автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Функционально адаптивное представление проектных процедур в конструкторском проектировании деталей и узлов



Горбачев Иван Владимирович

ФУНКЦИОНАЛЬНО АДАПТИВНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПРОЕКТНЫХ ПРОЦЕДУР В КОНСТРУКТОРСКОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ

Специальность: 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (промышленность)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 7 ОЕЗ 2011

Ульяновск - 2010

4854331

Работа выполнена на кафедре САПР Ульяновского государственного технического университета.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Похилько Александр Федорович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Соснин Петр Иванович

доктор технических наук, профессор Смагин Алексей Аркадьевич

Ведущая организация - ФНП1Д ОАО «НПО «МАРС»

г. Ульяновск

Защита диссертации состоится «02» марта 2011 г. в 15 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.277.01 при Ульяновском государственном техническом университете по адресу: 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32 (ауд. 211, Главный корпус).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного технического университета.

Автореферат разослан «77» января 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Эффективность взаимодействия при распределенном и параллельном проектировании во многом обусловлена возможностями обмена проектными решениями между группами разработчиков. В настоящее время основной проблемой, с которой сталкиваются такие группы, является отсутствие возможности полноцепного обмена результатами проектной деятельности при использовании различных систем автоматизированного проектирования. Разработанные стандарты в рамках CASL-технологии (формат стандарта ISO 10303 STEP) обеспечивают обмен конечными решениями, но такие решения невозможно модифицировать, что сужает круг возможных партнеров.

Известно, что наиболее эффективными с точки зрения процесса автоматизации являются специализированные системы. Как правило, подобные системы представляют собой «авторские» графические системы плюс набор расчетно-аналитических процедур, выполненных в соответствие с алгоритмом проектирования. Таким образом, проектировщик не может выйти за рамки алгоритма проектирования, так как набор функциональности, присутствующий в такой специализированной системе, строго ограничен. Расширение функциональности для адаптации системы к новым требованиям потребует обратиться к разработчикам, что повлечет дополнительные материальные и временные затраты.

С другой стороны, использование больших САПР зачастую нецелесообразно из-за их чрезмерной функциональности для решения задач на каждом конкретном рабочем месте, что предъявляет излишние требования к техническому оснащению рабочего места, а, следовательно, и его удорожанию.

На основании вышесказанного можно утверждать, что исследование и разработка методики и средств построения систем проектирования на основе функционально адаптированной формы представления проектных процедур для повышения эффективности обмена проектными решениями в настоящее время является актуальной задачей.

Цель и задачи работы. Целью диссертации является повышение эффективности обмена проектными решениями при конструкторском проектировании деталей и узлов, способствующая повышению качества проектирования, за счет описания процесса проектирования (модели проектируемого объекта) в виде проектных процедур представляемых в функционально адаптивной форме.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи.

1. Анализ современных методов, моделей и средств построения и адаптации систем автоматизированного конструкторского проектирования деталей и узлов.

2. Разработка формального описания процесса конструкторского проектирования деталей и узлов с использованием функционально адаптивного представления:

• формального описания проектных операций;

• формального описания проектных процедур;

• формального описания построения объекта конструкторского

проектирования;

• формального описания функциональной адаптации.

3. Разработка методик конструкторского проектирования информационных образов деталей, информационных образов узлов и функциональной адаптации.

4. Разработка средств конструкторского проектирования деталей и узлов на основе представления проектных процедур в функционально адаптивной форме:

• архитектуры подсистем интерактивной среды построения инструментов конструкторского проектирования деталей и узлов;

• архитектуры инструментов конструкторского проектирования деталей и узлов;

• инфологической модели базы данных для сохранения и накопления конструкторских проектных решений.

5. Разработка программно-информационного обеспечения, реализующего предложенные методики конструкторского проектирования деталей и узлов на основе функционально адаптивного представления проектных процедур, для оценки возможности их практического использования.

6. Проведение программных экспериментов и оценка их результатов.

Областью исследования является методология автоматизированного

проектирования в технике, включая постановку, формализацию и типизацию проектных процедур и процессов проектирования, вопросы выбора методов и средств для применения в САПР, разработка и исследование моделей, алгоритмов и методов для синтеза и анализа проектных решений, включая конструкторские и технологические решения в САПР и АСТПП.

Объект исследования составляют методы и средства построения САПР конструкторского проектирования деталей и узлов, обеспечивающих представление и накопление проектных решений в виде функционально адаптивных процедур, и получения на их основе модифицированных решений, дающих возможность обмена проектами при конструкторском проектировании деталей и узлов в распределенной инфокоммуникационной среде автоматизации деятельности предприятия.

Научная новизна.

1. Предложено функционально адаптивное представление проектных процедур конструкторского проектирования деталей и узлов, состоящее в формализации модели проектируемого объекта в виде набора функций, последовательности их использования, параметров и ограничений, позволяющее гарантировать сохранение целостности построения проектного решения при его модификации.

2. Предложен способ обмена решениями конструкторского проектирования деталей и узлов, заключающийся в использовании формата стандарта ISO 10303 STEP совместно с функционально адаптивным представлением проектных процедур, обеспечивающий модифицируемость проектных решений после их передачи.

3. Модель (архитектура среды и технология функциональной адаптации) инструментальных средств создания адаптивных САПР для конструкторского проектирования деталей и узлов в виде интерактивной среды построения ФА

4

САПР, дающая возможность разрабатывать специализированные С Alii1 специалисту (инженеру-конструктору) визуальными средствами без привлечения программистов.

4. Комплекс программно-информационных средств па основе открытого геометрического ядра Open CASCADE, реализующий модель инструментальных средств создания функционально адаптированных САПР, наиболее важные компоненты которого зарегистрированы Роспатентом в виде программ для ЭВМ (4 свидетельства) и базы данных (одно свидетельство).

Практическая ценность работы. Методика построения систем конструкторского проектирования деталей и узлов на основе функционально адаптивного представления проектных процедур и интерактивная среда построения функционально адаптированных САПР позволяют выполнять следующие действия.

1. Обмениваться конструкторскими проектными решениями деталей и узлов с возможностью внесения в них модификаций без нарушения целостности построения решений, что в настоящее время не гарантируется существующими методами и стандартами.

2. Редактировать конструкторские проектные решения деталей и узлов с обеспечением сохранения целостности их построения, что делает возможным разработку новых решений на основе уже существующих и обеспечит сокращение затрат на нее на 25% - 30%.

3. Разрабатывать и использовать средства конструкторского проектирования деталей и узлов с более низкой интеллектуальной нагрузкой на исполнителей.

4. Принимать участие в коллективном проектировании независимо от наличия программных средств, составляющих информационное пространство головного предприятия.

5. Предприятию самостоятельно разрабатывать и адаптировать средства для автоматизированных рабочих мест конструкторского проектирования деталей и узлов на основе функционально адаптированных САПР, что поможет сократить финансовые затраты на оснащение АРМ конструктора деталей и узлов (не менее чем в 1,4 раза) и затраты на адаптацию таких АРМ (финансовые примерно в 1,3 раза и времени до 1,5 раз).

Основные положения выносимые па защиту.

1. Разработанная модель описания проектируемого объект;) на основе функционально адаптивного представления проектных процедур обеспечивает построение решений для создания функционально адаптированных САПР.

2. Предложенная методика функциональной адаптации при построении систем конструкторского проектирования деталей и узлов, базирующаяся на функционально адаптивном представлении проектных процедур, позволяет создавать функционально адаптированных САПР на основе последовательности построения решения для поддержки обмена проектными решениями конструкторского проектирования деталей и узлов.

3. Методика построения решений для конструкторского проектирования деталей и узлов, основанная на функционально адаптивной форме представления проектных процедур, обеспечивает построение проектных решений

конструкторского проектирования деталей и узлов и гарантирует сохранение целостности построения решения при его передаче и редактировании.

4. Комплекс средств конструкторского проектирования деталей и узлов на основе геометрического ядра Open CASCADE, реализованный по модели описания проектируемого объекта на основе функционально адаптивной формы представления проектных процедур, методик построения информационных образов деталей и узлов и методики функциональной адаптации, позволяет строить функционально адаптированные САПР конструкторского проектирования деталей и узлов.

Методы исследования. При выполнении теоретических исследований и реализации поставленных задач использовались методы теории множеств, системного подхода, теории автоматизированного проектирования, методы объектно-ориентированного проектирования и анализа, моделирования и программные эксперименты с комплексом проектных процедур.

Апробация работы. Содержание работы докладывалось и обсуждалось на 18 международных, всероссийских и региональных конференциях, в число которых входили: 7-я Всероссийская с международным участием научно-техническая конференция молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники» (Красноярск 2005 г.); 9-я Всероссийская научно-техническая конференция молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники» (Красноярск 2007 г.); The 6-th international conferencc «Interactive Systems: The Problems of Human-Computers Interaction» (Ulyanovsk 2007); 12-я Международная научно-практическая конференция «Системный анализ в проектировании и управлении» (Санкт-Петербург 2008 г.); 4-я Международная научно-техническая конференция «Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда 2008 г.); Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области обработки, хранения, передачи и защиты информации» (Ульяновск 2009 г.) (отмечен дипломом за лучший доклад); 14-я Международная научно-техническая конференция «Системный анализ в проектировании и управлении» (Санкт-Петербург 2010 г.); Российская конференция аспирантов, студентов и молодых ученых ИВТ-2010 «Информатика и вычислительная техника» (Ульяновск 2010 г.).

Реализация и внедрение результатов работы. Основные результаты работы реализованы в форме методики построения специализированных САПР на основе функционально адаптивного представления проектных процедур, включающей в себя: модель представления проектных процедур в функционально адаптируемой форме; модель обмена проектными решениями; модель функциональной адаптации; архитектуру комплекса средств построения адаптируемых САПР; ключевые программно-информационные компоненты на основе открытого геометрического ядра Open CASCADE, реализующие предложенные методики, модели и архитектуру, на которые получены выданные Роспатентом свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ и базы данных.

Результаты используются в опытной эксплуатации ОАО «КОМЕТА» (программно-информационные компоненты на основе геометрического ядра Open CASCADE). В проектные работы Федерального научно-производственного центра ОАО «НПО «Марс» внедрены: модель представления проектных процедур в функционально адаптируемой форме, модель функциональной адаптации, архитектура комплекса средств построения адаптируемых САПР. Разработанные программно-информационные средства используются в учебном процессе УлГТУ на кафедре САПР, при подготовке магистров по программе «Информационные технологии проектирования электронных средств» и при выполнении работ по плану ГБ НИР УлГТУ "Интеллектуальные инструментальные средства автоматизации проектной деятельности в CALS-среде предприятий" №17-02.02.10, номер г.р. 01201053409. Результаты работы также могут быть использованы в проектных подразделениях промышленных предприятий и проектных организациях машиностроительной отрасли для конструкторского проектирования деталей и узлов и для разработки специализированных САПР конструкторского проектирования деталей и узлов.

