Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Иерархическая структура проектных спецификаций и иерархические уровни проектирования

Читайте также:
  1. A) структура рабочего стола
  2. I. Правосознание: понятие, структура, функции и виды.
  3. II. Система культуры и её структура.
  4. II. СТРУКТУРА отчетА по Практике по профилю специальности
  5. II. СТРУКТУРА отчетА по УЧЕБНОЙ Практике
  6. II. Структура правовой нормы.
  7. II. Структура программы
  8. III. Структура Федерального компонента образовательного стандарта по обществознанию
  9. III.9. Католическая церковь: структура и политическая роль
  10. III.Статус судьи Конституционного суда РФ. Структура и организация деятельности Конституционного суда РФ.

При использовании блочно-иерархического подхода к проектированию представления о проектируемой системе расчленяют на иерархические уровни. На верхнем уровне используют наименее детализированное представление, от­ражающее только самые общие черты и особенности проектируемой системы. На следующих уровнях степень подробности описания возрастает, при этом рассматривают уже отдельные блоки системы, но с учетом воздействий на каждый из них его соседей. Такой подход позволяет на каждом иерархическом уровне формулировать задачи приемлемой сложности, поддающиеся решению с помощью имеющихся средств проектирования. Разбиение на уровни должно быть таким, чтобы документация на блок любого уровня была обозрима и воспринимаема одним человеком.

Другими словами, блочно-иерархический подход есть декомпозиционный подход (его можно назвать также диакоптическим), который основан на разби­ении сложной задачи большой размерности на последовательно и (или) парал­лельно решаемые группы задач малой размерности, что существенно сокра­щает требования к используемым вычислительным ресурсам или время решения задач.

Можно говорить об иерархических уровнях не только спецификаций, но и проектирования, понимая под каждым из них совокупность спецификаций неко­торого иерархического уровня совместно с постановками задач, методами по­лучения описаний и решения возникающих проектных задач.

Список иерархических уровней в каждом приложении может быть специ­фичным, но для большинства приложений характерно следующее наиболее круп­ное выделение уровней:

• системный уровень, на котором решают наиболее общие задачи проек­тирования систем, машин и процессов; результаты проектирования представ­ляют в виде структурных схем, генеральных планов, схем размещения обору­дования, диаграмм потоков данных и т. п.;

• макроуровень, на котором проектируют отдельные устройства, узлы машин и приборов; результаты представляют в виде функциональных пршщипиальных и кинематических схем, сборочных чертежей и т. п.;

• микроуровень, на котором проектируют отдельные детали и элементы машин и приборов.

В каждом приложении число выделяемых уровней и их наименования могут быть различными. Так, в радиоэлектронике микроуровень часто называют компонентным, макроуровенъ - схемотехническим. Между схемотехническим и системным уровнями вводят уровень, называемый функционально логическим. В вычислительной технике системный уровень подразделяют на уровни проектирования ЭВМ (вычислительных систем) и вычислительных. сетей. В машиностроении имеются уровни деталей, узлов, машин, комплексов.

В зависимости от последовательности решения задач иерархических уровней различают нисходящее, восходящее и смешанное проектирование (стили проектирования). Последовательность решения задач от нижних уровней к верхним характеризует восходящее проектирование, обратная последовательность приводит к нисходящему проектированию, в смешанном стиле имеются элементы как восходящего, так и нисходящего проектирования. В большинстве случаев для сложных систем предпочитают нисходящее проектирование. Отметим, однако, что при наличии заранее спроектированных составных блоков (устройств) можно говорить о смешанном проектировaнии Неопределенность и нечеткость исходных данных при нисходящем проектировании (так как еще не спроектированы компоненты) или исходных требований при восходящем проектировании (поскольку ТЗ имеется на всю систему, а не на ее части) обусловливают необходимость прогнозирования недостающих данных с последующим их уточнением, т. е. последователъного приближения к окончательному решению (итерационность проектирования).

