характеристик объекта лежит в основе блочно-иерархического подхода к
проектированию и приводит к появлению иерархических уровней в предс-
тавлениях о проектируемом объекте.
Как правило, выделение элементов происходит по функциональному
признаку. Подобное деление продолжается вплоть до получения на некото-
ром уровне элементов, описания которых дальнейшему делению не подле-
жат. Такие элементы называются базовыми.
Т.о., принцип иерархичности означает структурирование представле-
ний об объектах проектирования по степени детальности описаний, а
принцип декомпозиции (блочности) - разбиение представлений каждого
уровня на ряд составных частей (блоков) с возможностями поблочного
проектирования на каждом уровне. В машиностроении базовые элементы
представлены деталями (винт, шпонки, вал и т.д.) - это элементы низше-
го уровня, далее идут сборочные единицы (карбюратор, катодный узел).
При рассмотрении ТП наиболее общее, но и наименее детальное опи-
сание представляется принципиальной схемой ТП. На следующем иерархи-
ческом уровне описываются маршруты обработки деталей как системы, сос-
тоящие из элементов - технологических операций. Дальнейшее применение
принципов иерархичности и блочности приводит к выделению уровней опи-
сания операционной технологии и управляющих программ для станков с
ЧПУ.
При проектировании РЭА к базовым элементам относят элементы прин-
ципиальных электрических схем (интегральные микросхемы, дискретные
электрорадиоэлементы, резисторы, конденсаторы). Из этих элементов оп-
ределяются функциональные узлы - усилители, вторичные источники пита-
- 77 -
ния, сумматоры и т.д. Они, в свою очередь, входят в состав устройств
или блоков, описываемых с помощью функциональных схем (процессор, ОЗУ,
модем). Из устройств компонуются радиоэлектронные системы, описываемые
с помощью структурных схем.
Кроме расчленения описаний по степени сложности, подробности от-
ражения свойств объекта, порождающие иерархические уровни, используют
декомпозицию описаний по характеру отображаемых свойств объекта. Это
приводит к появлению таких аспектов описаний, как функциональный,
конструкторский и технологический.
Функциональный аспект связан с отображением основных принципов
функционирования, характера физических и информационных процессов,
протекающих в объекте, и находящих выражения в принципиальных, функци-
ональных, структурных, кинематических схемах и сопровождающих их доку-
ментах.
Конструкторский аспект связан с реализацией результатов функцио-
нального проектирования, т.е. с определением геометрических форм объ-
ектов и их взаимным расположением в пространстве.
Технологический аспект относится к реализации результатов конс-
трукторского проектирования, т.е. связан с описанием методов и средств
изготовления объектов.
Внутри каждого аспекта возможно свое специфическое выделение ие-
рархических уровней.
Проектирование имеет свои стадии и этапы. Проектирование ТП расч-
леняют на этапы разработки принципиальных схем технологического про-
цесса, маршрутной технологии, операционной технологии и получения уп-
равляющей информации на машинных носителях для управления программ-
но-управляемого оборудования.
При проектировании БИС выделяют этапы:
1. проектирование компонентов;
2. схемотехнического проектирования;
3. функционально-логического проектирования;
4. топологического проектирования.
Проектирование м.б. как нисходящее (от общего к частному) так и
восходящее (от частного к общему). Эти оба метода имеют свои особен-
ности и недостатки и на практике обычно стараются их комбинировать.
Восходящее проектирование имеет место на тех уровнях, где используются
унифицированные элементы.
Составные части процесса проектирования конструкторской докумен-
тации. Проектирование как процесс, развивающийся во времени, состоит
из стадий, этапов, проектных процедур и операций. Стадии: предпроект-
ные исследования; техническое задание на разработку технического про-
екта или предложения; эскизный проект (ЭП); технический проект (ТП);
рабочий проект (РП); испытаний и внедрения.
На стадиях предпроектных исследований, технического задания и
технического предложения на основании изучения потребностей общества в
получении новых изделий и имеющихся ресурсов определяют назначение,
основные принципы построения технического объекта и формулируют техни-
ческое задание (ТЗ) на его проектирование (или на проведение НИР).
На стадии эскизного проекта проверяется корректность и реализуе-
мость основных принципов и положений, определяющих функционирование
будущего объекта и создается его ЭП.