Достоверность. Достоверность результатов и выводов обеспечивается корректным использованием методов прикладной информатики, автоматизированного проектирования, формальной логики и подтверждается экспериментальными данными, полученными в ходе испытаний разработанных программных продуктов, а также выдачей свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ и базы данных.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 27 печатных работ, в том числе 17 статей, из них 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, 5 тезисов докладов на конференции, 4 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ и 1 свидетельство о государственной регистрации базы данных.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 119 наименований и 10 приложений. Общий объем диссертации 197 страниц (основной текст 175 страниц).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и основные задачи, определен объект исследований, перечислены полученные результаты, их научная новизна и практическая значимость, представлены положения, выносимые на защиту, дано краткое содержание и структура диссертации.

Первая глава носит обзорный характер. Исследуются современные системы конструкторского проектирования и подходы к организации обмена решениями в них. Выбирается объект исследования, формулируется цель работы и задачи, решение которых необходимо для достижения цели.

На примерах существующих систем, используемых для конструкторского проектирования, рассматриваются принципы организации проектных работ, подходы к представлению проектной деятельности и обмену результатами

проектирования. Оцениваются возможности адаптации таких систем под типовые задачи и новые условия, описываются необходимые навыки пользователя для проведения такой адаптации.

Обосновывается необходимость разработки новых способов обмена проектными решениями, которые обеспечат модифицируемость передаваемых решений не зависимо от системы, в которой такие проектные решения были построены. Обосновывается необходимость разработки систем конструкторского проектирования, которые позволили бы инженеру-конструктору самостоятельно разрабатывать и адаптировать инструменты для своей деятельности.

Во второй главе дается общее описание предлагаемого подхода к обеспечению обмена конструкторскими проектными решениями, вводится понятие функционально адаптированной САПР (ФА САПР). Исследуются формальные модели, разработанные в предыдущих работах, и обосновывается необходимость разработки формального описания функционально адаптивного представления проектных процедур.

Предлагаемый подход представляет собой систему, в которой после конструкторского проектирования детали или узла возможно сгенерировать независимое приложение - функционально адаптированную САПР (ФА САПР). ФА САПР помимо конструкторского решения включает в свой состав набор функциональности, позволяющий построить данное решение. Имеющийся набор функциональности позволит вносить в модель изменения на структурном уровне (в рамках функций ее построения) независимо от наличия у получателя среды, в которой решение было построено.

Таким образом, ФА САПР - это система проектирования детали или малого узла (класса деталей или узлов), набор функциональности которой обеспечивает проектирование такого объекта либо класса таких объектов, не требуя выхода за рамки имеющейся функциональности и обеспечивая модифицируемость (адаптивность) процедур проектирования.

Разрабатываются модели процесса построения конструкторских решений. Множества типов проектных операций интегрированной интерактивной среды, доступные проектировщику, записываются в виде

по = (по1,по2)...,поЛо,

где ПО - совокупность всех типов проектных операций, используемых в системе; ПО, = {по^поз,..., по]. —, по|;}, - множество проектных операций ¡-го типа; по^ - .¡-ая проектная операций в множестве ПО, (¡-го типа).

Каждая проектная операция в общем случае, описывается отображением множества входных параметров на множество выходных параметров с учетом условий (ограничений), при которых данная проектная операция может быть исполнена, и условий, которым должны соответствовать выходные параметры после исполнения проектной операции

{УЕМО,/} ПО]:ВХПО;7^ВыхПО,7 {УВи1ПО//}, где ВхПО|( - множество входных параметров проектной операции по;!; ВыхПО!. - множество выходных параметров проектной операции по|;

УвхПОо _ множество ограничений для входных параметров операции по^'; УБыхП0^. - множество ограничений для выходных параметров операции по|.

Последовательно исполняемые проектные операции одного типа объединяются в проектные процедуры. Соответственно проектные процедуры могут быть тех же типов, что и проектные операции:

где ПП - совокупность всех типов проектных операций, используемых в системе;

ГШ,: ={пп[,пп|,...,пп],...}, ППг - множество проектных операций ¡-го типа; пп] -_|-ая проектная операций в множестве ПП!- (1-го тина).

Объединяя последовательно исполняемые проектные операции в проектные процедуры, формируюемя входные, выходные и внутренние параметры проектной процедуры, а также условия для входных и выходных параметров. Исполняемая проектная процедура также записывается в виде тройки {Уышу} пп]:ВхППу ^¡^ ВыхППу {УВи(пшД

где ВхПП,, - множество входных параметров проектной процедуры пп|; ВыхПП|; - множество выходных параметров проектной процедуры пп], ВнПП,, - множество внутренних параметров проектной процедуры пп!; УЕх11Ш; - множество ограничений для входных параметров процедуры по.; Увыхпш/ ~ множество ограничений для выходных параметров процедуры и<э!.

Фиксация и сохранение прямой последовательности проектных процедур позволяют строить модели объектов только одного конкретного типа и дают возможность изменять только значения параметров (переменных), исключая возможность перебирать конструктивные исполнения.

С введением условных ветвлений появляется возможность в рамках одного проекта работать с различными альтернативными конструктивными исполнениями, способами расчета и т. д. То есть, появится возможность создания альтернатив построения, реализующих множественность исполнения одного типа технического объекта и сохранения разных технических объектов, принадлежащих одному классу.

Множество ветвлений, сохраненных в системе, формально опишется в следующем виде

В/ = {В1)В2,...,В;...}.

В общем случае, когда условное ветвление обеспечивается автоматизировано пользователем (или автоматически программно с учетом значения некоторых параметров), оно сводится к отображению условий на множество альтернатив

в/.У^А,,

где А; = ..., а^,} - множество альтернатив условного ветвления в,;

т - количество альтернатив в данном условном ветвлении.

Отличительная особенность условного ветвления от других проектных

процедур (операций) в том, что при обработке условия не происходит преобразования объекта и его параметров, а только выбирается дальнейшее направление проектирования.

Проектом называется совокупность проектных процедур, условных ветвлений и проектных параметров использованных при построении комплексной модели проектируемого объекта. Формально данное утверждение запишется в виде:

Пр = <ППпр.В, ПрПар.ПрУ)^ где ПППр = {(пи^пв^пп^),..., пп;пр^,..., (пи^пв^.пп^)};

ПППр - множество проектных процедур проекта; ПИ| - порядковый номер ]-ой проектной процедуры; ПЕ^ - номер ветви альтернативы условного ветвления .¡-ой проектной процедуры (для проектных процедур, исполняемых до первого условного ветвления пв; = 0); пп"р - .¡-ая проектная процедура данного проекта такая, что

пп;реПП„ПП2.....ППЛ. (пп"р является элементом одного из множеств ПП,-,

то есть является проектной процедурой существующей в системе); к - общее количество проектных процедур в проекте. В - множество процедур ветвления, использованных в проекте; ПрПяр - множество проектных параметров (входных, выходных и внутренних); ПрУ - множество проектных условий (входных и выходных).

Для функциональной адаптации проектных процедур требуется, во-первых, определить множество проектных процедур выполненных при построении проекта, во-вторых, определить множество проектных операций, на основе которых данные процедуры построены.

С учетом того, что индексация проектных процедур может быть проведена независимо от их типа, получим запись множества проектных процедур, существующих в системе

ПП = {пп!, пп2,..., пп.... ппр], где р - количество имеющихся в системе проектных процедур.

Выделив элементы пплр, получаем запись последовательности

ППпр = (пп^пп^, ...,пт^г ...,пп£р), где ППпр - последовательность (не отображающая последовательность исполнения, а отображающая последовательность их включения в проект) проектных процедур.

Так как одна проектная процедура в проекте может быть применена несколько раз (например, для различных параметров), то далее необходимо определить множество проектных процедур, примененных в проекте

ППпр -»ИППпр = (пп^пп; епппр], где ИППпр - множество хотя бы раз примененных проектных процедур.

Подобным образом формируется список проектных операций, примененных при создании проектных процедур (следовательно, и проекта)

ИПОпр = {по;|по; €ПОпД где ИПОпр - множество хотя бы раз примененных в процедурах проекта проектных операций;

ПОпр - последовательность проектных операций применяемых при создании каждой из проектных процедур множества ИППпр.

Для исполнения проекта достаточным условием будет наличие в системе множества операций ИПОпр. Построение системы на основе данного множества позволит получить систему с ограниченным набором функциональности, но достаточным для исполнения проектных операций, составляющих проектные процедуры описывающие последовательность построения комплексной информационной модели проектируемого технического объекта. Таким образом, получается система на основе функционально адаптивной формы представления проектных процедур, которая формально описывается множествами Пр = (ППпр, В, ПрПар.ПрУ) и

ИПОпр = {по;|по; егку,

то есть описывающими проект (набор функциональности) и систему, в которой присутствует только функциональность проекта.

В третьей главе приводится общее описание предлагаемой системы, формулируются свойства, которыми должна обладать среда построения ФА САПР, описываются общая архитектура среды, архитектуры основных ее подсистем и инфологической модели базы данных.

Для построения общей архитектуры за основу взят подход, представляющий архитектуру как слоистую программную систему с допущением, что каждая подсистема такой архитектуры независимо от уровня (слоя) ее расположения может напрямую обращаться к базе данных системы. Такой подход позволяет выделить основные подсистемы среды построения функционально адаптированных САПР, разделить их на подгруппы и определить основные функциональные назначения взаимодействующих интерфейсов.

Подсистема управления проектами

j Подсистема ЗД< ■проектирования

Подсистема математических: расчетов |

Подсистема текстовой поддержки ; проектирования:

Подсистема

выбора данных из таблицы

Подсистема интерактивного ввода данных

Подсистема I генерации ФА САПР !

База Данных

________)

Рис. 1. Общая архитектура среды построения ФА САПР

Реализация требований к интерактивной среде построения функционально адаптированных САПР требует наличие модулей, представленных на рис. 1.

Так как деятельность проектировщика в среде построения ФА САПР представляется в виде проектных процедур, совокупность которых представляет собой описание класса проектируемого изделия, каждая проектная процедура в общем случае состоит из проектных операций, условий выполнения данных операций, входных и выходных параметров. Для формирования и управления проектными процедурами используется подсистема управления проектами.

