Для действительного эффективного использования ав­томатизированных методов и средств проектирования не­обходимо учитывать, что любой эксперт, в том числе и генеральный конструктор, обладает вполне определенными и, к сожалению, весьма ограниченными физиологическими возможностями обработки информации. Следовательно, необходима декомпозиция проблемы. Последнее означает, что для автоматизации требуется система процедур, позволяющая конструктору на основе ограниченной ин­формации вести направленный поиск оптимальных пара­метров новых технических средств.

Основная проблема автоматизации проектирования в настоящее время связана не только и не столько с во­просами совершенствования средств вычислительной тех­ники, сколько с тем обстоятельством, что в науке о кон­струировании новых технических средств не выявлены аналитические и логические зависимости, связывающие назначение технических средств с их структурой и харак­теристиками. Например, в технологической науке отсут­ствуют формализованные взаимосвязи между параметрами обрабатываемой детали, структурой и характеристиками технологического процесса.

Основное внимание при традиционном проектирова­нии уделялось задачам анализа функционирования тех­нических средств с целью выявить влияние различных фак­торов на точность, производительность и экономическую эффективность их работы. В то же время методы синтеза технических средств на основе их назначения и характери­стик внешней среды, в условиях которой будет функциони­ровать новое техническое средство, исследованы еще недостаточно. Необходимо создание теории проектирова­ния, предполагающей переход от традиционных задач анализа и эмпирических классификаций к проблематике задач синтеза технических систем.

Проектирование выступает как комплексная проблема, в которой в сложной взаимосвязи переплетаются задачи синтеза, моделирования, анализа, оценки, оптимизации и отбора альтернатив. Для решения таких сложных задач необходимо применение методологии системного подхода. При использовании методологии системного подхода для формализации процесса проектирования следует исходить из того, что специфика сложных объектов и процессов не исчерпывается особен­ностями составляющих его частей и элементов, а заклю­чена в характере связей и отношений между ними. Рас­ширение исходной базы за счет таких понятий, как, на­пример, структура, функция, организация, связь, от­ношение, обеспечивает определенные преимущества си­стемному подходу перед традиционными методами исследований и позволяет создавать более адекватные действитель­ности модели сложных объектов и процессов.

Исходя из основных положений системного анализа, последовательность решения многовариантных проектных задач с помощью средств вычислительной техники можно представить состоящей из ряда этапов (рис. 1).

Определяющим этапом проектирования является по­становка общей задачи, при которой формулируется слу­жебное назначение (функция) технической системы и вырабатывается концепция проекта на основе анализа системной модели буду­щего технического сред­ства как элемента подсис­темы более высокого уро­вня иерархии. Адекватное описание такой модели возможно только при все­стороннем рассмотрении проблемы, для решения которой создается новое техническое средство. На­пример, для решения про­блемы комплексной меха­низации и автоматизации механосборочного произ­водства необходимо созда­ние целого ряда машин и механизмов, в том числе металлорежущих станков, сборочных агрегатов, тран­спортных средств, загру­зочных устройств, информационно-измерительных систем, систем инструмен­тального обеспечения и др. Следовательно, системная модель технологической машины, например, должна отражать взаимосвязи объекта не только с подобными машинами по структуре технологического процесса, но и с загрузочными, транспортными, измерительными и другими элементами всего производственного комплекса.

На следующем этапе необходимо выполнить анализ общей задачи проектирования. Здесь на основе рассмо­трения системной модели будущего технического средства выявляются связи объекта проектирования с окружаю­щей средой, определяются компоненты проектной за­дачи, ограничения и критерии выбора рациональных ва­риантов. Результаты данного этапа служат для поиска пу­тей дальнейшего хода решения проектных задач. Если уда­ется использовать имеющееся техническое средство, то конструкторский процесс не выполняется. Найденные аналоги могут лечь в основу будущей конструкции. Но может случиться и так, что в

Проблема

Системная модель

1. Постановка общей задачи проектирования

Описание функции, системная модель

2. Анализ общей задачи проектирования

Компоненты, ограничения, факторы

окружающей среды, критерии

Можно ли использовать Поиск готового

нет существующие технические да технического решения

решения? Техническое средство

3.Функциональный анализ объекта проектирования

Многоуровневая структура объекта проектирования