автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Исследование и разработка подсистемы САПР гетерогенных конструкций электрических машин

На правах рукописи

Михайлов Михаил Анатольевич

I

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПОДСИСТЕМЫ САПР ГЕТЕРОГЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Специальность: 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования

(промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2005

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования - "Санкг-Петербургский Государственный Университет аэрокосмического приборостроения" (ГУАП).

Научный руководитель -

Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Сольницев Р.И.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Дмитревич Г.Д. кандидат технических наук Покровский A.M.

Ведущая организация - ОАО "Арсенал"

заседании диссертационного , , 02 Санкт-Петербургского

государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф.Попова, 5

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Защита диссертации состоится

2005 г., BNC

часов на

Автореферат разослан " "fa " &c\t>Si2005

г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Юрков Ю.В.

1\ Ч316Ч-

1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСтаКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. В проектировании электрических машин часто встречаются конструкции, обладающие свойствами гетерогенности, т.е. состоящие из физически разнородных компонентов. Количество таких компонентов может варьироваться от единиц до сотен или тысяч компонентов в одной сборочной единице. Так как эти компоненты входят в сборочную единицу, они определяют ее свойства, такие как масса, объем, габаритные размеры, центр тяжести, функциональные и технологические характеристики, поэтому при проектировании, свойства этих компонентов обязательно должны быть учтены. САПР, имеющие развитые средства геометрического моделирования обеспечивают успешное решение конструкторских задач только в том случае, когда геометрическая модель отражает все конструкционные требования к проектируемому изделию. Но в конструкции электрической машины встречаются такие компоненты, которые по своим физическим свойствам тяжело поддаются моделированию, тем самым, усложняя проектирование в САПР (жидкие элементы, обмоточная изоляция, многослойные прокладки с неоднородными свойствами и т.д.). К примеру, важным условием, предъявляемым при моделировании компонента, представляющего жидкость является то, что при неизменном объеме, геометрия модели этого компонента должна изменяться в соответствии с геометрией граней окружающих компонентов, с которыми она вступает в контакт. Смоделировать в стационарном состоянии этот компонент возможно, если форма окружающих граней достаточно проста. Если форма сложна и к тому же изменчива и при этом происходит количественное изменение граней, с которыми граничит модель компонента (вырождение поверхностей, дробление и замещение поверхностей) - задача моделирования становится достаточно сложной. Второй аналогичный пример -моделирование изделий из эластичных материалов в конструкциях, узлы которых в силу конструкционных особенностей изделия испытывают некоторые перемещения или деформации, что приводит к изменению формы. Эти перемещения описываются системами дифференциальных уравнений в частных производных, которые решаются на практике методом конечных элементов. Этот процесс является дорогим и отнимающим слишком много времени, а затраты на него зачастую не окупаются полученными результатами. Существуют более сложные примеры, когда в сборочной единице сочетаются различные компоненты с описанными выше свойствами.

При геометрическом моделировании подобных сборочных единиц необходимо определить те важнейшие свойства, которые нужно получить от входящего компонента для дальнейшего моделирования. Эти свойства могут отражаться как параметрическими, так и геометрическими характеристиками (в большинстве случаев это геометрическая информация). После моделирования сборочной единицы ее внутренняя структура проектировщику интересна, как правило, лишь тогда, когда он приступает к ее редактированию. Если при создании такой модели пытаться полностью смоделировать каждый входящий в нее компонент, возникнут следующие проблемы: весьма высокая трудоемкость; повышенная загрузка системных ресурсов графической станции; сложность параметризации конечной геометрической модели; повышенная лредеяжятат.регенерации геометрии

модели.

При обычном подходе к моделированию таких разнородных сборочных единиц, как правило, становится невозможной не только параметризация, но и моделирование отдельных входящих в нее компонентов. В то же время, если рассматривать конструкционные требования, предъявляемые к модели детали или сборочной единицы для дальнейшего проектирования изделия, а также требования ко всей моделируемой конструкции в целом, зачастую оказывается, что внутренняя структура многих гетерогенных конструкций или входящих в их состав некоторых наборов компонентов в объемном представлении не требуется. В большинстве случаев нужны только отдельные параметры и характеристики, которые определяются набором критических для данных компонентов сечений, а то и вообще один параметр.

Задача исключения компонентов в целях упрощения геометрического моделирования сборочных единиц, это задача не однозначная. Большей частью она основана на интуиции и опыте применения проектировщиком многочисленного инструментария САПР В соответствии с изложенными обстоятельствами, разработка компонентов подсистемы автоматизации проектирования гетерогенных конструкций электрических машин и построение на их базе инструментов САПР, учитывающих описанные выше проблемы, является актуальным.

В соответствии с предложенной Сольницевым Р.И. концепцией, САПР рассматривается как инструментарий проектировщика, состоящий из компонентов технического, математического, лингвистического, программного, информационного, методического и организационного обеспечений САПР. Одними из важнейших обеспечений для решения поставленной задачи являются лингвистическое, программное, информационное и методическое, так как на их базе возможно создание новых методов, методологий, алгоритмов и программного инструментария для решения описанной выше проблемы.

Основные направления и общие принципы САПР разработаны в трудах Р.И. Сольницева, И.П. Норенкова, В.И. Анисимова, Г.Д. Дмитревича, В.Н. Нуждина, Кунву Ли, Ж. Энкарначчо, Э. Шлехтендаль и др. Основы и методы геометрического моделирования САПР отражены в работах Г.Шпура, H.H. Голованова, И. Гардана, М. Люка, В. Гилойя и др.

Цель работы. Основной целью работы является исследование и разработка подсистемы САПР, позволяющей снизить трудоемкость моделирования сложных гетерогенных конструкций электрических машин. Достижение поставленной цели предполагает разработку новой методологии конструкторского моделирования и соответствующего лингвистического и программного обеспечений подсистемы САПР гетерогенных конструкций электрических машин.

Методы исследования базируются на эвристических методах проектирования, теории предикатов первого порядка, методах структурного анализа и теории построения САПР, объектно-ориентированном программировании. Упрощение процесса проектирования сложных гетерогенных конструкций электрических машин предлагается основать на представлении этих конструкций или наборов их компонентов в виде единых геометрических объектов. Такие объекты предлагается называть геометрическими гетерогенными объектами (ГТО). Анализ моделей гетерогенных конструкций, реализация разработанных методов геометрического моделирования и программного обеспечения для однообразия терминологии реализовано на базе САПР UNIGRAPHICS.

Научную новизну и ценность составляют следующие результаты:

1. Предлагается использование нового метода геометрического моделирования в САПР - представление гетерогенной конструкции или набора ее компонентов в виде единого объекта с формированием в нем информационной модели преобразуемых конструкций. Дано определение типа этого объекта - геометрический гетерогенный объект.

2. Разработана методика переноса информационной модели гетерогенной конструкции или набора ее компонентов в единый геометрический объект.

3. Определены критерии моделирования геометрических гетерогенных объектов и разработаны алгоритмы, позволяющие осуществлять их верификацию на предмет соответствия этим критериям.

4. Предложена классификация геометрических гетерогенных объектов и разработана методология их моделирования.

5. Разработаны алгоритмы программного обеспечения САПР, позволяющего реализовать методы формирования геометрических гетерогенных объектов.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Метод геометрического моделирования - представление гетерогенной конструкции или набора ее компонентов в виде единого геометрического объекта.

2. Методика преобразования геометрической информации компонентов гетерогенной конструкции в единый геометрический объект.

