автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Разработка методов математического моделирования и инструментальных средств автоматизации систем сопровождения объекта на различных стадиях жизненного цикла

/■V

- С < !?

министерство общего ii профессионального

Образования российской федерации ^ "тиати - российский государственный

^ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. К.Э.ЦИОЛКОВСКОГО

На правах рукописи УДК 519.711.3:681.51.05

ЛЫСЕНКО Юрий Викторович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ СИСТЕМ СОПРОВОЖДЕНИЯ ОБЪЕКТА НА РАЗЛИЧНЫХ СТАДИЯХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА

Специальность 05.13.16. - Применение вычислительной техники,

математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (п аэрокосмической промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва 1996

Работа выполнена н МЛТИ Российском Государственном технологическом университете им. К.Э.Циолковского на кафедре "Автоматизированное проектирование летательных аппаратов" при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 9G-01-00767).

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Костылеиа Н.Е.

Официальные оппоненты:

академик АПК, доктор технических наук, профессор Александровская JI.H. акдсмик МАИ,

кандидат физико-математических наук Белоглазов Б.П.

Ведущее предприятие: Вычислительный Центр РАН.

Защита состоится " " 1996 года в часов на

заседании Диссертационного Совета Д 063.56.02 при МАТИ-РГТУ им. К.Э. Циолковского по адресу: 103767, Москва, ул. Петровка, 27.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке МАТИ-РГТУ.

Автореферат разослан " " 1996 года.

Ученый секретарь Диссертационного Совета Д 063.56.02 при МАТИ-РГТУ им. К.Э.Циолковского, доктор физико-математических наук,

профессор Метёлкин Е.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время внедрение науко и информационноемких технологий в и])оцесс создания и эксплуатации сложных технических объектов авиакосмической промышленности приводит к значительному повышению уровня сложности технических решении, принимаемых на всех стадиях жизненного цикла изделия.

Возрастает сложность не только прикладных математических методов, но и практических процедур реализации систем сопровождения объекта и условиях противоречивости требовании к проектированию и производству.

Комплексное решение всех задач, связанных с проектированием, производством и эксплуатацией изделий, необходимо осуществлять в рамках постоянно совершенствуемых автоматизированных систем, использующих единые методы и средства для решения задач сопровождения изделия на различных стадиях его жизненного цикла.

Центральное место среди этих задач занимает разработка методов математического моделирования и инструментальных средств автоматизации систем сопровождения изделия на различных стадиях жизненного цикла. При этом для преодоления недостатков специализированных методик, распространенных в АСНИ, САПР, АСТПП и других автоматизированных системах сопровождения (АСС), необходимо создание унифицированных подходов к формализации широкого круга задач, циркулирующих в указанных системах.

Высокая размерность задач, необходимость достаточной точности (адекватности) предлагаемых моделей, требование предельной простоты и стандартной формы математического описания делают проблему разработки типовых математических моделей и инструментальный средств автоматизации систем сопровождения актуальной. Её комплексность и сложность обусловливают необходимость не только привлечения традиционных математических методов, но и их дальнейшего развития применительно к исследуемой проблеме.

Цель исследования. Целью работы является дальнейшее развитие математической теории сложных систем и применение её к информационной среде, генерируемой стадиями жизненного цикла изделия авиакосмической промышленности.

Научная новизна. В диссертации получены следующие новые результаты:

1. На основе абстрактных понятий »ходя н выходя системы разработана компактная математическая модель информационной среды АСС (АСНИ, САПР, АСТПП и других), в которой в качестве функционального оператора используется матричный оператор системы.

2. Для матричного оператора сформирована порождающая система аксиом, строго формализующая множество отношений между инвариантными фрагментами информационной среды.

3.Разработан аппарат межмодельных связей как средство интерфейса типовых математических моделей проектирования.

4. Предложен принцип декомпозиции системы математических моделей в удобной интерпретации на языке теории отношений.

5. Решены технологические аспекты интеллектуальных АСС - разработаны инструментальные программные средства для автоматизированной разработки АСС.