Наряду с декомпозицией описаний на иерархические уровни применяют разделение представлений о проектируемых объектах на аспекты.

Аспект описания (страта) - описание системы или ее части с некоторой оговоренной точки зрения, определяемой функциональными, физическими или иного типа отношениями между свойствами и элементами.

Различают функциональный, информационный, структурный и поведенческий (процессный) аспекты. Функциональное описание относят к функциям системы и чаще всего представляют его функциональными схемами. Информационное описание включает в себя основныe понятия предметной области (сущности), словесное пояснение или числовые значения характеристик (атрибутов) используемых объектов, а также описание связей между этими понятиями и характеристиками. Информационныe модели можно представлятъ гpафически (графы, диаграммы сущность - отношение), в виде таблиц или списков Структурное описание относится к морфологии системы, характеризует составныe части системы и их межсоединения и может быть представлено cтpуктурными схемами, а также различного рода конструкторской документацией. Поведенческое описание характеризует процессы функционирования (алгорит­мы) системы и (или) технологические процессы создания системы. Иногда аспекты описаний связывают с подсистемами, функционирование которых ос­новано на различных физических процессах.

Orметим, что в общем случае выделение аспектов может быть неоднознач­ным. Так, помимо указанного подхода очевидна целесообразность выделения таких аспектов, как функциональное (разработка принципов действия, структурных, функциональных, принципиальных схем), конструкторское (определе­ние форм и пространственного расположения компонентов изделий), алгорит­мическое (разработка алгоритмов и программного обеспечения) и технологическое (разработка технологических процессов) проектирование си­стем. Примерами аспектов в случае САПР могут служить также рассматривае­мые далее виды обеспечения автоматизированного проектирования.

 

3. Системы автоматизированного проектирования и их место среди других автоматизированных систем

Жизненный цикл промышленных изделий включает ряд этапов, начиная от зарождения идеи нового продукта до утилизации по окончании срока его ис­пользования. Основные этапы жизненного цикла промышленной продукции представлены на рис. 1. К ним относятся этапы проектирования, технологичес­кой подготовки производства (ТПП), собственно производства, реализации продукции, эксплуатации и, наконец, yтилизации.

На всех этапах жизненного цикла изделий имеются свои целевые установ­ки. При этом участники жизненного цикла стремятся достичь поставленных целей с максимальной эффективностью. На этапах проектирования, ТПП и про­изводства нужно обеспечить выполнение ТЗ при заданной степени надежности изделия и минимизации материальных и временных затрат, что необходимо для достижения успеха в конкурентной борьбе в условиях рыночной экономи­ки. Понятие эффективности oxвaтывает не только снижение себестоимости продукции и сокращение сроков проектирования и производства, но и обеспе­чение удобства освоения и снижения затрат на будущую эксплуатацию изде­лий. Особую важность требования удобства эксплуатации имеют для сложной техники, например, в таких отраслях, как авиа- или автомобилестроение.

Достижение поставленных целей на современных предприятиях, выпускаю­щих сложные промышленные изделия, оказывается невозможным без широко­го использования автоматизированных систем (АС), основанных на приме­нении компьютеров и предназначенных для создания, переработки и использования всей необходимой информации о свойствах изделий и сопровож­дающих процессов. Специфика задач, решаемых на различных этапах жизнен­ного цикла изделий, обусловливает разнообразие применяемых АС.

Основные типы АС с их привязкой к тем или иным этапам жизненного цикла изделий указаны на рисунке 1.

Автоматизация проектирования осуществляется САПР. Принято выделять в САПР машиностроительных отраслей промышленности системы функцио­нального, конструкторского

и технологического проектирования. Первые из них называют системами расчетов и

 

 

 

 

Рис. 1. Этапы жизненного цикла промышленных изделий и используемые АС.

инженерного анализа или системами САЕ (Coтputer Aided Eпgiпeeriпg). Системы конструкторского проектирования называют системами CAD (Computer Aided Desigп). Проектирование техно­логических процессов составляет часть технологической подготовки производ­ства и выполняется в системах САМ (Computer Aided Maпufacturiпg). Функ­ции координации работы систем CAE/CAD/CAM, управления проектными данными и проектированием возложены на систему управления проектными дaнными PDM (Product Data Maпagemeпt).