Подсистема управления проектами является ядром среды построения ФАСАПР, и если рассматривать представленную архитектуру с точки зрения слоистой программной системы, то только подсистеме управления проектами "известно" о существовании других подсистем среды.

Подсистема ЗД-проектирования представляет собой систему твердотельного ЗД моделирования (такую как SolidWorks, Компас 3D) и, соответственно, выполняет все те же функции. Главной особенностью подсистемы ЗД-проектирования является фиксация и представление процесса разработки модели объекта таким образом, чтобы можно было однозначно определить, каким образом данная модель получена. Также обязательным требованием для данной подсистемы является включение конвертора в формат STEP для возможности передачи геометрии конечного решения в сторонние системы.

Подсистема математических расчетов играет роль своеобразного "калькулятора" инженера. Наиболее близким к подсистеме математических расчетов примером является математический пакет MalhCAD, так как он позволяет проектировщику разрабатывать математический расчет на понятном ему математическом языке, не требующем изучения специфического языка команд, который присутствует в большинстве других математических систем.

Подсистема текстовой поддержки проектирования обеспечивает текстовое сопровождение процесса проектирования. При помощи подсистемы текстовой поддержки проектирования инженер может добавить комментарии к проектной операции, описать, какие Moiyr принимать значения вводимые и выбираемые из таблиц параметры. Также средствами данной подсистемы могут быть сформированы отчеты о проектировании либо текстовая техническая документация на проектируемый технический объект.

Подсистема выбора данных из таблицы и подсистема интерактивного ввода данных служат для определения значения параметров по сформированным таблицам и ввода данных вручную и применяются непосредственно при проектировании экземпляра технического объекта.

База данных среды построения ФА САПР логически делится на три части:

1) база данных проектных операций и процедур;

2) база данных проектов;

3) база данных функциональности.

БДПОП представляет собой структурированное хранилище конечного множества существующих типов проектных операций, проектных процедур (с информацией о том, какой подсистемой они должны обрабатываться) и типах параметров.

В БДП сохраняется информация о созданных проектах, составляющих

их последовательностях проектных процедур (и проектных операций), условий, параметрах проектов и проектных процедур.

БДФ главным образом играет роль таблицы соответствия функций (составляющих проектные операции из БДПОП) и файлов исходного кода (взаимосвязанных в соответствии с архитектурой классов подсистем). Информация из БДФ требуется при формировании программных проектов (проектов среды разработки Visual Studio С++) на этапе, предвосхищающем компиляцию исполняемого модуля ФА САПР. Данные функции возложены на подсистему генерации ФА САПР.

Разделить подсистемы среды построения ФА САПР на подгруппы можно следующим образом. Как уже говорилось, подсистема управления проектами является ядром системы. Далее можно выделить функциональные подсистемы: подсистему ЗД-просктирования, подсистему математических расчетов, подсистему выбора данных из таблицы и подсистему интерактивного ввода данных. К данному типу можно причислить и подсистему текстовой поддержки проектирования, но обработка проектных процедур в данной подсистеме будет существенно отличаться, поэтому это скорее вспомогательная подсистема, которая позволяет создавать текстовые описания к проектным процедурам. И остаются подсистема генерации и база данных.

Структура функционально адаптированной САПР повторяет структуру интерактивной среды построения ФА САПР, но каждая из подсистем представляется в функционально адаптированной форме, а подсистема генерации ФА САПР отсутствует.

В четвертой главе описываются результаты программных экспериментов, и обосновывается выбор геометрического ядра Open CASCADE в качестве базовой основы подсистемы ЗД-проектирования. Формулируются задачи, решаемые подсистемой ЗД-проектирования.

Задача 1. Предоставление модульного функционала для построения ЗД-моделей (рис. 2).

Помимо того, что любая система ЗД-проектирования должна обладать необходимым набором функций для построения, редактирования и прочих манипуляций с ЗД-объектами, в нашем случае накладывается дополнительное условие, связанное с направленностью интегрированной среды на разработку САПР, функционально адаптированных к решаемым ими задачам. Выражается это в необходимости реализации всех функций подсистемы ЗД-проектирования в виде отдельных модулей, кусков кода, не интерферирующих между собой, что позволит при последующей генерации ФА САПР не перегружать их не нужными для решения задачи возможностями.

Задача 2. Сохранение полной информации о процессе проектирования и его визуализация в структурно-параметрическом виде.

Основное требование к подсистеме ЗД-проектирования - это создание в процессе проектирования максимально полного структурно-параметрического описания модели, включающего в себя не только сведения о геометрии полученного объекта, но и всю последовательность выполненных операций.

Разработка системы хранения данных о проектировании с учетом

требований выражается в решении следующих подзадач:

а) определение системы, обеспечивающей правильное и полное сохранение последовательностей выполняемых пользователем проектных операций как над ЗД-, так и над 2Д-объектами;

б) определение системы хранения значений, выступающих как параметры при выполнении проектных операций;

в) отображение в реальном времени совокупности всех выполненных проектных операций в виде дерева построения, правильно и однозначно воспринимаемого пользователем.

Задачи 1, 2. 3...

Базовый интерфейс

Набор функций 3D моделирования

Базовый интерфейс

Набор функций 3D моделирования

Задача 1

Базовый интерфейс

]ЕЕ

ФЬ

Базовый интерфейс

Задача 2

| ф, || фь |f^~[[~~|

[ fli |[ Ф! | | Ф) | | ... |

Базовый интерфейс

GE3 Н Н HHD

Задача 1

Базовый интерфейс

HGI

Рис.2. Модульное представление функций в подсистеме ЗД-проектирования

Задача 3. Интеграция с другими подсистемами ИИС ФАСАПР.

Подсистема ЗД-проектирования должна обладать интерфейсами для взаимодействия с другими подсистемами. Учитывая структуру среды и наличие в ней подсистемы управления проектами, достаточно ограничиться тремя интерфейсами:

а) интерфейс взаимодействия с подсистемой управления;

б) интерфейс взаимодействия с БД;

в) интерфейс пользователя.

Структура подсистемы ЗД-проектирования представляется в виде модулей.

1. Основной модуль, основанный на ядре Open CASCADE обеспечивает:

1) необходимый для проектирования ЗД-моделей функционал;

2) визуальное отображение геометрической модели;

3) сохранение четкого соответствия между отдельными операциями и программным кодом, выполняемым для их осуществления.

2. Модуль представления данных о модели:

1) сохранение последовательностей производимых при проектировании операций и их параметров;

2) представление данных, полученных при проектировании, в необходимых форматах.

3. Интерфейс пользователя (рис. 3):

1) обеспечение доступа к функционалу для проектирования 3Д-моделей;

2) отображение данных о модели в структурно-параметрическом виде.

Э ЭехнЛ

! МыЫ Рмчв

Дополнительные Функции визуализации функции

\ Стандартные функции _?.изу?лизауии__

\ <сХ ------- .

Функции 2Р моделирования

/ й- ВычмяИ ''

СпйайкЗ 1

I Дераао построения Интерактивная область для работы с2Э и 30 объектами при помощи манипулятора «мышь»

Рис.3. Интерфейс пользователя

Функции 30 моделирования

4. Интерфейс взаимодействия с подсистемой управления:

!) инициализация ЗД-подсистемы по запросу подсистемы управления;

2) обработка управляющей информации.

Подсистема управления ИИС ФАСАПР является основным приложением данной среды. Из ее окна осуществляется доступ ко всем остальным подсистемам, определяется характер их взаимодействия посредством обмена данными через БД и контроль над их работой. Поэтому связь с основной системой обеспечивает отдельный модуль в каждой подсистеме.

5. Интерфейс взаимодействия с базой данных. Обеспечивает подключение к БД, сохранение результатов проектирования, загрузку ранее полученных данных или обработанных другой подсистемой и безопасное отсоединение от БД.

В пятой главе описываются методики проектирования информационных образов деталей и узлов. Приводится методика функциональной адаптации. Проводится сравнение полученного решения с другими системами, используемыми при конструкторском проектировании. Проводятся количественные оценки положительных эффектов от использования

предлагаемого решения.

Приведенные в таблицах (табл. 1, 2, 3) данные представляют сравнительный анализ результатов работы с существующими подходами и средствами конструкторского проектирования и разработки, наглядно демонстрирующие эффективность использования предложенных методик и программных средств.

Таблица 1. Сравнительный анализ знаний и навыков

Критерии Прямое кодирование С помощью ИСП ФЛСАПР

Создание ЗД- модели средствами графических библиотек (например, OpenGL), требуются: знания структуры и команд графической библиотеки; знания принципов построения ЗД-геометрии. визуальными средствами подсистемы ЗД-просктироваиия, требуются: знания принципов построения ЗД-геометрии.

Создание графического интерфейса пользователя средствами библиотеки MFC (WinAPI), требуются: знания структуры и команд MFC (WinAPI). средствами подсистемы генерации проектов (генерируются автоматически).

Создание математического расчета средствами математических библиотек языка С++. средствами подсистемы математических расчетов (математического пакета).

Импорт в формат STEP требуегся самостоятельная разработка инструментов конвертации в STEP. средствами Open CASCADE для конвертации в формат STEP.

Знания и навыки, необходимые для разработки приложения знания и навыки инженера-программиста; знания принципов построения ЗД-объеков. знания и навыки инженера-конструктора.

Таблица 2. Свойства систем при проектировании деталей и узлов

Критерии САПР трехмерного моделировании (MCAD) Специализированные САПР (АРМ WinMachine) ИСП ФА САПР и ФА САПР

Используемая функциональность малая часть полностью полностью

Возможности обмена решениями в рамках формата STEP нет ФА САПР + 8ТНР

Модифицируемость переданных решений не гарантируется нет гарантируется

Адаптируемость системы пользователем в рамках API-интерфейса, требует специальных знаний и навыков нет гарантируется, не требует специальных знаний и навыков

Таблица 3. Положительные эффекты при проектировании деталей и узлов

Кому Что По сравнению с чем ИСП ФА САПР и ФА САПР

Разработчику специализированных приложений Разрабатывать Средства разработки требуют наличие навыков и опыта программирования, наличие знаний в предметной области решаемой задачи Требует наличие знаний только в предметной области решаемой задачи

Малым и средним предприятиям Участие в крупных проектах независимо от имеющейся САПР САПР трехмерного твердотельного проектирования не позволяют модифицировать переданное не из родной системы решение (посредством формата стандарта STEP) Обеспечивает возможность передачи и модификации переданного решения не зависимо от системы проектирования принимающей сторон ы

Крупным и средним предприятиям Разработка и адаптация автоматизированных рабочих мест САПР ЗД-проектирования дорогостоящие; адаптация средств от разработчиков занимает длительное время Возможность самостоятельно разрабатывать и адаптировать АРМ

На основе типовых нормативов стоимости и времени, данных о реальной I стоимости работ по разработке программного обеспечения и конструкторскому проектированию приводится количественная оценка и сравнительный анализ | предлагаемого решения с параметрами существующих систем, показывающий экономическую эффективность использования нового решения: стоимости | оснащения автоматизированных рабочих мест (рис. 4), времени, затрачиваемого на проведение адаптации программных средств (рис. 5), времени для адаптации | решения (информационной модели проектируемого изделия) (рис. 6). И на рис. 7 представлена диаграмма комплексного сравнения различных систем по указанным выше критериям.