На стадии ТП выполняется всесторонняя проработка всех частей про-
екта, конкретизируются и детализируются технические решения.
На стадии РП формируется вся необходимая документация для изго-
товления изделия. Далее создается и испытывается опытный образец или
пробная партия изделий, по результатам испытаний вносят необходимую
корректировку в проектную документацию, после чего осуществляется
внедрение в производство.
- 78 -
Этап проектирования - часть процесса проектирования, включающая в
себя формирование всех требующихся описаний объекта, относящихся к од-
ному или нескольким иерархическим уровням и аспектам. Часто названия
этапов совпадают с названиями соответствующих иерархических уровней и
аспектов.
Составные части этапа проектирования называются проектными проце-
дурами (это часть этапа, выполнение которой заканчивается получением
проектного решения). Более мелкие составные части процесса проектиро-
вания, входящие в состав проектных процедур, называют проектными опе-
рациями.
Различают проектные процедуры анализа и синтеза. Синтез заключа-
ется в создании описания объекта, анализ - в определении свойств и
исследовании работоспособности объекта по его описанию, т.е. при син-
тезе создаются, а при анализе оцениваются проекты объектов. Процедуры
анализа делятся на процедуры одно- и многовариантного анализа. При од-
новариантном анализе заданы значения внутренних и внешних параметров,
требуется определить значения выходных параметров объекта. Многовари-
антный анализ заключается с исследовании объекта в некоторой области
пространства внутренних параметров. Такой анализ требует многократного
решения систем уравнений (многократного выполнения одновариантного
анализа).
В качестве примера решения задач анализа и синтеза рассмотрим ре-
шение задачи анализа и синтеза сборки в РТК. При организации сборки в
РТК одной из главных проблем является выявление соответствия возмож-
ностей производственной системы, осуществляющей сборку изделия РЭА,
его конструктивно-техническим свойствам. Эту задачу следует решать на
ранних стадиях проектирования изделия, т.к. в процессе изучения вари-
антов и принятия решения необходимо исследовать возможность его реали-
зации. Это называется отработкой изделия на технологичность и регла-
ментируется ГОСТ 14.201 " Общие правила обеспечения технологичности
конструкций изделия". Основная цель отработки на технологичность -
достижение разумного компромисса между свойствами проектируемого изде-
лия как средства достижения заданных целей в процессе эксплуатации и
свойствами того же изделия как объекта производства. Особую важность
эта задача приобретает в условиях внедрения РТК, т.к. традиционные
конструкторские методы решения становятся недостаточно эффективными.
Задача анализа формулируется так: необходимо определить принципиальную
возможность осуществления процесса сборки изделия на основе имеющегося
технологического базиса, удовлетворяющего изготовителя определенными
технико-экономическими показателями.
Исходная информация включает: описание изделия, содержащее сведе-
ния о его конструкции, технических условиях на сборку, описание техно-
логического базиса, включая технико-экономические требования к техно-
логическому процессу сборки. Для решения этой задачи может быть ис-
пользован подход, основанный на синтезе оптимальной в определенном
смысле структуры сборочного производства. Технико-экономические харак-
теристики в зависимости от используемого метода синтеза могут быть оп-
ределены как в процессе автоматизированного проектирования, так и пу-
тем последующего анализа полученного решения.
Базирующийся на таком подходе метод анализа разрешимости сборки
представляет собой реализацию морфологического метода и основан на ис-
пользовании типовых решений на уровне элементов как процесса, так и
системы сборки (сборочных операций и агрегатов); на декомпозиции про-
цесса сборки и сопоставлении каждого элемента процесса с элементом
системы, реализующим сборку; выборе оптимального элемента из них в из-
вестном смысле; совместном решении задач синтеза системы и процесса
сборки.
Задача синтеза структуры решается с помощью совокупности матема-
- 79 -
тических моделей, позволяющих имитировать процесс сборки и формализо-
вать варианты сборочного производства, реализующие сборку заданного
изделия, а также определить их характеристики. В процессе синтеза, яв-
ляющегося многошаговым, путем проверки технологических режимов, неин-
вариантных к последовательности выполнения операций, формируются вари-
анты и выбирается оптимальная в заданном смысле структура сборочного
производства. Определяются неинвариантные технологические режимы, не-