Разработка математической модели и программная реализация слабоформализованных процессов структурного синтеза машиностроительных объектов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.12, кандидат наук Валеев, Олег Федорович

  • Валеев, Олег Федорович
  • кандидат науккандидат наук
  • 2013, Ижевск
  • Специальность ВАК РФ05.13.12
  • Количество страниц 189
Валеев, Олег Федорович. Разработка математической модели и программная реализация слабоформализованных процессов структурного синтеза машиностроительных объектов: дис. кандидат наук: 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (по отраслям). Ижевск. 2013. 189 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Валеев, Олег Федорович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

1.1. Анализ структуры процесса создания изделия

1.2. Анализ средств автоматизации этапа конструирования изделия

1.3. Варианты постановки и методы решения задачи структурного синтеза

2. МОДЕЛЬ КЛАССА ОБЪЕКТОВ СТРУКТУРНОГО СИНТЕЗА

2.1. Принципы описания объекта

2.2. Построение варианта декомпозиции

2.2.1. Описание первого варианта объекта, проблемы и их решения

2.2.2. Описание второго и последующих вариантов объекта

2.3. Построение обобщенной модели

2.4. Построение и расширение классификатора

2.5. Анализ запрещенных вариантов и формализация запрещенных фигур

3. МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА СТРУКТУРНОГО СИНТЕЗА

3.1. Описание проблемы выполнения структурного синтеза сложных объектов

3.2. Направления и методы оптимизации процесса синтеза

3.3. Факторы упорядочения признаков при перемножении

3.4. Построение и анализ вычислительной сложности обратных функций

3.5. Определение порядка перемножения признаков в ходе синтеза

3.6. Процедура анализа на нефункциональные составные запрещенные

фигуры

3.7. Выводы и результаты

4. РАЗРАБОТКА, РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ СИНТЕЗА

4.1. Методология проектирования системы

4.2. Структура системы и интерфейс подсистем

4.2.1. Подсистема сбора информации о вариантах объекта

4.2.2. Подсистема построения и расширения классификатора

4.2.3. Подсистема формирования запрещенных фигур

4.2.4. Подсистема синтеза

4.2.5. Подсистема данных

4.3. Программная реализация системы

4.4. Экспериментальная оценка эффективности разработанной системы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ПРИМЕР ПРОГРАММНОГО КОДА МОДУЛЯ ГЕНЕРАЦИИ РАЗРЕШЕННЫХ ВАРИАНТОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА СИНТЕЗА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЭКСПЕРИМЕНТА

ПРИЛОЖЕНИЕ В. АКТ О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ В ИНСТИТУТЕ МЕХАНИКИ ИЖГТУ ИМЕНИ М.Т. КАЛАШНИКОВА

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. АКТ О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ НА ПРЕДПРИЯТИИ ООО «РОСПРИВОД»

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Системы автоматизации проектирования (по отраслям)», 05.13.12 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка математической модели и программная реализация слабоформализованных процессов структурного синтеза машиностроительных объектов»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время коммерческий успех любого промышленного предприятия напрямую зависит от того, насколько быстро оно сможет отреагировать на изменяющиеся требования рынка путем изменения ассортимента предлагаемой продукции. Скорость разработки новых видов продукции определяется временем выполнения всех этапов процесса создания изделия. Актуальность данного исследования обусловливается потребностью сокращения времени создания новых изделий путем автоматизации выполнения всех этапов его создания.

Наименее автоматизированным на сегодняшний день является этап структурного синтеза, поскольку отсутствует весь набор алгоритмов, позволяющих произвести синтез конструкции. Существующие в малом количестве зависимости и методики покрывают лишь короткие шаги процесса синтеза и встречаются только в узкоспециализированных областях конструирования. Одним из наиболее перспективных подходов к решению данной проблемы является метод структурного синтеза посредством комбинаторного перебора. Однако одним из важнейших недостатков этого подхода является эффект комбинаторного взрыва, означающий резкий рост вычислительной сложности алгоритма процесса синтеза с возрастанием степени сложности синтезируемого объекта. Диссертационная работа направлена на разработку моделей и методов процесса структурного синтеза, позволяющих существенно сократить вероятность достижения предельных значений параметров вычислительного процесса (объема памяти и вычислительной сложности) вследствие комбинаторного взрыва при выполнении структурного синтеза, что позволит успешно использовать комбинаторные методы для решения задач конструирования и в конечном итоге сократить длительность процесса создания изделия в целом.

Существуют немногочисленные системы (как правило, на стадии бета-версии), предоставляющие средства автоматизации структурного синтеза объекта

методами комбинаторного перебора дискретных структур объекта. Однако задача оптимизации комбинаторного перебора в этих системах не решена или предоставлена для решения пользователю системы, который при этом должен обладать достаточной квалификацией для оптимизации алгоритма перебора. Таким образом, существующие системы не эффективны для автоматизации выполнения структурного синтеза сложных объектов.

Областью исследования в настоящей работе является разработка научных основ построения средств САПР, разработка и исследование моделей, алгоритмов и методов синтеза проектных решений. Объектом исследования в настоящей работе является процесс структурного синтеза сложных объектов, построенных на дискретных структурах. Предметом исследования в настоящей работе являются модели и методы оптимизации процесса структурного синтеза сложных объектов, построенных на дискретных структурах, посредством комбинаторного перебора в условиях слабой формализации.

Целью настоящей работы является повышение эффективности функционирования средств автоматизации структурного синтеза изделий машиностроения посредством разработки моделей и методов снижения вероятности достижения предельных значений параметров вычислительного процесса в ходе структурного синтеза.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Построение модели класса объектов на базе методов характеризационного анализа, имеющей меньшую избыточность и более высокую степень автоматизации построения.

2. Разработка математической модели процесса структурного синтеза, значительно сокращающей рост вычислительной сложности процесса синтеза вследствие комбинаторного взрыва.

3. Решение оптимизационной задачи процесса синтеза во избежание последствий комбинаторного взрыва.

4. Разработка модели системы структурного синтеза и инструментальных средств для построения САПР.

5. Программная реализация инструментальных средств построения САПР.

Теоретические исследования выполнены на основе теории характеризационного анализа, методов системного анализа, теории графов и методов прикладной и информационной математики, позволяющих моделировать и оптимизировать процессы синтеза. Экспериментальные исследования выполнены при помощи частотного метода определения вероятности события.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и результатов подтверждается корректным применением вышеописанных методов исследования и соответствием полученных результатов ожидаемым.

На защиту выносятся:

1. Модификации метода описания объекта синтеза.

2. Модификации метода построения модели класса синтезируемых объектов.

3. Модель и методы оптимизации процесса структурного синтеза.

