Для выбора конфигурации системы необходимо определить количество графических рабочих станций, алфавитно-цифровых терминалов, программно-управляемого оборудования, которые потребуются для достижения требуемого экономического результата деятельности предприятия. Чтобы сделать это требуется оценить планируемый объем выпуска продукции предприятием, объем проектных работ, выполняемых системой АП. Нецелесообразно перепоручать выполнение этой работы поставщику системы. Его цели отличаются от ваших.
Анализ деятельности предприятия за истекшие несколько лет позволит получить данные о количестве выполненных проектов, их средней трудоемкости. При экстраполяции этих данных на будущее следует учесть планируемые изменения в экономической деятельности. Кроме того, необходимо учитывать, что переход на двумерное черчение позволит получить выигрыш в производительности на стадии проектирования до 3-х раз. Внедрение трехмерного моделирования может не дать выигрыша на стадии проектирования изделия, но время на разработку технологии и проведение расчетов модели может быть сокращено до 2-х раз. Результатом будет годовое количество часов функционирования рабочих станций, которое потребуется для выполнения планируемого объема работы. Если такая оценка собственными силами затруднена, следует изучить опыт других предприятий или проектных учреждений - пользователей систем АП.
Затем годовое количество часов делится на количество рабочих дней и на количество смен работы оборудования. В результате получим требуемое количество рабочих станций. Не следует планировать трехсменную работу, особенно на начальной стадии эксплуатации системы АП. При планировании двусменной работы 16 часов в сутки выделяется на проектирование, и 8 часов на работу обслуживающего персонала. Кроме того, работа в три смены нарушает физиологический цикл функционирования организма человека. При двусменной работе проектировщики будут меньше перегружены.
Определить требуемый объем внешней памяти системы можно оценив какой объем памяти будет занимать типовой проект и сколько времени он должен находиться в оперативном режиме. Владея этими сведениями можно определить объем внешней памяти. При этом следует учитывать, что на дисках должна быть размещена операционная система и иные служебные программы. Если планируется создание экспертной системы или параметрических программ необходимо зарезервировать место для баз данных или знаний. Системные программы и базы обычно данных занимают 1/3…1/4 всего объема памяти, отведенной под системы АП. Следует планировать резерв около 40% от расчетного, для дальнейшего развития системы.
Для массового и крупносерийного высокоавтоматизированного и механизированного производства система АП должна обеспечивать: двумерное черчение; твердотельное моделирование; технологическую подготовку производства; проведение исследований твердотельных моделей; оценку объема сбыта и обмен информацией с потребителями продукции; возможность анализа электронных схем.
Для мелкосерийного и единичного высокотехнологичного производства система АП должна обеспечивать: твердотельное моделирование; технологическую подготовку производства с выдачей управляющих программ для оборудования; проведение исследований твердотельных моделей в том числе и возможность моделирования движения; проектирование печатных плат.
Для массового производства с низкой степенью механизации и автоматизации система АП должна обеспечивать: двумерное проектирование; твердотельное моделирование; проведение исследований твердотельных моделей; технологическую подготовку производства.
Для мелкосерийного и единичного производства с низкой степенью механизации система АП должна обеспечивать: двумерное проектирование; технологическую подготовку производства.
Например, АО АвтоВАЗ, предприятие с массовым высокоавтоматизированным и механизированным производством, для двумерного проектирования практически во всех подразделениях внедрил систему AutoCAD. Твердотельное моделирование, технологическая подготовка производства и исследование моделей осуществляется в т.н. «тяжелых» системах Unigraphics, Pro\Engineer, CATIA. Систему CATIA применяют для создания твердотельной модели автомобиля, Unigraphics - для проектирования оснастки в опытно-промышленном производстве, Pro\Engineer - для проектирования сварочной оснастки. Обращает внимание, что завод не остановил свой выбор на какой-то одной системе. Это безусловное неудобство, признаваемое как производственным персоналом, так и руководством предприятия. Внедрить какую-то одну систему в рамках завода не получилось из-за масштабов и сложности организации производства.
