МЕТОДОЛОГИЯ РЕШЕНИЯ ПРОЕКТНЫХ ЗАДАЧ С ПОМОЩЬЮ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Конструирование машин является областью инженер­ной деятельности, наиболее сложной для автоматизации. Разработка теории и методов автоматизации конструиро­вания находится еще в начальной стадии. Автоматизированы главным образом различные вычислительные операции, связанные с конструированием. Задачей автоматизации проектирования является создание комплексных автоматизированных систем подготовки производства в машиностроении, выполняющих кроме расчета выбор наиболее рациональных технологических и конструктор­ских решений, компоновку машин из составляющих их элементов, подбор этих элементов, технологическое про­ектирование, выдачу проектной документации в готовом виде и т. п.

1. ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Для определения задач автоматизации проектно-конструкторского процесса рассмотрим процентное соотноше­ние различных проектных процедур.

Статистическое обследование ряда общемашинострои­тельных и станкостроительных предприятий показывает (табл. 1), что в прямых затратах времени, которые непо­средственно служат процессу конструирования, чертежные работы составляют более 30 %, в то время как твор­ческие элементы проектных работ—только 15%. Доля вычислительных работ по сравнению с проектными и чер­тежными работами в процентном отношении довольно незначительна. Остальные, так называемые косвен­ные проектные работы, занимающие примерно одну треть общего времени на конструирование, могут быть в основ­ном охарактеризованы как «рутинные» этапы, которые по временным затратам примерно равноценны.

Распределение отдельных видов работ в фазе проекти­рования приведено в табл. 2.

Результаты представленных обследований отчетливо показывают, что на «рутинные» процедуры приходится

1. Соотношение между процедурами процесса конструирования

2. Распределение видов работ на основных этапах конструирования

большая доля временных затрат в процессе проектиро­вания, причем деталировка и в дальнейшем остается «рутинной» работой независимо от вида и организации про­ектирования почти на всех предприятиях машинострое­ния. Поэтому первым направлением рационализации про­цесса проектирования было стремление автоматизировать «рутинные» этапы с помощью средств вычислительной тех­ники. На сегодняшний день наибольшие успехи достигнуты при автоматизации расчетов и разработке различного вида текстовой и табличной документации, в поиске аналогов машин и деталей. До конца не решен, из-за существенных трудностей, вопрос об автоматизации чертежно-графических работ.

Накопленный опыт показывает, что автоматизация про­ектирования — это область эффективного использования ЭВМ. Но в то же время становится ясным, что главное направление здесь — не автоматизация отдельных этапов проектирования, не алгоритмы инженерных расчетов, а завязка проекта, когда только прорисовываются кон­туры будущей конструкции, которая должна отвечать исходным замыслам. Такой подход основывается на стрем­лении осуществить основную задачу — повысить качество принимаемых проектных решений за счет применения ме­тодов оптимального проектирования.

Автоматизация же «рутинных» операций освобождает конструктора для творческой деятельности и повышает производительность процесса проектирования на офор­мительских этапах работ. Однако автоматизация только отдельных операций, например, за счет введения чертеж­ных автоматов или широкого использования ЭВМ для проведения инженерных расчетов не вносит существенных изменений в сроки проектирования.

2. СХЕМА РЕШЕНИЯ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ ЗАДАЧ С ПОМОЩЬЮ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Основным технологическим средством автоматизации проектирования в машиностроении является цифровая ЭВМ, оперирующая с информацией, представленной в циф­ровой форме и физически существующей в виде различ­ных состояний их элементов. Поэтому возникает необхо­димость в разработке методов превращения разнообразной конструкторской документации в цифровую форму и пред­ставлении всех задач и элементов процесса проектирования только в виде операций над числами и логическими вы­ражениями с доведением их до алгоритмов и машинных программ. Но при автоматизации проектно-конструкторского процесса следует постоянно помнить, что ЭВМ — это вспомогательное средство, а не замена конструкто­ра. Наиболее эффективно вычислительная техника может быть использована, когда имеются математические модели, описывающие объект проектирования и имитирующие его функционирование в заданной окружающей среде.