Введение

1 Требования к САПР и принципы ее разработки . Роль тезауруса и САПР

2 Этапы и процедуры проектирования самолетов и необходимость их автоматизации

3 Необходимость и проблемы декомпозиции конструкции самолета в процессе его автоматизированного проектирования

4 Проблемы моделирования и типы проектных моделей самолета

Список литературы

Введение

Многочисленные исследования и статистические наблюдения процессов проектирования летательных аппаратов (в данном случае – самолетов) и технологических процессов для их изготовления дают полное основание судить о целесообразности использования информационного тезауруса в этих процессах, а особенно при проектировании – в системах автоматизированного проектирования (САПР). Здесь наряду с конструктивно-техническим и математическим описанием облика самолета, требуется и функциональное его описание с позиции функции (полезного действия, свойства или состояния), то есть в соответствии с техническим заданием (ТЗ) на проектирование самолета, формулируется его главная функция и далее при декомпозиции его конструкции по иерархии, формулируются функции как конструктивные, так и технологические, начиная от общей конструкции самолета до деталей и их элементов. Это позволяет при автоматизированном проектировании более полно описывать конструктивно-техническое решение того или иного агрегата, узла, детали, сборки, подсборки, и конструкции самолета в целом. То же самое характерно и при проектировании оснащения для изготовления самолета и, конечно, для проектирования технологических процессов. Следовательно, ниже рассмотрим основные моменты использования САПР для проектирования конструкторско-технологических разработок для создания авиационной техники с использованием информационного тезауруса, а также приведем полную последовательность функционирования САПР от требований к ее разработке до непосредственной эксплуатации, с целью обоснования необходимости разработки тезауруса по конструкции самолета, оснащения на его изготовление, технологических процессов и др.

1 Требования к САПР и принципы ее разработки.

Роль тезауруса и САПР

При проектировании авиационной техники, по мере накопления опыта решения задач на отдельных этапах проектирования и управления разработками, развития теоретических основ построения проектирующих систем (то есть САПР), совершенствования программного и технического оснащения САПР появляется возможность все ближе подходить к использованию интегрированных САПР с полным информационным обеспечением в виде упорядоченной совокупности математического и электронного моделирования самолета, и информационного тезауруса. Организация, наряду с математическим и электронным моделированием, информационного тезауруса по конструкции самолета, обеспечивает удовлетворение одного из важных требований при использовании САПР в практике проектирования – это наличие полной информации о проектируемом объекте (самолете) еще до его создания в металле, то есть априорное моделирование самолета в условиях полной информации (определенности). Для преодоления психологического барьера на пути использования САПР при проектировании конструкции самолета, конструкторские бюро принимают самое непосредственное участие в организации информационного тезауруса по всей конструкции самолета от общих технических требований к его конструкции до проведения комплексных и летных испытаний, то есть по всей проектно-технологической цепи создания самолета, с целью наполнения информационной базы САПР объективными техническими решениями – комбинатами технических решений, с соответствующей взаимоувязкой всех конструктивных, технологических, математических (информационных) компонентов для функционирования САПР-КТР.

Разрабатывая дополнительные подсистемы или адаптируя существующие подсистемы САПР, необходимо с самого начала использования САПР обеспечивать их аппаратурную, программно-техническую и информационную совместимость для всех этапов проектирования, предусматривать возможность обеспечения пользователей-проектировщиков всей необходимой информацией:

справочной, архивной, оперативной и др.

Поскольку процесс проектирования самолета является весьма, коллективным, поэтому важным требованием, предъявляемым к САПР-КТР, является обеспечение возможности параллельного ведения нескольких проектных задач с автоматическим распределением ресурсов системы между заданиями, а также совместного решения одной задачи несколькими исполнителями (например, комплексная система проектирования авиационной техники – САТIA). В этой связи, САПР должна обеспечивать возможность реализации различных стратегий процесса проектирования и обеспечивать возможность: выполнения рабочих процедур оптимизации технических решений при проектировании конструкции самолета; совершенствования процесса проектирования конструкций отдельных типовых агрегатов при модификации самолета; высокую надежность процесса проектирования, качество проектирования, быстродействие и эффективность по отношению к ручному проектированию.

На основании вышеизложенного, сформулируем основные принципы для разработки (а в случае использования заимствованной САПР типа САТIA), или адаптации САПР. К ним относятся следующие: принцип включения, принцип системного единства, принцип развития (и саморазвития), принцип комплексности, принцип совместимости, принцип информационного единства, принцип стандартизации и унификации различных подсистем.

Принцип включения предусматривает возможность включения САПР в более сложную систему – САПР проектной организации (САПР-ПО), которая и определяет требования и стратегию к ее созданию, адаптации и использованию, функционированию, например, совместно с АСТПП, и дальнейшему развитию и самоорганизации, и др.

Принцип системного единства заключается в том, что при создании (или адаптации), функционировании и развитии САПР связи между входящими в нее подсистемами обеспечивают целостность системы.

Принцип развития состоит в том, что САПР разрабатывают (развивают) с учетом возможности ее адаптации на различные отрасли машиностроения (такие как UNIGRAphiks, CATIA, CIMATRON и др.), совершенствования и обновления компонентов САПР, развития и элементной и информационной базы,

программного и математического обеспечения и связей между ними.

