Методологические основы анализа автоматизации проектирования.

Актуальность работы. Применение автоматизированного проектирования (АП) в различных отраслях инженерии привело к значительному повышению эффективности труда проектировщика. Детальная проработка методов и средств проектирования, оптимальная композиция совокупности функциональных систем в единый комплекс требует от исследователей создания сквозной технологии автоматизированного синтеза, которая обеспечила бы снижение неопределенности в оценке основных свойств разрабатываемых технологических машин до уровня, позволяющего осуществить обоснованный выбор наилучшего варианта структуры и параметров систем, а также отдельных видов их подсистем уже на начальном этапе – этапе эскизного проектирования.
Повышение конкурентоспособности создаваемых одноковшовых экскаваторов (ЭО), представляющих собой подкласс многоцелевых технологических машин, обеспечивают не только снижением себестоимости, а в большей степени повышением качества машин и максимального соответствия конкретным требованиям потребителя за счет разнообразия сменного рабочего оборудования и рабочих органов. Рабочее оборудование (РО) экскаватора выступает в роли системообразующего фактора, определяя концепцию, технико-эксплуатационные свойства и эффективность машины в целом. Последнее обусловливает жесткие требования к этапу проектирования, на котором определяются основные технические, технологические и экономические параметры ЭО.
Здесь особенно важна согласованность математических моделей физических процессов и процедур структурно-компоновочного проектирования ЭО и интеграция связывающих их информационных потоков на базе технологии информационной поддержки жизненного цикла ЖЦ изделия (ИПИ-технологии).
Развитие конструкций, приводов и органов управления ЭО вызывают дальнейший рост сложности проектных задач и сдерживается практической исчерпанностью ресурса традиционной технологии теоретического исследования и проектирования РО. Существующие методологические подходы и программные средства проектирования ЭО дают...

В работе теоретически обоснована и решена крупная научно-техническая проблема развития методологии и вошедших в нее моделей, методов, программных средств и методик для проектирования РО ЭО, базирующихся на основных принципах ИПИ-технологии и комплексном исследовании характеристик ЭО средствами математического моделирования. Основные научные и практические результаты, полученные в рамках указанной проблемы, состоят в следующем:1. Рассмотрен и проанализирован системный подход к обоснованию требований к технологическим машинам многоцелевого назначения как объектам технического проектирования. Определены аспекты и этапы проектирования машины как сложной технической системы и требования к модели выбора наилучшей структуры и параметров. Показано, что структура и параметры машины определяются набором ее математических моделей.
2. Обоснована информационно-логическая модель проектирования одноковшового экскаватора как машины многоцелевого назначения, рассматривающая процесс проектирования как элемент жизненного цикла машины, ориентированная на деятельность разработчиков в интегрированной информационной среде и реализующая принципы работы с виртуальной моделью машины, поддерживающая коллективную разработку на основе сетевых технологий и действующих стандартов в области информационных технологий.
3. Композицией нелинейных алгебраических уравнений представлена модель структурно-компоновочного проектирования одноковшового экскаватора, как представителя класса технологических машин многоцелевого назначения. В качестве основных факторов модели выделены устойчивость машины, внешнее силовое воздействие, технологические параметры, мощность энергоустановки.
Разработанная модель позволяет: построить модульную структуру модели развесовки экскаватора; варьировать размерность задач на основе процедур агрегирования и разукрупнения; проводить согласование и взаимную интерпретацию результатов, полученных на различных моделях; осознанно находить компромиссные решения при...