автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Методы и средства автоматизации структурно-пространственного проектирования бортовой кабельной сети летательных аппаратов

Государственная конитет Российской Фзяерацин по высшему образовании

Самарский государственна азрокосннческия университет нм. акаденика С.П. Королэза

На правах рукописи

Головастиков Влааниир Евгеньевич

КЕТОЛЫ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ СТРУКТУ РНО- ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПРОЕКТИРОНШЯ БОРТОВОЙ КАБЕЛЬНОЙ СЕГО ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Специальность 05.13.12. - Систем» автоматизации

проектирования

Автореферат диссертации на соискание ученой степени ' кандидата технических наук

Самара 1993г.

. '.бота выюлнена в Самарской азракосиическом университете >■.*, академика С.П. Королева

Каучкш руководитель: доктор технических наук, профессор

В.Н. Гаврилов Официальные оппоненты: доктор технических наук

A.B. Соллогуб

кандидат технических наук. доцент П.И. Соснин

Ведущая организация: Волжский филиал НТО -Энергия"

<г. Самара)

Заслта состоится и_*c(P,%cJ0il 1993г. в _ч. на

заседании Спецнализировакного совета Л 063.87.02 в Самарской а&рокоскичесхок университете (443066, г. Самара, Московское шоссе, 34, Самарский аэрокосническип университет)

С диссертацией яогно ознакомиться в библиотеке Самарского аэрохосгшческого ушьерситета.

Автореферат разослан "_- _ 1993г.

Учены? секретарь специализированного совета кандидат елзико-матеиа^чесгих наук.

доаеит

У

к. к. Калентьев

Подписано в печать 25.06.91 {[нзрмат 60 х &'./!/И. Бумага офсетная белая. Оперативна р- печать. Усл.п.п. Т.25 Уч.кгд.л. 1.0. .Тир. /00. Заказ J? 35JS5. У-асток опсргтивнз-Ч полиграфот:. СГАУ, г. Самара,

¡■'ль газ ecke я, IS.

. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Проектирование размещения и структуры зхутов БКС ЛА относится к числу сложных и трудоемких эталов проектно-конструкторских работ <ПКР>, нкехетх нал более низкий уровень автоматизации.

В ходе структурно-пространственного (геометрического) проектирования кабельной сети требуется 'решить две взаимосвязанные задачи!

1) компоновка коммуникация в ггуты?

2) поиск для кахдоя коммуникации пространственной линии (трассы), соединяющей принадлезвдие ей соединители, включая промежуточные (эту задачу обычно называют трассировкой или прокладкой трасс 1. Располохение трассы . долхно обеспечивать минимум суммы длин трасс, соответствующих коммуникациям хгута <или минимум иной функции цели) при соблюдении геометрических ограничений. Задача часто услогняется необходимостью выбора места расположения соединителей из_ нескольких возможных.

Несмотря на значительное число работ, посвященных созданию средств автоматизации ресения данных задач, вычислительная техника до настоящего времени используется, в основном, для организации баз данных и ках средство изготовления документации. Программные средства автоматизированной трассировки используются для решения узкого круга задач, соответствующих принятым допуиенияя и упроиенияи.

Широкое распространение высокопроизводительной вычислительной техники и систем геометрического моделирования создало предпосылки для разработки новых методов и средств автоматизации и создания комплексной подсистемы, обеспечивающей итерационный процесс проектирования, рационально сочетающей диалоговые и автоматические средства прокладки и универсальной для различных типов ЛА.

Цель работы состоит в разработке математического, информационного и методического обеспечения такой подсистемы, ее программной реализации и исследовании г.ффективности. В соответствии с поставленной целью в диссертации решались следующие задачи-.

1) исследование сложившейся технологии проектирования БКС:

2) формирование основных концепции подсистемы,-

3) разработка структуры информационного обеспечения

подсистемы и технологии проэктирования с ее использованием

4i создание математического обеспечения, позволявшего реализовать эффективную автоматизированную трехмерную прокладку трасс в отсеках ЛА любой конструкции и размеров с учетом типовых требований и ограничений;

5 ) практическая реализация подсистемы и исследование ее эффективности.

Научная новизна заключается в следующем.

1) Предложена математическая постановка задачи трассирования, отличающаяся снятием однозначного соответствия нехду входом н выходом трассы и включением координат (номеров) точек входа в число переменных.

2 » Разработана комбинированная модель монтахного пространства трассировки, включающая графовую и дискретную составляюсие. Неоднородная структура иодели обеспечивает ее гибкость ы универсальность.

-îi Предлохен способ логической организации данных, требуюснй небольшой объем оперативной памяти (Oili и позволяющий реализовать би.тродействуюсий алгоритм трассировки.

4 ) Разработаны алгоритмы, обеспечивающш одновременную прокладку группы кониунисшаш и выбор координат соединителя одного из концов трасс в автоматическом рехине. Разработаны алгоритмы, обеспечивавгае полуавтоматическую, диалоговую прокладку трасс н проверку вариантов на соответствие техническим условиям.

Реализация ц практическая ценность работы. Разработанные ь диссертации подели, методы и алгоритны реализованы б виде комплексной автоматизировано^ подсистемы на язьке Фортран в систеяе vах/vus. Подсистема была внедрена и использована в КБ Касиностроения tr. Ммасс), ЦСКБ (Г. -Саяара), Bî> НПО "Энергия-(г*. Самара). Решение тестовых и реальных залач показало-.

1) создан математический аппарат, позволяющий реиать ряд задач трехмерной трассировки, для которых использование известных коделея н алгоритмов невозможно или неэффективно;

2 ) создана комплексна?...папсистека структурно-лространст-венного проектирования ЕчС, .пр:-;а:;ле;;ай для различных типов ЛА и предприятия с равлнчиш уровнем автоматизации ПК.Р.

3 > использование подсистемы позволило снизить трудоемкость геометрического проектирования хгутоь при coxpu^ уу :. качеотЕа проекта к в, рзде случаев, отказаться or иг.гс'.<•"•

пакета изделия.

На заюту автор вь'носит:

11 постановку задачи трассирования, предусматривающею задание группы коммуникаций для прокладки и выбор для каздой трассы оптимального места расположения одного из ее концов.

2) ходель контазного - пространства трассировки неоднородной структуры, которая обладает большой гибкость» и универсальностью применения и позволяет построить быстродействующие алгоритмы поиска трасс.

3) логическую организацию данных, которая позволяет эффективно применить дискретную модель для реализации трехмерной автоматической трассировки ЖС з отсеках ЛА.

4) алгоритмы, обеспечивавшие автоматическую (в том числе групповую), полуавтоматическую и диалоговую прокладку трасс, а такге проверку ваюиантив на соответствие техническим условиям.

5) разработки: основных концепция, информационного обеспечения, пользовательского интерфейса, программного обеспечения подсистемы.

6) результаты решения тестовых и реальных задач, анализ которых показал практическую ценность разработанных коделей и алгоритмов и созданной подсистемы.

Апробация работы. Основные. результаты диссертационной работы докладывались и обсухдались на Всесоюзной научно-технической конфереции "Интегрированные системы автоматизированного проектирования" . (г. Вологда, 1989г. i. Первой всесоюзной шхоле-хсгнферзции -Математическое моделирование в хапиностроении* <г. Куйбышев, 1990г.), Втором российско-китайском симпозиуме по пробленам- космической науки и техники (г. Самара, 1992г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано в виде статей - 4 работы, тезисов докладов - 3 работы.

Структура и объен диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, списка использованной литературы и прилогения. Объел работы.180 страниц, включая 28 рисунков и 7 таблиц. Список литературы'содержит 82 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цели, научная новизна и практическая •ценность полученных результатов. .

Б

В первой глазе дается об&ор состояния проблемы автоматизации проектирования трасс БКС.

Основными причинами, сдергивающим создание универсальных <под ¡систем геометрического проектирований ,БКС, являются трудности теоретической разработки математической кодели, позволявшая достоверно гадать свойства реального монтажного пространства отсека ЛА и разработать ьсфективнио алгоритмы поиска трасс, а такхе трудности создания автоматизированных средств генерации подели и ее оперативного преобразования.

Математические «одели, которш использовались до настоящего времени для ресения задач автоматической трассировки (Графовая, двумерная дискретная, геокзтричзская кодель компоновки, двумерное монтажное пространство &гз ограничений или с иеслохнши ограниченияии в ьиде выпуклых многоугольников» удобны лиеь для определенного класса задач ил:: операций. Болыяшство операция, связанных с созданием и преобразование« модели возлагается на человека, что трудоемко, трзбует специальной подготовки и связано с солье;к количеством упрощения и допущений.

Подавляссэе большинство исследований, связанных с трассировкой I работы Калинина Б.В., Кириллова Б. И., Петропавловского А.й., Целковикова Н.В., Еадурнна А.К. и др.), посвясено вопросам разработки алгоритмов оптимизации ьгутов на графовой ¡.-одели по критерию сухарной кассы ¡длины) коммуникация жгута или сукнарноя стоимости его изготовления монтажа; положение всех соединителей фиксировано. Однако на основе такого иатеиатического аппарата невос;:огдо создать комплексную САПР трассировки, так как постановка задачи не соответствует итерационному характеру реального процесса проектирования: состав жгутов и • схеиы прокладг.:) уточняются поэтапно, начиная с определения положения основных кабельных стволов. В данной ситуации пользователь ожидает от средств автоматической .прокладки поочередного горккроваяия кратчайших трасс одновременно с вцборои* оптимального расположения соединителей при соблюдении простых и понятных ограничений: проложить коммуникацию по заданием пространственный линиям, через указанные точки, по указанный элементам раны, через заданную область в пространстве и т.д.

Указанные обстоятельства требуют разработки, новых математических моделей и алгоритмов и создания на ¡:;: основе

комплексно.-} САПР трассировки.

Etorm глзпа посвядана выработке концепций подсистемы. На оснозе анализа функциональней схены проектирования ЛА и типовом схемы взаимодействия подразделения КБ определены основные проектные функции (и, о дальнейшей, основные требования):

1 ) компоновка коммуникация в гтуты,

2) проектирование схеп прокладки коммуникация и оптимизация геометрических параметров трасс (трассировка),

3) комплексные презерки вариантов жгутов на соответствие техническим требования:!;

4) информационно-справочное обеспечение проектирования, (оперативный поиск и/или формирование основных зидез данных о размещении и структуре ЕКС);

5) подготовка результатов структурно-пространственного проектирования хгутов для формирования и выпуска документации.

Для этапа геометрического проектирования ЕКС особенно характерны больпогиобъем разнородной информации и теснейзая связь с другими зтапами проектирования ЛА Поэтому- s основу разработки были полохены следующие принципы:

1 ) организация информационного обеспечения долхна допускать использование подсистемы в составе интегрированной САПР различной конфигурации, но всегда совместно с системой геометрического моделирования. Обмен даняння нехду иодуляни осуп: :твляется через специальные обиеннкз фаллы,

2) информационная модель содержит нэ только данные. но а правила прокладки трасс и синтеза зхутоз,

3) подсистема Не предназначена для - лсстояяисго хранения каких-либо данных о проекте: для этого используются БЛ еяегных подсистем и общая графическая БЛ,

4) подсистема предназначена для формирования информации, необходимой для выпуска рабочей документации, но непосред-ствено на выпуск документации не.расчитана.

Определены схема потоков информации интегрированной САПР и состав данных в потоках с учетом традиционного распределения функций между подразделениями КБ, порядка их взаимодействия, содержания основных видов документации и уровня автояатяззаии ПКР на предприятиях в настоящее время. Минимальна несСхсдикгя входная информация для подсистемы - геометрическая носель компоновки и электрическая схема соединений. Шходнал информация - скелетные схемы нгутов, састав хгутов и монтахныэ

(полумонтаетые) схемы. Разработана технология проектирования БКС с использованием подсистемы, соответсвующая итерационному характеру разработки реального проекта.

В качестве примера рассмотрена интегрированная САПР, включаюиая Автоматизированную Систему Компонования Отсеков, разработанную в СГАУ и НТЦ "Наука" г. Самары, а такхе подсистемы "Схема" ( проектирование электр^чэскнх схем) и "Егут- (разработка и изготовление документации на Егутш, применяющиеся в КБ Машиностроения г. Класса.

Третья глава посвящена разработке моделей и алгоритмов для автоматизированного проектирования трасс БКС.

Как показали исследования, условия:! реального проектирования наиболее соответствует следующая постановка задачи трассирования.

В пространстве заданы непустое кнохества точек а = (а (х,у,а)}па(источннки) и в={Ь,<х,у,s>)nD(потребители)

1 з 1

Кашопу источнику поставлено в соответствие вецэственноз число из miozecTBa ga - { ga^ ^(вес источника).

Для vb«B требуется найти пару точек <Ь,ш а создаигг^'а их кривую с ( z=2tu), y-ytm, e=siu) ), обеспечиваэиув мини:;уи целевой функции е.-

vu и

о nin g (С), g - ga+ Ji liui+eiui idu « 1 .+ J^siuidu ^ tu, ab Uj,

где 1. b - длина кривой с, stu» - страдая компонента.

Все члени вырааения приведены к единица?. длина. Кривая с (ее будем далее называть трассолi долша удовлетворять условиям-.

1) непересечение с элементами компоновки

¡f(C, Bji г о, l=i.....к

2) принадлежность области разнесения <с> so

3 I удаленность (на расстояние не больше заданного >' от

элементов компоновки, к которая возможно крепление гтутов /i (С, Dj ) г О, 3 = 1, ... ,f

где Df - iJHOzecTBp пространственных точек, принадлежащих элементу компоновки 1.

Приведенная постановка задачи трассирования ииеет более обпий характер по сравнению с работами предшественников: задает в исходных данных целую группу коммуникаций для прокладки (по числу потребителей); предполагает выбор для каждой трассы оптимального . расположения одного конца (источника) из нескольких возкохнкхг предоставляет более

¡гарокне возможности для формализации функциональных требовании к разнесению коммуникация в виде штрафной компоненты функции цели. Ока удобна такте для ресения задач разнесения, связанных с исследованием свойств монтажного пространства трассировки (для этого необходимо рассредоточить точки-потребители в исследуемом объеме >.

Приращение штрафной -функции на элементарном участке трассы приводится к единицам длины ав= к * (11, к = к <рг, ср>, где рг - приоритет требования, ср - геометрические параметры участка трассы, определяющие его пологение относительно объектов, указанных б требовании (зоны доступа, области помех, приоритетные направления прокладки т.п.)

Для решения поставленной задачи предлагается использовать модель неоднородной структуры, включающую множество областей поиска, каздая из которых описывается или графом, или трехмерной роцепторной матрицей. Появляется возмохность моделировать элементы конструкции отсека, возмоглке способы прокладки коммуникаций и требования на прокладку наиболее удобны* для конкретного случая способом, рационально сочетая достоинства дискретной и графовой моделей пространства трассировки. Модель дополняется таблицами, устаяавлгаавэки бпнаркгз соответствия меиу точками различных областей Наличие соответствия иехду точками означает возможность герэуода трассы мег,ау оЗластяггч.

На рис. 1 на дзукерноп схема пояснен возможнкй состав комбинированной модели. Области 1 и 2 используются -для моделирования элементов отсека, к котором возногло крепление ,-гутов, область 3 задает линии прокладки основных кабельных стволов в изделии, область 4 задает приоритетные участки для прокладки конкретной трассы, область 5 (несвязный граф) задает возмохнвэ направления трасс вблизи соединителей приборов.

Комбинированную модель в целом удобно рассматривать как граф к = (Р, О), вершинами которого являются области поиска р

(1=1.....ш , а матрицей- инцидентности - таблицы соответствия

о (1=1.....п, 3=1,...,п, 1*ф мехау областями.

Использована общепринятая для задач трассировки логическая организация данных графовой модели области поиска. р.={ V, ук, и, со, су, п. }, где-. V" -нногество номеров нер-син графа, ук^ -координата верили, и™ -множество дуг, сп®-веса дуг, суп= - значения веса пути до вершин, и." -флаги обратного

п>ти, соответствующие вершинам. Это позволяет использовать для решения частных задач известные алгоритмы и программы, использующие графовую модель монтахного пространства.

Ограничения на применение дискретных моделей, наложенные объемом оперативной памяти и производительностью доступных Sift!, удалось преодолеть благодаря предлохенноя логической структуре данных, описывавших область поиска.

Шдель строится на основе регулярной пространственной реаетки, ориентированной по осям координат изделия. В пространстве выделяется параллелепипед, ограничивавший объем, в котором возмохна прокладка коммуникации., - Элементарные объемы в пределах параллелепчпеда будем называть дискретами. Модель оъласти поиска задана точками, принадлехашими дискретам, удовлетворяющим основным ограничениям на монтахное пространство. ~,гл число составляет, как. правиле, 1-4 % от общего числа дискрет параллелепипеда Они образуют сравнительно тонкий (по сражению с гаоаритами отсека) слоя над поверхностью элементов кекпег.овки. к которая возможно, крепление хгутов.

/юг.; чес г. as организация данных разработана с расчетом на кучихиаашго объема /ранимой информации и количества операции, необходимых для выборки, дискрет, содерхадах точки модели; точек кздеди, соседних для данной точки; служебной информации,

необходимой для работы алгоритмов трассировки. Выборка

выполняется поэтапно с отсевом на каждом этапе целых групп

дискрет параллелепипеда, не обладавших нужными признаками. В

качестве таких групп использованы: строка - группа дискрет,

инеюпмх одинаковую координату по у, столбец - группа дискрет,

имеющих одинаковые координаты по х и у, участок столбца -

группа последовательно располо?£нных• дискрет 1 столбца,

включавшая все точки области поиска.

Модель дискретной области мохно представить в виде :

р, = { n. г, x, у, 2, б, с, п. }

где ы™- множество номеров точек пространства,

принадлехаяих области поиска, г - шаг разбиения дискретной

ресетки, х = хсп.г), у = у<п,г>, г = 2т,г) - предписания, по

которым мохно вычислить координаты точки по ее номеру п и шагу

репетхи г, - многество штрафных добавок, соответствую™!х 1 л

элементам множества я, сга - значения веса пути до точек

1

-элементов инсггства н, п." - множество значения флага

обратного пути, соответствую:;« элементам множества N.

Применительно к графовой и дискретной моделям разработаны

принципы формирования величин штрафной добавки для переходов

мегду точками дискретной модели и для дуг графа. Предложены

расчетные формулы для наиболее важных частных случаев.

Поиск трассы на отдельной области поиска или на

г.омбинмрованнся модели в целом сводится к определенна

координат узлов ломаной линии, аппроксимирующей трассу. Узлы

ногут быть расположены з верилиах гра?а или а точках

згстрэгных областей. Кснб:шйрсзанная модель позволяет сделать

поиск трасс более эффективные по сравнению с традиционными

методами (предусматривающими прокладку трасс между деумя

точен»!!! па олпородвоя недели!: прокладывать одновременно

группу коммуникаций (вести поиск сразу для нескольких

потребителей) и избегать повторявшегося расчета вариантов для

зсех возможных сочетания начала и конца отдельных участков

трасс в пределах областей'. Для этого был разработан

эзрмстическия алгоритм, использувпип на ряде этапов обтае идеи

пзсест чх алгоритмов поиска кратчайших путей, прехде всего

алгоритма Лм и его модификаций (трехмерная область поиска,

произвольный вес ячеек) и алгоритмов трассировки на графе.

Дан0: т - Г&ог-ество точек, через которые ногет проходить

трасса. т={г.}'1 ={ (2. ,у. ) г1 ={(п1ч,па >}к1. , где пг -11 1

номер вершины в графе или номер точки в дискретной области, пр - номер области', е=< < , Ъ,, 1,,, в, .) )пв - множество допустимых

1 J lJ 1

отрезков ломаной, где ^ «т, е т, 1*;) - папа точек, задающих отрезок, 1 - длина отрезка 13, sij - величина штрафной добавки на отрезке. А={а1)па е т (источники), СА={£ас)"а - (веса источников), в=>{Ь1)"ь « т (потребителя)

Для V Ь^ в найти < ,а1с» и тк=< 1;в,., I ,., е т так, чтобы:- 1 ) С= ш!п С(ТЙ), о яа + XI (1 )

тя Ч 4,4 4,4+1

2) (ъ , i , 1 , б ^ ) е е (0= к.....пь1

3) I = Ь,, х = а,

п 1 т к

Поиск оптимальной трассы ведется по нескольким уровняй соответствующим структуре комбинированной модели-. облает поиска, столбцы дискретных областей поиска, точки прокладки На верхнем уровне алгоритма рассматриваете распространение волны мехду областями поиска. На каждой шаг производится выборка областей, для которых необходимо решит задачу трассировки. Для этого призводится сравнение веса пут для пар точек, заданных в таблицах соответствия. Для тоге чтобы избежать перебора всех возможных сочетаний применяйте признаки окрашивания областей по результатах предыдущего паг;

Если задача трассирования решается для отдельной облас поиска, то алгоритм выполняет одновременный поиск участю трасс между всеми возможными парами точек входа и выхо, трассы из области за счет включения в множество потребител! всех точек области, заданных в таблицах соответствия.

Организация алгоритма трассировки дискретной облас определяется структурой данных, позволяющей избега многократного сквозного просмотра информации о всех дискрет на каждом иаге распространения волны. Волновой алгоритм отдельных уровнях сводится к двумерному (распространение еох между группами точек, принадлежащих соседним столбца«) и Дс одномерному (трассировка точек внутри столбца). Использова} признаков окрашивания столбцов по результатам последнего шг делает процесс выборки данных еще более эффективным.

Для трассировки графозой области, использован простеш алгоритм, предусматривающий перебор всех дуг на каждом шаге Удобство работы с кокбинированвой модель» достигается счет автоматизации всех операций ее формирования

преобразования.

Автоматически выполняется формирование дискретных областей (на основе пространственной геометрической модели компоновки ). таблиц соответствия мехду областями и графовых областей, задающих возможные направления трассы вблизи соединителя. Формирование графовых областей, задавших линии прокладки коммуникации, выполняется средства«» графического диалога.

Для наиболее часто встречавшихся требований и ограничений на монтахное пространство, на геометрию трасс и хгутов, на компоновку трасс в хгуты разработаны приемы, обеспечивающие их формализацию и учет при автоматической прокладке (формирование структуры отдельных областей поиска и комбинированной модели в целом, присвоение элементам модели штрафных добавок, включение элементов эвристики в алгоритмы автоматической прокладки) или при проверке полученных вариантов.

Оперативное взаимодействие пользователя и ЭВМ при автоматизированной трассировке достигается за счет заблаговременного формирования областей • поиска,'-« ■ •моделирующих конструкцию или задавших положение основных кабельных стволов (пригодных для прокладки всех или большинства коммуникаций). Окончательное формирование комбинированной «одели происходит автоматически непосредственно перед- прокладкой очередной трассы с учетом специфичных для нее условий.

В четвертой главе излагается порядок взаимодействия пользователя и ЗЕМ п процессе прокладки трасс и синтеза и утов.

Информационная модель и пользовательский интерфейс предусматривают наличие з. подспстегз- основных компонентов экспертной системы. В процессе работы пользователь оперирует с привычными для конструктора объектами и понятиями. Процесс формирования и преобразования модели от него скрыт.

Гибкость взаимодействия пользователя и ЭВМ обеспечивается широким выбором функциональных средств и возмогностьс взаимодополнения авто)4атнческих и диалоговых средств прокладки и ^втоиатизированных средств проверки вариантов.

¡3 пятой главе исследована эффективность подсистемы.

Для оценки практической ценности выполненной работы, выделены наиболее существенные показатели:

1) универсальность и-гибкость математического обеспечения подсистемы, возможность решать задачи, использование для

которых известных моделей, и алгоритмов невозможно или неэффективно,

2) общая трудоемкость проектирования с использованием подсистемы,

3) технические характеристики ЭВМ, на которой возможна эксплуатация подсистемы.

Для демонстрации возможностей математического обеспечения в работе приведены примера автоматической прокладки трасс в типовых ситуациях, для.которых применение известных моделей и алгоритмов невозможно или неэффективно. Например. при проектировании контура системы охлаждения в отсеке космического аппарата требуется определить порядок включения 29 термоплат (ТП > в контур и схему прокладки трубопроводов между ТП так, чтобы общая длина контура была минимальна. Ни вручную, ни средствами известных программных средств построить матрицу длины путей между штуцерами входа и выхода ТГ практически невозможно - необходимо проложить 872 кратчалши> трассы, не нарушив сложных геометрических ограничений. Формирование матрицы средствами подсистемы было выполнено зг 70 мин процессорного времени.

Трудоемкость проектирования зависит, в первую очередь, от обшего уровня автоматизации ПКР на предприятии. Наибольшие эффект достигается, если подсистема используется в составе интегрированной САПР, вследствие автоматизации операцир поиска, передачи и преобразования всех видов данных V возможности .использования геометрической модели компоновки, созданной ранее для задач оптимизации компоновки, провязки, затенения и т.д. На предприятия, где была реализован* интегрированная САПР, время проектирования схем прокладки Ш и формирования скелетных схем жгутов для блоков с телеметрической аппаратурой было снижено на 20 - 50 % (бло) содержит, в среднем, 40-60 жгутов и 220-300 коммуникаций).

Число точек дискретной области, неоднозначно определяв' как общий обьем данных, так и время формирования и трассировм области. Хронометрах времени прокладки трасс и подсче' потребной памяти для пяти тестовых изделий ( в число которьс были включены секция фюзеляжа самолета, приборные отсею космических аппаратов, грузовой контейнер ракетоносителя блок с телеметрической аппаратурой) показали, что получат! результаты, имеющие -практическую ценность, можно на ЭВМ (

»бъемон ОП 2 - 4 Мггят, а при быстродействии 0.8 - 1 млн >п/сег. мохпо осуществлять взаимодействие пользователя и ЭВМ в 1етиме диалога.

На оме. 2 показаны трассы одного ггута в секции фюзеляха :амолета (4 коммуникации, время формирования 328 сек при 800

1) Предложена математическая постановка задачи грассирования, ргссирявсая -пространство поиска за счет ¡клвчения переменных точек входа трасс.

21 Разработана комбинированная модель монтахнсго зространства трассировки, сочетающая достоинства графовой у. декретной моделей. Разработаны средства генерации модели и ее оперативного преобразования.

3) Разработана логическая организация данных, позволявшая компактно описать монтажное пространство, представленное декретной моделью, и разработать быстродействующий алгоритм трехмерной трассировки.

4 ! Разработаны алгоритмы, обес.печиваюсие автоматическую

id ток числе групповую), полуавтоматическую и диалогову прокладку трасс, а также проверку вариантов на соответстви тех; лческии условиям.

5) Определены основные концепции комплексной подсистем геометрического проектирования БКС и разработана технологи проектирования с ее использованием.

6I Реализовано и внедрено в эксплуатацию программно обеспечение подсистемы,

7) Эффективность подсистемы подтверждена решение тестовых и реальных задач.

По теме диссертации.опубликованы следующие работы:

1. Гаврилов В.Н., Головастиков В.Е. Принципы разработ* автоматизированной подсистемы трассировки / Рукопись деп. НИИГА, 1991, 860ГА, 13с., 5 илл, библиогр. 7 наим.

2. Гаврилов В.Н., Головастиков В.Е. Подсистема автом; тизированной прокладки трасс коммуникации в отсеках летател! ных аппаратов // Интегрированные системы автоматизирование! проектирования: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конференш (г. Вологда Я9г)

3. Г> гиков В.Е. Использование комбинированной моде, в задачах хировки кабельной сети летательных аппаратов, Матенатич .j методы и модели в САПР: Мехвуз. сборник науш

- - трудов / САИ, Самара, 1991г., с. 87-99, илл.

4. Головастиков В.Е. Организация диалога и структу; автоматизированного блока прокладки трасс и синтеза хгуто: Рукопись деп. в НИИГА, 1991, 859ГА, с. 15, ил.

5. Головастиков В.Е. Разработка информационного обесп чения подсистемы структурно-пространственного проектирования БКС/ Рукопись деп. в НТИ11ГА, 1993г, 878-ГА93, 18с., илл.

6. Головастиков В.Е. Разработка комбинированной иоде для решения задач трассировки. . / Математическое моделирован в машиностроении: Тез. докл. Персой всесоюзн школы-конференции ir. Куйбышев, окт. 1990г), - Куйбышев:1990

7. Головастиков В.Е'. Разработка моделей и алгоритмов л автоматизированного поиска трасс бортовой кабельной се Летательных аппаратов // Тез. докл. Второго россииско-кита ского симпозиума по проблемам космической науки и техники ( Самара, 1992г.), -Санара: 1992.