Принцип комплексности предполагает обеспечение согласования и связности отдельных элементов (компонентов) и всего объекта в целом на всех стадиях проектирования с помощью соответствующих подсистем САПР (например, в системе CATIA – подсистема «Проектирование», подсистема «Производство прочностных расчетов»; подсистема «Конструкторская документация» и др.).

Принцип совместимости заключается в обеспечении совместности ункционирования всех подсистем САПР и сохранении открытой структуры системы в целом (например, в системе CATIA – более 100 подсистем, притом амостоятельных, работающих как отдельная система). Это достигается соответствующим согласованием интерфейсной связи, символами (даже машинными языками), информационными и структурными связями между подсистемами компонентами САПР. Например, наличие совершенно совместимых между собой подсистем «Конструкторская документация», «Проектирование», «Производство прочностных расчетов» и др., в системах высоких версий, таких как

CATIA, UNIGRAphiks, CIMATRON, CADDS-5 и др., позволяет создавать единую систему проектирования и разработки проектной документации, такую как – автоматизированная система конструкторско-технологической документации авиационного производства (АСКТД АП).

Принцип информационного единства состоит в том, что в подсистемах и компонентах различных САПР необходимо использовать единую систему терминов, символов, условных обозначений, проблемно-ориентированных языков программирования и способов представления информации, установленных государственными, международными стандартами и отраслевыми нормативами документами (ОСТ). Принцип информационного единства предопределяет организацию и создание информационного тезауруса и в частности, тезауруса по конструкции самолета.

Принцип стандартизации и унификации заключается в проведении типизации, унификации и стандартизации подсистем и компонентов САПР, инвариантных к проектируемым объектам и отраслевой специфике (или к предметной области проектирования и управления разработками), а также выработке соответствующей методологии (совокупности процедур, правил и методик проектирования) с целью упорядочения деятельности в области создания, адаптации и развития САПР конструкторско-технологическими разработками.

Совершенно важным принципом разработки, адаптации и развития САПР-КТР является обеспечение эргатичности, то есть возможности абсолютной совместимости пользователя-проектировщика с машинной системой (то есть САПР) при работе в интерактивном и оперативном режиме диалога и др.

Процесс разработки проекта самолета и его составляющих, в том числе технологического оснащения и технологических процессов – это творческий акт или процесс, и он никогда не может быть формализован до конца. В этой связи, наряду с конструктивно-техническим и математическим описанием конструкции самолета или любого другого летательного аппарата (ЛА), необходимо еще функциональное описание объекта (самолета) и его элементов на языке выполняемых функций и их отношений, то есть необходим информационный тезаурус – словарь типовых формулировок проектно-технических и управленческих функций по конструкции любого ЛА. Это обеспечит возможность получить дополнительную информацию об объекте проектирования при использовании САПР-КТР.

2 Этапы и процедуры проектирования самолетов и необходимость их автоматизации

Техническая необходимость в проектировании нового типа самолета возникает по двум основным причинам:

1. Происходит моральное устаревание существующих типов самолетов, а также появляются новые прочные облегченные материалы, новые технические решения и возможности, реализация которых обещает повышение технико-экономических показателей производства самолетов и их эксплуатацию, а также улучшение транспортной системы страны в целом.

2. Решение народно-хозяйственных и военных задач, ставит перед авиационной техникой условия безусловного выполнения ее главных функций в современных условиях – это экономичность, максимальная функциональность

(надежность, качество, эффективность, ремонтопригодность и долговечность), с возможностью взаимозаменяемости агрегатов, модернизации и доработки как в заводских условиях, так и на базах эксплуатации (то есть на боевом посту). Современные типы самолетов должны удовлетворять новым требованиям, например, перевозимых грузов, способность посадки на грунтовые аэродромы; для военных самолетов – возможность кратчайшего разбега по взлетно-посадочной полосе, либо вертикального взлета. Например, самолеты транспортной авиации типа «Руслан» удовлетворяют современным требованиям по перевозке крупногабаритных грузов, но имеют очень малую вероятность посадки на грунтовые взлетно-посадочные полосы и т.д.

Известно, что ключевым элементом процесса создания самолета является его проект, то есть разработка проекта как в ручном режиме, так и в автоматизированном. Разработать проект современного самолета – это значит разработать полный комплект проектно-конструкторской и технологической документации как при бумажной технологии, так и на машинных носителях, позволяющий осуществить создание самолета в металле и производить его эксплуатацию. Классически, техническая документация – это лишь конечный результат сложного и длительного процесса проектно-конструкторской деятельности создателей самолета, направленный на разработку проекта ранее не существовавшего объекта (самолета), системы и процесса. Поэтому всегда процесс проектирования любого объекта – это эволюционный цикл обновления.

Понятно, что современные проекты самолетов и другой сложной техники машиностроения, создать без использования систем автоматизации невозможно, поэтому степень автоматизации процессов проектирования во многом определяется не столько возможностями современных САПР, сколько возможностью формализации той или иной проектной задачи, то есть умением проектировщика дать достаточно строгую постановку задачи проектирования и четкий завершенный алгоритм ее решения, с использованием максимальных сведений о типовой конструкторской задаче, то есть использовании сведений о проектируемом изделии (самолете) – тезаурусе.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--