затраченные средства. Однако ничего принципиально улучшающего проект или ускоряющего его окончание они не внесли, да и не могли внести. Одновременно шло широкое внедрение в практику инженерных расчетов методов машинной математики. Эти методы существенно усовершенствовали разнообразные процедуры проектных расчетов, свели к минимуму возможные ошибки, повысили общую культуру проектирования, однако также не привели к какому-либо существенному сокращению сроков проектирования.

Надо заметить, что с использованием ЭВМ для проведения инженерных и плановых расчетов были связаны большие надежды. Но они во многом не оправдались. Конечно, в этом была вина не ЭВМ, а специалистов, которые еще не научились их использовать. С их помощью быстрее и точнее решались отдельные инженерные задачи, но серьезно повлиять на судьбу проекта, заметно ускорить окончание работы и улучшить ее качество они еще не могли.

Следующий этап - создание автоматизированных рабочих мест конструктора. Это - уже новый уровень мышления. Рабочие места оказывались непосредственно связанными с ЭВМ, которая заменила конструктору традиционную линейку или арифмометр, появились простейшие дисплеи, позволившие конструктору реализовать обратную связь с ЭВМ. Идея автоматизированных рабочих мест появилась в конце 60-х годов, одновременно с появлением систем разделения времени. С их внедрением также было связано немало надежд. И хотя эти надежды далеко не все оказались оправданными, затраты на создание автоматизированных рабочих мест, конечно, вполне окупились результатами. Еще одним важным следствием появления рабочих мест было внедрение идей диалога ЭВМ-конструктор. Это была важная характеристика определенного этапа развития идей автоматизированного проектирования. До сих пор с ЭВМ работал математик - это он решал задачи, в которых нуждался конструктор. Теперь же сам конструктор получал возможность сидеть за терминалом электронной машины. Это не могло не сказаться на качестве проектов.

Однако и автоматизация рабочих мест конструктора, которая произошла в ряде стран в начале 70-х годов, также не решила основной проблемы. Сроки между возникновением замысла конструкции и ее реализацией по-прежнему оставались значительными. Конструкции, предъявляемые к испытаниям, требовали в процессе испытаний многочисленных и трудных доделок, а подчас и существенного изменения. Во всех тех ситуациях, когда проверочных испытаний не существует, например, при создании промышленных комплексов, дефекты проекта могли оборачиваться подчас трагедией. Да иначе и быть не могло, ибо рабочие места конструктора-это лишь часть общей системы проектирования.

Стала очевидной необходимость создания взаимоувязанной системы проектирования, включающей и систему программ для инженерных расчетов, и автоматизированные рабочие места, и разнообразные диалоговые процедуры, и, конечно, автоматизацию всех графических работ.

Пока еще рано подводить итоги, говорить о результатах эксплуатации таких систем и об их эффективности. С их вводом связывают большие надежды, поэтому автоматизированное проектирование переживает определенный бум. Прежде всего, для них необходима весьма совершенная вычислительная техника совместно с развитой системой ее коллективного использования. системы проектирования, как они задумываются сегодня, требуют коллективного использования банков данных, систем моделей и программ. Их эксплуатация потребует большого количества уникальных магнитных дисков, специальных наборов терминальных устройств и т.д. наконец, создание специализированного математического обеспечения потребует также многих лет упорной работы многочисленных коллективов высокой квалификации. Поэтому ожидать быстрого появления полноценных систем автоматизированного проектирования не следует. Реально их появление можно ожидать в середине следующего десятилетия.

Из этой оценки должен следовать один важный практический вывод: системы должны создаваться с таким расчетом, чтобы они могли вводиться в строй постепенно, по мере готовности отдельных элементов, блоков, т.е. так, чтобы эксплуатация отдельный частей системы могла начинаться задолго до завершения всей системы. Этот принцип очень важен, он позволит сэкономить не один миллион рублей. Но его реализация потребует не только специальной организации программного обеспечения но и специальной организации работы пользователей-групп конструкторов и проектировщиков.

Теперь относительно проблем диалога. Сегодня все согласны с тем, что система автоматизированного проектирования - некоторая специальная диалоговая система, что диалог человек-ЭВМ должен занимать центральное место в процессе проектирования. Но, к сожалению, многие считают, что организация диалога не содержит научной проблематики и сводится прежде всего к решению чисто технических вопросов создания специальных терминальных устройств и хорошего математического обеспечения - пакетов программ для решения инженерных задач. Это - глубокая ошибка. И если она будет устранена своевременно, то создание систем автоматизированного проектирования может привести к разочарованию и неуспеху.