Практическая ценность работы. Развиваемые в работе прикладные математические методы моделирования процесса проектирования и разработанные на их основе инструментальные средства использовались для решения конкретных научно-исследовательских и практических задач по совершенствованию технологической подготовки производства; результаты исследования использовались в ряде государственных и международных программ, а отдельные разработки вошли в методические рекомендации и методические указания Госстандарта СССР: МР 109-84; МР 166-85; МР 172-85; РД 50-619-86 и в ряд международных нормативных материалов: "Системы обработки информации САПР. Общие принципы разработки математических моделей объектов проектирования. НМ МПК по ВТ 102-86" и "Системы обработки информации САПР. Обеспечение совместимости интерфейсов между типами автоматизированных систем. НМ МПК по ВТ".

Результаты разработок представлялись на тематических выставках ВДНХ СССР и были удостоены: бронзовых медалей - на межотраслевой тематической выставке "Системы технологической подготовки производства" (1975г.) и на выставке, посвященной XII Всемирному фестивалю молодежи и студентов (1985г.) - и серебряной медали на выставке "Кадры высшей квалификации и НТР" (1987).

Материалы работы используются в учебном процессе МАТИ-РГТУ им. К.Э.Циолковского: лекции по курсам "Математическое моделирование", "Системный анализ", "АСТПП", "САПР", практические занятия и

лабораторные работы, я также при куражом и дипломном проектнроиа-

М1Ш.

Апробация работы. Основное содержание диссертации отражено и 29 работах, опубликованных в 1973 -1995 гг. и написанных как самостоятельно, так н I) соавторстве.

Основные разделы докладывались за этот период:

- на Всесоюзных и Российских конференциях, симпозиумах и семинарах: МАИ, 1974; Орел, 1978; Ростов н/Допу, 1983; Барнаул (РААП 83); Калиниград, 1985, 1986, 1987; Калинин, 1985; Нальчик, 1986; Москва (КТИ-87, КТИ-89; ВДНХ, 1987, 1988); Волгоград (АПК-87); MATH (1992); МГАТУ (1993, 1994, 1995);

- на межзональных, отраслевых и вузовских конференциях и семинарах: Киев (КМЗ, 1971, 73 гг.; ИК АН УССР, 1983); МАТИ, 1979, 1985, 1986; Андропов, Севастополь, Свердловск, ТашПИ, 1985; Иркутск (НИАТ) 1987; Ижевск, 1988; Пенза, 1990.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав,заключения и библиографии. Основное содержание диссертации занимает________страниц компьютерно сверстанного текста, включая_____рисунка и_____таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении приводится общая характеристика комплексной проблемы разработки методов математического моделирования и инструментальных средств автоматизации систем сопровождения изделия на различных стадиях жизненного цикла, формулируются постановка задачи и основные научные результаты, полученные в диссертации; обосновывается структура работы.

Диссертационная работа является развитием основных идей школы академика MAPI Павлова В.В. и его учеников профессоров Соколова В.П., Хухорева B.C. и др.

В первой главе обсуждается проблема синтеза математических моделей сложных технических систем как результат анализа компонентов среды моделирования, функционально связанных однотипностью этапов принятия решения по стадиям жизненного цикла изделия: АСНИ, САПР, АСТПП, АСУТП, ГПС и других автоматизированных систем сопровождения.

Разработка математических моделей для автоматизации систем сопровождения изделия рассматривается как идентификация системы

У = МХ, точнее её функционального оператора М, который в данной постановке является матрицей отношений между входом X и иыходом У системы. Для этого вводится (по Э.Х.Тыугу) формализованное онреде-ление задачи как совокупности пс])сменных (Р,х\,..., хп, ?/1,..., ут), где XI,..., хп - входные переменные задачи, уь...,ут ~ выходные переменные, а Р - переменная, значения которой - это данные, представляющие, знания, необходимые для решения задачи. Для представления знаний используются вычислительные модели как разновидность семантических сетей.

Для построения (по Э.Х. Тыугу) таких моделей упорядочивается вся совокупность переменных как входных, так и выходных. И па множестве значений этого упорядоченного набора задается отношение Я, связывающее эти переменные. Другими словами, пусть 2 = (21,..., г*) - линейно упорядоченный набор переменных произвольной природы, принимающих значения на множествах Сь • ■ • Хь В качестве переменной рассматриваются также любые упорядоченные наборы х — (х\,... ,х„) С г. Конкретное значение переменной обозначается Для любого отношения ЙС([ х ... х говорят, что оно связывает переменные 21,..., 24. или отношение Я задано между переменными 21,...,2*. Обозначается связность переменных Я{г\,..., 2^) или Я(г).