4. Подход к построению системы синтеза, инвариантной по отношению к объекту синтеза.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработаны модификации методов построения модели единичного объекта и модели класса объектов, позволяющие сократить избыточность и повысить степень автоматизации построения модели класса объектов. В частности, предложено: использовать атрибуты, отражающие особенность вершин обобщенной модели и классификационных признаков, описывать функциональные вершины конструкций вариантов объекта наименованием и назначением, описывать вершины структурной полноты конструкций вариантов объекта категорией и значением, формировать справочники-классификаторы по стандартным элементам в качестве дополнительного источника модулей класса объектов.

2. Разработан графово-табличный метод построения обобщенной модели класса объектов, упрощающий построение модели по сравнению с

известными методами при сохранении необходимых для ее расширения данных.

3. Разработана модель процесса структурного синтеза, методы оптимизации процесса синтеза и алгоритмы упорядочения перемножаемых признаков на различных этапах процесса синтеза. Разработанные модель, методы и алгоритмы позволяют за счет использования новых направлений оптимизации (синтез без анализа, ранний анализ, узконаправленный анализ), обратных функций и группировки признаков по функциям в процессе перемножения существенно сократить вычислительную сложность процесса синтеза и объем памяти, необходимый при его выполнении, что значительно снижает вероятность достижения предельных значений вычислительного процесса при выполнении синтеза.

4. Предложена классификация расчетных зависимостей по обратимости, классификация обратимых функций по типу получаемой обратной функции, классификация обратных функций по типу расчета. Разработан метод определения обратимости аналитических функций и алгоритм тождественного преобразования, позволяющий автоматизировать их обращение. Предложенные классификации, метод и алгоритм позволяют снизить вычислительную сложность процесса структурного синтеза.

Практическая ценность работы заключается в успешном применении новых эффективных моделей и методов оптимизации процесса синтеза при создании программной системы «Ргос^^Зйи^упЙ^з», обеспечивающей эффективную реализацию процессов структурного синтеза объектов, и включающей в себя:

- подсистему сбора информации о вариантах объекта, позволяющую формализовать конструкторский опыт, необходимый для построения обобщенного графа структур вариантов объекта и классификатора синтезируемого объекта;

- подсистему построения и расширения классификатора, позволяющую в автоматизированном режиме получить классификатор объекта - основу модели класса объектов;

- подсистему формирования запрещенных фигур, предназначенную для формализации знаний эксперта о запрещенных фигурах и классификации запрещенных фигур;

- подсистему синтеза, позволяющую на основе модели класса объектов получить реализуемые варианты изделия согласно заданным пользователем критериям.

Разработанная программная система «Ргос1ис181гис18уп1;11е518» фактически является инструментальным средством разработки САПР конкретного изделия.

Результаты работы внедрены в практику проектирования спироидных редукторов в Институте механики ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова» и ООО «Роспривод», что подтверждено актами внедрения.

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства образования и науки по теме «Создание концептуального научного подхода к разработке конструкций и технологий производства машиностроительных изделий типа тяжелонагруженных спироидных редукторов», а также этапа «Разработка модели автоматизированной системы синтеза исследуемых технологий с разработкой алгоритмов оптимизации вычислительных процессов при комбинаторном переборе» научно-исследовательской работы «Разработка прогрессивных, малоотходных, интенсифицированных технологических процессов изготовления деталей военной и специальной техники».

Основные результаты работы докладывались на Международном Симпозиуме «Теория и практика зубчатых передач» (Ижевск, электронное издание, 2013), XVI Международной научно-практической конференции «Научная дискуссия: вопросы технических наук» (2013), а также семинарах и конференциях Института механики ИжГТУ им. М.Т. Калашникова.

Результаты работы изложены в 8 научных работах, включающих 5 работ, опубликованных в научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка, включающего 108 наименований, и 4 приложений. Работа изложена на 168 страницах и содержит 44 рисунка и 5 таблиц.

В первой главе приводится анализ процесса создания изделий, анализ существующих САПР, относительно успешно автоматизирующих различные этапы создания изделий, анализ вариантов постановки и методов решения задачи структурного синтеза.

Во второй главе сформулированы принципы описания объекта синтеза, представлены математические модели и методы, позволяющие в ходе экспертного опроса формализовать опыт конструктора в отношении структуры объекта синтеза в виде модели класса объектов, включающей в себя множество модулей, объединяющее функциональные модули (узлы, сборки, детали) и модули структурной полноты (характеристики) и необходимое для синтеза вариантов объекта методом комбинаторного перебора, и множество запрещенных фигур -причин нереализуемости вариантов объекта - для отсева запрещенных вариантов или предупреждения их генерации в ходе синтеза.

Третья глава посвящена разработке математического обеспечения процесса синтеза. В частности, показана необходимость оптимизации процесса синтеза объектов средней степени сложности, указаны задачи оптимизации и методы их решения, исследованы факторы и предложен метод упорядочения признаков для их декартова перемножения в процессе синтеза, предложена классификация расчетных зависимостей по обратимости, выполнен анализ вычислительной сложности расчетных зависимостей, предложен метод получения обратных функций методом тождественных преобразований, разработан метод оптимизации числа промежуточных вариантов, для которых выполняется анализ на запрещенные фигуры в ходе синтеза.

В четвертой главе предложена методология построения и показана реализация системы структурного синтеза, в основу которой положены разработанные модели класса объектов и процесса структурного синтеза. Определены методология построения системы, набор взаимодействующих

подсистем, язык программирования, среда разработки, предложены эффективные структуры данных, показаны основные аспекты реализации и примеры функционирования разработанной системы структурного синтеза. Показаны результаты эксперимента по сравнению вероятности достижения предельных значений вычислительного процесса при выполнении синтеза на основе разработанной модели процесса синтеза и неоптимизированной модели процесса синтеза.

В заключении диссертационной работы сформулированы основные выводы и результаты выполненных исследований и намечены возможные перспективные направления их развития.

В приложениях к работе помещены: пример программного кода модуля генерации разрешенных вариантов, результаты экспериментов, акты о внедрении результатов диссертационной работы.

1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ 1.1. Анализ структуры процесса создания изделия

На сегодняшний день в условиях острой конкуренции и быстро изменяющихся потребностей рынка коммерческий успех промышленного предприятия во многом зависит от того, как быстро оно сможет расширить ассортимент предлагаемой продукции. Для радикального сокращения сроков создания нового изделия, соответствующего текущим потребностям, необходима автоматизация процесса его создания.

В развитие методологии создания САПР различного отраслевого назначения внесли большой вклад отечественные и зарубежные ученые Половинкин А.И., Горбатов В.А., Решетников В.Н., Норенков И.П., Осипов В.А., Медведев B.C., Корячко В.П., Лохин В.М., Кутепов В.П., Нечаев В.В., Чистов В.П., Малина О.В., Ротков С.И., Принс М., Хог Э., Apopa Я., Сазерленд И. и многие другие.

Для автоматизации процесса создания изделия важно выделить его этапы и круг задач, решаемых на каждом из этих этапов (см. рисунок 1.1):

1. Формирование технического задания. Данный этап процесса создания изделия подразумевает определение требований к новому изделию. Изначально эти требования зачастую сформулированы на языке потребителя-неспециалиста, поэтому задачей данного этапа формирования технического задания также является перевод требований к изделию на язык предметной области. Например, техническое задание на разработку редуктора может ограничивать его максимальную массу, минимальный КПД и диапазон передаточного отношения. Результатом выполнения этапа является техническое задание - исходный документ для разработки и испытания изделия [33].

2. Проектирование. На данном этапе определяется общий способ реализации требований технического задания, сформулированных на предыдущем этапе. Как правило, определение концептуальных свойств изделия

выполняется согласно известным в предметной области методикам и алгоритмам. Результатом этапа проектирования является проектная модель создаваемого изделия, отражающая предлагаемую концепцию решения задачи создания изделия, отвечающего требованиям технического задания.

3. Конструирование. На этом этапе согласно созданной на предыдущем этапе проектной модели изделия и заданными техническим заданием выходными характеристиками должны быть определены значения всех параметров изделия - форма, материал, габаритные размеры и другие количественные характеристики изделия и его компонентов (функциональных элементов), их взаимное расположение, технологические особенности изготовления и т.д. Таким образом, результатом выполнения этого этапа становится исчерпывающее структурное описание изделия, выраженное, как правило, в виде чертежей или объемной модели.

4. Технологическая реализация. Предполагает разработку технологических

процессов производства изделия в соответствии с его структурным описанием, а именно, характер и последовательность обработки деталей для получения изделия с заданными на предыдущем этапе параметрами. В частности, определяются параметры заготовок деталей, методы и оборудование для их обработки, а также порядок следования операций. При подготовке техпроцессов используется метод групповой обработки детали, в соответствии с которым детали группируются согласно необходимым операциям обработки, за счет чего достигается экономия времени на переналадку станка. Итог данного шага процесса создания изделия -

Рисунок 1.1- Схема процесса создания изделия

техпроцесс обработки и сборки деталей в готовое изделие, который исчерпывающе описан соответствующей технической документацией.

5. Производство. Этап выпуска партии или опытного образца разработанного изделия согласно комплекту технической документации.

6. Испытания. На этом этапе произведенный опытный образец подвергается комплексу испытаний. В результате проведенных испытаний должна быть как минимум определена степень соответствия произведенного изделия требованиям технического задания, и как максимум - определена степень удовлетворения потребностей, явившихся причиной создания нового изделия.

Информационные связи, присутствующие между этапами процесса создания изделия, отражают последовательную передачу результатов выполнения одного из предыдущих этапов к следующему. Однако в ходе выполнения процесса разработки возможны ситуации, когда обнаруживается невозможность выполнения одного из этапов процесса на основании данных, полученных с предыдущего этапа, либо несоответствие результатов этапа требуемым характеристикам изделия. Возникновение таких ситуаций отражают обратнонаправленные информационные связи в схеме процесса создания изделия, предполагающие возврат на этапы проектирования, конструирования и технологической реализации с более поздних этапов разработки. Таким образом, возникшие несоответствия между полученным продуктом и требованиями к нему должны быть устранены путем выбора другого способа обработки заготовок и деталей на этапе технологической реализации, выбора других параметров изделия на этапе конструирования или выбора другого способа реализации исходных требований к изделию на этапе проектирования. Таким образом, необходимость автоматизации процесса создания изделия подтверждается немалым числом как прямых, так и обратных информационных связей, а также большим объемом данных, передаваемых с этапа на этап. Однако в силу ряда причин достигнутая на сегодняшний день степень автоматизации каждого из этапов процесса создания изделия различна.

Так, значительные успехи достигнуты в области автоматизации этапа проектирования. Это стало возможным благодаря наличию алгоритмов, методик, правил и зависимостей, совокупность которых в большинстве случаев позволяет однозначно определить те или иные свойства изделия, согласующиеся с требованиями, предъявляемыми к нему техническим заданием. Например, машиностроительная САПР АРМ WinMachine, разработанная в России, представляет собой комплексное программное обеспечение для автоматизированного расчета и проектирования в машиностроении [67]. В частности, некоторые модули данного программного комплекса предлагают в набор известных конструкторских решений элементов структуры изделия, что упрощает как общую разработку концепции изделия, так и синтез его конструкции.

Создание техпроцесса производства изделия также опирается на большое количество методик и алгоритмов, отражающих опыт решения подобных задач. В отсутствие прямых алгоритмов формирования техпроцесса, возможно обращение к специальным методам: методу обработки групповой детали [64], применение экспертных систем [9, 94, 106, 108] и др. На основе этих методов созданы и развиваются большое число САПР [80, 84, 88, 98], предоставляющих возможность автоматизированного формирования техпроцесса производства изделия. Примером таких САПР являются TECHCARD, ADEM, T-Flex и другие.

Автоматизация этапов производства и испытания в основном связана с применением роботизированных производств и контрольных участков.

Наиболее неоднозначны успехи автоматизации этапа конструирования. Рассмотрим шаги процесса конструирования и средства их автоматизации.

1.2. Анализ средств автоматизации этапа конструирования изделия

Степень автоматизации этапа конструирования определяется степенью автоматизации его шагов, в ходе которых происходит преобразование общей

концепции изделия в конкретную его реализацию в чертежах. Этими шагами являются:

1. Выполнение инженерных расчетов. Этап позволяет определить некоторые параметры изделия и его компонентов согласно значениям, указанным в техническом задании.

2. Синтез конструкции изделия (структурный синтез). Этап заключается в доопределении тех параметров изделия и его компонентов, которые не были определены в ходе выполнения инженерных расчетов.

3. Анализ структуры на соответствие требованиям технического задания, выполнение проверочных расчетов. Данный этап предполагает применение расчетов к структуре изделия, позволяющих получить выходные параметры изделия и сравнить их с предъявленными к нему требованиями.

4. Построение и визуализация моделей изделия. Этап заключается в построении и визуализации чертежей, видов, объемных моделей изделия, которые в совокупности исчерпывающе описывают структуру изделия и являются результатом процесса конструирования.

