Fn - StrM (ТО) : Y х Z -> X, y Ì Yн, z Ì Zо, x Ì Xп .

Cтруктурно-функциональные модели ТО представляются с помощью описаний базовых множеств, характеризующих все выделяемые внешние и внутренние свойства ТО, свойства ее результата, предметов, среды реализации, а также описаниями отображений внутренних свойств ТО, свойств предметов и внешних условий среды на внешние свойства ТО ее результата.

Обычно отношения, входящие в состав модели Str - FnM(ТО), представлены вектор - функциями, отображающими зависимость свойств:

- результата ТО Z"о от внутренних свойств ТО X, свойств предметов операций Z'о и внешних условий среды ТО Zу ;

- самой ТО Y = Yн È Yу от внутренних свойств операции X = Xп U Xф U Xо и свойств среды Z = Zо È Zу ;

тогда справедливо выражение:

Z"о = f(X, Z'о, Zу) ;

Str - FnM(ТО) = { Y = f(X, Z) ; z Ì Z, y Ì Y, x Ì X.

Продуктивная модель ТО - операционная карта по ГОСТ ЕСТД.

3. Задача проектирования технологических операций в обобщенной постановке

Предварительно определим цель проектирования. Ее можно представить в следующем виде:

< Da, D*тр, Dусл > , где (1.1)

- Dа - предмет задачи проектирования,

- D*тр - желаемое состояние этого предмета,

- Dусл - условия, ограничения, которые должны быть выполнены в процессе перевода предмета задачи из его исходного состояния в требуемое.

По отношению к задаче проектирования компоненты интерпретируются следующим образом:

- Dа - заявка на объект проектирования. Эту заявку в задаче проектирования представляет целевая модель объекта проектирования - M(O)ц;

- D*тр - продукционная модель объекта проектирования;

- M(O)пр - комплект технической документации для изготовления или использования объекта в производственных условиях, которая отвечает требованиям определенных стандартов (ЕСКД, ЕСТД или др.);

- Dусл - условия реализации задачи или ограничения на временные, трудовые, материальные ресурсы Q, выделяемые для решения данной задачи проектирования.

Под ЗАДАЧЕЙ ПРОЕКТИРОВАНИЯ любых объектов, в том числе технологических операций, понимается задача построения модели объекта M(O)пр, для которого определена целевая модель M(О)ц и установлены условия или ресурсы решения задачи.

В обобщенной постановке задача проектирования может быть представлена в виде:

ЗП = < M(O)ц, M(O)пр, Q > = << Fn M'(O), Z', Y', X', G>, M(О)пр, Q > , (1.2)

где компоненты Z', Y', X', G являются в общем случае векторами.

Требования к функциональным свойствам объекта проектирования определены в форме модели Fn M (O) Yн Ä Z.

Требования к условиям функционирования объекта проектирования Z' задаются допустимыми областями множества возможных состояний среды (внешних Zy или окрестностных условий), а также продолжительностью функционирования Yн".

Требования к свойствам объекта проектирования помимо Fn M (O) ограничивают:

a) допустимую область множества возможных значений внешних свойств объекта проектирования Y' для всех z Ì Z;

b) допустимую область множества возможных значений внутренних свойств объекта Х' которые характеризуют принципы его действия.

Границы допустимой области множества значений свойств объекта X' часто определяются ресурсами, необходимыми для изготовления или использования объекта проектирования.

Условия решения задачи проектирования задаются допустимой областью значений ресурсов Q, выделенных для использования в процессе проектирования объекта. В качестве таких ресурсов обычно рассматриваются продолжительность решения, общая трудоемкость, полная стоимость решения задачи проектирования. При этом стоимость проектирования может выражаться не только в виде денежных расходов, но и в количестве дефицитных материалов, времени использования уникального оборудования и др.

Условия предпочтения в допустимой области множества возможных решений задачи проектирования определяются:

1. Критерием эффективности, функцией ценности или качества объектов G, которые обобщенно характеризуют данный объект проектирования, а также параметров функционирования (Y", X", Z").

2. Оценочной функцией M, которая соотносит внешние и внутренние свойства объекта проектирования при z Ì Z с затратами (ресурсами), необходимыми для реализации процесса проектирования. В общем случае M : (YÄХÄZ) ® Q, и оценочная функция M характеризует затраты, определяемые в виде различных ресурсов (временных, трудовых, материальных и т.п.), на создание объекта с данным набором свойств. Предпочтение может быть отдано проектному решению с таким набором внешних y ÌYи внутренних x Ì X свойств, реализуемых при z Ì Z, что M (?у,?х,?z ) ³ M ( y, x, z ) для всех допустимых y Ì Y, x Ì X, z Ì Z.

Таким образом, все многообразие задач проектирования любых объектов проектирования сводится к двум:

a) максимизировать эффективность G проектируемого объекта (допустимые затраты на процесс проектирования Q задаются в виде ограничений);

b) минимизировать затраты Q (временные, трудовые, материальные), необходимые для реализации процесса проектирования (требования к внешним Y, внутренним Х свойствам и условиям функционирования Z объекта проектирования задаются в виде ограничений).

4. Модель процесса проектирования технологических операций

Обычно при решении человеком той или иной задачи обращают внимание на умение найти такую ясную точку зрения, при которой ее решение является достаточно простым.

Один из путей построения такой "ясной точки зрения" на рассматриваемую задачу основан на использовании метода выбора представлений для решения задачи. Этот подход предполагает существование упорядоченного и относительно устойчивого отношения предпочтения между тем, что понимается под типами представлений для решения задач, с одной стороны, и классами (наборами) методов решения задач, с другой.

Все множество представлений для решения задач инженерного проектирования может быть отнесено к трем основным типам:

- выбору из перечислений,

- определению в пространстве состояний,

- сведению задачи к подзадачам.

Рассмотрим каждый из типов представлений.

1. Использование представлений на основе выбора из перечислений возможно при наличии множества готовых, ранее спроектированных объектов (систем, устройств, сборочных единиц, технологических операций), описания которых в форме SbMi(O) или FnMi(O) доступны проектировщикам.

Решение задачи проектирования при использовании представлений по типу выбора из перечислений реализуется по следующей схеме:

- поиск или построение перечислений в виде упорядоченных множеств {SbMi(O)}, {FnMi(O)} готовых проектных решений, соответствующих тем объектам, которые составляют предмет задачи проектирования;

- выделение на множествах потенциально возможных решений {SbMi(O)} или {FnMi(O)} подмножества допустимых и целесообразных решений;