100 ................1..^»___________,1 ■ ........................................... .............................

ЕМ I .......:........I

го цц' Щ ;

1 2 3

Рис. 4. Диаграмма анализа стоимости оснащения: 1 - АРМ "универсальные"; 2 - АРМ под заказ; 3 - САПР ЗД проектирования; 4 - ФЛ САПР.

II к

В ж

я ■ Щ ш

1 2 3

Рис. 5. Диаграмма анализа времени адаптации программных средств: 1 - АРМ "универсальные"; 2 - АРМ под заказ; 3 - САПР ЗД проектирования; 4 - ФА САПР.

^ммн

во ^^Н | ^^И^гн

: Ж И Ш

1 2 3

Рис. 6. Диаграмма анализа времени адаптации решения: 1 - АРМ "универсальные"; 2 - АРМ под заказ; 3 - САПР ЗД проектирования; 4 - ФА САПР. '

12 3 4

Рис. 7. Диаграмма комплексного анализа:

1 - стоимость разработки; 2 время разработки; 3 - время программной адаптации; 4 - время адаптации модели; 5 - АРМ "универсальные"; 6 - САПР ЗД проектирования; 7 - АРМ под заказ; 8 - ФА САПР.

Описываются стратегии применения ИСП ФАСАПР и ФА САПР.

1. Использование среды для передачи проектных решений в распределенной производственной среде при совместном проектировании. Такой подход применения предлагаемой методики решает основную ставившуюся проблему -обмен решениями в рамках распределенной среды разработки.

В этом случае подразумевается наличие множества разработчиков. В обычных условиях все эти разработчики должны были бы использовать одну и ту же систему проектирования. Использование ИСП ФАСАПР позволяет проектировать конструкции деталей и узлов и сохранять их в виде программного

модуля, который передается руководителю разработки. Теперь это решение главный разработчик может редактировать, не обращаясь заново к разработчику такого решения, а затем внедряет эту деталь или узел в свой проект посредством сохранения решения в формате стандарта ISO 10303 STEP.

Преимущества такого способа взаимодействия следующие:

• независимость разных разработчиков от системы проектирования;

• возможность расширить количество потенциальных заказчиков;

• экономия времени и финансов на модификацию полученной модели;

• повышение скорости разработки конечной продукции.

2. Разработка решения с учетом возможностей производства разработчика. Подразумевается взаимодействие с потенциальными партнерами за счет предоставления им результатов проектирования, учитывающих особенности производства.

Предприятие, подготавливая проект в виде функционально адаптированной САПР, вносит в него ограничения, которые отражают технологические возможности предприятия. Поэтому при модификации решения гарантируется соблюдение технологических требований исполнителя-производителя.

3. Автоматизированные рабочие места крупного предприятия. При таком подходе средствами ИСП ФАСАПР создаются АРМ.

В данном случае опытный высококвалифицированный инженер-конструктор может создать для каждого рабочего места свое приложение в виде ФА САПР в зависимости от выполняемых проектных работ, сохранив тем самым в них свой многолетний опыт. Таким образом, предприятие может сэкономить на закупке программных средств на такие рабочие места, на привлечении программистов в случае разработки приложений обычным способом. А также предприятие сможет доверить части проектных работ менее опытным сотрудникам.

4. Интернет сервис для заказчиков малого (среднего) предприятия. Подразумевается разработка на основе предлагаемой методики интернет-сервиса. Данный подход более всего актуален для западных стран, где развит рынок, ориентированный на малый объем заказов и производство единичной продукции.

При таком подходе создается сервис, позволяющий заказчику через интернет спроектировать свою деталь или узел и сразу его заказать. В такую систему возможно внедрить средства оценки стоимости производства изделия. Создавая сервис, производитель создает ограничения, гарантирующие разработку и заказ только такого изделия, которое возможно произвести на имеющемся оборудовании.

5. Инструментальное средство для клиентов малого (среднего) предприятия. Данный подход предназначен для разработчиков методик проектирования. Группа из высококвалифицированных инженеров-конструкторов может разрабатывать инструменты конструкторского проектирования под заказ с учетом требований и технологических особенностей производства заказчика.

Такое решение актуально для малого и среднего бизнеса, когда пригласить высококвалифицированного специалиста достаточно проблематично. Обучение доступных на рынке труда кадров дорого и требует времени.

19

В заключении представлены основные результаты и выводы по работе. В диссертации разработана и исследована методика построения функционально адаптированных САПР для конструкторского проектирования деталей и узлов, позволяющая повысить эффективность обмена проектными решениями за счет описания процесса проектирования в виде проектных процедур, представляемых в функционально адаптированной форме. Таким образом, обозначенная цель работы достигнута, а связанные с ее достижением задачи решены.

Методика построения систем конструкторского проектирования деталей и узлов на основе функционально адаптивного представления проектных процедур и интерактивная среда построения функционально адаптированных САПР позволяют:

1) обмениваться конструкторскими проектными решениями деталей и узлов с возможностью внесения в них модификаций без нарушения целостности построения решений, что в настоящее время не гарантируется существующими методами и стандартами;

2) редактировать конструкторские проектные решения деталей и узлов с обеспечением сохранения целостности их построения, что делает возможным разработку новых решений на основе уже существующих и обеспечит сокращение затрат на нее на 25% - 30%;

3) разрабатывать и использовать средства конструкторского проектирования деталей и узлов с более низкой интеллектуальной нагрузкой на исполнителей;

4) принимать участие в коллективном проектировании независимо от наличия программных средств, составляющих информационное пространство головного предприятия;

5) предприятию самостоятельно разрабатывать и адаптировать средства для автоматизированных рабочих мест конструкторского проектирования деталей и узлов на основе функционально адаптированных САПР, что поможет сократить финансовые затраты на оснащение АРМ конструктора деталей и узлов (не менее чем в 1,4 раза) и затраты на адаптацию таких АРМ (финансовые примерно в 1,3 раза и времени до 1,5 раз).

В приложениях содержится порядок создания программных средств на основе геометрического ядра Open CASCADE, акт внедрения результатов диссертационной работы, справка об использовании, диплом за лучший доклад на конференции, свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ и базы данных.

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ИСП ФАСАПР ФА САПР

БДП

БДПОП

БДФ

CASL MCAD

База данных проектов

База данных проектных операций и процедур База данных функциональности Интерактивная среда построения ФА САПР Функционально адаптированная САПР Continuous Acquisition and Life cycle Support Mechanical Computer-Aided Design

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Горбачев И.В. Информационная структура представления проектных процедур в функционально-адаптируемой форме / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Автоматизация процессов управления. - Ульяновск: НПО «МАРС», №3, 2010. -С. 72-75.

2. Горбачев И.В. Структура формального представления процесса проектирования в функционально адаптированной САПР / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Инфокоммуникационные технолопш. Том 8, №1, 2010. -С. 75-78.

Свидетельства о регистрации объектов интеллектуальной собственности

3. Горбачев И.В., Похилько А.Ф. САПР Матрица и Пуансон II РОСПАТЕНТ. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009615003 от 14.09.2009.

4. Горбачев И.В., Похилько А.Ф. Модуль автоматизации математических расчетов // РОСПАТЕНТ. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009615004 от 14.09.2009.

5. Горбачев И.В., Похилько А.Ф. Модуль управления проектами // РОСПАТЕНТ. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ№ 2009615002 от 14.09.2009.

6. Горбачев И.В., Похилько А.Ф. База данных проектов ИИС // РОСПАТЕНТ. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2010620006 от 11.01.2010.

7. Горбачев И.В., Похилько А.Ф. Адаптируемая САПР Матрица и Пуансон // РОСПАТЕНТ. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010610868 от 27.01.2010.

Публикации в других изданиях

8. Горбачев И.В. Использование стандарта ISO 10303 STEP для создания инструментальных средств сохранения логики принятия проектных решений / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько, Ю.В. Таратухин // Студент - науке будущего». Студенческая научно-техническая конференция. Тезисы докладов. - Ульяновск: УлГТУ, 2005. С. 33.

9. Горбачев И.В. Создание и представление приложений в интегрированной среде САПР / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько, Ю.В. Таратухин // Современные проблемы радиоэлектроники: Сб. научн. тр. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. С. 540-541.

10. Горбачев И.В. Средства построения адаптивных инструментов трехмерного твердотельного проектирования на основе ядра Open CASCADE / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Вузовская наука в современных условиях: тез. докл. 39 научн.-техн. конф. 4.1. - Ульяновск: УлГТУ, 2005. - С. 109.

11. Горбачев И.В. Среда построения функционально-адаптированных САПР

как часть интегрированной инструментальной среды / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько, Т.Ф. Тылаев // Автоматизация машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования: Материалы второй международной научно-технической конференции. Т.Н. -Вологда: ВоГТУ, 2006. - С. 62-64.

12. Горбачев И.В. Подход к передаче логики принятия решений посредством функционально адаптированной САПР / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Информационные и интеллектуальные технологии: труды Международной конференции «Конференция но логике, информатике, науковедению». -Ульяновск: УлГГУ, 2007. - Том 2. - С. 31-32.

13. Горбачев И.В. Представление модели в среде построения функционально адаптированных САПР на базе Open CASCADE / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Вестник УлГГУ №3(39), 2007. - С. 32-35.

14. Горбачев И.В. Принцип передачи логики принятия решений посредством функционально адаптированной САПР / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем: Труды Пятой Всероссийской научно-техн. конференции (с участием стран СНГ). - Ульяновск: УлГГУ, 2007. - С. 230-231.

15. Горбачев И.В. Проблемы интеграции среды построения функционально адаптированных САПР в интегрированную инструментальную среду / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Современные проблемы радиоэлектроники: Сб. иаучн. ст. - Красноярск: Сибирский федеральный ун-т, Политехнический ин-т, 2007. - С. 557-558.

16. Горбачев И.В. Проблемы построения интегрированной инструментальной среды на базе графического ядра Open CASCADE / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Тезисы докладов 41-й научно-технической конференции УлГТУ «Вузовская наука в современных условиях». - Ульяновск: УлГТУ, 2007. - С. 126.

17. Gorbachev I.V. Approach towards design logic transfer via functionality adapted CAD / I.V. Gorbachev, A.F. Pokhil'ko // Interactive Systems and Technologies: The Problems of Human-Computer Interaction. - Collection of scientific papers. -Ulianovsk: USTU, 2007. - P. 232.

18. Горбачев И.В. Анализ функциональности модели технического объекта при построении систем проектирования / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Системный анализ в проектировании и управлении: Труды XII Междунар. науч.-практ. конф. 4.2. СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2008. - С. 229-233.

19. Горбачев И.В. Методика функциональной адаптации при построении систем проектирования технических объектов / И.В. Горбачев, О.В. Козинцев, А.Ф. Похилько П Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования: Материалы четвертой международной научно-технической конференции. Т.1. - Вологда: ВоГТУ, 2008. - С. 113-116.

20. Горбачев И.В. Технология представления модели в функционально адаптированной САПР / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Автоматизация процессов управления. - Ульяновск: НПО «МАРС», №3(13), 2008. - С. 39-42.

21. Горбачев И.В. Создание описания класса объектов проектирования в форме

функционально-адаптированной компоненты 3D моделирования / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Системный анализ в проектировании и управлении: Сборник научных трудов XIII Междунар. науч.-практ. конф. 4.2. СПб: Изд-во Политехи, ун-та, 2009. - С. 265-266.

22. Гайдуков А.Н. Структурное представление модели в подсистеме 3D проектирования на базе Open CASCADE / А.Н. Гайдуков, И.В. Горбачев,

A.Ф. Похилько // Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области обработки, хранения, передачи и защиты информации»: сборник научных трудов. В 4 т. Т.З. -Ульяновск: УлГТУ, 2009. - С. 348-349.

23. Горбачев И.В. Формализация вариативности в представлении модели технического объекта / И.В. Горбачев, О.В. Козинцев, А.Ф. Похилько // Тезисы докладов 43-й научно-технической конференции «Вузовская наука в современных условиях» - Ульяновск: УлГТУ, 2009. - С. 124.

24. Горбачев И.В. Функциональная адаптация при построении систем проектирования технических объектов / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем: Труды Шестой всероссийской научно-практ. конференции (с участием стран СНГ). - Ульяновск: УлГТУ, 2009. - С. 281-284.

25. Горбачев И.В. Инструментальное обеспечение обмена проектными решениями / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Молодежный инновационный форум Приволжского федерального округа: сборник аннотаций проектов. -Ульяновск: УлГТУ 2010. - С. 253-254.

26. Горбачев И.В. Представление процессов проектной деятельности в функционально-адаптируемой форме / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Системный анализ в проектировании и управлении: сборник научных трудов XIV междунар. науч.-практ. конф. 4.1. - СПб: Изд-во Политехи, ун-та, 2010. -С. 298-304.

27. Горбачев И.В. Принципы представления проектных процедур в функционально-адаптируемой форме / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Информатика и вычислительная техника: сборник научных трудов / под ред.

B.Н. Негоды. - Ульяновск: УлГТУ 2010. - С. 161-166.

Горбачев Иван Владимирович

Функционально адаптивное представление проектных процедур в конструкторском проектировании деталей и узлов

Автореферат

Подписано в печать 30.12.2010. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,17. Тираж 100 экз. Заказ 39.

Типография УлГТУ, 432027, г. Ульяновск, Северный Венец, 32.

ОГЛАВЛЕНИЕ.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ПРОЕКТНОЙ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В КОНСТРУКТОРСКИХ САПР.

1.1. Возможности современных САПР и средства их адаптации.

1.2. Проблема обмена решениями в конструкторских САПР.

1.3. Технология CALS для поддержки обмена проектными решениями.

1.5. Выводы по главе 1.

Глава 2. ФУНКЦИОНАЛЬНО АДАПТИВНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ

РЕШЕНИЙ ПРИ КОНСТРУКТОРСКОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ.

2.1. Общее описание способа организации' конструкторского проектирования деталей и узлов с использованием ФА САПР.

2.2. Организация проектирования в рамках концепции ИСС.

2.3. Описание процесса проектирования на основе функционально адаптивного представления проектных процедур.

2.4. Представление класса объектов.

2.5. Выводы по главе 2.

Глава 3. АРХИТЕКТУРА СРЕДЫ ПОСТРОЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО

АДАПТИРОВАНЫХ САПР.

3.1. Схема обмена решениями с использованием ФА САПР.

3.2. Среда построения ФА САПР и анализ ее свойств.

3.3. Архитектура компонент программного комплекса.

3.4. Инфологическая модель базы данных.

3.5. Структура функционально адаптированной САПР.

3.6. Структура базы данных ФА САПР.

3.7. Выводы по главе 3.

Глава 4. РАЗРАБОТКА ИНТЕРАКТИВНОЙ СРЕДЫ ПОСТРОЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО АДАПТИРОВАННЫХ САПР НА БАЗЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО ЯДРА OPEN CASCADE.

4.1. Особенности построения подсистем ИСП ФАСАПР.

4.2. Анализ результатов программных экспериментов.

4.3. Разработка подсистемы ЗД-проектирования.

4.5. Разработка интерфейсов взаимодействия с функциональными подсистемами.

4.6. Разработка подсистемы генерации ФА САПР.

4.7. Модель работы ИСП ФАСАПР.

4.8. Выводы по главе 4.

Глава 5. СТРАТЕГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНТЕРАКТИВНОЙ СРЕДЫ

ПОСТРОЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО АДАПТИРОВАННЫХ САПР

5.1. Особенности работы с ИСП ФАСАПР.

5.2. Анализ подходов к разработке прикладных приложений.

5.3. Примеры использования ИСП ФАСАПР.

5.4. Регистрации программ в виде адаптируемых САПР.

5.5. Оценка положительных эффектов при использовании ИСП ФАСАПР.

5.6. Выводы по главе 5.

Актуальность работы. Эффективность взаимодействия при распределенном и параллельном проектировании во многом обусловлена возможностями обмена проектными решениями между группами разработчиков. В настоящее время основной проблемой, с которой сталкиваются такие группы, является отсутствие возможности полноценного обмена результатами проектной деятельности при использовании различных систем автоматизированного проектирования. Разработанные стандарты в рамках CALS-технологии (формат стандарта ISO 10303 STEP) обеспечивают обмен конечными решениями, но такие решения невозможно модифицировать, что сужает круг возможных партнеров.

Известно, что наиболее эффективными с точки зрения процесса автоматизации являются специализированные системы. Как правило, подобные системы представляют собой «авторские» графические системы плюс набор расчетно-аналитических процедур, выполненных в соответствие с алгоритмом проектирования. Таким образом, проектировщик не может выйти за рамки алгоритма проектирования, так как набор функциональности, присутствующий в такой специализированной системе, строго ограничен. Расширение функциональности для адаптации системы к новым требованиям потребует обратиться к разработчикам, что повлечет дополнительные материальные и временные затраты.

С другой стороны, использование больших САПР зачастую нецелесообразно из-за их чрезмерной функциональности для решения задач на каждом конкретном рабочем месте, что предъявляет излишние требования к техническому оснащению рабочего места, а, следовательно, и его удорожанию.

На основании вышесказанного можно утверждать, что исследование и разработка методики и средств построения систем проектирования на основе функционально адаптированной формы представления проектных процедур для повышения эффективности обмена проектными решениями в настоящее время является актуальной задачей.

Целью работы является повышение эффективности обмена проектными решениями при конструкторском проектировании деталей и узлов, способствующей повышению качества проектирования, за счет описания процесса проектирования (модели проектируемого объекта) в виде проектных процедур представляемых в функционально адаптивной форме.

В соответствии с поставленной целыо в работе формулируются и решаются следующие задачи исследования.

1. Анализ современных методов, моделей и средств построения и адаптации систем автоматизированного конструкторского проектирования деталей и узлов.

2. Разработка формального описания процесса конструкторского проектирования деталей и узлов с использованием функционально адаптивного представления:

• формального описания проектных операций;

• формального описания проектных процедур;

• формального описания построения объекта конструкторского проектирования;

• формального описания функциональной адаптации.

3. Разработка методик конструкторского проектирования информационных образов деталей, информационных образов узлов и функциональной адаптации.

4. Разработка средств конструкторского проектирования деталей и узлов на основе представления проектных процедур в функционально адаптивной форме:

• архитектуры подсистем интерактивной среды построения инструментов конструкторского проектирования деталей и узлов;

• архитектуры инструментов конструкторского проектирования деталей и узлов;

• инфологической модели базы данных для сохранения и накопления конструкторских проектных решений.

5. Разработка программно-информационного обеспечения, реализующего предложенные методики конструкторского проектирования деталей и узлов на основе функционально адаптивного представления проектных процедур, для оценки возможности их практического использования.

6. Проведение программных экспериментов и оценка их результатов.

Областью исследования является методология автоматизированного проектирования в технике, включая постановку, формализацию и типизацию проектных процедур и процессов проектирования, вопросы выбора методов и средств для применения в САПР, разработка и исследование моделей, алгоритмов и методов для синтеза и анализа проектных решений, включая конструкторские и технологические решения в САПР и АСТПП.

Объект исследования составляют методы и средства построения САПР конструкторского проектирования деталей и узлов, обеспечивающих представление и накопление проектных решений в виде функционально адаптивных процедур, и получения на их основе модифицированных решений, дающих возможность обмена проектами при конструкторском проектировании деталей и узлов в распределенной инфокоммуникационной среде автоматизации деятельности предприятия.

Научная новизна.

1. Предложено функционально адаптивное представление проектных процедур конструкторского проектирования деталей и узлов, состоящее в формализации модели проектируемого объекта в виде набора функций, последовательности их использования, параметров и ограничений, позволяющее гарантировать сохранение целостности построения проектного решения при его модификации.

2. Предложен способ обмена решениями конструкторского проектирования деталей и узлов, заключающийся в использовании формата стандарта ISO 10303 STEP совместно с функционально адаптивным представлением проектных процедур, обеспечивающий модифицируемость проектных решений после их передачи.

3. Модель (архитектура среды и технология функциональной адаптации) инструментальных средств создания адаптивных САПР для конструкторского проектирования деталей и узлов в виде интерактивной среды построения ФА САПР, дающая возможность разрабатывать специализированные САПР специалисту (инженеру-конструктору) визуальными средствами без привлечения программистов.

4. Комплекс программно-информационных средств на основе открытого геометрического ядра Open CASCADE, реализующий модель инструментальных средств создания функционально адаптированных САПР, наиболее важные компоненты которого зарегистрированы Роспатентом в виде программ для ЭВМ (4 свидетельства) и базы данных (одно свидетельство).

Практическая ценность работы. Методика построения систем конструкторского проектирования деталей и узлов на основе функционально адаптивного представления проектных процедур и интерактивная среда построения функционально адаптированных САПР позволяют выполнять следующие действия.

1. Обмениваться конструкторскими проектными решениями деталей и узлов с возможностью внесения в них модификаций без нарушения целостности построения решений, что в настоящее время не гарантируется существующими методами и стандартами.

2. Редактировать конструкторские проектные решения деталей и узлов с обеспечением сохранения целостности их построения, что делает возможным разработку новых решений на основе уже существующих, и обеспечит сокращение затрат на нее на 25% - 30%.

3. Разрабатывать и использовать средства конструкторского проектирования деталей и узлов с более низкой интеллектуальной нагрузкой на исполнителей.

4. Принимать участие в коллективном проектировании независимо от наличия программных средств, составляющих информационное пространство головного предприятия.

5. Предприятию самостоятельно разрабатывать и адаптировать средства для автоматизированных рабочих мест конструкторского проектирования деталей и узлов на основе функционально адаптированных САПР, что поможет сократить финансовые затраты на оснащение АРМ конструктора деталей и узлов (не менее чем в 1,4 раза) и затраты на адаптацию таких АРМ (финансовые примерно в 1,3 раза и времени до 1,5 раз).

Основные положения выносимые на защиту.

1. Разработанная модель описания проектируемого объекта на основе функционально адаптивного представления проектных процедур обеспечивает построение решений для создания функционально адаптированных САПР.

2. Предложенная методика функциональной адаптации при построении систем конструкторского проектирования деталей и узлов, базирующаяся на функционально адаптивном представлении проектных процедур, позволяет создавать функционально адаптированных САПР на основе последовательности построения решения для поддержки обмена проектными решениями конструкторского проектирования деталей и узлов.

3. Методика построения решений для конструкторского проектирования деталей и узлов, основанная на функционально адаптивной форме представления проектных процедур, обеспечивает построение проектных решений конструкторского проектирования деталей и узлов, и гарантирующая сохранение целостности построения решения при его передаче и редактировании.

4. Комплекс средств конструкторского проектирования деталей и узлов на основе геометрического ядра Open CASCADE, реализованный по модели описания проектируемого объекта на основе функционально адаптивной формы представления проектных процедур, методиках построения информационных образов деталей и узлов, и методике функциональной адаптации, позволяет строить функционально адаптированных САПР конструкторского проектирования деталей и узлов.

Методы исследования. При выполнении теоретических исследований и реализации поставленных задач использовались методы теории множеств, системного подхода, теории автоматизированного проектирования, методы объектно-ориентированного проектирования и анализа, моделирования и программные эксперименты с комплексом проектных процедур.

Апробация работы. Содержание работы докладывалось и обсуждалось па 18 международных, всероссийских и региональных конференциях, а именно:

• 39-я Научно-техническая конференция УлГТУ «Вузовская наука в современных условиях» (Ульяновск 2005 г.);

• 7-я Всероссийская с международным участием научно-техническая конференция молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники», посвященная 110-й годовщине Дня радио (Красноярск 2005 г.);

• Электронная научно-техническая конференция ЯГТУ (Ярославль 2005 г.);

• Студенческая научно-техническая конференция «Студент - науке будущего» (Ульяновск 2005 г.);

• 2-я Международная научно-техническая конференция «Автоматизация машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда 2006 г.);

• 41-я Научно-техническая конференция УлГТУ «Вузовская наука в современных условиях», посвященная 50-летию Ульяновского государственного технического университета (Ульяновск 2007 г.);

• Международная «Конференция по логике, информатике, науковедению» - Клип-2007 (Ульяновск 2007);

• 9-я Всероссийская научно-техническая конференция молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники», посвященная 112-й годовщине дня Радио (Красноярск 2007 г.);

• 5-я Всероссийская научно-практическая конференция (с участием стран СИГ) «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем», посвященной 50-летию Ульяновского государственного технического университета (Ульяновск 2007 г.);

• The 6-th international conference «Interactive Systems: The Problems of Human-Computers Interaction» (Ulyanovsk 2007);

• 12-я Международная научно-практическая конференция «Системный анализ в проектировании и управлении» (Санкт-Петербург 2008 г.);

• 4-я Международная научно-техническая конференция «Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда 2008 г.)

• 43-я Научно-техническая конференция УлГТУ «Вузовская наука в современных условиях» (Ульяновск 2009 г.);

• 13-я Международная научно-практическая конференция «Системный анализ в проектировании и управлении» (Санкт-Петербург 2009 г.);

• 6-я Всероссийская научно-практическая конференция (с участием стран СНГ) «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем» (Ульяновск 2009 г.)

• Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области обработки, хранения, передачи и защиты информации» (Ульяновск 2009 г.) (отмечен дипломом за лучший доклад, Приложение 2);

• 14-я Международная научно-техническая конференция «Системный анализ в проектировании и управлении» (Санкт-Петербург 2010 г.);

• Российская конференция аспирантов, студентов и молодых ученых ИВТ-2010 «Информатика и вычислительная техника» (Ульяновск 2010 г.).

Реализация и внедрение результатов работы. Основные результаты работы реализованы в форме методики построения специализированных САПР на основе функционально адаптивного представления проектных процедур, включающей в себя: модель представления проектных процедур в функционально адаптируемой форме; модель обмена проектными решениями; модель функциональной адаптации; архитектуру комплекса средств построения адаптируемых САПР; ключевые программно-информационные компоненты на основе открытого геометрического ядра Open CASCADE, реализующие предложенные методики, модели и архитектуру, на которые получены выданные Роспатентом свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ (Приложение 3, 4, 5, 6) и база данных (Приложение 7).

Результаты используются в опытной эксплуатации ОАО «КОМЕТА» (программно-информационные компоненты на основе геометрического ядра Open CASCADE), что подтверждается справкой об использовании результатов НИР (Приложение 8). В проектные работы Федерального научно-производственного центра ОАО «НПО «Марс» внедрены (подтверждается актом о внедрении результатов диссертационной работы, Приложение 9): модель представления проектных процедур в функционально адаптируемой форме, модель функциональной адаптации, архитектура комплекса средств построения адаптируемых САПР. Разработанные программно-информационные средства используются в учебном процессе УлГТУ на кафедре САПР, при подготовке магистров по программе «Информационные технологии проектирования электронных средств» и при выполнении работ по плану ГБ НИР УлГТУ "Интеллектуальные инструментальные средства автоматизации проектной деятельности в CALS-среде предприятий" №17-02.02.10, номер г.р. 01201053409. Результаты работы также могут быть использованы в проектных подразделениях промышленных предприятий и проектных организациях машиностроительной отрасли для конструкторского проектирования деталей и узлов и для разработки специализированных САПР конструкторского проектирования деталей и узлов.

Достоверность. Достоверность результатов и выводов обеспечивается корректным использованием методов прикладной информатики, автоматизированного проектирования, формальной логики и подтверждаются экспериментальными данными полученными в ходе испытаниях разработанных программных продуктов, а так же выдачей свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ и базы данных.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 27 печатных работ, в том числе, 17 статей, из них 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, 5 тезисов докладов на конференции, 4 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ и 1 свидетельство о государственной регистрации базы данных.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 119 наименований и 10 приложений. Общий объем 197 страниц (основной текст 175 страниц). Диссертация содержит 74 рисунков и 9 таблиц.

Основные результаты работы реализованы в форме методики построения специализированных САПР на основе функционально адаптивного представления проектных процедур, включающей в себя: модель представления проектных процедур в функционально адаптируемой форме; модель обмена проектными решениями; модель функциональной адаптации; архитектуру комплекса средств построения адаптируемых САПР; ключевые программно-информационные компоненты на основе открытого геометрического ядра Open CASCADE, реализующие предложенные методики, модели и архитектуру, на которые получены выданные Роспатентом свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ и базы данных.

Результаты используются в опытной эксплуатации ОАО «КОМЕТА» (программно-информационные компоненты на основе геометрического ядра Open CASCADE). В проектные работы Федерального научно-производственного центра ОАО «НПО «Марс» внедрены: модель представления проектных процедур в функционально адаптируемой форме, модель функциональной адаптации, архитектура комплекса средств построения адаптируемых САПР. Разработанные программно-информационные средства используются в учебном процессе УлГТУ на кафедре САПР, при подготовке магистров по программе «Информационные технологии проектирования электронных средств» и при выполнении работ по плану ГБ НИР УлГТУ "Интеллектуальные инструментальные средства автоматизации проектной деятельности в CALS-среде предприятий" №17-02.02.10, номер г.р. 01201053409. Результаты работы также могут быть использованы в проектных подразделениях промышленных предприятий и проектных организациях машиностроительной отрасли для конструкторского проектирования деталей и узлов и для разработки специализированных САПР конструкторского проектирования деталей и узлов.

164

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Предложенная методика обмена решениями посредством функционально адаптированных САПР и разработанное формальное описание процесса проектирования технических объектов позволит создавать такие автоматизированные системы конструкторского проектирования деталей и узлов, которые позволят обмениваться результатами проектирования и модифицировать их, не зависимо от наличия у второй стороны аналогичного программного обеспечения, с помощью которого такое проектное решение создавалось.

Для возможности сохранения, накопления, извлечения логики решения (последовательности построения) получаемых конструкторских проектов разработана инфологическая модель (и на ее основе структура базы данных), позволяющая реализовать хранилища данных различными программно-инструментальными и техническими средствами.

Предложенная методика построения, функциональной адаптации и генерации функционально адаптированных САПР позволит ускорит время разработки прикладных инструментов конструкторского проектирования деталей и узлов, за счет исключения из этого процесса программистов, и позволит передавать имеющийся опыт более квалифицированных менее квалифицированным сотрудникам.

В совокупности с вышесказанным, разработанная архитектура интерактивной среды построения функционально адаптированных САПР демонстрирует на каких принципах должны строиться системы комплексного проектирования, и дает возможности для постановки новых задач для дальнейших исследований, для более глубокой интеграции в рамках CALS-технологии, и реализации требований диктуемых веяниями параллельного проектирования (Concurrent Engineering [107]) и совместного проектирования (Collaboration [94]).

Таким образом, цель работы «Повышение эффективности обмена проектными решениями при конструкторском проектировании деталей и узлов, способствующей повышению качества проектирования, за счет описания процесса проектирования (модели проектируемого объекта) в виде проектных процедур представляемых в функционально адаптивной форме» достигнута, а все поставленные задачи решены.