3. Метод переноса информационной модели гетерогенной конструкции или набора ее компонентов в единый геометрический объект.

Практическая ценность работы заключается в следующем: применение разработанной методологии геометрического моделирования и соответствующие программное обеспечение при моделировании сложных гетерогенных конструкций электрических машин показало значительные преимущества по времени проектирования и загрузке ресурсов графических станций (в некоторых случаях достигает 80%), и по трудоемкости геометрического моделирования в сравнении с методами, применявшимися ранее.

Реализация результатов работы. Разработанная подсистема САПР гетерогенных конструкций электрических машин внедрена в Филиале ОАО "Силовые машины - Электросила", что подтверждено соответствующим актом о внедрении.

Апробация работы. Основные результаты докладывались на всероссийских научно-практических конференциях: "Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. CAD/CAM/PDM-2002" (г. Москва, 2002г), "Технологии информационной поддержки жизненного цикла сложных изделий в российской промышленности" (г. С.Петербург, 2004), научной сессии аспирантов (СПГУАП, 2002, 2003, 2004, 2005гг), международной конференции "Instrumentation in Ecology and Human Safety" 2003, 2004 ('TEHS'03", "IEHS'04", St.Petersburg).

Публикации. Опубликовано 10 научных трудов, по теме диссертации - 9 работ, из них 3 статьи и тезисы к 6-ти докладам на международных и всероссийских научно-технических конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 74 наименования. Основная часть работы изложена на 111 страницах машинописного текста. Работа содержит 52 рисунка и 17 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении дается обоснование актуальности проблемы, приводятся основные цели и задачи работы, сформулированы защищаемые положения.

В первой главе проведен анализ принципов и подходов построения современных САПР в энергомашиностроении, подробно рассмотрены существующие методологии проектирования сложных изделий, проанализированы возможности современных САПР в области геометрического моделирования, предлагается новая концепция моделирования гетерогенных конструкций электрических машин в упрощенном виде.

Современные САПР конструкторского проектирования уже давно не являются только системами геометрического моделирования. Они включают в себя развитые средства накопления и использования знаний, проектирования в контексте, параллельного проектирования, разделения по этапам, подсистемам и ролям и т.д. Соблюдение методологий проектирования частично осуществляется стандартной функциональностью систем за счет реализации организационных мер, позволяющих не только поддерживать новые функции, но и методологические решения в целом. Для автоматизации этих возможностей требуется соответствующая информационная поддержка.

Процесс конструкторского моделирования в САПР имеет три составляющих: спецификация требований (начальное состояние), информационная модель изделия (цель, конечное состояние), средства, обеспечивающие достижение цели. Первая составляющая определяет все доступные для выполнения проектной работы ресурсы и существующие в настоящий момент времени ограничения (внутренние и внешние). Вторая составляющая - это цель, определение которой требует максимального учета знаний о факторах, которые на нее влияют и формируют. Чем точнее она поставлена, тем меньше риск, что она не будет достигнута. Третья составляющая - это программные средства, обеспечивающие максимальную эффективность достижения цели и допускающие пересмотр и изменение сценария достижения цели в процессе его реализации.

В ходе конструкторского моделирования в САПР проектировщиком, как правило, создается два вида геометрических моделей - модель детали и сборочной единицы и формируется соответствующая информационная модель (ИМ). Геометрические модели включают в себя ИМ, содержащую информацию не только о геометрии изделия, но и технологическую, функциональную и вспомогательную информацию. Эта ИМ представляет собой структуру из составляющих ее компонентов и объектов с их свойствами и методов проектирования.

ИМ гетерогенных конструкций электрических машин может достигать значительных размеров. Это особенно характерно при проектировании сложных сборочных единиц. Чтобы значительно сократить геометрическую информацию в ИМ сборочной единицы, предлагается использовать в моделировании такой вид ИМ, как представление гетерогенной конструкции электрической машины или

набора ее компонентов в виде единого геометрического объекта. Информация о внешней геометрической форме деталей и их свойств является неотъемлемым элементом процесса конструирования и поэтому для однозначности восприятия геометрической информации моделируемой конструкции, этот объект должен быть представлен полигональным или твердотельным объектом. Предлагаемую ИМ можно представить в виде, как показано на рис. 1. На базе структуры такой ИМ формируется единый геометрический объект, который в дальнейшем предлагается называть геометрическим гетерогенным объектом (ГТО).

Предлагаемая ИМ полностью поддерживает технологию сквозного цикла проектирования и производства, т.к. основана на построении трехмерной модели и включает в себя всю необходимую информацию. Моделирование гетерогенной конструкции на ее базе позволяет сократить количество процедур моделирования, существенно уменьшить геометрическую информацию в файле, представляющем модель сборочной единицы. При этом полностью сохраняется важнейшая информация по входящим компонентам (количество, состав, массовые характеристики и т.д.). Очевиден выигрыш при реализации данного предложения -сокращение времени проектирования и уменьшение машинных ресурсов без потери качества проектирования.

Рис.1. Информационная модель геометрического гетерогенного объекта

Базой для моделирования ГТО, в целях полной интеграции с существующими информационными технологиями в САПР, может выступать следующая широко применяемая методология: работа над моделью начинается с загрузки в САПР из базы данных одной из стартовых моделей. Стартовая модель - это модель, обладающая заранее определенными свойствами (шаблон). Например, стартовая модель содержит в себе параметры, формулы, алгоритмы проверки и другие элементы знаний. Далее осуществляется поиск других ранее выполненных моделей (прототипов), данные которых требуются для разрабатываемой модели. Если такие модели найдены, то из них проводится импортирование ссылок. После этого, производится доведение модели до уровня поставленных требований. Затем выполняется проверка корректности модели в соответствии с заранее

определенными критериями. Автоматическая проверка на соответствие правилам может происходить постоянно в процессе работы в реальном времени.

Во второй главе разработаны теоретические основы процесса моделирования геометрических гетерогенных объектов: проведен анализ процессов геометрического моделирования в САПР, разработаны критерии моделирования и алгоритмы верификации геометрического гетерогенного объекта на соответствие этим критериям, разработан метод преобразования сложной гетерогенной конструкции на основе диакоптики в геометрический гетерогенный объект, разработана методология формирования информационной модели геометрического гетерогенного объекта.

Геометрическая модель - это созданный инструментарием САПР виртуальный объект, который замещает проектируемый объект-оригинал с целью его исследования и проработки, сохраняя все конструктивно важные для данного оригинала типичные черты и свойства. В случае проектирования гетерогенных конструкций электрических машин с использованием современных средств конструкторского моделирования САПР, существенными свойствами в первую очередь являются геометрические и физические параметры объекта проектирования.

Факторы, от которых зависит поведение будущей геометрической модели, выявляются на стадии анализа проектируемого объекта. Для этого поставленная задача разбивается на частные составляющие. Это способствует более четкой постановке цели моделирования и определению параметров модели, которые надо учесть. При анализе гетерогенных конструкций на предмет представления их в виде ГТО необходимо ответить на следующий вопрос: можно ли проектируемый объект рассматривать как единое целое или же это система, состоящая из отдельных объектов. Если это единое целое, то можно перейти к построению информационной модели. Если система - надо перейти к анализу объектов, ее составляющих, определить связи между ними.

По результатам анализа объекта проектирования составляется информационная модель. В ней детально описываются все свойства объекта, их параметры, действия и взаимосвязи. В основе информационного моделирования лежат три основных постулата: все состоит из элементов; элементы имеют свойства; элементы связаны между собой отношениями.