Необходимо создать специальную систему правил и алгоритмов, которые составят основу новой технологии автоматизированного проектирования сложных объектов. Без создания новой технологии системы автоматизированного проектирования, подобно автоматизированным рабочим местам, будут полезным инструментом, который усовершенствует процесс проектирования, но вряд ли внесет в него те изменения, которые его качественно улучшат.

Необходимо сделать несколько замечаний о "теории" неформальных процедур и ее применимости к проектированию сложных технических конструкций. Их создание, подобных производственному комплексу, самолету, электронной машине, - это прежде всего творческий акт, и он не может быть никогда до конца формализован. Этот факт мы будем считать аксиомой и из нее будем исходить. Следует заметить, что целый ряд специалистов полагают, что акт творчества в проектировании в значительной степени может быть заменен специально организованной системой обработки статистического материала. Статистическая обработка параметров существующих конструкций очень важна, и ее ни в коем случае не следует недооценивать. Но ее недостаточно, использование только одного статистического материала позволяет создать конструкцию, лишь имеющую аналоги в отдельных технических решениях, т.е. подобную уже существующим. Действительно оригинальные конструкции, требующие качественно новых технических решений, конструкции завтрашнего дня всегда требуют нетрафаретного мышления, смелости и таланта. Получать их на основе статистики невозможно. Но приняв в качестве постулата невозможность полной формализации, надо сделать и следующий шаг - понять место и значение формальных методов, т.е. методов, использующих математическое описание решаемых задач, понять, чем и как они могут быть полезны конструктору, как они должны быть объединены с неформальными процедурами.

При проектировании сложных конструкций важнейшим является принцип разделения. Этот принцип - принцип декомпозиции - лежит, по существу, в основе всех технологий проектирования. И это легко понять, так как конструктор, как бы талантлив он ни был, может оперировать только с относительно небольшим объемом информации. Это разделение – декомпозиция - должно быть приспособлено и к сборке - синтезу.

Это можно пояснить на примере самолета. На вершине рассматриваемой иерархии находится главный конструктор машины, и перед ним стоит проблема такого выбора параметров, который бы обеспечил решение задач, поставленных заказчиком. Если речь идет о пассажирском самолете, то заказчик-Министерство гражданской авиации (ГВФ). Он хочет, например, иметь самолет для грунтовых аэродромов, который был бы лучше тех, которые он сегодня эксплуатирует, - ЯК-40, АН-24 и т.д. Если речь идет об истребителе, то заказчик хочет иметь самолет, который был бы лучше существующих истребителей. Задача так и должна ставиться - это естественная постановка на естественном языке. Сформировать же некий функционал F (x), зависящих от всех параметров самолета х, максимизация которого гарантировала бы решение задачи, никакой математик или конструктор не в состоянии. Более того, в реальности функционал зависит не только от конструктивных параметров самолета, но и от большого количества неопределенных факторов уÎY, характеризующих среду, в которой самолет будет функционировать. Таким образом F=F (x,y).

Тем не менее, для решения этой задачи мы можем использовать идеи имитации. Рассмотрим оба типа самолетов, о которых шла речь; сначала обсудим ситуацию с истребителем. Предположим, что мы создали систему, имитирующую бой двух истребителей. Закладывая в ЭВМ параметры проектируемого и какого-либо из существующих самолетов-истребителей, мы Разыгрываем серию боев нашего будущего самолета с машиной, с которой мы собираемся его сравнить. В результате набираем необходимую статистику. Она нам и покажет, какой из самолетов "лучше". Речь идет о завоевании господства в воздухе. И если оказалось, что большее количество боев выиграл проектируемый самолет, то это и будет означать, что он лучше существующего. С самолетом для гражданского воздушного флота дело будет обстоять несколько сложнее: там нет никакой явной характеристики "качества" самолета. Но проведя серию имитационных экспериментов, мы дадим возможность эксперту, если ситуация отвечает гипотезе компетентности, выбрать более предпочтительный вариант.

Значит, имитационная система в принципе позволяет сравнивать варианты и отбирать наилучший. А это и означает возможность поиска максимума функционала без знания его явного выражения. Однако это лишь "принципиальная" возможность использования имитационной системы как инструмента оптимизации. Имитационная система-это, в принципе, машинный аналог испытательного полигона. Имитационный эксперимент на порядок дешевле летного или любого натурального эксперимента. Но всего лишь на порядок: использовать имитационную систему, так же как и систему летных испытаний, для коренного совершенствования конструкции невозможна. имитационная система-это прежде всего инструмент проверки, может быть, очень незначительного улучшения. Создание имитационной системы - еще не решение проблемы.

Значит, для действительно эффективного использования имитационной системы и всей системы автоматизированного проектирования необходимо учитывать тот факт, что и главный конструктор обладает определенными и вполне ограниченными психофизиологическими возможностями обработки информации. Следовательно, необходима декомпозиция проблемы. последнее означает, что требуется система процедур, позволяющая конструктору, и прежде всего главному конструктору, оперируя с ограниченной информацией, вести направленный поиск оптимальных параметров конструкций.

Некоторые варианты схемы проектирования

а) Вспомогательные функционалы, паретовский анализ. Обсуждение процедур автоматизированного проектирования начнем с высшего уровня-уровня главного конструктора. Как уже было сказано, конструктор может мыслить относительно небольшим числом параметров И эти параметры, как правило, являются агрегатами, т.е. некоторыми функциями конструктивных параметров самолета причем <<N. В реальных условиях nникогда не превосходит десятка, N-это многие тысячи.

Как следует из опыта организации и использования неформальных процедур, агрегированные характеристики, которыми мыслит эксперт, всегда достаточно индивидуализированы. Но это не значит, что системы автоматизированного проектирования должны быть строго индивидуальны. Отдельные блоки системы, общая схема операционной системы САПР (системы автоматизированного проектирования), структура банков данных, основная часть математического обеспечения должны быть стандартизированы. Но не может не приниматься во внимание тот факт, что главный конструктор машины по-своему думает о ней, имеет собственные оценки и критерии, отличные от тех, которые имел бы другой главный конструктор.

Не следует, конечно, и переоценивать роль этого индивидуального элемента. Существует целый ряд характеристик конструкции (самолета, в частности), которые являются общепринятыми. Например, для самолета максимальная скорость, маневренность, потолок и т.д. Но, кроме того, в зависимости от характера проектируемого самолета и особенностей мышления конструктора могут возникнуть и специфические параметры. Например, если речь идет о пассажирском лайнере или транспортном самолете, то может возникнуть потребность в расчете прочностных или экономических характеристик. Перестройка математического обеспечения в этом случае не будет носить принципиального характера, поскольку эти характеристики практически всегда вычисляются в одном из блоков имитационной системы.

Очень важно еще, чтобы расчет агрегированных характеристик был достаточно простым, с тем чтобы он мог быть проведен с помощью математического обеспечения, которое содержится в отдельных блоках системы. Примером таких расчетов является расчет тактико-технических характеристик. Итак, первый этап декомпозиции состоит в назначении некоторого набора функционалов, которые, с точки зрения главного конструктора, достаточно полно характеризуют конструкцию, с тем чтобы среди возможных вариантов отобрать те, которые будут подвергнуты дальнейшему анализу. назначение этих функционалов - акт неформальный, но на их основе развивается определенный формализм. Следующий этап-это выделение существенных переменных. Последующий этап-организация и использование процедур оптимизации, составляющих основу для построения паретовского множества. Дальнейшие процедуры паретовского анализа - выбор параметров х, реализующих компромисс:

Представим себе общую схему процедур проектирования на уровне главного конструктора.

Задаем функционалы (акт существенно неформальный).

Формируем функционал (это-последовательность строгих процедур).

Строим функцию , для чего в пространстве строим сетку с узлами и для каждого = решаем задачу --max.

Решаем задачу и находим "оптимальное значение" .

По заданному определяем параметры конструкции и переходим к следующему этапу проектирования.

б). Случай, когда существует доминирующий функционал.

До сих пор мы ориентировались на изучение того случая, когда нет формализованного критерия, когда оценка качества проекта - это субъективно представление эксперта. Была рассмотрена также ситуация, в которой можно составить систему формальных процедур, позволяющих вычислить функционал. Но вычисление этого критерия было столь трудоемким, что его нельзя было использовать непосредственно для определения оптимальной системы параметров конструкции.

Весьма распространенным свойством объекта проектирования является существование некоторого доминирующего функционала, и весь анализ конструкции должен быть привязан к изучению вариантов в окрестности его оптимума.

Предположим, что проект характеризуется показателями а конструктор стремится выбирать параметры конструкции - вектор х - так, чтобы обеспечить выполнение условий . Обозначим через решение задачи Пусть новое ограничение состоит в том, что на выбор х наложено условие вида где 0<k<<1. В качестве функционала выступает обычно стоимость проекта и она не должна превосходить величины его наименьшей возможной стоимости на 100 k%. Определив минимальную величину и систему параметров - вектор , который реализует этот "оптимальный" проект,--мы вычислим в точке остальные характеристики: Они должны быть предъявлены эксперту, который будет заведомо неудовлетворен значениями найденных показателей. Значит самый дешевый проект должен быть забракован. Он не будет удовлетворять заказчика по другим показателям. Но от предельной стоимости мы далеко отступить не сможем, нас лимитируют выделенные деньги. Поэтому в окрестности точки надо тем или иным образом построить сетку точек, которым соответствуют близкие значения функционала . где в зависимости от ситуации числа берутся равными 0,01; 0,02; … Затем вычисляются значения показателей которые предъявляются эксперту, после чего из множества точек выделяется некоторое подмножество вариантов для последующего анализа, а остальные варианты исключаются из рассмотрения.

в) Еще один пример декомпозиции.

При реализации процедуры, описанной в предыдущем пункте, мы неизбежно встретим одну трудность, типичную для любого проекта,--размерность задачи. Для этой цели ввели "существенные" функционалы и "существенные" переменные, которые позволили от задач, размерность которых была порядка многих тысяч, перейти к задачам размерности десятка. пояснить сказанное можно примером проектирования системы обустройства нефтеносного региона.

Предположим, что речь идет о проекте обустройства системы нефтяных месторождений А, Б, В, Г, Д. какие задачи должен решать проектировщик генеральной схемы? Прежде всего у него есть определенная цель - обеспечить выполнение плана поступления нефти в центральный нефтепровод Этот план задан данному региону исходя из общих потребностей страны в нефти в виде некоторой функции где -момент начала добычи нефти, Т-конец планового периода. Задача проектировщика состоит в том, чтобы определить плановые задания производства отдельным месторождениям , создать проект сети нефтепроводов, соединяющих месторождения с центральным нефтепроводом, определить очередность строительства, наметить пункты сбора и первичной обработки нефти, спроектировать систему закачки воды для поддержания пластового давления, спроектировать систему электропитания и т.д. в результате должна быть выдана документация на все необходимое оборудование, вся его спецификация, включающая тысячи наименований. Все это множество величин должно быть выбрано так, чтобы не только обеспечить выполнение условия , но и достичь минимума стоимости, т.е. минимума функционала , и, кроме того, минимизировать значения многих других показателей, которые характеризуют качество проекта.

Разумеется, составление проекта, выбор параметров потребуют определенной иерархии, проектирования "по этажам". Верхним этажом, очевидно, должна быть генеральная схема, в которой каждое из месторождений выступает как отдельный объект. Но такое выделение верхнего уровня имеет смысл лишь тогда, когда каждое из месторождений описывается относительно небольшим количеством параметров. Но как это сделать, если количество скважин на более или менее крупном месторождении исчисляется тысячами? Очевидно, что без специальной формы агрегирования, объединения величин здесь не обойтись.

Способ агрегирования подсказывает сама особенность задачи. поскольку количество скважин очень велико, то вместо рассмотрения отдельных скважин как самостоятельных объектов будем рассматривать их как распределения или, что то же самое, считать число скважин на том или ином месторождении непрерывной и дифференцируемой функцией времени. Тогда изменение числа скважин будет описываться системой дифференциальных уравнений вида

где -число скважин на месторождении номера i, - вектор ресурса, выделенный на разбуривание месторождения номера i. Введем величину -дебит отдельной скважины на месторождении номера i. Эта величина определяется многими факторами, но главные из них - это количество скважин и количество уже добытой нефти . Таким образом, закон изменения величины может быть параметризован в виде Величина зависит еще от многих факторов: от способа эксплуатации, от уровня того пластового давления, которое поддерживается закачкой воды, и т.д. Но на верхнем уровне проектирования, когда нам надо представить себе лишь общие контуры проекта, мы считаем, что все эти факторы, выбор которых находится в нашем распоряжении, определены некоторым "оптимальным" образом.