Научную и практическую значимость диссертационной работы составляет методика построения систем конструкторского проектирования деталей и узлов на основе функционально адаптивного представления проектных процедур и интерактивная среда построения функционально адаптированных САПР позволяющие выполнять следующие действия.

1. Обмениваться конструкторскими проектными решениями деталей и узлов с возможностью внесения в них модификаций без нарушения целостности построения решений, что в настоящее время не гарантируется существующими методами и стандартами.

2. Редактировать конструкторские проектные решения деталей и узлов с обеспечением сохранения целостности их построения, что делает возможным разработку новых решений на основе уже существующих и обеспечит сокращение затрат на нее на 25% - 30%.

3. Разрабатывать и использовать средства конструкторского проектирования деталей и узлов с более низкой интеллектуальной нагрузкой на исполнителей.

4. Принимать участие в коллективном проектировании независимо от наличия программных средств, составляющих информационное пространство головного предприятия.

Предприятию самостоятельно разрабатывать и адаптировать средства для автоматизированных рабочих мест конструкторского проектирования деталей и узлов на основе функционально адаптированных САПР, что поможет сократить финансовые затраты на оснащение АРМ конструктора деталей и узлов (не менее чем в 1,4 раза) и затраты на адаптацию таких АРМ (финансовые примерно в 1,3 раза и времени до 1,5 раз).

На научную новизну претендуют:

1) функционально адаптивное представление проектных процедур конструкторского проектирования деталей и узлов, состоящее в формализации модели проектируемого объекта в виде набора функций, последовательности их использования, параметров и ограничений, позволяющее гарантировать сохранение целостности построения проектного решения при его модификации.;

2) способ обмена решениями конструкторского проектирования деталей и узлов, заключающийся в использовании формата стандарта ISO 10303 STEP совместно с функционально адаптивным представлением проектных процедур, обеспечивающий модифицируемость проектных решений после их передачи;

3) модель (архитектура среды и технология функциональной адаптации) инструментальных средств создания адаптивных САПР для конструкторского проектирования деталей и узлов в виде интерактивной среды построения ФА САПР, дающая возможность разрабатывать специализированные САПР специалисту (инженеру-конструктору) визуальными средствами без привлечения программистов;

4) комплекс программно-информационных средств на основе открытого геометрического ядра Open CASCADE, реализующий модель инструментальных средств создания функционально адаптированных САПР, наиболее важные компоненты которого зарегистрированы Роспатентом в виде программ для ЭВМ (4 свидетельства) и базы данных (одно свидетельство).

Достоверность полученных результатов и выводов обеспечивается корректным использованием методов прикладной информатики, автоматизированного проектирования, формальной логики и подтверждается экспериментальными данными, полученными в ходе испытаний разработанных программных продуктов, а также выдачей свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ и базы данных.

Содержание работы докладывалось и обсуждалось на 18 международных, всероссийских и региональных конференциях, в число которых входили: 7-я Всероссийская с международным участием научно-техническая конференция молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники» (Красноярск 2005 г.); 9-я Всероссийская научно-техническая конференция молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники» (Красноярск 2007 г.); The 6-th international conference «Interactive Systems: The Problems of Human-Computers Interaction» (Ulyanovsk 2007); 12-я Международная научно-практическая конференция «Системный анализ в проектировании и управлении» (Санкт-Петербург 2008 г.); 4-я Международная научно-техническая конференция «Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда 2008 г.); Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области обработки, хранения, передачи и защиты информации» (Ульяновск 2009 г.) (отмечен дипломом за лучший доклад); 14-я Международная научно-техническая конференция «Системный анализ в проектировании и управлении» (Санкт-Петербург 2010 г.); Российская конференция аспирантов, студентов и молодых ученых ИВТ-2010 «Информатика и вычислительная техника» (Ульяновск 2010 г.).

Основные положения диссертации опубликованы в 27 печатных работах, в том числе 17 статей, из них 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, 5 тезисов докладов на конференции, 4 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ и 1 свидетельство о государственной регистрации базы данных.

1. Автоматизированное рабочее место по ГОСТ 34.003-90 / Техническая документация. -2010. Режим доступа: http://tdocs.su/8509.

2. Апал / Официальный сайт Завода пластиковых изделий Апал. -2010. -Режим доступа: http://apal.su.

3. АСКОН / Корпоративный сайт АСКОН. 2010. - Режим доступа: http://ascon.ru.

4. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений / Гради Буч, Роберт А. Максимчук, Майкл У. Энгл, Бобби Дж. Янг, Джим Коналлен, Келли А. Хьюстон М.: Издательский дом «Вильяме», 2008.

5. Бычков И. Инструмент для разработки корпоративной САПР / И. Бычков, В. Прусенко, А. Мазурин // САПР и графика. 2001. - №8. - Режим доступа: http://sapr.ru/article. aspx?id=7725&iid=314.

6. Васютович В. CALS-технологии и стандарты / В. Васютович, С. Самотохин, Г. Никифоров // Директор ИС. 2001. -№2. - Режим доступа: http://www.osp.ru/cio/2001/02/171129.

7. Васютович В. Стандарты CALS-технологий. / В. Васютович, С. Самотохин, Г. Никифоров // Директор ИС. 2001. -№ 4. - Режим доступа: http://www.osp.ru/cio/2001 /04/171717.

8. Ващук Ю. Использование Open CASCADE для создания приложений / Ю. Ващук, М. Тараканов, А. Мазурин // САПР и графика. 2001. -№9. - Режим доступа: http://www.sapr.ru/article.aspx?id=7878&iid=319.

9. Ю.Глинских А. Мировой рынок CAD/CAM/CAE-систем/ А. Глинских // Компьютер-Информ. 2002. - № 01 (117). - С. 22 - 23.

10. Горбачев И.В., Похилько А.Ф. База данных проектов ИИС // РОСПАТЕНТ. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2010620006 от 11.01.2010.

11. Горбачев И.В., Похилько А.Ф. Модуль автоматизации математических расчетов // РОСПАТЕНТ. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009615004 от 14.09.2009.

12. Горбачев И.В., Похилько А.Ф. Модуль управления проектами // РОСПАТЕНТ. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009615002 от 14.09.2009.

13. Горбачев И.В. Представление модели в среде построения функционально адаптированных САПР на базе Open CASCADE / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Вестник УлГТУ. 2007. - №3(39). - С. 32-35.

14. Горбачев И.В., Похилько А.Ф. САПР Матрица и Пуансон // РОСПАТЕНТ. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009615003 от 14.09.2009.

15. Горбачев И.В. Технология представления модели в функционально-адаптированной САПР / И.В. Горбачев, А.Ф. Похилько // Автоматизация процессов управления. 2008. -№ 3(13). - С. 39 -43.

16. Грачевский А. Апперкот. Почему все может измениться на рынке САПР / А. Грачевский // CADmaster. №1 (41). 2008. - Режим доступа: http://www.cadmaster.ru/magazin/articles/cm41apperkot.html.

17. Давыдов А. CALS-технологии: основные направления развития / А. Давыдов, В. Барабанов, Е. Судов // Стандарты и качество. 2002. - Режим доступа: http://ria-stk.ru/stq/adetail.php?ID==5731.

18. Дом информационных технологий / Информационный портал ITDom. — 2007. — Режим доступа: http://www.itdom.info.

19. СПРУТ-Технология / Официальный сайт ЗАО "СПРУТ-Технология". 2010. — Режим доступа: http://www.sprut.ru.

20. Кураксин С. На пути к комплексной автоматизации / С. Кураксин // Открытые системы: Автоматизация проектирования. 2001. - №05-06. - Режим доступа: http://ww.osp.ru/os/2001/05-06/180198/pl.html.

21. Левин A. CALS предпосылки и преимущества / А. Левин, Е. Судов // Директор ИС: Информационные технологии. №11. - 2002. - Режим доступа: http ://www.osp.ru/cio/2002/11 /172361 /р 1 .html.

22. Ли Кунву Основы САПР (CAD/CAM/CAE) / Кунву Ли СПб.: Питер, 2004.

23. Лихачев А. Система технологического проектирования "СИАП-ТП" / А. Лихачев // САПР и Графика. 1997. - №9. - С. 32 - 35.

24. Логистика / Отраслевой портал Логистика. 2010. - Режим доступа: http://www.logistics.ru.

25. Локтев В. Genius 14 безграничные возможности применения в машиностроении / В. Локтев, А. Николаев, В. Савушкин // САПР и графика. -1998.-№4.-С. 65-69.

26. Мазурин А. CASE-средства для автоматизации инженерной деятельности / А. Мазурин //САПР и графика. 2001. - №2. - С. 50 - 56.

27. Майерс Г. Надежность программного обеспечения / Г. Майерс М.: Мир, 1980.

28. Норенков И.П. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии / И.П. Норенков, П.К. Кузьмик — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002.

29. НТЦ АПМ / Официальный сайт Научно-технического центра АПМ. -2010. — Режим доступа: http://www.apm.ru/rus.

30. Обзор ядер геометрического моделирования / Сайт поддержки пользователей САПР. 2010. - Режим доступа: http://www.cad.dp.ua/obzors/karnel.php.

31. НИЦ CALS-технологий / Официальный сайт AHO НИЦ CALS «Прикладная логистика». 2010. - Режим доступа: http://www.cals.ru/.

32. СА0обзор / Независимый информационный портал САБобзор. 2009. -Режим доступа: http://cadobzor.ru.

33. Овсянников М.В. Глава семьи информационных CALS-стандартов ISO 10303 STEP / M.B. Овсянников, П.С. Шильников // САПР и Графика. - 1997. -№11.-С. 45-48.

34. Овсянников М.В. Как нам реализовать ISO 10303 STEP / M.B. Овсянников, П.С. Шильников // САПР и графика. 1998. - №7. - С. 73 - 80.

35. Овсянников М.В. Система электронной документации CALS реальное воплощение виртуального мира / М.В. Овсянников, П.С. Шильников // САПР и Графика. - 1997.-№8.-С. 51-55.

36. ООО Альмакад / Официальный сайт ООО Альмакад. 2010. - Режим доступа: http://www.almacad.com.

37. Обзор CAD/CAM/CAE/PDM системы / Pro Technologies. Профессиональные технологии бизнеса. 2010. - Режим доступа: http://www.pro-technologies.ru/product/CADCAMCAEPDM.

38. Похилько А.Ф. Моделирование проектной деятельности в распределенной среде САПР / А.Ф. Похилько, A.A. Маслянцын // Информационные системы и технологии. Нижний Новгород. 2002.

39. Похилько А.Ф. Модель представления проектной деятельности в инструментальной интеллектуальной среде / А.Ф. Похилько, A.B. Скворцов // Автоматизация процессов управления. 2008. - № 3(13). С. 43 - 46.

40. Похилько А.Ф. Модель представления процессов проектирования технических объектов / А.Ф. Похилько, A.A. Маслянцын // Вестник УлГТУ. Сер. Модели, инструментарий и технологии. 2003. - №4. - С. 55 - 59.

41. Похилько А.Ф. Модель управления проектной деятельностью в распределенной среде САПР / А.Ф. Похилько, A.A. Маслянцын // Труды МНТК «Системный анализ в проектировании и управлении». СПб: Изд-во Политехи, ун-та. - 2002. - С. 298 - 304.

42. Похилько А.Ф. Обработка и хранение проектных решений в ИИС А.Ф. Похилько, A.B. Удовиченко // Вестник Ульяновского государственного технического университета. Ульяновск: УлГТУ. - 2004. - №2. - С. 57 — 61.

43. Похилько А.Ф. Построение модели классов объектов и типовых методик проектирования в интегрированной интероперабельной среде САПР / А.Ф. Похилько // Вестник УлГТУ. Сер. Информационные технологии. -Ульяновск: УлГТУ. 2001. - №4. - С. 83 - 87.

44. Похилько А.Ф. Расширенная параметризация в рамках интегрированной информационной среды / А.Ф. Похилько, A.B. Удовиченко // Автоматизация процессов управления. 2008. - № 3(13). - С. 47 - 48.

45. Похилько А. Ф. Технология представления проектной деятельности в интегрированной среде САПР / А.Ф. Похилько // Вестник УлГТУ. Серия "Информационные Технологии". Ульяновск: УлГТУ. - 2000. -№3. С. 87-92.

46. Похилько А.Ф. Формализация и анализ процессов проектирования технических объектов / А.Ф. Похилько, A.A. Маслянцын, A.B. Удовиченко, A.A. Куприянов // Автоматизация процессов управления. 2006. - №2(8). - С. 132 — 140.

47. Самсонов О. Проблемы интеграции прикладных систем / О. Самсонов, Ю. Тарасов // САПР и графика. 2000. - №1. - С. 42 - 46.

48. Сколько стоит разработка программы на заказ / Портал Промсофт. 2010. - Режим доступа: http://www.promsoft.rii/index.php?action=topics&pageid=1306.

49. Справочник базовых цен на разработку конструкторской документации оборудования индивидуального изготовления // МИНЗЕМСТРОЙ России. ГП "ЦЕНТРИНВЕСТпроект". М. - 1998.

50. Способы сокращения затрат на разработку технической документации / A.B. Воронцов // ИТОРУМ. 2010. - Режим доступа: http://itorum.ru/o-kompanii/publikacii/sposoby-sokrashheniya-zatrat-na-razrabotku-texnicheskoj-dokumentacii.

51. Судов E.B. Интегрированная информационная поддержка жизненного цикла машиностроительной продукции. Принципы. Технологии. Методы. Модели. / Е.В. Судов М.: ООО Издательский дом "МВМ". - 2003.

52. Типовые нормы времени на разработку конструкторской документации -М.: Экономика. 1991.

53. Типовые нормы времени на программирование задач для ЭВМ М.: Экономика. - 1989.

54. Ткачев В. Mechanical Desktop 5 Power Pack 1 / В. Ткачев // САПР и графика. 2001. -№1. - С. 4 - 7.

55. Тучков A.A. Создание корпоративной САПР:"Как совместить желание и возможности" / A.A. Тучков // САПР и графика. 2000. - №10. - Режим доступа: http://sapr.ru/Article.aspx?id=7978.

56. Удовиченко A.B. Структуры данных для обеспечения взаимодействия компонентов в ИИС САПР / A.B. Удовиченко // Вузовская наука в современных условиях: тез. докл. 38-й науч.-техн. конф. Ульяновск: УлГТУ. - 2004. - Ч. 1. — С. 110.

57. Утилита / Мильчин А. Э // Издательский словарь-справочник. Изд. 3-е, испр. и доп., Электронное - М.: ОЛМА-Пресс. — 2006. - Режим доступа: Ьйр://51оуап.уапёех.ш/~книги/Издательский словарь/Утилита.

58. Хамильтон П. Азбука технологий моделирования в MCAD-системах. Часть I. Всё о дереве построений / П. Хамильтон // CAD/CAM/CAE Observer 2007. - № 6(36).-С. 44-46.

59. Хамильтон П. Азбука технологий моделирования в MCAD-системах. Часть III. Как технологии MCAD влияют на процесс разработки изделия / П. Хамильтон // CAD/CAM/CAE Observer 2008. - № 2(38). - С. 34 - 36.

60. Хараджиев А. Комплексная автоматизация подготовки производства на базе СПРУТ-технологии / А. Хараджиев // САПР и Графика. 2000. — №11. - Режим доступа: http://sapr.ru/article.aspx?id=811 l&iid=326.

61. Хоар Ч. Взаимодействующие последовательные процессы: Пер. с англ. / Ч. Хоар-М.: Мир, 1989.

62. Центр Инженерной графики. Современные системы автоматизированного проектирования. / Информационный портал ООО "ЦИГ" 2009. - Режим доступа: http://isometry.ru.

63. Шильников П.С. Представление данных КИП / П.С. Шильников 2009. -Режим доступа: http://www.plm-consulting.ru/pdf/cipdata2009-l l-01.pdf

64. Шильников П.С. Путь НТЦ АПМ в Единое информационное пространство / П.С. Шильников // САПР и графика. 2005. - №2. - С. 56 - 60.

65. АРМ WinMachine (Система автоматизированного расчета и проектирование машин, механизмов и конструкций). Краткое описание продукта М.; Изд-во «АПМ», 2003.

66. Antonsson E.K. The Potential for Mechanical Design Compilation // Research in Engineering Design. 1997. - 9(4). - P. 191 - 194.

67. Banyasad, О., Cox, P.T. Defining Behaviours for Solids in a Visual Design Environment. // Proceedings of the 2002 IEEE Symposia on Human Centric Computing,

68. Arlington, Virginia, 3-6 September 2002, IEEE Computer Society Press. 2002. - P. 93 -95.

69. Banyasad, О., Cox, P.T. (2001) Implementing Lograph. Report CS-2001-05, Faculty of Computer Science, Dalhousie University. Bentley Systems Inc. // MicroStation V8 User's Guide. 2001.

70. Banyasad, O., Cox, P.T. Solving Design Problems in a Logic-Based Visual Design Environment. // Proceedings of the 2002 IEEE Symposia on Human Centric Computing, 3-6 September. 2002, Arlington, Virginia, IEEE Computer Society Press. — P. 90 92.

71. Borland С++ Builder 5.0 / Hardline.RU 2006. Режим доступа: http://www.hardline.ru/1 /5/4683.

72. CALS Корпоративные электронные системы / КЭЛС-центр Режим доступа: www.calscenter.com.

73. Chablat D., D'epinc'e P., Noel E., Woelk P.O. The Virtual Manufacturing Concept: Scope, Socioeconomic Aspects and Future Trends Utah, USA, September 28 - October 2, 2004. - P. 1 - 6.

74. Chedmail Patrick, Chablat Damien, LeRoy Christophe A distributed Approach for Access and Visibility Task with a Manikin and a robot in a Virtual Reality Environment // IEEE Transactions on Industrial Electronics, August, 2003.

75. Chen Z., Siddique Z. A Cooperative/collaborative Design System for Concurrent Multidisciplinary Mechanical Design // Next Generation Concurrent Engineering M. Sobolewski & P. Ghodous (eds) © 2005 ISPE, Inc. - P. 323 - 328.

76. CORBA 2.0 Specification. Object Management Group, ptc/96-03-04. 1996.

77. Сох, P.T., Smedley, T. A Formal Model for Parametrised Solids in a Visual Design Language // Journal of Visual Languages and Computing, 11(6), Academic Press.-2000.-P. 687-710.

78. Сох, Р.Т., Smedley, Т. LSD: A Logic Based Visual Language for Designing Structured Objects. // Journal of Visual Languages and Computing, 9(5), Academic Press. 1998. P. 509-534.

79. Geometric and topological representation // ISO 10303: Industrial au-tomation system and integration: Product data representation and ex-change: Integrated generic resources. 1994. - Part 42.

80. GMG / Grand Media Group 2010. - Режим доступа: http://www.g-mg.ru/index.php

81. Hoare A.R. Communicating Sequential Processes, Prentice-Hall International Series in Computer Science, Prentice Hall, 1989.

82. Jo Po To Mo, Mo Zhou Tools and methods for managing intangible assets of virtual enterprise // Computers in Industry. 2003. - N. 51. - P. 197 - 210.

83. Marinov V.What Virtual Manufacturing is? Part I: Definition -2004.

84. Marinov V. What Virtual Manufacturing is? Part II: The Space of Virtual Manufacturing 2000.

85. Open CASCADE Simulation Integrator Режим доступа: http://www.opencascade.com.

86. Open CASCADE Technology Режим доступа: http://www.opencascade.org.

87. Overview and fundamental principles // ISO 10303-1: Industrial automation systems and integration: Product data representation and ex-change, 1994. -Part 1. 24p.

88. Prasad B. Concurrent Engineering Fundamentals: Integrated Product and Process Organization, Volume I, II, Prentice Hall, New Jersey, 1996.

89. Pokhilko A.F., Maslyantcin A.A. Formal Representation Of Processes Of Designing Of Technical Objects // Interactive Systems: The Problems of Human -Computer Interaction: Collection of scientific papers. Ulyanovsk, 2003. - P. 32 - 35.

90. М. Sobolewski oreword Next Generation Concurrent Engineering: Smart and Concurrent Integration of Product Data, Services, and Control Strategies M. Sobolewski & P. Ghodous (eds) © 2005 ISPE, 620p, Inc., ISBN 0-9768246-0-4.

91. Standard data access interface // ISO 10303: Industrial automation system and integration: Product data representation and exchange: Implementation methods, 1998.-Part 22.-217p.

92. The Design and Evolution of С++, B. Stroustrup, Addison-Wesley, 1994.

93. The EXPRESS language Reference manual //ISO 10303: Industrial automation system and integration: Product data representation and exchange: Description methods, 1994. Part 11.

94. Using the Microsoft Script Control / /Справочная система: Microsoft Script Control

95. Waldron, K.J. (1999) Drafting a New Plan for Design. Mechanical Engineering, Design Supplement, November, 1999. P. 37-38.