Попытки автоматизации этапа конструирования начинались с автоматизации шага инженерных расчетов [6, 36, 38, 79, 85, 86, 90], поскольку его теоретическое обеспечение содержит большое число функциональных зависимостей, легко поддающихся реализации на ЭВМ. Однако такие синтетические расчеты, которые позволяют рассчитать характеристики изделия по исходным данным, присутствуют лишь в редких узкоспециальных областях конструирования, тогда как большинство расчетов являются проверочными. По этим причинам САПР, предоставляющие средства автоматизации шага инженерных расчетов (Autodesk Inventor Series 11, KOMIIAC-3D, SolidWorks [74, 82, 98]), содержат специализированные модули для поддержки расчета отдельных классов объектов. Примером такого модуля является модуль расчета пружин КОМПАС-Spring системы КОМПАС, который обеспечивает выполнение проектного или проверочного расчетов цилиндрических винтовых пружин

растяжения и сжатия, а также тарельчатых пружин и пружин кручения. По результатам расчетов могут быть автоматически сформированы чертежи пружин, содержащие виды, технические требования, диаграммы деформаций или усилий, с последующей генерацией ЗБ-моделей, что стало возможным благодаря дополнению пакетов машинной графики системами геометрического моделирования и подготовки текстовой конструкторской документации, а также развитие экспертных систем, позволяющих оценить сформированную конструкцию [37, 44, 70, 81, 83, 89, 96, 105, 106, 107].

Серьезным шагом в развитии САПР стали работы, посвященные синтезу конструкции, попыткам ее структуризации и логического описания [7, 8, 76, 92, 97, 98, 99, 101]. Однако и по сей день этап синтеза структуры изделия остается наиболее сложным для автоматизации в конструировании. Сложность заключается в том, что алгоритмы, которые позволяли бы выполнить синтез конструкции от начала и до конца, как правило отсутствуют, а существующие в малом количестве зависимости и методики покрывают лишь короткие шаги процесса синтеза и встречаются только в узкоспециализированных областях конструирования. Вследствие этого шаг структурного синтеза обычно выполняется конструктором на основании накопленного опыта и интуиции. Попытки предложить существенную степень автоматизации шага структурного синтеза за счет искусственной формализации и построения синтетических зависимостей на основании опыта конструктора или коллективного опыта специалистов в рамках целого предприятия были успешными лишь в некоторых узких областях и не позволили говорить о полной автоматизации процесса структурного синтеза.

Этап анализа конструкции, по крайней мере в виде выполнения проверочных расчетов, поддерживают многие системы автоматизации. Это обусловлено теми же причинами, что и поддержка шага инженерных расчетов -все расчеты легко реализуемы на ЭВМ, и их автоматизация существенно сокращает трудоемкость анализа конструкции на соответствие исходным данным. Примерами таких САПР являются MSC.Nastran [103] и Altium Designer [93].

Для получения результата конструирования рассчитанные характеристики необходимо визуализировать в виде чертежей - с поддержкой как этапа их построения, так и этапов визуального моделирования проектируемого объекта. На сегодняшний день достигнут высокий уровень автоматизации этого шага и качества получаемых моделей изделия, что связано с многообразием возможной реализации этого процесса [36, 66, 69, 86]. Первыми были созданы САПР, предоставляющие функционал кульмана, то есть обеспечивающие базовые операции по выполнению чертежа. Дальнейшее развитие САПР привело к появлению возможности представить проектируемый объект в виде объемной модели. Современные САПР позволяют не только оценить внешний вид объекта, но также и сгенерировать трехмерную модель по плоским проекциям объекта или наоборот, построить двумерное изображение объекта по его объемной модели. В настоящее время развитие таких систем направлено на расширение возможностей визуализации и упрощение создания модели объекта. Примерами таких систем в машиностроении являются SolidWorks [74] и отечественная КОМПАС-ЗБ [82], в области проектировании электронных схем - Altium Designer [93], в области проектирования строительных конструкций - ArchiCAD и Pit-CAD [91, 104]. Процесс создания объемной модели изделия в этих системах заключается, как правило, в последовательном применении стандартных для данных систем или заранее сформированных пользователем преобразований к некоторой начальной форме.

Автоматизация создания чертежей, помимо трехмерного моделирования, реализована путем использования банка готовых элементов - прототипов [35, 39, 63, 102]. Такими прототипами могут быть стандартные неизменяемые блоки или параметризуемые объекты, размерные характеристики которых могут быть изменены в соответствии с поставленной задачей. Также дополнение системы прототипами возможно путем подключения к ней модулей, содержащих программно формируемые объекты.

Похожие диссертационные работы по специальности «Системы автоматизации проектирования (по отраслям)», 05.13.12 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Валеев, Олег Федорович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Амосов A.A., Дубинский Ю.А., Копченова Н.П. Вычислительные методы для инженеров. —М.: Мир, 1998.

2. Ананий В. Левитин Глава 4. Метод декомпозиции: Быстрая сортировка// Алгоритмы: введение в разработку и анализ.—М.: «Вильяме», 2006. — С. 174-179. — ISBN 5-8459-0987-2

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя / В.И. Анурьев: В 3 т. Т.З. - 8-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2001. -864 с.

4. Ахо А., Хопкрофт Дж., Ульман Дж. Построение и анализ вычислительных алгоритмов: Пер. с англ./Под ред. Ю. В. Матиясевича. - М.: Мир, 1979.- 535с.

5. Ахо А., Хопкрофт Дж., Ульман Дж. Структуры данных и алгоритмы. -М.: Вильяме, 2007.

6. Бабушкин А.З., Новиков В.Ю., Схиртладзе А.Г. Технология изготовления металлообрабатывающих станков и автоматических линий. -М.: Машиностроение, 1982. - 270 с.

7. Беленький П.В. Функциональные возможности базовой инструментальной системы интерактивной графики БАЗИС ИГ// Автоматизированное проектирование машин, оборудования, приборов и технологических процессов в машиностроении: Тез. докл. всесоюзн. науч.-техн. конф.- Устинов, 1986.- С. 3.

8. Быченко В.П., Осипова Л.И., Тюхтин В.И., Некрасова О.И. Структуризация объекта конструирования в системах автоматизированного выполнения рабочих чертежей деталей // Автоматизированное проектирование машин, оборудования, приборов и технологических процессов в машиностроении: Тез. докл. всесоюзн. науч.-техн. конф,- Устинов, 1986. -С. 6.

9. Вермишев Ю.Х. Основы автоматизации проектирования. - М.: Радио и связь, 1988. - 280 с.

10. Вычислительная схема перебора с возвратом [Электронный ресурс] -Режим доступа: http://study.sfu-kras.ru/DATAydocs/ProgramTheory/recurs/schm_rtn.htm.

11. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей // Учебник - Изд. 6-е, перераб. и доп. - М.: Наука. Гл. ред. физ. мат. лит., 1988 - 448с.- с.386-387

12. Голубков Н.С., Троицкий И.М. Методика геометрического расчета и определение сил, действующих в зацеплении ортогональной спироидной передачи // Механические передачи (исследования, расчет и испытания). Ижевск: Удмуртия, 1967. -С. 126- 132.

13. Гольдфарб В.И., Малина О.В. Автоматизация модульного конструирования спироидных редукторов // Автоматизированное проектирование механических трансмиссий: Материалы международного научно - технического семинара (Ижевск, 1991). - Ижевск: ИМИ, 1991. - С.44-46

14. Гольдфарб В.И., Малина О.В. Интеллектуализация автоматизированного конструирования изделий машиностроения // Информационные коммуникации, сети, системы и технологии: Тезисы докладов Всемирного конгресса ИТС - 93 . - М.,1993. - С.169-175.

15. Гольдфарб В.И., Малина О.В. Метод создания классификатора класса материальных объектов на примере схем передач с перекрещивающимися осями // Проблемы характеризационного анализа и логического управления: Академический сборник научных трудов. - М.: МГГУ, 1999. - С. 80-89.

16. Гольдфарб В.И., Малина О.В. Структурный подход к автоматизированному конструированию изделия на примере редуктора// Логическое управление с использованием ЭВМ: Тезисы докладов 13 Всесоюзного симпозиума (Москва - Симеиз, 1990). - М., 1990. - С.71 -72.

17. Гольдфарб В.И. Основы теории автоматизированного геометрического анализа и синтеза червячных передач общего вида: Дисс. д-ра техн. наук. Устинов, 1985.-417с.

18. Гольдфарб В.И. Проектирование и применение спироидных передач, редукторов и мотор-редукторов // Proceedings of the 5th International Conference "Dynamics of Machine Aggregates", Gabcikovo, Slovakia, 2000, p. 66 73.

19. Горбатов В.А. Автоматизация проектирования сложных логических структур. / В. А. Горбатов, В. Ф. Демьянов, Г. Б. Кулиев и др.-М.: Энергия. 1978.

20. Горбатов В.А. Интеллектуализация информатизационных технологий // Всемирный конгресс ITS-93 Информатизационные коммуникации, сети, системы и технологии: Тез. докл.- М., 1993. -С. 1-5.

21. Горбатов В.А. Логическое управление - десятилетние итоги и перспективы // Логическое управление с использованием ЭВМ: Тез. докл. 10 Всесоюзн. симпоз. - М.-Устинов 1987.- С. 3-7.

22. Горбатов В.А. Проблемы создания интегрированных систем САПР-ГАП // Математическое обеспечение САПР и ГАП в машиностроении: Материалы координационного совещания. - Ижевск, 1984.-е. 3-10.

23. Горбатов В.А. Семантическая теория проектирования автоматов. - М: Энергия, 1979.

24. Горбатов В.А. Схемы управления ЦВМ и графы .-М: Энергия, 1971.

25. Горбатов В.А. Теория синтеза управляющих автоматов София:Техника, 1973.

26. Горбатов В.А. Теория частично упорядоченных систем. - М: Советское радио, 1976.

27. Горбатов В.А. Характеризация. Исчисление семантик. Искусственный интеллект / В. А. Горбатов // Логическое управление с использованием ЭВМ: Тез. докл. 13 Всесоюзн. симпоз. -М. -1990. -С. 3-7.

28. Горбатов В.А., Демьянов В.Ф., Кулиев Г.Б. и др. Автоматизация проектирования сложных логических структур. - М.: Энергия, 1978.

29. Горбатов В.А., Кафаров В.В., Павлов П.Г. Логическое управление технологическими процессами. - М: Энергия, 1978.

30. Горбатов В.А., Останков Б.Л., Фролов С.А. Регулярные структуры автоматного управления .-М: Машиностроение, 1980.

31. Горбатов В.А., Павлов П.Г., Четвериков В.Н. Логическое управление информационными процессами. - М: Энергоатомиздат, 1984.

32. Горбатов В.А., Юзвишин И.Н. Базовые системные многопрофильные технологии накануне XXI века // Проблемы характеризационного анализа и логического управления: Академ, сб. науч. тр.. - М.: МГГУ, 1999. -С. 21-23.

33. ГОСТ 25123-82. Машины вычислительные и системы обработки данных. Техническое задание. Порядок построения, изложения и оформления.

34. Гудмен С., Хидетниеми С. Введение в разработку и анализ алгоритмов: Пер. с англ./ Под ред. В. В. Мартынюка.-М.: Мир, 1981.-368 с.

35. Добрынин С.А., Аболяев А.Ф. Автоматизированное проектирование машиностроительных конструкций// Автоматизированное проектирование в машиностроении: Тез. докл. всесоюзн. науч.-техн. конф.- Устинов, 1985. - С. 6-7.

36. Жихарев В.Ю., Булыгина М.Н., Кириков А.К. Разработка системы автоматизированного проектирования тяжелых продольно-обрабатываюших станков из унифицированных и агрегатных узлов// Разработка и внедрение систем автоматизированного проектирования в машиностроении: Тез. докл. зональной науч.-техн. конф.-Ижевск, 1983. -С. 29-30.

37. ИНТЕРМЕХ - Корпоративные решения для комплексной автоматизации технической подготовки производства [Электронный ресурс] -Режим доступа: http://www.intermech.ru/

38. Коган Ф.А. Инструментальная диалоговая система программирования ДАРП// Автоматизированное проектирование машин, оборудования, приборов и технологических процессов в машиностроении: Тез. стенд, докл. всесоюзн. науч.-техн. конф.- Устинов, 1986.- С. 53-55.

39. Козин A.B., Чалый В.Д., Юшкетов М.Г. Разработка методов подготовки элементов баз данных САПР машиностроения// Разработка и внедрение систем автоматизированного проектирования в машиностроении: Тез. докл. зональн. науч.-техн. конф.-Ижевск, 1983. -С. 20-22.

40. Колмогоров А.Н., Фомин C.B. Элементы теории функций и функционального анализа, 5 изд., М., 1981.

41. Корбут A.A., Финкельштейн Ю.Ю. Дискретное программирование. -М.: Наука, 1969. -368 с.

42. Кузнецов A.C., Лукин Е.В. К вопросу оптимизации проектирования спироидных редукторов трубопроводной арматуры // Интеллектуал. Системы в пр-ве. - 2011.- №2. - С. 121-126.

43. Кулиев Г.Б., Набиев В.В. Математическое обеспечение САПР переключательных схем горной автоматики// Логическое управление с использованием ЭВМ: Тез. докл. 13 Всесоюзн. симпоз.-М.-Симеиз, 1990. - С. 6470.

44. Купреев Н.И. Структуризация и классификация конструкций динами-ческих насосов для их проектирования средствами САПР// Интегральные системы Автоматизированного проектирования: Тез. докл. Всесоюзн. науч.- техн. конф.-М.1989. -С. 86-87.

45. Леонтьев В.К. Дискретные экстремальные задачи// Итоги науки и техники. - М.: ВИНИТИ, 1979. -Т16.- С. 39-102.

46. Малина О.В. Концепция построения и функционирования системы автоматизированного конструирования // Ученые Ижевского Государственного технического университета - производству: Тезисы докладов научно -технической конференций 1994,Ижевск). - Ижевск, 1994. -С.25.

47. Малина О.В. Концепция структурного синтеза объектов и процессов на основе характеризационного анализаЛ Вестник Ижевского Государственного технического университета №2: Периодический научно-технический журнал.-Ижевск: Издательство ИжГТУ, 2001. - Вып. 2. - С. 10-15. ISBN 5-7526-0093-6

48. Малина О.В. Методология построения САК спироидных редукторов // Прогрессивные зубчатые передачи: Доклады международного симпозиума (1994, Ижевск). - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 1994. - С. 185-191

49. Малина О.В. Обобщенная модель объектов различной физической природы//Дни науки -99: Тезисы докладов научно-технической конференции в двух томах. - Озерск: ОТИ МИФИ, 1999. -Том 2, с. 125-127

50. Малина O.B. Особенности использования древовидных структур в системах автоматизированного проектирования //Информационная математика в информациологии: Сборник трудов симпозиума (Москва - Ижевск, 1997). -Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 1997. - С.8-11.

51. Малина О.В. Разработка математического и программного обеспечений автоматизированного конструирования изделий машиностроения (на примере спироидного редуктора)// Дис. канд. техн. наук. - Ижевск, 1995. - 197с.

52. Малина О.В. Система автоматизированного конструирования спироидных фрез // Теория реальных передач зацеплением: Тезисы докладов пятого межгосударственного симпозиума (Курган, 1993). -Курган: КГУ,1993. -С.45-46.

53. Малина О.В. Сравнительная характеристика множеств запрещенных фигур объектов различной природы // Информационная математика в информациологии: Сборник трудов симпозиума (Москва -Ижевск, 1997). -Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 1997. - С.36-39.

54. Малина О.В., Валеев О.Ф., Морозов С.А., Холмогоров A.B. Подходы к организации экспертного опроса подсистемы формирования классификатора системы структурного синтеза конечных объектов, построенных на дискретных структурах // Вестник Ижевского государственного технического университета. -2012.-№1(53),-С. 126-129

55. Малина О.В., Дидковский В.Н. Математическое и программное обеспечение синтеза обобщенной модели класса объектов //Инновационные технологии в машиностроении и приборостроении : Материалы международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию ИжГТУ. - В 5 частях. -Ижевск: Издательство ИжГТУ, 2002. - Ч. 2. - С. 163-170. ISBN 5-7526-0098-7

56. Малина О.В., Уржумов H.A. Концептуальный подход к построению систем структурного синтеза// Информационная математика. - №1(6), 2007. -С.184-187.

57. Малина О.В., Уржумов H.A. Математическая модель процесса структурного синтеза объектов на дискретных структурах, исключающая

порождение запрещенных вариантов // Информационная математика №1(5): Научно технический журнал.- М.: Издательство АСТ-Физико-математической литературы, 2005. - С. 114-120

58. Малина О.В., Уржумов H.A. Математическое и программное обеспечение подсистемы синтеза модели класса объектов // Информационная математика №1(4): Научно технический журнал.- М.: Издательство АСТ-Физико-математической литературы, 2004. - С. 175-185. ISBN 5-271-03-944-7

59. Малина О.В., Уржумов H.A. Математическое обеспечение оптимизации процесса структурного синтеза объектов средней степени сложности// Современные технологии: Сборник научных трудов. - Ижевск, Издательство ИжГТУ., 2006. - С.32-45.

60. Малина О.В., Уржумов H.A. Оптимизация процесса структурного синтеза объектов средней степени сложности// Вестник ИжГТУ. -№1(33), 2007. -С144-150

61. Малина О.В., Уржумов H.A. Подход к оптимизации процесса структурного синтеза в системах автоматизированного конструирования // Сборник трудов научно-технического форума с международным участием Высокие технологии - 2004. - Ижевск: ИжГТУ.-2004. -С.95-102.

62. Малина О.В., Уржумов H.A. Принципы организации и этапы функционирования модуля построения классификатора спироидных редукторов // Теория и практика зубчатых передач: Труды международной конференции. -Ижевск, 2004.- СЗ16-322

63. Махаев С.Н. Лингвистическая модель конструкции привода// Автоматизированное проектирование механических передач: Тез. докл. науч.-техн. конф. -Ижевск, 1982. -С. 24-26.

64. Митрофанов С.П. Научные основы групповой технологии. Лениздат,

1959.

65. Михалевич B.C., Кукса А.И. Методы последовательной оптимизации в дискретных сетевых задачах оптимального распределения ресурсов - М: Наука, 1983.-207С.

66. Никонов В.А. Автоматизация конструкторских работ на основе диалоговой системы конструирования ДИСК// Интегрированные системы автоматизированного проектирования: Тез. докл. Всесоюзн. науч.-техн. конф.- М., 1989.-С. 101-103.

67. НТЦ АПМ - CAD/CAE - Оптимальные решения в машиностроении и строительстве [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.apm.ru/.

68. Обратная функция - Википедия [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Oбpaтнaя_фyнкция

69. Осипов В.А. Автоматизированная система геометрии и графики// Автоматизированное проектирование машин, оборудования, приборов и технологических процессов в машиностроении: Тез. докл. всесоюзн. науч.- техн. конф.-Устинов, 1986.-С. 3-6.

70. Осипов В.А. Геометрическое моделирование в САПР// Математическое обеспечение САПР и ГАП в машиностроении: Матер. 5 координационного совещания. - Ижевск, 1984. -С. 72-81.

71. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества: Учеб. пособие для студентов втузов.—М.: Машиностроение, 1988. — 368 с.г ил.

72. Половинкин А.И. Теория проектирования новой техники: закономерности техники и их применения. / А. И. Половинкин М.: Информэлектро. - 1991. - 104 с.

73. Принцип оптимальности. Уравнение Беллмана [Электронный ресурс] -Режим доступа: http://www.math.mrsu.rU/text/courses/e-learn/7.2.htm.

74. Программный комплекс SolidWorks [Электронный ресурс] - Режим доступа:

http://www.solidworks.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=174 &Itemid=34.

75. Проектирование механических передач / Под ред. С.А. Чернавского, 5-е изд. М.: Машиностроение, 1984. 558 с.

76. Ракович А.Г. Синтез конструкций в системах автоматизированного проектирования приспособлений// Автоматизированное проектирование машин,

оборудования, приборов и технологических процессов в машиностроении: Тез. докл. всесоюзн. науч.-техн. конф.- Устинов, 1986. - С. 81-83.

77. Рейнгольд Э., Нивергельт Ю., Део Н. Комбинаторные алгоритмы. Теория и практика. - М.: Мир, 1980.-476с.

78. Сергиенко И.В., Лебедева Т.Т., Рощин В.А. Приближенные методы решения дискретных задач оптимизации. - Киев: Наукова думка, 1980.- 276 с.

79. Серебряков Ю.П., Ким Е.Н., Шалдыбин А.Я. Разработка и внедрение базовой автоматизированной системы расчетно-конструкторских работ при проектировании тяжелых и уникальных фрезерных станков// Разработка и внедрение систем автоматизированного проектирования в машиностроении: Тез. докл. зональной науч.-техн. конф.- Ижевск, 1983.- С. 37-39.

80. Система автоматизированного проектирования технологических процессов ВЕРТИКАЛЬ [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://machinery.ascon.ru/software/tasks/items/?prcid=8&prpid=420

81. Система проектирования пружин [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://machinery.ascon.ru/software/tasks/items/?prcid=7&prpid=22.

82. Система трехмерного моделирования КОМПАС-ЗБ [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://machinery.ascon.ru/software/tasks/items/?prcid=6&prpid=7.

83. Соколинский Ю.А., Фарбер К.С. Инструментальная система автоматизации выпуска текстовых проектных документов// Автоматизированное проектирование машин, оборудования, приборов и технологических процессов в машиностроении: Тез. докл. всесоюзн. науч.-техн. конф.- Устинов, 1986. -С. 5758.

84. Топ Системы - разработчик программного комплекса Т-РЬЕХ Р1.М+ [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.tflex.ru/.

85. Фомин Е.В., Долгов В.Б. Организация инженерных расчетов в процессе автоматизированного проектирования// Автоматизированное проектирование машин, оборудования, приборов и технологических процессов в машиностроении: Тез. докл. всесоюзн. науч.-техн. конф.-Устинов, 1986.-С. 39-40.

86. Шелофаст В.В., Меньшиков C.JL, Клыпин А.В., Жуков Н.И. АПМ -универсальный инструмент проектирования механических трансмиссий// Автоматизированное проектирование механических трансмиссий САПР- МТ: Матер, междун. науч.-техн. семинара.-Ижевск , 1991.-С. 16-17.

87. Шеншин Ю.П. Анализ приемлемости технических решений инженерных конструкций// Разработка и внедрение систем автоматизированного проектирования в машиностроении: Тез. докл. зональной науч.-техн. конф.-Ижевск, 1983. -С. 40-42.

88. ADEM - Автоматизация проектно-конструкторской и технологической подготовки производства [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.adem.ru/.

89. Aitzetmuller Н., Schuch F. FE analyss of gear for evaluating tooth contact conditions under load., 3eme Congres mondial des engrenages, Paris, 1992.

90. Ansys. Theory Reference. Release 5.6/ Edited by Peter Kohnke/ Ansys, Inc., 1994, 1286c.

91. ArchiCAD.ru [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://archicad.ru/.

92. Czader W., Czernek M. Strength Calculations of Toothed Structural Compo-nents Using CAD Procedures (in Polish), XV Polish Gearing Conference, Wegierska Gorka - Katowice 1993.

93. EDA Software | Electronic Design Automation | Altium [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.altium.com/.

94. Fagan M.J. Expert Systems applied to mechanical engineering design CAD Vol 19 N7 sept. 1987, pp361-367.

95. Goldfarb V.I., Malina O.V. Computer - Aided Design of Gearboxes. New Approaches // Gear transmissions: Procedings of International congress, vol.2 (Sofia -Bulgaria, 1995). - Sofia, 1995. - C.128-131.

96. Hastle G., Stokke G., Kloster M. BETSY - An expert system for selection of bearings. In work edited by E.Sriram & R.A.Adey Knowledge Based Expert Systems for Engineering, Computational Mechanics Publications, 1987.

97. Heese W. LOGOCAD 3D, Benutzerhandbuch, Logotec Inc., Bonn 1988.

98. Hummel K.E. Coupling rule-based and object-oriented programming for the classification of machine features. ASME. Proc.Int. Computer in ingineering Conf. Anaheim CA. Aug. 1989, pp.409-441.

99. Kissling U. Un logiciel pratique les entreprises moyennes. Revue polytechnique, 1989, 6/7, 727-732.

100.Knuth D.E. The Art of Computer Programming. Volume 3: Sorting and Searching. — 2nd. — Addison-Wesley, 1998. — P. 159. — ISBN 0-201-89685-0

101.Meerkamm H., FinkenwirthK., Rase U. Fertigungsgerecht Ronstruiren mit CAD- Systemen//Konstruktion.-1990.№ 10. -S293-298.

102. Mehdi K., Benchaouine D., Play D. An integrated CAD system for the design of a gear transmission box 1994 International Gearing Conference, London, September, 1994, pp.213-220.

103. MSC.Software | MSC Nastran - расчет и оптимизация конструкций [Электронный ресурс] - Режим доступа: http ://www. mscsoftware.ru/products/nastran.

104. Pit - CAD [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.pit.de/deu/Produkte/pit-CAD/pit-cad.htm.

105. Rigal J.F., Karman A., Play D., Leneveu G. Analysis of complex mechanical system in computer aided design. Application to an automobile gearbox. 1994 International Gearing Conference, London, September, 1994, p.207-211.

106. Su D. Gearbox KBIS: a prototype knowledge-based integrated system for gearbox design 1994 International Gearing Conference, London, September, 1994, p.201-206.

107. Tan S.T., Yuen M.M.F., Yu K.M. Parameterized objects design using a geometrical construction representation. Journal of Engineering Manufacture. Part B, 1993, 207, 21-30.

108. Zhang Zhentao, Rice S.L. An expert System for conceptual mechanical design. ASME. Proc.Int. Computer en engineering Conf. Anaheim CA. Aug. 1989, pp.281-285.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Пример программного кода модуля генерации

разрешенных вариантов

Разработанная САПР генерации систем структурного синтеза объектов предоставляет возможность автоматической генерации программного кода модулей получения разрешенных вариантов - как в прямом направлении (при перемножении на признак-результат функции), так и в обратном (при перемножении на один из признаков-аргументов функции) с использованием переборного алгоритма. Примеры программного кода модулей, сгенерированного системой, представлены ниже.

using System;

using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using Synthesis;

namespace ProductStructSynthesis.Pluggable {

class DirectPermittedVariantsGenerator : IPermittedVariantsGenerator {

public List<ProductVariant> GetPermittedVariants(List<ProductVariant> curVariants, Sign multiply

ingSign, list<SignValue> permittedMultiplyingSignValues) {

var calcExpression = "sqrt(D * t)";

var mapSignNameToId = new Dictionary<string, int> {

{"D", 23 }, {"t", 11 },

};

return curVariants

.Select(variant => {

var resultSignValue = GetResultSignValue(calcExpression, mapSignNameToId, variant, multiplyingSi gn, permittedMultiplyingSignValues);

if (resultSignValue == null) return null;

else return new ProductVariant(resultSignValue, variant);

})

.ToListQ;

>

private SignValue GetResultSignValue(string calcExpression, Dictionary<string, int> mapSignNameT

old, ProductVariant variant, Sign multiplyingSign, List<SignValue> permittedMultiplyingSignValues) {

var calc = new NCalc.Expression(calcExpression); calc.Parameters = mapSignNameToId .Select(x =>

new { Name = x.Key, SignValue = variant.SignValues.FirstOrDefault(sv => sv.Sign.Id == x.Value) }

)

.ToDictionary(x => x.Name, x => (object)x.SignValue.Value); double calcResult = (double)calc.EvaluateQ;

return TryGetPermittedSignValue(calcResult, multiplyingSign, permittedMultiplyingSignValues); >

private SignValue TryGetPermittedSignValue(double value, Sign multiplyingSign, List<SignValue> p

ermittedResultSignValues) {

var signValue = Synthesislltils.Search(multiplyingSign, value);

return (permittedResultSignValues.Contains(signValue)) ? signValue : null;

}

>

class InvertPermittedVariantsGenerator : IPermittedVariantsGenerator {

public List<ProductVariant> GetPermittedVariants(List<ProductVariant> curVariants, Sign multiply

ingSign, List<SignValue> permittedMultiplyingSignValues) {

var calcExpression = "sqrt(D * t)";

var mapSignNameToId = new Dictionary<string, int> {

{"D", 23 }, {"t", U },

};

return curVariants

.Select(variant => {

var resultSignValue = GetResultSignValue(calcExpression, mapSignNameToId, variant, multiplyingSi gn, permittedMultiplyingSignValues, 47);

if (resultSignValue == null) return null;

else return new ProductVariant(resultSignValue, variant);

»

.ToListQ;

}

private SignValue GetResultSignValue(string calcExpression, Dictionary<string, int> mapSignNameT old, ProductVariant variant, Sign multiplyingSign, List<SignValue> permittedMultiplyingSignValues, i

nt resultsignld) {

var multiplyingSignName = mapSignNameToId.FirstOrDefault(x => x.Value == multiplyingSign.Id).Key

j

var calc = new NCalc.Expression(calcExpression); var calcCommonParameters = mapSignNameToId

.Where(x => x.Value != multiplyingSign.Id) .Select(x =>

new { Name = x.Key, SignValue = variant.SignValues.FirstOrDefault(sv => sv.Sign.Id == x.Value) }

)

.ToDictionary(x => x.Name, x => (object)x.SignValue.Value); var resultSignValue = variant.SignValues.FirstOrDefault(sv => sv.Sign.Id == resultsignld).Value;

foreach (var multSignValue in permittedMultiplyingSignValues) {

calc.Parameters = new Dictionary<string, object>(calcCommonParameters); calc.Parameters.Add(multiplyingSignName, multSignValue.Value);

double calcResult = (double)calc.EvaluateQ; if (resultSignValue == calcResult) return multSignValue;

>

return null;

>

}

}

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Значения параметров вычислительного процесса синтеза по

результатам эксперимента

На рисунках Б.1-Б.З представлены результаты эксперимента по оценке эффективности системы синтеза, реализованной в двух вариантах: на основе разработанного в работе оптимизированного алгоритма и алгоритма, рассмотренного в работах О. В. Малиной. Представленные в данном приложении результаты эксперимента, в отличие от результатов, представленных в основной части работы, не сгруппированы по порядку количества возможных вариантов объекта, что позволяет увидеть значительные отклонения параметров вычислительного процесса от общего тренда при увеличении количества возможных вариантов объекта.

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

т

га

о 0,0 ё £ ч

о о

м

7

оо

10 15

Всего вариантов объекта, 10ЛХ

20

25

■ Простой алгоритм -»- Оптимизированный алгоритм

к с о.

а

л

X

л

X

га

3"

£ х

Рис. Б.1 - Частота достижения предельных значений вычислительного процесса в ходе синтеза

Всего вариантов объекта, 10ЛХ

—•— Простой алгоритм -»- Оптимиз^ованный алгоритм

00

Рис. Б.2 - Средняя продолжительность процесса синтеза

Всего вариантов объекта, 10ЛХ

—•— Простой алгоритм -•— Оптимизированны й алгоритм

00 'л

Рис. Б.З - Средний объем памяти, необходимой для выполнения синтеза, Мб

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Акт о внедрении результатов работы в Институте механики

ИжГТУ имени М.Т. Калашникова

ФГБОУ ВПО «ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ

М.Т. КАЛАШНИКОВА»

ИНСТИТУТ МЕХАНИКИ

426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7, тел./факс (3412) 59-25-03, (3412) 58-28-32

«УТВЕРЖДАЮ» Директор Института механики ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, д.т.н., заслуженный деятель науки УР и РФ

В. И. Гольдфарб

В. И. Гольдфарб

« » ' 2013 г.

2013 г.

г

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

Настоящим актом подтверждается применение результатов диссертационной работы Валеева Олега Федоровича на соискание ученой степени кандидата технических наук при проектировании подшипниковых колец и втулок редукторов. Применение разработанной автором системы структурного синтеза значительно повышает скорость конструирования комплектующих редукторов. Развитие заложенных в систему принципов в перспективе позволит успешно синтезировать конструкций спироидных передач и редукторов.

Главный конструктор

к.т.н, доцент

А.С. Кузнецов

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Акт о внедрении результатов работы на предприятии ООО

«Роспривод»

Общество с ограниченной ответственностью «РОСПРИВОД»

Ж

426008, г. Ижевск, ул. Пушкинская, 262

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

В настоящее время на предприятии ООО «Роспривод» освоено проектирование комплектующих редукторных систем, в частности фланцев и подшипниковых колец, с применением САПР, созданных на базе инструментальных средств «Ргоскк^йтк^угЛ^^з». Программная система «Ргоёис181гис18уп1Ье518» разработана О.Ф. Валеевым при выполнении им кандидатской диссертации на тему «Разработка математической модели и программная реализация слабофор-мализованных процессов структурного синтеза машиностроительных объектов».

Зам. директора ООО «Роспривод»

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.