Двумерное проектирование приобретает особое значение, если проектируется продукция, подлежащая сборке из покупных изделий, и не предусматривается применение роботов для сборки. В этом случае программно-управляемое оборудование не используется, и трехмерная модель, необходимая для разработки программ для станков с ЧПУ, не играет важной роли. Однако системы, обладающие мощными средствами создания трехмерных моделей, в некоторых случаях испытывают затруднения при построении двумерных чертежей. Иногда меньше времени уходит на разработку таких чертежей за кульманом. В то же время при разработке, например, штампов обработка сложных поверхностей производится на станках с ЧПУ. При этом нет особой необходимости в двумерных чертежах. Система АП должна соответствовать потребностям предприятия, и незачем переплачивать за ненужные функции.
Отдельно определяется необходимость использования систем искусственного интеллекта и экспертных систем. Искусственный интеллект и методы его программирования в принципе отличаются от обычных программных систем и приемов программирования. Возможности системы, содержащей элементы искусственного интеллекта, отличаются от возможностей обычных систем программного обеспечения. Системы искусственного интеллекта могут:
- решать класс проблем, требующих различных методов или способов решения (не одним алгоритмом);
- делать выводы по проблемам, не разрешаемым на основе существующих моделей или здравого смысла;
- логически делать выводы из данных при наличии неполной или статистически ограниченной информации;
- обучать операторов (человека) и оценивать их производительность и качество работы;
- превосходить человека по производительности при решении определенного класса задач;
- приобретать новые способности т.е. обучаться.
В производственной практике наиболее широко применяются системы искусственного интеллекта в робототехнике для распознавания образов, программирования роботов. Особое место уделяется методам распознавания образов. Алгоритмы, реализующие эти методы, являются основной частью систем машинного или технического зрения.
Экспертные системы (ЭС) являются самостоятельным направлением в рамках искусственного интеллекта. Задачи этого направления – исследование и разработка программ, использующих знания для решения задач, являющихся трудными для людей-экспертов.
Экспертные системы манипулируют знаниями, в отличие от обычных программ, манипулирующих данными. Они должны хранить знания профессионалов–экспертов в некоторой предметной области и передавать их тем, у кого таких знаний нет. Экспертная система должна иметь глубокие знания, она должна эффективно работать в узкой предметной области, содержащей трудные, нетривиальные задачи. Знания в экспертных системах принимают форму фактов или правил. Иногда существует некоторая степень неуверенности в достоверности факта или точности правила. Экспертные системы могут делать ошибки, но если для решения той же задачи применить традиционную программу, она тоже сделает ошибку. Однако такую ошибку чрезвычайно трудно исправить.
Экспертные системы создаются для решения разного рода проблем, но основные типы их деятельности можно сгруппировать в следующие категории.
1. ЭС, выполняющие интерпретацию как правило, используют информацию от датчиков для описания ситуации. Например, интерпретацию показаний измерительных приборов для определения состояния процесса. Интерпретирующие системы имеют дело не с четкими символьными представлениями проблемной ситуации, а непосредственно с реальными данными. Они сталкиваются с затруднениями, которых нет у систем других типов, т.к. им приходится обрабатывать информацию зашумленную, недостаточную, неполную, ненадежную или ошибочную.
2. ЭС, осуществляющие прогноз, определяют вероятные последствия заданных ситуаций. Системы прогнозирования иногда используют имитационное моделирование, т.е. программы, которые отражают причинно-следственные взаимосвязи в реальном мире, чтобы сгенерировать ситуации или сценарии, которые могут возникнуть при тех или иных входных данных. Специалисты ИИ пока что разработали сравнительно мало прогнозирующих систем, возможно потому, что очень трудно взаимодействовать с имитационными моделями и создавать их.
3. ЭС, выполняющие проектирование, разрабатывают конфигурации объектов с учетом набора ограничений, присущих проблеме. В проектировании систем часто используются синтез для разработки отдельных частей проекта и имитационное моделирование с целью верификации и тестирования идей, заложенных в проект. Учитывая то, что проектирование столь тесно связано с планированием, многие проектирующие системы содержат механизмы разработки и уточнения планов для достижения желаемого проекта. Система проектирования может в избежать ненужных поисков, создавая планы разработки желаемой конфигурации и оценивая их в контексте проблемных требований.