Таким образом, процесс моделирования ГГО состоит из определения процедур моделирования и элементарных операций моделирования в каждой процедуре. Основная задача состоит в выборе наиболее эффективного пути моделирования и его реализации. Эта задача трудно формализуема и решается в основном эмпирическим путем. В ходе анализа процессов геометрического моделирования в САПР конструкций электрических машин определены основные критерии моделирования Я:

/?1 - при моделировании ГГО необходимо выбирать операции, создающие элементы с управляемыми параметрами;

Н2 - элементы должны иметь все необходимые параметры, для полного управления их геометрией;

#з - необходимо минимизировагь количество элементов в ГГО (выбрать эффективный метод моделирования).

Для соответствия ГГО этим критериям необходимо использовать механизмы верификации. Ниже предложен механизм верификации ГГО на соответствие первым двум критериям.

Процесс моделирования ГТО (2р) представляет собой набор процедур я, состоящих из операций /;, создающих требуемые элементы. В абстрактной форме процесс моделирования можно представить в следующем виде: 2р=(51, У2.---Л), а«,=(Л,1, .

Здесь под набором понимается последовательность применения процедур (операций) к моделируемому объекту. Естественно, такая последовательность не коммутативна. Поэтому в дальнейшем процесс моделирования будет представлен в виде строки-вектора построения модели детали 2р, где элементами вектора является последовательность операций /г управляемых параметрами р.

Й1=/| (PlbPl2--.Pl,), Й2=/2(Р21- Р22---Р2т). •••>

Ь„=/п(Рп1,Рп2,-,Рпк)-

Для первичной оценки параметризации вектор Z¡p можно упростить. Если для какой-либо операции Л процедуры отсутствует набор параметров р или их недостаточно, то элемент вектора 2р равен 0, иначе 1. В этом случае, вектор 2р, для четырех операций может выглядеть следующим образом:

2р = (1,1,0,1).

Для экспертной оценки модели на предмет достаточности параметрических и геометрических условий (Л], Иг) вводится понятие коэффициента параметризации к элементов ГГО. Для этих целей необходимо заранее произвести классификацию имеющихся в САПР операций (команд) на возможность назначения параметров и геометрические ограничения на элементы, создаваемые этими операциями и определить требования к их параметризации. Соответствие операций определенным правилам параметризации осуществляется по параметрическому признаку, принимающему следующие значения:

0 - операция не соответствует правилам параметризации,

1 - операция соответствует правилам параметризации.

Систематизация правил в виде таблицы классификации элементов, формируемых операциями, по параметрическому признаку приведена в табл. 1.

Для определения коэффициента параметризации к используется упрощенный вектор 2р.

2р = (й,, ¿2- ■ ■ > где й, = 1 или 0 (см. табл. 1);

1 я к=-IX

Им

В случае отсутствия (к = 0), либо неполной (к < 1) параметризации модели возможно ее разрушение из-за выхода ассоциативно связанных друг с другом

объектов за допустимые геометрические условия. Поэтому условие, когда к = 1, является обязательным для построения ГГО.

Таблица 1

Пример классификации элементов САБ-системы по параметрическому признаку

Элементы* Параметрический признак Возможный набор параметров Создаваемые объекты Правило определения параметрического признака

SKETCH 0,1 (p0,pl,...pn) Эскиз. Двухмерный профиль. 0 - эскиз определен не полностью; 1 - эскиз определен полностью

BLOCK 1 (p0,pl,p3) Параллепипед Всегда 1

BOSS 0,1 (p0,pl,...p5) Цилиндричес кая бобышка 0 -позиционных размеров < 2, (р <5); 1 - все позиционные размеры определены, (Р = 5)

* - терминология взята из САПР UNIGRAPHICS.

Процесс определения количества и состава процедур (ограничение Ä3), т.е. размерность вектора Zp, основан на эвристике и зависит от знаний и опыта применения операций САПР в области геометрического моделирования. Можно сказать, что задача по критерию R3 сводится к минимизации количества управляющих параметров ГГО:

м i=l

где к - коэффициент параметризации ГГО; М - количество элементов в ГГО; е, - i-ый элемент ГГО; п(е,) - количество параметров i-го элемента ГТО; г - число наложенных параметрических зависимостей на параметры.

Т.е., при 0 < к <1, процедуры моделирования необходимо пересмотреть для того, чтобы добиться использования только параметрических операций. При к = 1 выбрать из параметрических элементов, приводящих к решению одной и той же процедуры моделирования те, у которых наименьшее число параметров (стремиться использовать эффективные методы моделирования) и наложить все необходимые параметрические взаимосвязи.

Для того чтобы определить существующие взаимосвязи между компонентами сборочной единицы и их реализации в виде геометрических, параметрических и математических взаимосвязей в ГГО, предлагается воспользоваться одним из методов декомпозиции - диакоптикой. Основываясь на методах диакоптики представления сложной системы, проектируемое изделие можно рассматривать как сложную многоуровневую структуру и представлять конечным множеством

компонентов (подсистем и элементов) и их связей (параметрических и геометрических). Каждая связь объединяет произвольное число внешних соединений компонентов.

Можно сказать, что состояние моделируемой системы определяется некоторым вектором <7*, содержащим переменные связей и переменные, описывающие внутреннее состояние компонентов. Так как геометрическая модель проектируемой конструкции в САПР является статической моделью, то в качестве математической модели разрабатываемой системы можно применить систему алгебраических уравнений, которая формируется из уравнений выражающих функциональные свойства отдельных компонентов. Исходя из вышесказанного, гетерогенную конструкцию можно представить в виде набора элементов, управляемых через входные параметры, определенные на этапе формализации проектируемой конструкции (рис. 2).

Рис. 2. Диакоптическое представление гетерогенной конструкции

Для ГГО данную структуру можно представить в виде направленного графа параметрических взаимосвязей, где листьями графа являются входные параметры: переменные - исходные данные и переменные - параметры компонентов, описывающих их внутренние свойства, узлами графа - выражения между ними, а ребрами - указатели связей переменных и выражений. Таким образом, при моделировании гетерогенной конструкции или набора ее компонентов в виде ГГО, геометрическая информация компонентов замещается параметрической информацией, которая является множеством переменных, отображающих

геометрические свойства компонентов гетерогенной конструкции. В дальнейшем эти переменные предлагается называть управляющими, так как они представляют собой исходные данные для проектирования сборочной единицы.

Решения проектировщика, выполняемые в процессе моделирования ГГО, являются высказываниями, содержащими в себе некоторые формулы (к примеру: "толщина пакета равна толщине листа, составляющего пакет, умноженного на количество этих листов"). Эти высказывания и поставленные им в соответствии

выражения вида " у равно fix,.....х„) " есть предикаты Р (хь . .,х„, у) на множестве

М вещественных чисел. В дальнейшем будет считаться, что предикат Р является истинным, когда все его переменные определены, и он позволяет полностью определить проектную процедуру (совокупность проектных операций, заканчивающихся проектным решением) гетерогенной конструкции.

Обобщая вышесказанное, можно дать формальное описание для процесса моделирования ГГО. Его можно представить в виде движения по эвристической оценке от операции моделирования к операции, основанной на предикатах от п-переменных, где переменными являются функции Р, которые необходимо определить для моделирования элемента ГГО. Аргументами данных функций в свою очередь являются управляющие переменные.

2" ' л)-[о,если(Р1\Р2\...,С)еП'

где, Ф - предикат на множестве проектных процедур П гетерогенной конструкции или набора ее компонентов, к, I, т- множество управляющих переменных.