г) Иерархия уровней проектирования и буферные системы.

До сих пор мы обсуждали только процедуры, осуществляемые на верхнем уровне проектирования. В результате мы сможем получить некоторый эскиз будущего проекта. Бесспорно, это важнейший этап проектирования. Подчеркнем паретовский анализ. Мы все время развиваем идеи диалога, вся система процедур направлена на одно: помочь конструктору избежать лишней работы, анализа бесперспективных вариантов, последовательно сужая множество претендентов на решение.

На следующем этапе начинается проектирование отдельных частей самолета: фюзеляжа, моторных отсеков, электрооборудования и т.д. Каждый из этих объектов сам по себе является достаточно сложной системой и определяется большим числом различных характеристик.

Обсуждая особенности процедур верхнего уровня, мы отметили особое значение системы конструкторских, проектировочных ограничений - множества Х. Это-квинтэссенция инженерного опыта и инженерной квалификации. То же самое надо сказать и о системе ограничений его агрегатов.

Предположим теперь, что отдельные самолетные агрегаты спроектированы. На этом этапе могут возникнуть определенные трудности согласования решений, принятых на уровне главного конструктора и конструкторов, проектирующих отдельные части самолета. Конструктор фюзеляжа может не вписать свою конструкцию в жесткие рамки ограничений по весу изделия в целом и по геометрическим параметрам. Конструктор двигателей не сможет, например, обеспечить требуемую зависимость мощности от высоты или скорости и т.д. Поэтому, если собрать все отдельные технические решения в единый проект, то его облик будет очень далек от того, который представлял себе главный конструктор в самом начале.

Завершив работу над формированием облика, т.е. выбрав параметры х, мы уже можем представить себе облик самолета с большим числом подробностей. Необходима система разнообразных пересчетов. Эта система называется буферной системой. Например, функционалы можно вычислить теперь гораздо точнее, ибо на втором уровне мы знаем большинство величин и можем рассчитать новые значения функционалов где -уже некоторые известные величины, а не нули, как мы считали при реализации процедур формирования облика.

Подобная система пересчетов дает возможность уточнить концепцию. Но могут быть и другие системы пересчетов. Таким образом буферная система несет разнообразную нагрузку. Она позволяет уточнить характеристики создаваемой системы и служит средством организации диалога между проектировщиками.

Здесь говорилось о проектировании самолета. По существу, все сказанное сохраняет свою силу и для автоматизированного проектирования любой сложной технической системы-корабля, ракетного комплекса, сложной технологической линий, комплексного химического производства и т.д. Конечно, структура алгоритмов и система критериев - все будет иным. Но общий подход, расчленение проблемы, паретовский анализ, способы организации диалога с помощью имитационной системы сохранят свою силу.

Заключение

Сегодня автоматизация проектирования, если ее понимать достаточно широко, - это один из важнейших приложений системного анализа. Было рассмотрено 2 примера проектирования конкретных систем. Они в некотором смысле являются двумя главными случаями. Но тем не менее имеется много общего в проектировании систем автоматизации. Это общее позволяет рассматривать весь процесс автоматизирования как некоторый, специальным образом организованный, диалог. И организация диалога человек-ЭВМ есть главное в системах САПР. Показать, что диалог-это своеобразный алгоритм, построение которого требует высокого профессионализма, показать, что это и есть краеугольный камень всей автоматизации проектирования, - было главной задачей.

Литература

1. Губанов В.А. и др. Введение в системный анализ; Под ред. Л.А. Петросян. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1988.

2. Каган М.С. Системный подход и гуманитарное знание. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1991.

3. Карташев В.А. Система систем: Очерки общей теории и методологии. - М.: Прогресс-Академия, 1995.

4. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа: Учеб. Пособие для вузов. - М.: Наука, 1981.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений07:30:42 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
19:44:52 28 ноября 2015

Работы, похожие на Реферат: Проблема автоматизации проектирования в теории систем

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(151204)
Комментарии (1843)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru