автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Разработка метода и средств поддержки оптимизации алгоритмических спецификаций при инфологическом моделировании проектно-конструктурских задач при создании САПР машиностроительного назначения

.. од

1 Д1иП ГСЭЗ

На правах рукописи

БРОДСКАЯ МАРИНА АЛЕКСАНДРОВНА

РАЗРАБОТКА МЕТОДА И СРЕДСТВ ПОДДЕРЖКИ ОПТИМИЗАЦИИ АЛГОРИТМИЧЕСКИХ СПЕЦИФИКАЦИЙ ТРИ ИНФОЛОГИЧЕСКОМ МОДЕЛИРОВАНИИ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ ЗАДАЧ ПРИ СОЗДАНИИ САПР МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1998

Работа выполнена на кафедре «Информационных технологий и вычислительных систем» Московского Государственного Технологического университета «СТАНКИН».

Научный руководитель: Научный консультант: Официальные оппоненты:

член-корреспондент РАН Соломенцев Ю.М.

доктор технических наук, профессор Волкова Г.Д.

доктор технических наук, профессор Соколов В. П.

кандидат технических наук Бикулов С.А.

Ведущее предприятие: Московское Специальное

конструкторское бюро автоматических линий и агрегатных станков

Защита состоится « // » 1998 г. в /У часов на заседании

Диссертационного Совета Д 063.42.02 при Московском Государственном Технологическом университете «СТАНКИН» по адресу: 103055, г. Москва, Вадковский пер., За.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан <<

» /¿6' ^ 1998 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета

Д 063.42.02, к.т.н.

Семячкова Е.Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. В современных экономических условиях ашиностроительным предприятиям необходимо постоянно эвершенствовать выпускаемую продукцию с целью обеспечения ее энкурентоспособности. Это вызывает необходимость проведения большего бъема проектных работ, при этом процесс проектирования должен беспечивать получение оптимальных решений в минимальные сроки при эзрастающей сложности проектируемых объектов.

На сегодняшний день для разработки автоматизированных систем спользуется большое количество инструментальных средств: от простых рограмм до сложных комплексов, охватывающих несколько этапов эздания систем (САБЕ-средства). Однако применение традиционных редств и подходов к созданию автоматизированных комплексов, риентированных на разработку информационно-поисковых систем, к эзданию САПР машиностроительного назначения недостаточно эффективно з-за специфических особенностей проекгно-конструкторской деятельности, таким особенностям можно отнести: - многообразие критериев и сложную груктуру объектов и процессов проектирования, существование различных юрм описания проектируемого объекта, отражающих различные аспекты го целостного представления; - наличие многоаспектных связей между зойствами создаваемых машиностроительных объектов и процессами их роектирования, функционирования, изготовления; - документирование роектных решений лишь частично отражает информацию и знания о эздаваемом изделии.

Автоматизация проектно-конструкторских задач сильно зависит от бъема и способа представления знаний предметным специалистом, пособов и методов их представления в вычислительной среде эзработчиком САПР При возможно большое разнообразие информационно->ункциональных описаний проектно-конструкторских задач, риентированных под конкретную среду реализации. При смене ычислительной среды возникают дополнительные затраты на эорганизацию этих описаний (алгоритмов, конструкций и доступов к энструкциям) и перепрограммирование задач.

Процесс проектирования САПР машиностроительного назначения, азирующийся на методологии автоматизации интеллектуального труда, пределяет промышленный способ создания автоматизированных систем обеспечивает последовательное отображение модельных представлений роекгно-конструкторских задач на основе первоначально формируемого

представления системы знаний этой задачи. Для данного процесса проектирования САПР подробно изложены методы концептуального и инфологического моделирования, а также разработаны методики и средства поддержки этапов формирования концептуального и инфологического моделирования, автоматического отображения концептуальных представлений в инфологические.

Инфологическое представление проектно-конструкторских задач в рамках указанной методологии инвариантно к программно-технической среде и средствам реализации САПР и описывает организацию информации в виде информационных конструкций и алгоритм решения проектно-конструкторской задачи на них. При инфологическом моделировании проектных задач не исключается возможность неоднократного обращения к одним и тем же информационным единицам. Поэтому особую актуальность приобретает задача, состоящая в минимизации обращений к информационным конструкциям в рамках проектирования САПР.

Исходя из указанных проблем, выбранного подхода к автоматизации и необходимости дальнейшей минимизации обращений к информационным конструкциям при проектировании САПР в рамках представленной методологии, была сформулирована цель и поставлена научная задача.

Целью работы является повышение эффективности процесса проектирования САПР машиностроительного назначения за счет разработки метода минимизации обращений к информационным конструкциям в инфологическом представлении проектно-конструкторских задач на базе методологии автоматизации интеллектуального труда.

Для достижения поставленной цели в работе решена научная задача, заключающаяся в формализации процесса анализа и свертки предметных доступов к информационным конструкциям проектно-конструкторских задач при инфологическом моделировании на основе: -исследования существующих методов оптимизации запросов при создании автоматизированных систем; - уточнения формального описания инфологического представления проектно-конструкторских задач; -формализации описания сложного предметного доступа с учетом видов информационных доступов и типов алгоритмических конструкций, принятых при формальном описании инфологических представлений проектно-конструкторских задач в рамках методологии автоматизации

интеллектуального труда; - разработки метода минимизации обращений : информационным конструкциям на основе формального описания ;ложного предметного доступа; - разработки программных средств юддержки процесса анализа инфологического моделирования.

Научная новизна заключается в следующем:

- выполнено уточнение формального описания инфологического федставления проектно-конструкторских задач; - установлены связи нежду содержательными аспектами простых и сложных предметных 1оетупов в зависимости от типологии информационных конструкций; -[ыполнено формальное описание сложного предметного доступа с четом видов информационных доступов и типов алгоритмических онструкций.

Методы исследования. При разработке теоретических положений 1иссертационной работы был использован аппарат теории множеств, штематической логики, реляционной алгебры.

Практическая ценность.

На основе полученного детального формального описания )азработана методика минимизации обращений к информационным инструкциям в рамках инфологического моделирования предметно-онструкторских задач и реализована автоматизированная процедура 1инимизации обращений к информационным конструкциям для проектно-онструкторских задач.

Методика и инструментальные средства были применены при 1Втоматизации задач проектирования коробки передач и модернизации юдсистемы САПР «Аварийные тормозные установки (АТУ)».

Апробация работы.

Результаты работы неоднократно обсуждались на заседаниях афедры «Информационных технологий и вычислительных систем», а акже использовались в ходе выполнения курсовых и дипломных работ ю курсам специальности 22.03 «САПР в машиностроении».

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 2 работы.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка штературы (80 наименований) и 3 приложений. Работа содержит 160 ■траниц сквозной нумерации и, включая 18 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, формулируются основные задачи и положения, выносимые автором на защиту. Приводится структура и общее содержание работы по главам.

Глава 1. Анализ состояния проблемы оптимизации модельных представлений при создании САПР машиностроительного назначения.

В данной главе по результатам проведенных исследований проанализированы существующие подходы, используемые при создании САПР машиностроительного назначения, существующие методы и средства оптимизации модельных представлений, применяемые при разработке прикладных автоматизированных систем.

В настоящее время выполнено большое количество теоретических и практических исследований в области разработки систем автоматизированного проектирования. Большой вклад в развитие методов и средств автоматизации проектирования внесли Соломенцев Ю.М., Норенков И.П., Капустин Н.М., Павлов В.В., Гусев A.A., Митрофанов В.Г., Прохоров А.Ф., Соколов В.П. и другие отечественные и зарубежные ученые.

Анализ существующих подходов, используемых при создании САПР машиностроительного назначения, позволил выявить следующие направления: - непосредственная реализация (непосредственное программирование на языке); - реализация с помощью специализированного программного продукта; - реализация с помощью многоцелевого программного продукта, а также характеризовать пакеты автоматизированных систем, реализующих эти подходы, таких как T-FLEX CAD, CADdy++light, Unigraphics, СПРУТ и других. Как показали проведенные исследования, рассмотренные пакеты применяются на этапе реализации CAnF; при работе с ними неизбежна многократная итерационность процесса разработки, при этом возникает дублирование информации, что при последующем развитии САПР потребует резервов внешней и оперативной памяти. Перечисленные пакеты применимы к задачам небольшой сложности из-за необходимости увязки больших объемов информации и их последующей переработки, а также возникает проблема интеграции представлений предметных задач в вычислительной среде и т. д.

Анализ существующих программно-аппаратных и информационных методов оптимизации модельных представлений проводился по этапам жизненного цикла автоматизированных информационных систем различного назначения, методы оптимизации для каждого этапа анализировались по

ледующим аспектам: содержание метода, область его применения. Доведенный анализ позволил констатировать следующее:

- на ранних этапах жизненного цикла ПАС оптимизируются стоимостные атраты на разработку системы, оптимизации доступов к таблицам с дновременным контролем характеристик; все эти возможности заложены в ¡АЭЕ-системах, на основе которых проводится автоматизация нформационной задачи;

- на этапе реализации и эксплуатации используются как возможности птимизации, заложенные в пакет прикладных программ, на основе которого роводится автоматизация, так и максимально используются возможности перационной системы и сетевые ресурсы.

Все эти методы жестко привязаны к программно-аппаратным средствам требуют изменения как информационно-функционального, так и рограммного представления при переносе на другие программно-ехнические среду и средства реализации и эксплуатации ПАС.

Исходя из полученных результатов анализа используемых методов и рименяемых систем при создании прикладных автоматизированных систем I учитывая особенности автоматизации проектно-конструкторской [еятельности, был сделан вывод о необходимости применения |ромышленного способа создания автоматизированных систем.

Процесс проектирования САПР на основе методологии автоматизации 1нтеллектуального труда (МАИТ) обладает рядом преимуществ: -юследовательное отображение формализованных моделей прикладной адачи; - наличие моделей как программно-независимых, так и |риентированных на конкретную программно-техническую среду; - наличие »боснования закономерности формирования и отображения формализованных неделей. Для МАИТ Волковой Г.Д., Семячковой Е.Г. разработаны формальный шпарат концептуального и инфологического моделирования, а Новоселовой ).В. - формальный аппарат автоматического отображения концептуальных |редставлений в инфологические. Но полученные формальные описания юзволяют лишь проанализировать модельные представления проектно-шструкторской задачи, при этом для инфологического моделирования не юключается возможность неоднократного обращения к одним и тем же 1нформационным элементам.

Выявленные проблемы автоматизации проектирования САПР лашиностроительного назначения, а также указанный подход к их решению озволили сформулировать цель работы и поставить научную задачу.

Обьектный уровень

(4)

Конкретный уровень

Инф алогическая структура

Система предав тных доступов

Система предметных манипуляций

Рис. 1. Инфологическое представление проектно-конструкторских задач.

Глава 2. Основные положения инфологического моделирования |роектно-конструкторских задач при проектировании САПР машиностроительного назначения.

В данной главе излагаются уточненные теоретические положения 1нфологического моделирования проектно-конструкгорских задач, а именно точненное формальное описание инфологического представления редметных задач и формальное описание взаимосвязей моделей »азличных уровней абстрагирования.

Структура инфологического представления проектно-конструкгорских адач приведена на рис. 1 и формально описывается следующим образом:

ИР(п) = (11Р2(п),11РЗ(пт)) , где 1ЬР2(п) - инфологическая юдель п-ой проектно-конструкторской задачи на объектном уровне.

1ЬРЪ(п) = {1ЬРЗ>(пт)}, где 1ЬРЪ(пт) - инфологическая модель онкретного уровня т-ой реализации п-ой проекгно-конструкторской задачи.

Инфологическая модель любого уровня для п-ой проектно-онструкторской задачи имеет вид:

ПН (г) = Ш(г), 0Е!(г),01(г),Х1(г)), де г=п описывает инфологическую модель для п-ой проектно-:онструкторской задачи объектного уровня (¡=2), г=пт описывает жфологическую модель для т-ой реализации п-ой проектно-:онструкторской задачи конкретного уровня (¡=3),

Ь2(п) =С(п) = {с§ } - множество именованных структурных единиц ИСЕ) и 13(пт) =К(пт) = {к[,!} - множество состояний структурных ¡диниц (ССЕ) для определенной проектно-конструкторской задачи.

0Е1(г) = (О!(г),Е1(г),Е1(г),Ое1(г)) - множество статических »тношений на структурных единицах данной задачи, де £Я(г) с: Ы(г) х Ы(г) - множество бинарных отношений на труктурных единицах; Е1(г) с£г(г)х Ы(г\хЫ(г) - множество ернарных отношений на структу[энь1х единицах, Е\ (г) - множество схем ¡труктурных единиц, Ое1(г) а Е:(г) х Е1(г) - множество бинарных »тношений на схемах структурных единиц.

<21(2) = - множество динамических отношений

\анной проектно-конструкторской задачи, где= = {гр } -лножество предметных доступов, 53(мш) = 0(пт) = } - множество жземпляров предметных доступов, (¡>81(г) а (г) х 51' (г) - множество >инарных отношений на множестве предметных доступов.

XI (г) = (Х1(г),(ЗХ1(г)) - множество функциональных отношений

данной проектно-конструкторской задачи, где X 2 (и) = {х]} - множество

предметных манипуляций, Х3(пт) ={х"),.} - множество экземпляров

предметных манипуляций и ^й(г) с ^й'(г) х ^/(г) - множество

бинарных отношений на множестве предметных манипуляций.

Уточнение инфологического представления проекгно-конструкгорских

задач вызвано необходимостью дополнительной дифференциации индексов,

характеризующих соответствующий набор структурных единиц для

предметных доступов и манипуляций и их экземпляров, с целью детального

формального описания простых и сложных доступов и манипуляций.

Уточненное формальное описание предметных доступов, предметных

манипуляций и их экземпляров имеет вид:

гр = (сгк1,...,с1Хг&.Ал(п) (1)

(2)

= О)

где(я) - особое условие, накладываемое на взаимосвязи именованных структурных единиц типа «информационный атрибут», (пт) -особое условие, накладываемое на взаимосвязи состояний структурных единиц

.....фгр1.'?! —Кг.т«г» —/рлпюттипопсгш? ".ОСТуПОВ

,.. .V, ;..анипу^,.и (4).

Уточнение взаимосвязей моделей также обусловлено увязкой индексов, отражающих наборы структурных единиц для предметных доступов и манипуляций разных уровней абстрагирования:

грШ7ур) ^{^уй О'Д™^)} (5)

4 и^р) (6)

Полученное уточнение инфологического представления проектно-конструкторских задач позволило формально обосновать метод оптимизации алгоритмических спецификаций для данного представления.

Глава 3. Разработка метода оптимизации алгоритмических :пецификаций инфологического представления проектно-онструкторских задач.

В данной главе изложена детальная проработка формального описания 1етода оптимизации алгоритмических спецификаций инфологического редставления проектно-конструкторских задач с учетом взаимосвязей чежду содержательными аспектами простых и сложных предметных |оступов в зависимости от типологии информационных конструкций.

Инфологическая модель объектного уровня представляет собой организацию информации (информационную структуру) и алгоритм решения задачи в виде систем предметных доступов и манипуляций. )птимизация алгоритма возможна на основе оптимизации систем редметных доступов или предметных манипуляций или их комплекса. )днако оптимизация системы предметных манипуляций определяется птимизацией функциональной компоненты концептуального редставления. В данной работе рассматривается оптимизация системы редметных доступов.

Исходя из формального описания (1), предметный доступ третьего ипа отражает взаимосвязь именованных структурных единиц типа информационный атрибут», принадлежащих различным именованным труктурным единицам типа «информационная сущность», связанных с азличными ИСЕ типа «информационный модуль» и может быть редставлен в виде:

ГрО'ДУр) = (С{, &(С%,СГИ) &

-1)>Ск2) & (С1\тА) >С]\п-1))& ■ •• т

... &,СГИ) &

Множество можно представить как совокупность

одмножеств, каждое из которых содержит соответствующий набору, спользуемых в предметном доступе ИСЕ типа «информационный трибут», принадлежащих определенным ИСЕ типа «информационная ущность» и «информационный модуль»:

где выражение (с'к11,...,с'к1)^. определяет связность набора ИСЕ типа «информационный атрибут» с одной ИСЕ типа «информационная сущность» в рамках одной ИСЕ типа «информационный модуль».

Тогда выражение (7) может быть представлено как совокупность предметных доступов второго и первого типов. Это позволяет формально определить процедуру приведения предметного доступа любого типа к множеству предметных доступов первого типа ^=1) или элементарных предметных доступов:

а)- б).

О-

Рис. 2. Виды информационных доступов к соответствующим алгоритмическим конструкциям: а), последовательность-объединение, б), итерация-пересечение!, в). апьтернатива-пересечение2.

Исходя из типов алгоритмических конструкций и видов предметного оступа, каждой алгоритмической конструкции соответствует пределенный вид предметного доступа, содержательные аспекты эторого соответствуют операциям «объединение» и «пересечение» над ножеством ИСЕтипа «информационный атрибут».

Исходя из вышесказанного и с учетом формального описания ложного предметного доступа, алгоритмические конструкции одержательно будут описываться в соответствии с их видом:

1. для конструкции «последовательность-объединение» (рис. 2а)

Р Ш>*Р) = (;Лур. ) =л[гй10 Д>ур.!)&...&гр.а ОД,)] = у 1

- -Аь) и*,, &4'1 >с% )& • • •

' ! 9)

...&(сгы,...,сгкв)у&(С?

г

г

... &А^{С?)

г

де гр - общий предметный доступ, ^ - простой предметный доступ.

2. для конструкции «итерация-пересечение"!» (рис.26)

г

= (Йи >• (Й* »'-/а• • •

■ • ■ & (Сгы..,сЬ)Уд . & Лд (С£ )&... (10)

3. для конструкции «альтернатива-пересечение2» (рис. 2в):

гр им = ©>>. им = i

!

)&...

г

(11)

! 1

- ■.....сУи<-„г<г>,„»

г !

... & (Сы,..., Си)д(у№-(П*йй)> &4/1 (сгу'с|))]

1 !

Полученные формулы для сложных предметных доступов различных видов описывают соответствующие минимальные наборы элементарных предметных доступов, обеспечивающих однократное обращение к ИСЕ типа «информационный атрибут», необходимым для реализации сложной предметной манипуляции.

Аналогично формально описаны процедуры минимизации обращений к информационным структурам для т-ой реализации п-ой проекгно-конструкторской задачи. Единственной различие заключается в формальном описании сложного предметного доступа для конструкции «итерация-пересечение1», учитывающее тот факт, что на конкретном уровне на каждой итерации формируется неповторяющийся набор состояний структурных единиц (ССЕ) типа «информационный атрибут».

Разработанный метод оптимизации алгоритмических спецификаций позволил сформировать методику минимизации обращений к информационным конструкциям в инфологическом представлении проектно-конструкторских задач при создании САПР машиностроительного назначения.

Инф алогическое моделирование проектно-конструкторских задач

ИЛМп-ойПКЗ <-

ФпЕСйПШХ

ПКЗдаяфор-нплИПМ

нившрсхш ИПМ ПКЗ

V

Фар-япе]-

аивзрсии ИПМ ПКЗ

Форыиро ванне ИПМ ПКЗ

Анагап ИПМПКЗ

попестк

гзп

снизнссш

"СВпвзИПЖ"

ПКЗ с обобщрннш ИПМ

Все хлш каышввса?

нет

Вывод

4- результатов

на. иа 1

7Х£32 шип фш

I

п=п+1

Модель полна,

связна?

да нет

'.'ли зацпя

Еывпд

результатов

ва и. 3

ЗГРИ жгип. фшг

оптиутшддя

ЗфЭрШППОННЫЭ

юзнструкщш

Оптимизация алгоритмических спецификаций для ПКЗ

+

Рис. 3. Место задачи "Оптимизация алгоритмических спецификаций" при инф о логическом моделировании проекгно-конструкторских задач

Рис. 4. Укрупненный алгоритм оптимизации алгоритмических спецификаций

Глава 4. Разработка методики и программных средств поддержки оптимизации алгоритмических спецификаций инфологического представления проектно-конструкторских задач.

На основе представленного метода оптимизации алгоритмических спецификаций была предложена методика оптимизации алгоритмических спецификаций инфологического представления проектно-конструкторских задач.

Инфологическое моделирование проводится на этапе проектирования САПР машиностроительного назначения. Структура процесса инфологического моделирования проектно-конструкторских задач приведена на рис. 3. Задача оптимизации алгоритмических спецификаций инфологического представления выполняется на этапе анализа инфологического моделирования проектно-конструкторских задач (рис. 3) и включает процесс оптимизации предметных доступов, правила выполнения его этапов и формы входной, выходной и промежуточной информации.

Исходной информацией для задачи оптимизации алгоритмических

Рис. 5. Фрагмент диаграммы и алгоритмической спецификации задачи "Проверочный расчет цилиндрической зубчатой передачи на выносливость по изгибу" до оптимизации доступов к информационным спецификациям.

ь44.1

Определение коэфф. долговечности по изгибу

JVC

К.

|М5 ИЕС.

М5| Ь44.2 ГШТ Ь44.2 М5 Ь44.2 МЗ* Ь53.1 Ь54.1 Ь55.1

DET matD. НВ, OGRZ V REO mf OGRZ* Nto Nre=60*nk-tk K,r(iW**<1/m,>

KD lermD KD пк к matD, HB, termD

Г. Код ПЗ ЗДОиРЯГГЙ -адгисЕ" пошамэваг Г'ГоМГПГ" ГО10ШЖ11СГ1Г Oü cu нИЙСВ" ^Шог-ржщаг-

fl Ь44.2 г A5.R1.3 KD A K1 MOHO

bb'd.l АЬ.НГУ KU A

í Ь44.2 W A5.R1.3 KD A K1 MOHO

I büil АЬ.КЬ.З Nto Ф K1 MOHO Ф-11

Ь44.2 w A5.R6.3 Nfo A K1 MOHO

Ь44.1 I A5.R6.9 Kfl ФП

L_ Ь44.2 г AS.R7.1 HB A K1 MOHO

Ь53.1 A5.R7.1 HB A K1 MOHO

i Ь44.2 г A5.R7.2 matD A K1 MOHO

1 Ь53.1 A5.R7.2 matD A K1 MOHO

i_ V Ь44.2 г A5.R7.4 termD A Kl MOHO

Ь53.1 A5.R7.4 termD A K1 moho

ЬЛ4.2 W С5.03.1 Сущности

Ь44.2 г М5.К17 i

Ь44.2 W М5.К17 модуль

Ь44.11 г C'j.U/.4 Сущность

Рис. 6. Фрагмент диаграммы и алгоритмической спецификации задачи "Проверочный расчет цилиндрической зубчатой передачи на выносливость по изгибу" после оптимизации доступов к информационным спецификациям.

лецификаций инфологического представления являются спецификации роектно-конструкторской задачи, полученные на этапе формирования нфологической модели данной задачи.

Структура процесса оптимизации предметных доступов проектно-энструкторской задачи учитывает следующие основные этапы (рис. 4):

1) этап определения сложных предметных доступов (СПД) для каждой редметной задачи заключается в последовательной фиксации и пределении состава всех СПД рассматриваемой задачи по уже меющемуся описанию с учетом базовых алгоритмических конструкций;

2) этап ранжирования СПД. На данном этапе определяется порядок бхода СПД (снизу вверх и слева направо). Минимальный ранг эответствует первому по порядку СПД, самого нижнего уровня, аксимальный - СПД, последнему по порядку на верхнем уровне екомпозиции рассматриваемой проектно-конструкторской задачи;

3) этап непосредственной минимизации СПД.

На данном этапе выполняются следующие шаги:

- определение множества простых доступов, входящих в ассматриваемый СПД (т.е. состоит в раскрытии содержательных аспектов оступов);

- минимизация обращений к информационным структурам (т.е. состоит нахождении в множестве обращений оригинальных элементарных

редметных доступов с учетом ролевых свойств ИСЕ типа информационный атрибут» с кодом, соответствующим минимальному эрядковому номеру доступа на рассматриваемом уровне декомпозиции);

- исключение из выбранных на предыдущем шаге оригинальных эступов предметных доступов с двойным ролевым статусом на «чтение» «запись» и присвоение им промежуточного ролевого свойства с ролевым гатусом на «запись»;

- приведение СПД к простому предметному доступу путем эследовательного присвоения кода СПД всем оригинальным предметным эступам, выбранным на предыдущих шагах.

4) этап уточненной классификации информации (входной, выходной и эомежуточной) для СПД максимального ранга, то есть для проектно-знструкторской задачи в целом.

Фрагмент диаграммы и алгоритмической спецификаций задачи Проверочный расчет цилиндрической зубчатой передачи на выносливость э изгибу» до и после применения методики оптимизации инфологических

представлений проектно-конструкторских задач приведен на рис. 5-6.

Применение данной методики позволяет формировать оптимальные процедуры обращения к информации, что существенно сократит объемы последующего программного кода и время работы автоматизированной проектной процедуры на этапе реализации и эксплуатации автоматизированной процедуры.

Разработка средств поддержки процесса минимизации в виде автоматизированной процедуры выполнялась на основе самой МАИТ.

Разработанная процедура представляет собой программный модуль к созданной автоматизированной системе инфологического моделирования проектно-конструкторских задач. В качестве средств реализации выбраны СУБД «Paradox» 5-й версии для Windows и язык реализации - объектно-ориентированный язык программирования ObjectPAL.

Апробация методики было проведена при модернизации подсистемы САПР «Аварийные тормозные установки (АТУ)» ОАО «Гипронииавиапром» с целью дальнейшего развития подсистемы и перевода ее на новые программные и технические средства.

В приложениях приводятся спецификации исходных и оптимизированных инфологических моделей задачи «Проектирование цилиндрической зубчатой передачи».

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Выполненные исследования и практическая работа позволили получить следующие выводы и результаты:

1. Получено новое решение актуальной научной задачи, заключающееся в формализации процесса анализа и свертки предметных доступов к информационным конструкциям проектно-конструкторских задач при инфологическом моделировании в рамках МАИТ;

2. Установлены связи между содержательными аспектами простых и сложных предметных доступов в зависимости от типологии алгоритмических конструкций;

3. Получено уточненное формальное описание инфологического представления проектно-конструкторских задач;

4. Получено формальное описание сложного предметного доступа с учетом типологии информационных доступов и типов алгоритмических конструкций, принятых при формальном описании инфологических представлений предметно-конструкторских задач.

5. На основе выполненного детального формального описания азработана методика минимизации алгоритмических конструкций в амках инфологического моделирования проекгно-конструкторских задач.

6. Разработан прототипный вариант автоматизированной процедуры а примере расчетных задачах проектирования коробки передач и показана го эффективность при решении практических задач.

7. Применение данной методики и программных средств поддержки беспечивает формирование оптимальных процедур обращения к нформационным конструкциям, что существенно сокращает объем рограммного кода на этапе реализации и реорганизации системы втоматизированного проектирования и время работы автоматизированных роектных процедур на этапе эксплуатации.

По теме диссертации опубликованы следующие работы: . Волкова Г.Д., Семячкова Е.Г., Бродская М.А. Оптимизация системы редметных доступов инфологических моделей предметных задач. / / /борник научных трудов «Проектирование технологических машин». - М., 1ГТУ «СТАНКИН», 1997 г., вып. 7, с. 19-24.

. Волкова Г.Д., Бродская М.А. Минимизация доступов к информационным онструкциям в инфологическом представлении проектно-конструкторских адач. / Ежеквартальный учебно-научно-производственный журнал Автоматизация и управление в машиностроении». - М., МГТУ СТАНКИН», 1998 г. №5, http://magazine.stankin.ru/art/index.html

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Бродская Марина Александровна

Разработка метода и средств поддержки оптимизации алгоритмических спецификаций при инфологическом моделировании проектно-конструкторских задач при создании САПР машиностроительного назначения

Формат 60x90/16 Объем 1.3 уч.-изд. л.

Бумага 80гр/м2 Гарнитура «Arial»

Тираж 100 экз.