Если Ф=(Рк1, Р'г.-ч Р™„) = 1, движение осуществляется в нужном направлении (сформулированное высказывание позволяет преобразовывать геометрическую информацию) и наоборот.

Но для полноценного представления гетерогенной конструкции или набора ее компонентов в виде ГГО преобразования только геометрической информации недостаточно, так как уничтожается большая часть информационной модели гетерогенной конструкции (функциональные, технологические и вспомогательные свойства, компонентно-количественный состав, массовые характеристики), поэтому в сформированный единый геометрический объект необходимо включить осгавшуюся часть информации.

Для того чтобы функциональная информация была перенесена в единый геометрический объект, необходимо создать параметрические зависимости г, связывающие управляющие переменные с внутренними переменными элементов единого геометрического объекта. Необходимо заметить, что для формирования ГГО все управляющие переменные должны иметь параметрические связи.

Для разработки методологии переноса технологической и функциональной информации в единый геометрический объект предлагается использовать методологию ER (Entity Relational) семантического моделирования, предназначенную для построения моделей данных и обеспечивающую стандартизованный способ описания данных и определения связей между ними. Основными элементами методологии являются понятия сущность, отношение и связь. Сущности задают базовые типы информации, а отношения указывают, как эти типы данных взаимодействуют между собой. Связи объединяют сущности и отношения.

Взаимосвязи свойств между гетерогенной конструкцией, компонентами и моделируемым ГГО можно выразить следующей упрощенной концептуальной диаграммой (рис. 3):

Определяться Генерировать

Рис. 3. Упрощенная модель взаимосвязей свойств

Предлагаемая методология формирования в ГГО проектной информации и физических характеристик компонентов позволяет создать полную информационную модель проектируемой гетерогенной конструкции или набора ее компонентов.

Третья глава посвящена применению методологии геометрического моделирования гетерогенных конструкций электрических машин. Проведен анализ моделей узлов электрических машин. На базе разработанных методологий и алгоритмов осуществлены преобразования сложных гетерогенных конструкций и наборов их компонентов в геометрические гетерогенные объекты и дана их классификация. Разработана общая методика моделирования геометрического гетерогенного объекта. Приведены примеры моделирования.

Проведенный анализ моделей узлов электрических машин на примере проекта тягового двигателя постоянного тока ТЭД-2 (производства "Электросила") показал, что моделирование в САПР конструкции как единого геометрического объекта, является рациональным тогда, когда основным свойством этой конструкции является гетерогенность, а для набора компонентов гетерогенной конструкции существует повторяемость процедур моделирования (различные типы массивов) и этот набор компонентов физически можно представить единым объектом.

В ходе анализа было выявлено несколько возможных типов геометрических гетерогенных объектов, на основании чего предложена следующая классификация: тип 1 - однокомпонентный - преобразование массива одного компонента;

тип 2 - разнокомпонентный - преобразование массива из нескольких уникальных компонентов;

тип 3 - элементный - формирование объекта из компонентов, не имеющих геометрической модели;

тип 4 - блочный - формирование объекта из группы геометрических гетерогенных объектов.

Проведенные исследования гетерогенных конструкций электрических машин и их представление на базе разработанных методов в виде геометрических гетерогенных объектов позволяют сформулировать общую методику моделирования геометрического гетерогенного объекта:

- рассмотреть компонентный состав проектируемой гетерогенной конструкции на предмет наличия в ней массивов компонентов и компонентов, не имеющих начальной геометрии;

- определить тип гетерогенного объекта/ов для упрощения всей конструкции или выбранного набора компонентов;

- определить исходные данные, для проектирования конструкции или рассматриваемого массива компонентов и решить все необходимые для них проектные процедуры;

- определить операционный состав процедур моделирования для формирования геометрии ГГО и внутренние параметрические связи г между управляющими переменными и параметрами элементов;

- смоделировать единый твердотельный или полигональный объект с учетом критериев R;

- внести в единый геометрический объект необходимые атрибуты для формирования технологической и вспомогательной информации. Основной задачей в представлении гетерогенной конструкции или набора ее

компонентов в виде ГТО является получение покомпонентных частных проектных решений для процедур моделирования, последовательное выполнение которых позволит получить единый геометрический объект САПР, имеющий геометрическую информацию, достаточную для дальнейшего проектирования и изготовления этой конструкции.

В качестве методологии применения ГГО в проектировании электрических машин предлагается использовать заранее проанализированные и преобразованные в ГГО модели (шаблоны), управляемые через программные пользовательские интерфейсы и изменяющиеся по определенным правилам.

В четвертой главе разработано лингвистическое и программное обеспечение подсистемы САПР гетерогенных объектов. Приведено описание и разработана методология применения программного обеспечения подсистем САПР гетерогенных объектов.

Концепция проектирования гетерогенных конструкций электрических машин на базе ГГО может быть использована в любой САПР, имеющей параметрическое геометрическое ядро. В качестве САПР, в которую интегрирована предлагаемая подсистема, выбрана САПР Unigraphics, как одна из распространенных в мировой практике машиностроения и обладающая развитыми средствами программирования - имеет открытый API (Application Programming Interface -интерфейс прикладного программирования). При этом геометрия, заранее сформированная в этой САПР, может выступать в качестве исходной информации.

Механизм предлагаемого метода геометрического моделирования реализован в виде отдельного инструмента подсистемы САПР.

Основным средством разработки САПР гетерогенных конструкций выбрана среда визуального программирования Microsoft Visual C/C++, как наиболее полно реализующая объектно-ориентированное программирование и имеющая богатые функциональные возможности.

В качестве лингвистического обеспечения разработано расширение встроенного языка программирования САПР Unigraphics (модуль UG\Open) представляющее собой наборы функций для описания конкретных проектных процедур гетерогенных конструкций электрических машин. Аргументами функций являются управляющие переменные, имеющие смысловую нагрузку и определенные для каждого типа ГГО. Управляющие переменные предназначены для управления геометрией ГГО при изменении исходных данных и вводятся в диалоговом режиме с проектировщиком через разработанные интерфейсы, либо автоматически считываются со свойств компонентов.

Разработанное программное обеспечение представляет собой динамически подгружаемые в среду САПР библиотеки DLL. Обобщенный алгоритм работы программного обеспечения САПР ГГО, соответствующий разработанной методологии моделирования, представлен на рис. 4.

I Выбор объекта [■

Выход

Предупреждение Нет

о несоответствии

3 &

Верификация объекта на соответствие условиям управлявшей программы

Новый/ Отредактированный

Внесение/ Редактирование информации

т

д»

ПРО

Выход

Рис. 4. Обобщенный алгоритм программного обеспечения САПР ГГО

Верификация объекта осуществляется на предмет наличия в нем необходимых для данного типа гетерогенного объекта управляющих переменных и их

параметрических связей с внутренними параметрами элементов ГГО, параметризации и проверке атрибутивной информации.

Тестирование и применение методологии разработанного программного обеспечения проводилось и осуществляется в настоящее время при проектировании электрических машин постоянного тока и гидрогенераторов, а так же подготовки производства в филиале ОАО "Силовые машины" - "Электросила", С.Петербург. Сравнение традиционного способа проектирования и применения метода ГГО показало значительное преимущество использования разработанного программного обеспечения: существенное сокращение времени проектирования и снижение загрузки ресурсов графических станций, а так же уменьшение количества ошибок (нарушения методик проектирования и моделирования), допускаемых пользователям САПР при моделировании сложных гетерогенных конструкций. В табл. 2, приведены данные по исследованной модели электрической машины после моделирования с применением разработанной подсистемой САПР гетерогенных объектов.

Таблица 2

Сравнение свойств модели электрической машины с использованием и без использования САПР ГГО

№ учла1 Характеристика Наниенованне Количество отображаемых объектов Кол-во опер яц 1Й компоновки Соотношение в %

без использования САПРГГО с нспользо-ватем САПР ГГО без исполь- зоватя САПРГГО с нсполь 10- ванпем САПРГГО

1. 6БС.ОООООО Электродвигатель 5528 1541 22208 6160 72

тяговый

2 5БСОООООО Система магнитная 1514 631 6052 2< 20 58

3 <БС000 001 Стяни* 99 99 392 392 0

4 5БСООО 002 Полюс главный 227 52 904 204 77

* 5БС ООО 003 Сердечннк полюса 162 13 644 50 92

б 5БС000 004 Катушка полюса 37 И 144 40 70

7 5БС 000 00' Полюс добавочный 47 26 184 100 4<

8 5 ЕС 000 006 Сердечннк полюса < 5 16 16 0

9 Ч5С000 007 Катушка полюса 28 7 108 24 7*

10 5 ЕС 000 008 Якорь обмотанный 3700 596 14796 2380 84

11. 5БС000 009 Сердечннк 644 3 2572 8 99 *

12 5БС 000 010 Коллектор 722 34 2884 132 95

13. 5БС 000 011 Обмотка 18Ч> 75 7396 296 96

14 5БС' 000 012 Катушка якоря 33 1 128 0 100

1< 5БС 000 013 "правитель 8 1 28 0 100

16. 5БС.000.014 Щеткодержатель 53 53 208 208 0

* Количественный состав входящих подузлов в узлы №1, 2, 10 рассчитан в соответствии с конструкторской спецификацией.

Снижение количества отображаемых моделей и операций компоновки в целом по всей модели электрической машины (модель 6БС.000.000) составляет 72%. Соответственно, как минимум, на данное значение происходит снижение

трудоемкости моделирования гетерогенных конструкций и загрузки машинных

ресурсов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Основные результаты диссертационной работы сводятся к следующему:

1. Исследованы принципы и подходы построения современных САПР в области проектирования электрических машин, а также методы конструкторского моделирования сложных изделий.

2. В качестве метода, позволяющего упростить моделирование сложных гетерогенных конструкций электрических машин, предлагается использование нового метода геометрического моделирования - представление гетерогенной конструкции электрической машины или набора ее компонентов в виде единого геометрического объекта. Введено определение типа этого объекта -геометрический гетерогенный объект.

3. Определены критерии моделирования геометрических гетерогенных объектов и разработаны программные алгоритмы, позволяющие осуществлять их верификацию на предмет соответствия этим критериям.

4. Предложена методика переноса информационной модели гетерогенной конструкции или набора ее компонентов в единый геометрический объект -формирование структуры геометрического гетерогенного объекта.

5. Проведен анализ процессов моделирования гетерогенных конструкций электрических машин. Исследованы геометрические модели, алгоритмы и методы их построения.

6. Разработана обобщенная методология моделирования геометрических гетерогенных объектов и их классификация. Предложена структура программного обеспечения САПР, позволяющая реализовать разработанные методы моделирования.

7.Реализована генерация программного кода на основе классов гетерогенных объектов в среде САПР иМГСЯАРНГСЗ. Разработано описание и методика применения программного обеспечения моделирования гетерогенных объектов.

8. Тестирование разработанного программного обеспечения в сравнении с традиционными способами геометрического моделирования показало следующие преимущества его использования: существенное уменьшение загрузки ресурсов графических станций (в некоторых случаях достигает 75%) и сокращение количества операции моделирования, что в совокупности приводит к уменьшению трудоемкости моделирования и уменьшению времени проектирования сложных гетерогенных конструкций электрических машин.

9. Разработанное программное обеспечение внедрено в филиале ОАО "Силовые машины - Электросила", СПб, на базе САПР 1М§гарЫс8.

Опубликованные работы по теме диссертации:

1. Михаил Михайлов, Михаил Холин, Владимир Новоселов,

Елена Мурованная. Открытый SolidWorks: единство и борьба противоположностей / САПР и графика. 2000. №3, с.59-63.

2. Городецкий В.В., Михайлов М.А. Применение системы твердотельного моделирования для проектирования серийного двигателя - В кн.: Сборник "Электросила". - СПб: Электросила, 2002, №41, с.61-68.

3. Городецкий В.В., Михайлов М.А. Проблемы моделирования сложных объектов САПР / Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. CAD/CAM/PDM-2002: Сб. докл., с.30-32.

4. Solnitcev R.I.,Gorodetsky V.V., Michailov М.А. The designing of heterogenious object by means of CAD (Моделирование гетерогенных объектов средствами САПР) /"IEHS'02" Instrumentation in ecology and human safety - S.Pb, 2002, p.141-142.

5. Михайлов М.А. Преобразование сложной гетерогенной системы на основе диакоптики. /Сборник тезисов докладов научной сессии аспирантов, СПГУАП, 2003г., с.60-62.

6. Solnitcev R.I.,Gorodetsky V.V., Michailov М.А. Parametrization of CAD Models for Instrument-Making and Mechanical Engineering. (Параметризация моделей САПР в экологическом приборо- и машиностроении) /"IEHS'04" Instrumentation in ecology and human safety - S.Pb, 2004, p.204-206.

7. Михайлов М.А. Представление конструкционных узлов в виде ЗО-моделей. /Сборник тезисов докладов научной сессии аспирантов, СПГУАП, 2004г., с.43-45.

8. В.Городецкий, М.Михайлов. Проблемы перехода к внедрению PLM-решений на машиностроительном предприятии. /Сборник тезисов докладов конференции "Информационные технологии в российской промышленности". - С.Пб., 2004, с.21-23.

9. В.Городецкий, М.Михайлов. Проблемы перехода к внедрению PLM-решений на машиностроительном предприятии / КОМПАС промышленной реструктуризации. 2004, №4, с.62-63.

Подписано в печать 07.10.2005 г.

Тираж 100

Объем в п.л. 1

Отпечатано с готового оригинал-макета, Представленного автором, В типографии Филиале ОАО "Силовые машины - Электросила" 196105, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 139. Телефон: (812) 3874447 Факс: (812) 3881814

»20070

РНБ Русский фонд

2006-4 18598

Введение.

Глава I. Анализ принципов и подходов построения современных САПР электрических машин.

1.1 САПР - инструментарий проектировщика.

1.2 Трехмерная модель конструкций электрических машин в сквозном цикле проектирования и производства.

1.3 Принципы параметрического проектирования в электромашиностроении.

1.4 Системные решения в проектировании электрических машин.

1.5 Характеристики применяемых в электромашиностроении CAD/CAM систем.

1.6 Обоснование необходимости подсистемы САПР гетерогенных конструкций.

1.7 Сценарий моделирования геометрических гетерогенных объектов электрических машин.

Глава II. Теоретические основы процесса моделирования гетерогенных геометрических объектов. объектов.

2.4 Верификация геометрического гетерогенного объекта на соответствие критериям моделирования.

2.5 Формализация процесса моделирования геометрического гетерогенного объекта.

2.6 Преобразование гетерогенной конструкции электрической машины на основе диакоптики в геометрический гетерогенный объект.

2.6 Разработка методов переноса проектной информации в геометрический гетерогенный объект.

Глава III. Методы и алгоритмы САПР гетерогенных конструкций электрических машин.

3.1 Анализ моделей конструкций электрических машин.

3.2 Классификация геометрических гетерогенных объектов и методология их моделирования.

3.3 Формирование в конструкции электрической машины геометрических гетерогенных объектов. Примеры моделирования.

3.3.1 Модель сердечника главного полюса.

3.3.2 Модель сердечника якоря.

3.3.2 Модель коллектора.

3.3.3 Модель катушки якоря.

3.4 Характеристики исследуемой модели с использованием гетерогенных объектов.

3.5 Расчет усредненных массовых характеристик гетерогенных объектов

3.6 Выводы.

Глава IV. Лингвистическое и программное обеспечение САПР геометрических гетерогенных объектов.

4.1 Средства программирования в среде САПР.

4.1.1 Средства программирования САПР UNIGRAPHICS.

4.2 Методы построения программного интерфейса моделирования ГГО в среде САПР.

4.2.1 Алгоритм работы программного обеспечения САПР ГГО.

4.3 Средства интеграции в среду САПР.

4.3.1 Интеграция в главное меню.

4.3.2 Интеграция в плавающие панели инструментов.

4.3.3 Использование шаблонов гетерогенных объектов в среде Unigraphics.Ill

4.4 Описание и методология применения программного обеспечения гетерогенных объектов.

4.4.1 Описание и методология применения программного обеспечения для моделирования однокомпонентного гетерогенного объекта.

4.4.2 Описание и методология применения программного обеспечения для моделирования разнокомпонентного гетерогенного объекта.

4.4.3 Описание и методология применения программного обеспечения для моделирования элементного гетерогенного объекта.

4.4.4 Описание и методология применения программного обеспечения для моделирования блочного гетерогенного объекта.

4.5 Применение методологии и тестирование разработанного программного обеспечения.

В проектировании электрических машин часто встречаются конструкции, обладающие свойствами гетерогенности, т.е. состоящие из физически разнородных компонентов [13]. Количество таких компонентов может варьироваться от единиц до сотен или тысяч компонентов в одном сборочной единице. Так как эти компоненты входят в сборочную единицу, они определяют ее свойства, такие как масса, объем, габаритные размеры, центр тяжести, функциональные и технологические характеристики, поэтому при проектировании, свойства этих компонентов обязательно должны быть учтены. САПР, имеющие развитые средства геометрического моделирования обеспечивают успешное решение конструкторских задач только в том случае, когда геометрическая модель отражает все конструкционные требования к проектируемому изделию. Но в конструкции электрической машины встречаются такие компоненты, которые по своим физическим свойствам тяжело поддаются моделированию, тем самым, усложняя проектирование в САПР (жидкие элементы, обмоточная изоляция, многослойные прокладки с неоднородными свойствами и т.д.). К примеру, важным условием, предъявляемым при моделировании компонента, представляющего жидкость является то, что при неизменном объеме, геометрия модели этого компонента должна изменяться в соответствии с геометрией граней окружающих компонентов, с которыми она вступает в контакт. Смоделировать в стационарном состоянии этот компонент возможно, если форма окружающих граней достаточно проста. Если форма сложна и к тому же изменчива и при этом происходит количественное изменение граней, с которыми граничит модель компонента (вырождение поверхностей, дробление и замещение поверхностей) — задача моделирования становится достаточно сложной. Второй аналогичный пример - моделирование изделии из эластичных материалов в конструкциях, узлы которых в силу конструкционных особенностей изделия испытывают некоторые перемещения или деформации, что приводит к изменению формы. Эти перемещения описываются системами дифференциальных уравнений в частных производных, которые решаются на практике методом конечных элементов. Этот процесс является дорогим и отнимающим слишком много времени, а затраты на него зачастую не окупаются полученными результатами. Существуют более сложные примеры, когда в модели сборочной единицы сочетаются различные компоненты с описанными выше свойствами, например как показано на рис. 1,

1 23

ШИШ

4 5 6

Г уГ~

Я X X гшш

МЫЫ iiiiiiiiiiiii

VVVVVVVV V S7

Рис. 1. Сечение сборочной единицы, состоящей из разнородных компонентов

1,4,5 - диэлектрические прокладки; 2 - медный проводник; 3,6 - обмоточная изоляция; 7 - замазка

При геометрическом моделировании подобных сборочных единиц необходимо определить те важнейшие свойства, которые нужно получить от входящего компонента для дальнейшего моделирования. Эти свойства могут отражаться как параметрическими, так и геометрическими характеристиками (в большинстве случаев это геометрическая информация). После моделирования сборочной единицы ее внутренняя структура проектировщику интересна, как правило, лишь тогда, когда он приступает к ее редактированию. Если при формировании модели подобного сборочной единицы пытаться полностью смоделировать каждый входящий в нее компонент, возникнут следующие проблемы:

- весьма высокая трудоемкость;

- повышенная загрузка системных ресурсов графической станции;

- сложность параметризации конечной геометрической модели;

- повышенная продолжительность регенерации геометрии модели.

При обычном подходе к моделированию таких разнородных сборочных единиц, как правило, становится невозможной не только параметризация, но и моделирование отдельных входящих в нее компонентов. В то же время, если рассматривать конструкционные требования, предъявляемые к модели детали или сборочной единицы для дальнейшего проектирования изделия, а также требования ко всей моделируемой конструкции в целом, зачастую оказывается, что внутренняя структура многих единиц или наборов компонентов в объемном представлении не требуется. В большинстве случаев нужны только отдельные параметры и характеристики, которые определяются набором критических для данных компонентов сечений, а то и вообще один параметр. Аналогию здесь можно провести следующую: при конструкционном моделировании однородной детали не моделируют ее кристаллическую решетку и атомарную структуру, вместо этого, чтобы задать физические свойства такой модели используют одну физическую величину - плотность. В этом случае можно получить большинство физических свойств компонента (масса, центр тяжести и т.д.). Отсюда вытекает вопрос: нужно ли моделировать полностью все компоненты в гетерогенных конструкциях?

Цель трехмерных систем автоматизированного проектирования заключается в том, чтобы получить информационную модель конструкции, достаточную для проверки конструктивных решений и ее изготовления. Следовательно, каждый входящий компонент конструкции, смоделирован он или нет, должен быть отражен в ее информационной модели.

К вопросу моделирования гетерогенных конструкций так же относится вопрос параметризации геометрической модели конструкции в целом (описание функциональных свойств проектируемого объекта через систему уравнений). Какие параметры вводить, как и по каким условиям их создавать, как определять взаимосвязи параметров и как просматривать взаимосвязи в конечной модели. Эти механизмы в той или иной форме присутствуют в САПР, но они не так развиты, чтобы охватить проблему целиком. Задача параметризации, это задача не однозначная. Большей частью она основана на интуиции и опыте проектировщика и к тому же в одной и той же конструкции при изменении тех или иных технических и технологических требований могут серьезно измениться требования к модели. Это все целиком зависит от начальных условий, которые изменяются от проекта к проекту. Собственно, задача параметризации сводится к управлению параметрами модели и свойствами информации. Чтобы рассматривать параметрические зависимости всей модели конструкции, нужны специальные исследования.

В идеале, вся модель должна управляться только теми параметрами, которые даются в качестве исходных данных при проектировании изделия. Это накладывает на параметрические условия строгие ограничения, они должны отрабатываться строго в соответствии с логическим управлением всей информационной моделью изделия, т.е. должна существовать прямая связь между параметрами исходных данных и параметрами, лежащими на самом удаленном уровне дерева построения модели. Если эта связь обеспечивается, то модель изделия будет восприимчива к более широкому диапазону изменения исходных данных.

В работах, посвященных автоматизации проектирования и производства электрических машин [1, 14, 19, 27, 52, 54] рассматриваются подходы, связанные с автоматизацией расчетных, конструкторских и технологических проектных процедур. Приводятся математические модели и алгоритмы расчета конструкционных единиц и деталей. Вопросов, касающихся моделирования гетерогенных конструкций электрических машин не рассматривается.

В соответствии с изложенными обстоятельствами, разработка компонентов подсистемы автоматизации проектирования гетерогенных конструкций электрических машин и построение на их базе инструментов САПР, учитывающих описанные выше проблемы, является актуальным.

Предлагаемое в диссертационной работе решение описанной выше проблемы - это разработка в конструкторском моделировании методологии формирования информационной модели, позволяющей геометрическими и параметрическими методами аккумулировать в себе информацию по геометрическим, функциональным, технологическим и вспомогательным свойствам всей сборочной единицы или выбранного в ней набора деталей, моделирование которых является нецелесообразным. Геометрические объекты, сформированные с учетом такой информационной модели, предлагается в дальнейшем называть геометрическими гетерогенными объектами (ГГО). Реализация этой задачи возможна на разработке новой методологии конструкторского моделирования и соответствующего лингвистического и программного обеспечений подсистемы САПР гетерогенных конструкций электрических машин.

Основываясь на этом предложении, проектируемая гетерогенная конструкция может быть представлена единым геометрическим объектом, содержащим в себе информацию по внутренней структуре, на базе которой можно получить необходимую для проектирования и производства информацию по входящим в нее компонентам. Такой вид представления конструкции может широко применяться при проектировании средствами САПР, так как он позволит исключить значительное количество операций, которые пришлось бы создавать при существующем способе геометрического моделирования сборочных единиц.

Основные выводы и результаты работы

Работы по диссертации проводились в отрасли энергетического машиностроения. Основные результаты проведенных работ сводятся к следующему:

1. Исследованы принципы и подходы построения современных САПР в области проектирования электрических машин, а так же методы конструкторского моделирования сложных изделий.

2. В качестве метода, позволяющего упростить моделирование сложных гетерогенных конструкций электрических машин, предлагается использование нового метода геометрического моделирования - представление гетерогенной конструкции электрической машины или набора ее компонентов в виде единого геометрического объекта. Введено определение типа этого объекта - геометрический гетерогенный объект.

3. Определены критерии моделирования геометрических гетерогенных объектов и разработаны алгоритмы, позволяющие осуществлять их верификацию на предмет соответствия этим критериям.

4. Предложена методика переноса информационной модели гетерогенной конструкции или набора ее компонентов в единый геометрический объект - формирование структуры геометрического гетерогенного объекта.

5. Проведен анализ процессов моделирования гетерогенных конструкций электрических машин. Исследованы геометрические модели, алгоритмы и методы их построения.

6. Разработана обобщенная методология моделирования геометрических гетерогенных объектов и их классификация. Предложена структура программного обеспечения САПР, позволяющая реализовать разработанные методы моделирования.

7. Реализована генерация программного кода на основе классов гетерогенных объектов в среде САПР UNIGRAPHICS. Разработано описание и методика применения программного обеспечения моделирования гетерогенных объектов.

8. Тестирование разработанного программного обеспечения в сравнении с традиционными способами геометрического моделирования показало следующие преимущества его использования: существенное уменьшение загрузки ресурсов графических станций (в некоторых случаях достигает 75%) и сокращение количества операции моделирования, что в совокупности приводит к уменьшению трудоемкости моделирования и уменьшению времени проектирования сложных гетерогенных конструкций электрических машин.

9. Разработанное программное обеспечение внедрено в филиале ОАО "Силовые машины - Электросила", СПб, на базе САПР Unigraphics.

Программное обеспечение на базе разработанной методологии геометрического моделирования геометрических гетерогенных объектов может быть реализовано во всех САПР, имеющих параметрическое геометрическое ядро (parametric modeler). Разработанная информационная модель и методология ее формирования может быть применена во всех отраслях, где используются средства трехмерного геометрического моделирования.

1. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении / Ю. М. Соломенцев, В. Г. Митрофанов, А. Ф. Прохоров и др.; Под общ. ред. Ю. М. Соломенцева, В. Г. Митрофанова. М.: Машиностроение, 1986. -256с.

2. Алгоритмы оптимизации проектных решений / Под ред. А. И. Половин-кина. М.: Энергия, 1976. 264с.

3. Артемьев В. И. Организация диалога в САПР : Практ. пособие / В. И. Артемьев и В. Ю. Строганов . М.: Высш. шк., 1990. - 157с.

4. Быков В. П. Методическое обеспечение САПР в машиностроении. Д.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. 255с.

5. Быков В. П. Методика проектирования машин с применением элементов САПР. Учебн. пособ. Л.: ЛИИЖТ, 1986. 60с.

6. Гаминтерн В. И., Штильман М. С. Оптимизация в задачах проектирования. М.: Знание, 1982. - 64с.

7. Гаспарский В. Праксеологический анализ проектно-конструкторских разработок / Под ред. А.И.Половкина. М.: Мир, 1978. 222с.

8. Гардан И., Люка М. Машинная графика и автоматизация конструирования. М.: Мир, 1987. 272с.

9. Голованов Н. Н. Геометрическое моделирование. М.: Издательство физико-математической литературы, 2002,472 с.

10. Городецкий В. В., Михайлов М. А.Применение системы твердотельного моделирования для проектирования серийного двигателя В кн.: Сборник "Электросила". - СПб: Электросила, 2002, №41, с. 61-68.

11. Городецкий В., Михайлов М. Проблемы перехода к внедрению PLM-решений на машиностроительном предприятии./Сборник тезисов докладов конференции "Информационные технологии в российской промышленности". С.Пб., 2004, с.21-23.

12. Городецкий В., Михайлов М. Проблемы перехода к внедрению PLM-решений на машиностроительном предприятии// КОМПАС промышленной реструктуризации. 2004, №4, с. 62-63.

13. Городецкий В. В., Михайлов М. А. Проблемы моделирования сложных объектов САПР// Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. СAD/CAM/PDM-2002: Сб. докл., с.30-32.

14. Городецкий В. В., Зубков Ю. С., Хуторецкий Г. М. Особенности разработки системы автоматизированного проектирования крупных электрических машин // Электричество. 1980. N10, с. 18-23.

15. Грувер М., Зиммерс Э. САПР и автоматизация производства. М.: Мир, 1987. -528с.

16. Джонс Дж. К. Методы проектирования. М.: Мир, 1986. — 322с.

17. Жук К. Д., Соложенцев Е. Д. О связи задач стадий жизненного цикла в интегрированных САПР сложных объектов новой техники. Управляющие системы и машины, 1985, №4.

18. Заде JI. Понятие лингвистической переменной и ее применение к принятию приближенных решений. М.: мир, 1976. 165с.

19. Климов В. Е. Графические системы САПР : Практ. пособие / В.Е Климов . М.: Высш. шк., 1990. 141 с.

20. Костенко М .П., Пиотровский JI. М. Электрические машины// Часть первая: Машины постоянного тока. Трансформаторы. М.: ГЭИ, 1957. 464 с.

21. Краснухин Александр, Методологии проектирования сложных изделий // Открытые системы, 2003, № 6.

22. Краснощеков П. С., Морозов В. В., Федоров В. В. Декомпозиция в задачах проектирования // Техническая кибернетика. 1979. №2, с.7-17.

23. Краюшкин Владимир, Современный рынок систем PDM. // Открытые системы, 2000, № 9.

24. Крон Г. Исследование сложных систем по частям диакоптика. М.: Наука, 1972. 544 с.

25. Кузнецов О. П., Адельсон-Вельский Г. М. Дискретная математика для инженера. М.: Энергоатомиздат, 1988. -480с.

26. Кулон Ж.-Л., Сабоннадьер Ж.-К. САПР в электротехнике: Пер. с франц. -М.: Мир, 1988. 208 с.

27. Кунву Ли., Основы САПР CADCAMCAE; Пер. с англ.: А. Вахитов, Д. Солнышков. СПб. и др.: Питер, 2004. 559 с.

28. Левин М. Б., Одуло А. Б., Розенберг Д. Е. Генерация заданий и интерфейса пользователя для пакетов прикладных программ. Мир ПК, 1990, №2, с.43-47.

29. Михайлов М. А. Представление конструкционных единиц в виде 3D-моделей./сборник тезисов докладов научной сессии аспирантов, СПГУ-АП, 2004г., с.43-45.

30. Михайлов Михаил, Холин Михаил, Новоселов Владимир, Мурованная Елена. Открытый SolidWorks: единство и борьба противоположностей// САПР и графика. 2000. №3, с.59-63.

31. Михайлов М. А. Преобразование сложной гетерогенной системы на основе диакоптики. /сборник тезисов докладов научной сессии аспирантов, СПГУАП, 2003г., с. 60-62.

32. Мюллер И. Эвристические методы в инженерных разработках М, Радио и связь, 1984. 132с.

33. Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002. 336с.

34. Норенков И. П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. М.: Высшая школа, 1980. 311с.

35. Основные концепции технологии автоматизированного проектирования / В. И. Скурихин, Н. Г. Малышев и др./ УСИМ, 1986, №1, с.7-14.

36. Орлов П. И. Основы конструирования. М.: Машиностроение, 1977. -240с.

37. Петренко А. И. Основы автоматизации проектирования. Киев: Техника, 1982.-295с.

38. Половинкин А. И. Основы инженерного творчества: Учебное пособие для студентов втузов. М.: Машиностроение, 1988. 368 с.

39. Попов Э. В. Экспертные системы. Решение неформализованных задач в диалоге с ЭВМ. М.: Наука, 1987. - 283с.

40. Прохоров А. Ф. Конструктор и ЭВМ. М.: Машиностроение, 1987. 272с.

41. Райан Даниель. Инженерная графика в САПР. М.:Мир,1989. 391с., ил.

42. Рот К. Конструирование с помощью каталогов. М.: Машиностроение: 1995.-420с.

43. Смирнов А. В., Юсупов Р. М. Технология параллельного проектирования: основные принципы и проблемы внедрения // Автоматизация проектирования. 1997. № 2.

44. Смирнов А. В., Юсупов Р. М. Совмещенное проектирование: необходимость, проблемы внедрения, перспективы. С.-Пб.: СПИИРАН, 1992. -38с.

45. Сольницев Р. И. Автоматизация проектирования систем автоматического управления. М: Высшая школа, 1991. 328с.

46. Сольницев Р. И. Информационные технологии в проектировании: Учеб. пособие / СПбГУАП. СПб., 1999. 60с: ил.

47. Сольницев Р. И. Система автоматизации проектирования инструментарий проектировщика/ ЭВМ в проектировании и производстве: //

48. A. В. Амосов, Т. А. Арбузова, В. Е. Архангельский и др.; Под общ. ред. Г.

49. B. Орловского. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1983, с. 60-71.

50. Сольницев Р. И. Информационные технологии в проектировании, МВО РФ, СПбГУАП, 2000г. 105с.

51. Сомов Ю. С. Композиция в технике. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1987. 288с.

52. Тазов Г. В., Хрущев В. В. Автоматизированное проектирование электрических машин малой мощности: Учебное пособие для вузов. Л.: Энер-гоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991. - 336с.

53. Таленс Я. Ф. Работа конструктора. Л.: Машиностроение, 1987. -255с.

54. Терзян А. А. Автоматизированное проектирование электрических машин. -М.: Энергоатомиздат, 1983. 256 с.

55. Тоскина Наталья, mySAP PLM инструмент управления жизненным циклом. // Открытые системы, 2002, № 2.

56. Трофимов Ю. Л. Техническое творчество в САПР : (Психологические аспекты) / Юрий Леонидович Трофимов . Киев : Вища шк. Изд-во при Киев, ун-те, 1989. - 181с.

57. Уотермен Д. Руководство по экспертным системам: Пер. с англ. М.: Мир, 1989.-388с.

58. Фокс А., Пратт М. Вычислительная геометрия. М.: Мир, 1982. 304 с.

59. Ханзен Ф. Основы общей методики конструирования. Л.: Машиностроение, 1969. 164с.

60. Хилл П. Наука и искусство проектирования. М.: Мир, 1973. 270с.

61. Челищев Б. Е. Автоматизация проектирования технологии в машиностроении. М.: Машиностроение, 1987. -264с.

62. Чен П. Модель "сущность связь" — шаг к единому представлению о данных//СУБД, 1995.-т.З. с.137-158.

63. Чернов Л. Б. Основы методологии проектирования машин. М.: Машиностроение, 1978. 148с.

64. Шпур Г., Ф.-Л. Краузе. Автоматизированное проектирование в машино-строении./Пер. с нем. Г.Д. Волковой и др.; Под ред. Ю.М. Соломенцева, В.П. Диденко. М.: Машиностроение, 1988. - 648с.

65. Энкарначчо Ж., Шлехтендаль Э. Автоматизированное проектирование: основные понятия и архитектура систем. М.: Радио и связь. 1986. 288с.

66. Eversheim W. et.al. Simultaneous Engineering. Erfahrungen aus der Industrie fuer die Industrie. Springer-Verlag, 1995. - 264p.

67. Ishi K., Goel A., Adler R. E. A Model of Simultaneous Engineering Design -Artificial Intelligence in Design / Ed. by J.S.Gero. N. -Y.: Springer, 1989. 483-501 p.

68. Leskin A. A. and Smirno, A. V. A Technological knowledge model in FMS design system Industrial Applications of Artificial Intelligence / Ed by J.L.Alty, L.I.Mikulich. - Amsterdam, North-Holland, 1991. 378-381 p.

69. Michailov Michael, Domrachev Sergey. The seventh annual Pro AWARD competition 99,1999, PTC USA. 272 p.

70. Nevins J. L., Whithey D. E. Concurrent Design of Products and Processes. -McGraw-Hill, New York, 1989. 268 p.

71. Reddy Y. V., Wood R. Т., Cleetus Y. J. The DARPA Initiative in Concurrent Engineering Concurrent Engineering Research in Review. - 1991/1992. -V.l.-2-10p.

72. Smirnov A. V., Yusupov R. M. Concurrent Design A New Information Technology of Manufacturing Development - ITAP'93: Proceedings of the International Conference on Information Technology and People. - Moscow, 1993.-Part II. -164-170 p.

73. Solnitcev R. I., Gorodetsky V. V., Michailov M. A. The designing of heterogenous object by means of CAD/'TEHS'02" Instrumentation in ecology and human safety S.Pb, 2002, p. 141-142.

74. Solnitcev R.I.,Gorodetsky V.V., Michailov M.A. Parametrization of CAD Models for Instrument-Making and Mechanical Engineering./"IEHS'04" Instrumentation in ecology and human safety S.Pb, 2004, p.204-206.