Уже на стадии проектировання требуются услуги системы управления це­почками поставок (SCM - Supp/y Chaiп Maпagemeпt), иногда называемой системой Component Supplier Management (CSM). На этапе производства эта система управляет поставками необходимых материалов и комплектующих.

Информационная поддержка этапа производства продукции осуществляет­ся автоматизированными системами управления предприятием (АСУП) и автоматизированными системами управления технологическими про­цессами (АСУТП). К АСУП относятся системы планировання и управления предприятием ERР (Eпterprise Resource Plaппiпg), пл анировання производства и требований к материалам МRР-2 (Maпufacturiпg Requiremeпt Plaппiпg), производственная исполнительная система MES (Maпufacturiпg Execution Systems), а также SCM и система управления взаимоотношениями с заказчиками CRМ (Customer Requiremeпt Maпagemeпt).

Наиболее развитые системы ERP выполняют различные бизнес-функции, связанные с планированием производства, закупками, сбытом продукции, анализам перспектив маркетинга, управлением финансами, персоналом, складским хозяйством, учетом основных фондов и т. п. Системы МRP-2 ориентированы rлавным образом, на бизнес-функции, непосредственно связанные с производством, а системы МES - на решение оперативных задач управления проектированием, производством и маркетингом.

На этапе реализации продукции выполняются функции управления отношениями с заказчиками и покупателями, проводится анализ рыночной ситуaции определяются перспективы спроса на планируемые изделия. Эти функции осуществляет система CRМ. Маркетинговые задачи иногда возлагаются на систему S&SM (Sales aпd Service Maпagemeпt), которая, кроме того, используется для решения проблем обслуживания изделий. На этапе эксплуатации применяют также специализированные компьютерные системы, занятые вопросами ремонта, контроля, диагностики эксплуатируемых систем.

Автомаmзированные системы управления технологическими процессами контролируют и используют данные, характеризующие состояние техноло­гического оборудования и протекание технологических процессов. Именно их чаще всего называют системами промышленной автоматизации.

Для выполнения диспетчерских функций (сбор и обработка данных о состо­янии оборудования и технологических процессов) и разработки ПО для встро­енного оборудования в состав АСУТП вводят систему SCADA (Supervisory Coпtrol aпd Data Аcquisitiоп). Непосредственное программное управление тех­нологическим оборудованием осуществляют с помощью системы CNC (Computer Numerical Coпtrol) на базе контроллеров (специализированных ком­пьютеров, называемых промышленными), которые встроены в технологичес­кое оборудование.

В последнее время усилия многих компаний, производящих программно-ап­паратные средства АС, направлены на создание систем электронного бизнеса (Е-Соттеrсе). Задачи, решаемые системами E-Commerce, сводятся не толь­ко к организации на сайтах Internet витрин товаров и услуг. Они объединяют в едином информационном пространстве запросы заказчиков и данные о возмож­ностях множества организаций, специализирующихся на предоставлении раз­личных услуг и выполнении тех или иных процедур и операций по проектированию, изготовлению, поставкам заказанных изделий. Такие системы E-Commerce называют системами управления данными в интегрированном информацион­ном пространстве СРС (Collaborative Product Соттеrсе) или PLM (Product Lifecycle Maпagemeпt). Проектирование непосредственно под заказ позволя­ет добиться наилучших параметров создаваемой продукции, а оптимальный выбор исполнителей и цепочек поставок ведет к минимизации времени и сто­имости выполнения заказа. Характерная особенность СРС - обеспечение вза­имодействия многих предприятий, т. е. технология СРС является основой, ин­тегрирующей информационное пространство, в котором функционируют САПР, ERP, PDM, SCM, CRМ и другие АС разных предприятий.




Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 58 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.011 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав