автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Разработка математического и программного обеспечений автоматизированного конструирования изделий машиностроения

На правах рукописи

?Г6 ОД

МАЛИНА ОЛЬГА ВАСИЛЬЕВНА

•• г'" у-"г;

УДК 681.3.06

РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ СПИРОИДНОГО РЕДУКТОРА)

Специальность: 05.13.12 - «Системы автоматизации проектирования (промышленность)»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА - 1995

Работа выполнена в Ижевском Государственном Техническом

Университете

Научный руководитель академик МАИ, д. т. н., профессор ГОЛЬДФАРБ В. И.

Официальные оппоненты;

академик МАИ, д. т. н., профессор Медведев B.C. к. т. н., доцент Метечко В.И.

Ведущая организация -Московский Государственный институт электроники и математики (технический университет)

4

Защита состоится 20 июня 1995 г. в //. час. на заседании диссертационного совета Д-053.12.12 в Московском государственном горном университете, по адресу: 117935, ГСП-1, Москва, В-49, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета.

Автореферат разослан « ... » мая 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета

к. т. н. Редкозубое М.А.

Общая характеристика работы

Актуальность..рабщъи Анализ проблем, решаемых при создании новых технических решении, показал, что зачастую конструирование новых вариантов изделий машиностроения ограничивается опытом отдельного человека-конструктора. с одной стороны, и отсутствием формальных подходов к решению задачи структурного синтеза - с другой, что не позволяет находить оригинальные, а подчас и оптимальные решения.

Автоматизация труда инженера-конструктора, направленная на достижение высокого технического уровня создаваемых изделий машиностроения. коснулась многих этапов: проведения инженерных расчетов, геометрического моделирования, оформления графических и текстовых документов: однако структурный синтез, предполагающий творчество и интуитивные подход, остается в связи с этим слабо формализованным, а значили неавтоматизированным и требующим поэтому больших временных затрат

Однако в нынешних условиях оперативность создания новых технических систем становится основным фактором конкурентоспособности производящих их предприятий машиностроения. В связи с этим очевидна актуальность создания методов и средств, позволяющих автоматизировать процесс структурного синтеза, и тем самым добиться комплексного решения задачи создания новых технических систем путем сквозной автоматизации всех составляющих этот процесс этапов.

Целью. настояще1^шботь! является разработка методологии построения системы автоматизированного конструирования изделий машиностроения на примере спироидного редуктора.

Указанная цель достигается решением следующих задач.

1.Разработка подхода к построению модели класса конструируемых объектов на основа принципов композиции-декомпозиции.

2.Формализация процесса структурного синтеза конструкции с учетом построенной графовой модели класса объектов.

3.Разработка характеризационных методов и алгоритмов оптимизации процесса структурного синтеза конструкции изделия.

4.Разработка алгоритмов функционирования инструментальных программных средств формирования информационной основы системы автоматизированного конструирования изделия.

5.Создание прикладных программных модулей системы автоматизированного конструирования спироидных редукторов. _Научная_новизна даботы состоит в следующем:

- для рассматриваемого класса объектов предложен метод построения классификатора, являющегося базой информационного наполнения системы структурного синтеза конструкций изделий;

- разработан метод и реализующий этот метод алгоритм формирования множества запрещенных фигур изучаемого класса объектов, сформулированы условия корректности и избыточности указанного множества;

- предложена классификация запрещенных фигур, на основе которой разработаны методы оптимизации процесса структурного синтеза изделия путем своевременного усечения множества синтезируемых вариантов;

- доказаны теоремы, обосновывающие возможность сужения анализируемого множества запрещенных фигур, сформулированы правила выполнения указанного сужения;

- предложены методология построения и алгоритм функционирования системы автоматизированного синтеза конструкции изделия на основе принципов композиции-декомпозиции изделий и разработанных методов оптимизации.

Практическая ценность заключается в :

- разработке классификатора спироидных редукторов, охватывающего известные варианты их исполнений и позволяющего однозначно идентифицировать эти варианты;

- разработке алгоритмов инструментальных программных средств автоматизации этапов подготовки информационного наполнения системы структурно го синтеза конструкции изделия, втом числе алгоритма дополнения и корректировки информации классификатора, алгоритма формирования графовой модели класса объектов, алгоритма классификации запрещенных фигур с формированием таблиц принадлежности;

- разработке прикладных программных подсистем САК спироидных редукторов, в том числе подсистемы «ФРЕЗА», «ПОДШИПНИКОВЫЕУЗЛЫ», «ВАЛЫ».

Диссерл:ацио.нна.я работа выполнена в рамках международной программы «Приводы нового поколения«, инновационных проектов программ Госкомвуза РФ «Прогрессивные зубчатые передачи», «Трансферные технологии». Апробация работы. Результаты работы докладывались на международных

симпозиумах и конференциях: 15 симпозиуме конструкций и машин, Прежов, Польша 1991 год; международном научно-техническом семинаре Автоматизированное проектирование механических трансмиссий, Ижевск, 1991 год; 13 всесоюзном симпозиуме "Логическое управление с использованном ЭВМ, Симеиз, 1990 год; 16 симпозиуме по конструкциям машин, Варшава, Польша, 1993 год; международном симпозиуме Прогрессивные зубчатые передачи, Ижевск, 1994 год. Пу6ликаш_и= По результатам работы опубликовано 12 печатных работ. Схржтулно диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, содержащего 146 источников, приложений.

Содержание работы. Первая глава посвящена анализу существующего положения в области разработки и создания новых технических систем, а также вопросам автоматизации этого процесса с целью создания конкурентоспособных изделий. Рассмотрев весь процесс создания изделия машиностроения, были определены этапы со специфическими для них особенностями и функциями, показана необходимость их автоматизации, а также место системы автоматизированного конструирования как этапа комплексной автоматизации создания изделия. Рассмотрены тенденции автоматизации конструирования изделий машиностроения, при этом выделены этапы самого процесса конструирования с точки зрения автоматизации. Рассмотрен объект, на автоматизацию конструирования которого были направлены исследования, результаты которых легли воснову данной работы. Определены основные этапы решения поставленных задач.

Вторая глава целиком посвящена разработке методики представления объекта, где в качестве основных принципов описания приняты: принцип модульного описания, композиции и декомпозиции, достаточности сверху и снизу, многоуровневого представления, что позволило использовать в качестве модели объекта граф типа дерева, множество вершин которого соответствует множеству модулей, полученных путем описания объекта по следующим 6 группам признаков классификации:

1) сами функциональные модули (элементы);

2) взаимное расположение элементов, характеризующее расположение функциональных элементов друг относительно друга в пространстве;

3} особенности конструктивных элементов с точки зрения технологии изготовления и способа действия;

4) геометрическая форма элементов;

5) материал элементов;

6) соотношение параметров: масса, размеры, объем, количество и т.д., а множество ребер демонстрирует порядок включения элементов в структуру.

Однако такое представление информации, хотя и может быть положено в основу информационного обеспечения, имеет недостатки: во-первых, ни один из графов не может быть принят в качестве модели всего класса объектов, так как С,(\А-,Е,) с оДУ(,Е(); во-вторых, хранение графов отдельных вариантов исполнения требует больших объемов памяти с ростом числа технических решений; в-третьих, подобные графовые структуры являются статичными с точки зрения создания на их основе новых технических решений.

Преодолеть изложенные недостатки позволяет используемое в качестве модели всего класса объектов обобщенное граф-дерево, построенное путем смыслового наложения графов отдельных вариантов. При этом:. 1}вершины, присутствующие во всех графах, признаются обязательными; 2)вершины, смежныесодной и той же вершиной и имеющие противоположные значения, связываются между собой вершиной «ИЛИ» и называются явными альтернативами; 3)оставшиеся вершины, не имеющие противопоставления,переносятся в результирующий граф без изменения и признаются мнимыми альтернативами.

Полученный граф является основой модели всего класса конструируемых объектов, а явные и мнимые альтернативы - источником порождения классификационных признаков. При этом признак, полученный из явных альтернатив, формулируется на основании анализа его значений, тогда как признак, полученный из мнимой альтернативы = [наличие]+[значение мнимой альтернативы].

Полученное множество признаков разбивается на подмножества в соответствии с вершинами 1-ой группы признаков, к которым относились мнимые и явные альтернативы. Полученное и разбитое на подмножества множество признаков закладывается в основу классификатора, где помимо признаков, характеризующих отдельные функциональные вершины, зафиксированы множества исходов, соответствующих значениям альтернативных вершин, на основании которых были сформулированы признаки.

Следующий шаг, направленный на построение модели всего класса

объектов, связан с расширением множества исходов путем экспертного опроса. Чем тщательнее проведен опрос, тем большее количество информации и меньшее количество ошибок будет привнесено в модель объекта. Полученные признаки р, = {а^}, гдеа^ - исходы данного признака, позволяют посредством полного перебора получить все множество вариантов: Р' = ПР| , где N - число признаков, Р1 = 1^}, ^ = {а^ _ 17. N

Однако анализ такого множества показал, что не все варианты возможны. Часть из них в силу противоречия составляющих их исходов нереализуема. Такие варианты будем называть запрещенными Т еР. В связи с этим

и I * 2 * I

множество возможных вариантов равно Я = Р \ = П Р,Р \ .

1=1

Анализ вариантов полученного множества позволяет сделать выводы о тщательности и корректности экспертного опроса исходя из следующих соображений: так как исходы взяты из реальных конструкций, следовательно, в результирующем множестве для любого должен существовать чтобы е В противном случае требуется корректировка множества исходов одним из двух способов: совмещением двух признаков; дополнением множества исходов, которые подробно описаны в диссертации.

Откорректированное множество признаков и исходов и предложенная логическая модель позволяют найти полное множество вариантов р1.Однако для получения р» необходимо знать множество Р2, формированию которого будет уделено внимание в следующей главе.

В третьей главе основное внимание уделено построению логической модели процесса синтеза, однако начинается она с формирования множества гзапрещенных фигур , являющихся отличительным признаком запре-щенныхвариантов. Итак, запрещенная фигура это множество исходов, одновременное сочетание которых невозможно и любое подмножество которого не является запрещенной фигурой, то есть возможно. Разработан алгоритм формирования этого множества. Предложенная во второй главе

N

модель объекта Р" - Я' \ Р = ] | Р* \ хотя 11 отражает основные этапы получения множества возможных вариантов, не может рассматриваться в качестве модели процесса вследствие того, что, во-первых, на этапе формирования полного множества вариантов число этих вариантов растет лавинообразно с каждым следующим домножением, что требует больших затрат памяти; во-вторых, удаление запрещенных вариантов путем анализа $ П гк = гк, где ^ = Р, требует несоизмеримо больших временных затрат. Следовательно, построение логической модели процесса должно идти по

пути оптимизации этого процесса с точки зрения сокращения затрат памяти и времени. Построение такой модели начинается с построения графовой модели объекта-с точки зрения процесса синтеза путем-преобразования обобщенного графа с учетом разработанного классификатора следующим образом: 1) из обобщенного графа выделяется подграф, множество вершин которого-модули первой группы признаков (вершины «ИЛИ» игнорируются); 2) каждая вершина полученного графа связывается с соответствующими по классификатору вершинами признаками, а те, в свою очередь, с вершинами исходами.

Множество вершин полученного графа = Р1)Р1Л ■ гДе Р = " множество вершин функциональных, Р = {р,} - множество признаков , I = {а„} - множество исходов; а множество ребер Е = иЕр_риЕр_, . где ЕР_Г - множество ребер (Рк - Р,); ЕР.Р - множество ребер - р,); ЕРН - множество ребер (р, - а„);

характеризуется уровнем и, который равен длине маршрута от Рк до корневой вершины +1. На множестве вершин задается отношение принадлежности: Рк принадлежит смежной ей Г , и(Рк) > и(Р,); р; принадлежит смежной ей Рк; ап принадлежит смежной ей р,иРк , к которой принадлежит р.

Множество вершин р,и а,, относящихся к , называется характеристикой Як (Хар(Рк)) .

и(р, еХар(Рк)) = и(рк); и(а„ еХар(Рк)) = и(Рк).

Полное множество вариантов исполнения функциональной вершины:

Р

и I

Пр1]

1=1

[1]

р;

Р^м-ая функциональная вершина уровня I), относящаяся к к-ой вершине II--1 уровня";

р^-ая вершина-признак уровня II, относящаяся к вершине Рцк_; а^-п-ая вершина-исход уровня и, относящаяся к р'и) вершины Р*(; Из выражения [ 1 ] следует, что множество вариантов функциональной вершины

может быть синтезировано тогда и только, тогда, когда синтезированы смежные функциональные вершины ¡+1 уровня. Исходя из этого, функциональная вершина, представляющая из себя соответсвующее множество вариантов исполнения, может быть принята в качестве этапа процесса синтеза, а сам граф-графом процесса синтеза. Построение же логической модели процесса синтеза связанос оптимизацией этого процесса путем своевременного усечения синтезируемого множества удалением запрещенных вариантов, направленной на сокращение объемов памяти для хранения промежуточной информации, а также временных затрат.

Для проведения такой оптимизации было предложено классифицировать множество запрещенных фигур по мощности, уровню, типу, признаку принадлежности.

Мощность запрещенной фигуры - это количество входящих в нее исходов. Мощность запрещенной фигуры показывает минимальное число признаков, в результате перемножения которых может возникнуть вариант, содержащий эту запрещенную фигуру.

Уровень запрещенной фигуры и(гк) равен минимальному из уровней исходов .составляющих запрещенную фигуру. Уровень запрещенной фигуры определяет максимальный уровень функциональной вершины, в множестве вариантов которой могут появиться варианты, содержащие эту запрещенную фигуру.

Классификация запрещенных фигур по типам приведена на рис. 1-2.

Признак принадлежности запрещенной фигуры формулируется следующим образом: запрещенная фигура г. относится к функциональной вершине Рк, имеющей максимальный уровень, лежащей на пересечении маршрутов от а) егк, \ - -|..п, где = п, до корневой вершины . Принадлежность гк функциональной вершине Р1к говорит о том, что на вершине Р гк сформировалась. гк может относиться только к одной Р \ так как, исходя из определения, от каждой вершины исходадо корневой вершины существует только один маршрут-цепь в силу того, что граф-модель процесса является 1 деревом, а значит, не имеет циклов. Подмножество множества 7., принадл'ежащиходной функциональной вершине, есть собственное множество запрещенных фигур этой функциональной вершины Ез(Р, ).

Собственное множество запрещенных фигур функциональной вершины ¡-ого уровня ) составляют все запрещенные фигуры для которых:

-чиЛ=1; -«(*/) = 1+1;

j-и уровень

I ТИП

Запрещенная фигура первого типа - это множество исходов одногс признака.

1-й уровень

._ п

Я

^ и ТИП

Запрещенная фигура второго тип: - это множество исходов относящихся к разным признакам имеющих один уровень, равный уровню функциональной вершины к которой относится запрещенна; фигура.

г2 = {а!\а^ }

4 1т 7 1 тт

ill ТИП

Запрещенная фигура третьей типа представляет из ce6t множество исходов, имеющи один уровень, а уровен запрещенной фигуры на единиц больше уровня функционально вершины, к которой относитс запрещенная фигура.

г3 = {a'/.a'f >

Im 7 I mm

IV ТИП

Запрещенная фигура четвертог типа - это множество исходо! имеющих один уровень, приче уровень запрещенной фигур более чем на единицу больш уровня функциональной вершинь к которой относится запрещенна фигура.

4 г |п Нпг" ^

z = {а 'а' }

Jm ' I mm

У

Рис.1. Классификация запрещенных фигур по типу.

Рис.2. Классификация запрещенных: фигур по типу

- и(гк4) > ¡+1; - и(гк5) = ¡; -и(гке)=П+1;

- и(гк7) > \ +1, относящиеся (Сданной функциональной вершине. Полное множество запрещенных фигур:

тзх

"к

7. ~ и 25(Р, ). где пк-количество функциональных вершин к-того уровня.

к-1

1=1

)П28(РП1 ) = 0 . Для каждой функциональной вершины ^ определяется дочернее множество запрещенных фигур которое

представляет из себя объединение собственных множеств запрещенных фигур тех функциональных вершин, маршрут-цепь от которых до корневой вершины проходит через вершину ^ Полное множество 2Р(Г\) =

тах

"к ' 2. - и ), где пк-количество функциональных вершин к-того уровня,

1=1

а пересечение двух любых равно пустому множеству, если маршрут-цепь от любой из них до корневой не проходит через другую и не равен пустому множеству во всех остальных случаях. Каждое собственное множество запрещенных фигур функциональной вершины оформляется в виде таблицы принадлежности.

Исходя из приведенных классификаций, модель процесса синтеза будет представлять из себя последовательность действий, изображенных в виде блок-схемы на рис. 3, отличительная особенность которой заключается в том, что удаление запрещенных вариантов производится на каждой функциональной вершине согласно таблице принадлежности запрещенных фигур этой вершины.

Засчетэтого. во-первых, накаждой функциональной вершине происходит усечение промежуточного множества вариантов, что снижает затраты памяти; во-вторых, в силу того, что собственные множества запрещенных фигур функциональных вершин не пересекаются, то проверка на каждую запрещенную фигуру происходит один раз.

Предложенный метод синтеза будет положен в основу функционирования системы и будет называться методом синтеза по принципу принадлежности. Четвертая глава посвящена разработке принципов функционирования системы структурного синтеза.

ТАБЛИЦА ПРИНАДЛЕЖНОСТИ F,k к.

I | I! III IV V VI VII

1

2

3

4 Omz(FT.}.4,4,14' ■

НАЧАЛО }

I = и ; т = 1 в = о

В \ F . 7 ,

п 2 >-2 »»»If

EZIH3

f КОНЕЦ ^

II - число уровней графо-дерева, описывающего структуру объекта;

т - число перемноженных признаков;

В - множество промежуточных вариантов исполнений;

рГ, - признак 1-го уровня с номером i принадлежащий вершине с номером к;

ii(kk[l]) - число признаков к-ой вершины 1-го уровня;

F . , , reU U U MziFf'.iim.j.nj - множество

п» а )- а « -I

запрещенных вариантов, содержащих запрещенные фигуры, принадлежащие полному множеству запрещенных

Фигур (U U UMZtF^'jim.j.n])

п=21=2 т =11

вершины F,"^,

где MZ (Ftkk )[m, j, n] - множество запрещенных фигур m-oro уровня j-oro типа, п-ого ранга собственного множества запрещенных фигур вершины F*'k , кк[1] - число функциональных вершин на 1-ом уровне .

-J)

Рис.3. Модоль процесса синтеза с учетом запрещенных фигур.

Предложены две концепции функционирования и в связи с этим два оптимизационных метода синтеза.

Итак, концепция снизу-вверхпредполагаетсинтезструктуры из модулей, а это значит, что получение выражения, описывающего вариант исполнения, происходит путем перемножения признаков при движении по граф-дереву снизу-вверх с переходом на следующий уровень после перемножения всех признаков текущего уровня. Вершина, соответствующая элементу конструкции, который мы хотим получить в результате работы системы, называется целевой вершиной Я, .

Наличие целевой вершины при конструировании снизу вверх обязательно.

Вселедслвие того, что переход наследующий уровень происходит после перемножении всех признаков функциональных вершин текущего уровня, то-проверку на запрещенные фигуры можно производить по уровню, что позволяет уроинпм раньше удалить запрещенные варианты, содержащие запрещенные фигуры 3,4.6,7 типов: Р =

М 1.т11т М„„ , 1,п1, М. 1,„

= (( П ( П (>....' . ) х П ( П Р1,-„) \ Р,„„ п (11 РГ,) N Р,.

т * 1 I» 1 т-1 I» 1 п1 ■ 1 1-1

1_ит -число признаков т- той вершины и- того уровня -, входящей в множество, определенное целевой вершиной; ГЛи- число вершин и- того уровня , входящих в множество, определенное целевой вершиной; и- номер уровня, изменяющийся от максимального уровня граф-дерева до уровня целевой . вершины.

Концепция сверху-вниз предполагает изменение прототипа путем замены узла, подузла, детали, что фактически означает изменение множества исходов опи-.ывающих вариант исполнения. Концепция сверху-вниз предполагает наличие вариантов исполнения, свободных от абсолютно запрещенных фигур, на каждой функциональной вершине. К изменению прототипа, свободного от абсолютно запрещенных фигур, прибегают в тех случаях, когда в базе конструируемой вершины нет варианта, удовлетворяющего требованиям технического задания.

Исходы, привнесенные в множество в результате произведенной замены,могут образовать запрещенные фигуры с другими неизмененными исходами. Для построения метода синтеза при конструировании сверху вниз были доказаны следующие теоремы: Теорема 1:

Исход пр-п«ака ¡-того уровня не может быть элементом запрещенной фигуры, прим и^]Г;.т.;)щей функциональной вершине с уровнем,большим ¡.

Теорема 2 :

Исход признака i-того уровня может быть элементом запрещенной фигуры

а) I, I!, Утипа, принадлежащей функциональной вершине i-того уровня;

б) III, V, VI типа, принадлежащей функциональной вершине ¡ -1 -ого уровня;

в) IV, V, VI, VII типа, принадлежащей функциональной вершине < i 1 -ого уровня.

Вследствие этого при замене функционального модуля на вершине F' следует, двигаясь по дереву вверх от F', осуществлять проверку на наличие запрещенных фигур в вариантах исполнения вершин F" следующим

образом:

а) если u(a ) - u(F") = О, то проверяем на запрещенные фигуры I, I!, V типа из собственного множества запрещенных фигур вершины F";

б) если u(a ) - u(F") =1 , то проверяем на запрещенные фигуры III, V,

VI типа из собственного множества запрещенных фигур вершины.F";

в)еслии(а,) - u(F") >1 ,топроверяемназапрещенныефигурыУ1,У,У1,

VII типа из собственного множества запрещенных фигур вершины F".

Приведенный алгоритм показал, что метод проверки по типу позволяет оптимизировать процесс анализа получаемого варианта за счет сужения множества запрещенных фигур, что в конечном итоге снижает общие временные затраты процесса синтеза возможных технических решений. Предложенные концепции функционирования системы позволяют, с одной стороны, оптимизировать процесс структурного синтеза, с другой стороны, организовать работу системы, схема функционирования которой приведена на рис.4 . в режиме, привычном для пользователя-конструктора. В „пятой главе помимо анализа степени автоматизации каждого из поподготовитемьных этапов формирования информационной основы системы рассмотрены прикладные программные продукты, являющиеся посистемами системы автоматизированного конструирования спироидных редукторов: «ФРЕЗА», «ВАЛЫ», «ПОДШИПНИКОВЫЕ УЗЛЫ», в основу функционирования которых положены описанные в четвертой главе концепции структурного синтеза.

( та )

!

спускаемся на вершину, элемента замены

синтез множества вариантов рассматриваемой

вершины ?! по методу снизу-вверх с выполнением проверочных расчетов

синтез варианта вершины Р

по методу сверху-вниз с выполнением проверочных расчетов

результирующее множество заносится в базу рассматриваемой вершины

Рис.4. Схема функционирования системы структурного синтеза.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

1. На основе анализа процесса создания изделий машиностроения и обзора методов автоматизации этого процесса показана необходимость формализации процесса структурного синтеза как менее алгоритмизированного.

2. Предложены принципы описания объектов конструирования, на их основе разработаны методики построения графовых моделей отдельных вариантов исполнения рассматриваемого класса конструируемых объектов, позволившие, в свою очередь, разработать модель класса конструируемых объектов, отражающую все многообразие технических решений данного изделия машиностроения.

3. Сформулированы правила формирования множества признаков, описывающих объект конструирования, разработаны правила дополнения и корректировки полученного множества исходов, позволяющие построить классификатор данного класса объектов для системы автоматизированного синтеза. Разработан классификатор спмроидных редкторов.

4. Разработан алгоритм формирования множества запрещенных фигур, являющихся отличительным признаком вариантов, сочетание исходов которых является нереализуемым с конструктивной или технологической точек зрения. Сформулированы условия корректности и избыточности множества запрещенных фигур.

5. Построен граф процесса структурного синтеза изделий машиностроения, фиксирующий помимо функциональных элементов то особенное, что присуще лишь отдельным вариантам исполнения изделий. Предложена логическая модель этого процесса, построенная на основании указанного графа и множества запрещенных фигур.

6. Предложена классификация множества запрещенных фигур по мощности, типу, уровню, признаку принадлежности, обеспечивающая возможность оптимизации процесса синтеза технических решений при различных подходах к конструированию изделия. Сформулированы правила определения этих характеристик для каждой запрещенной фигуры.

7. Предложен метод оптимизации процесса синтеза путем своевременного сужения множества синтезируемых вариантов на каждой функциональной вершине в соответствии со сформированными таблицами принадлежности запрещенных фигур функциональных вершин. На

основании этого метода разработан алгоритм синтеза множества возможных вариантов по принципу принадлежности.

8. Предложены основные концепции функционирования системы автоматизированного синтеза структуры изделий при их конструировании сверху вниз и снизу вверх, представляющие собой оптимизированные алгоритмы синтеза по принципу принадлежности; при этом в первом случае удаление запрещенных фигур производится по типам, во втором -по уровням. Доказаны теоремы . обосновывающие возможность указанной оптимизации.

9. На основании предложенных методов и алгоритмов созданы прикладные программные средства, являющиеся фрагментами системы автоматизированного конструирования спироидных редукторов, а также инструмента для их изготовления. Разработанные прикладные программны внедрены в научно - производственном центре «Передающие конструкции» при создании спироидных приводов различного отраслевого применения, а также в АО "Редуктор" при конструировании червячных фрез, что позволило повысить качество и производительность проектных работ.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. ГольдфарбВ.И., Голубков Н.С., МалинаО.В. Конструирование спироидного редуктора с точки зрения автоматизации.//Zeszyty Naukowe Poütechniki Rzeszowskiej, 79, MECHANIKA, z.27. 15 SYMPOZION Podstaw KONSTRUKCJI MASZIN, CZ. Ii KOMUNIKATY, PRESZOW, 1991, 105-107,

2. ГольдфарбВ.И., МалинаО.В. Автоматизация модульного конструирования спироидных редукторов.//'Автоматизированное проектирование механических трансмиссий, Материалы международного научно-технического семинара. Ижевск, 1991, стр 44-46.

3. Гольдфарб В.И.,Малина О.В. Структурный подход к автоматизированному конструированию изделия на примере редуктора.//Логическое управление с использованием ЭВМ. Тезисы докладов 13 Всесоюзного симпозиума, Москва-Симеиз, 1990, стр 71-72.

4. Малина О.В., Пичугин А.И. Система сравнения линий зубьев спироидных колес.// САПР зубчатых передач и редукторов. Тезисы докладов научно-технического семинара, Ижевск. 1989, стр 71-72.

5. Goldfarb V.l., Malina О,V.,Bazin A.G. Modulnyj sintez konstrukcii spidoidnych reduktorow.// 16SYMPOZION PodstawKonstrukcji Maszyn, Referaty, Warszav/a, Polska, 1993, 102-109.

6. Малина O.B. Система автоматизированного конструирования спироидных фрез// Пятый Межгосударственный симпозиум Теория реальных передач зацеплением. Тезисы докладов, Курган, 1993, стр 45-46.

7. Гольдфарб В.И.,Мокрецов В.Н.,Малина О.В. Разработка и исследование спироидных мотор-редукторов// Мелкосерийная и малотоннажная наукоемкая продукция, Тезисы докладов, Саратов, 1993, стр 56-57.

8. Goldfarb V.l., Malina O.V.Jvajkin V.A. Automatized design of hobbing cutter.// GEPGYARTASTECHOLOGIA 9-10. SZEPTEMBER-OKTOBER 1994. XXXIV. EV-FOLYAM, стр 421-422.

9. Гольдфарб В.И., Малина O.B Интеллектуализация автоматизированного конструирования изделий машиностроения// Всемирный Конгресс ИТС-93 «Информационные коммуникации, сети системы и технологии», тезисы докладов , Москва 1993г. стр 169-175.

10. МалинаО.В.,Бажин А.Г. Графовый метод формирования информационного массива технических решений системы автоматизированного конструирования спироидных редукторов// Научно-техническая конференция «Ученые Ижевского Государственного технического университета-производству.», Тезисы докладов, Ижевск 1994г. стр 24.

11. Малина О.В. Концепция построения и функционирования системы автоматизированного конструирования// Научно-техническая конференция «Ученые Ижевского Государственного технического университета-производству», Тезисы докладов, Ижевск 1994г. стр 25.

12. Малина О,В. Методология построения САК. спироидных редукторов// Международный симпозиум «Прогрессивные зубчатые передачи», Доклады международного симпозиума, Ижевск 1994г., с 185-191.