Для любых двух переменных х С г иу С г отношение Я порождает отображение (в общем случае неоднозначное):

<РК,ХЛ ■ х - у или = { (*,у) : С* С с, Сус С&Щ- (1)

С другой стороны, любой набор отображений вида (1) определяет некоторое отношение связи переменных /2(21,..., Вычислительной моделью назовем некоторый набор таких отображений (компонентов идентифицируемого функционального оператора) и порождаемое им отношение Я(г\, ..., 2*).

Поиск решения задачи идентификации в исходной постановке заключается,

во-первых, в конструировании отношения Я, позволяющего определять топологию вариантов структуры решения (назовем эту задачу задачей структурного проектирования),

во-вторых, в построении отношения Я, идентифицирующего функциональный оператор М в виде матрицы отношений между входом и выходом отдельной компоненты информационной среды моделирования

(назовем чту задачу задачей параметрического проектирования) и, наконец,

в третьих, в определении оптималыюго (или разумного) в каком-то смысле отношения на упорядоченном наборе переменных.

Поскольку информационная среда моделирования характеризуется как взаимосвязанная система высокой размерности, п первой главе предлагаются принципы декомпозиции общей задачи на составные подзадачи меньшей размерности с использованием основных типов матричных преобразований. Это позволяет дать на языке1 теории отношений удобную интерпретацию взаимодействия моделируемых математических структур и ввести понятия отношений эквивалентности, порядка, принадлежности и др. на множестве упорядоченного набора переменных произвольной природы.

Определение структуры решения рассматривается как процесс установления соответствия между элементами проектируемого объекта, с одной стороны, и элементами объекта, называемого порождающей средой, с другой стороны. Поиск решения заключается в выделении подмножества элементов порождающей среды, при этом свойства объекта проектирования и свойства выделяемых элементов порождающей среды должны быть в определенной степени взаимосвязаны, т.е. устанавливаемое соответствие определяется через связи или отношения свойств.

Использование понятия вычислительной модели и строго формализованных принципов декомпозиции на основе правил преобразования матриц позволяют рассмотреть технологические аспекты функционирования интеллектуальных систем моделирования. В первой главе формулируются основные принципы построения инструментальных средств автоматизации систем сопровождения как механизмов связи компонентов информационной среды моделирования.

Во второй главе излагается система определений (аксиом) для построения математической модели процессов структурного и параметрического проектирования.

На основе введенной аксиоматики предлагается математическая модель процесса структурного проектирования и алгоритмы идентификации её составных компонентов как композиция отношений на множестве входов и выходов проектируемой системы.

Показано, что, если входные и выходные переменные определены на числовых множествах, то задача идентификации является типовой задачей построения функции отклика идентифицируемого объекта и ал-

горитм обработки такой вычислительной модели, как правило, представляет собой расчет но формулам с пересекающимися данными.

Для реализации основных задач теории сложных систем: декомпозиции и агрегирования, - разработан аппарат межмодельных связей как средство интерфейса типовых математических моделей проектирования.

Система определений (аксиом), позволяющая составить формализованное описание моделируемого процесса, использует понятие контура1: В качестве базового введено понятие абстрактного контура как подмножества F множества F = {/ь/2, • ■ •,/т, ■•■}, где /,■ - абстрактные элементарные контуры. Множество всех подмножеств Р составляет пространство контуров Т.

В рамках поставленной задачи структурной идентификации моделью объекта X называется кортеж:

5(Х, Ех, IIх) = (Х,ЕА',11х), (2)

где Х.= {х,} - множество элементов объекта; Г* - множество контуров объекта X; Б.* - множество отношений модели, заданных на множестве

хиг*.

Элементом 11А является инъекция жх : X —► сопоставляющая каждому элементу х контур Рх — жх [х]. Инъекция жх[х\ называется отношением принадлежности контура Рх элементу х. Для Хс X отношение жх определяет множество контуров X: жх\Х\ = {Fi : Fi = жх [х,], х,- Е X).

Для построения математической модели поиска структуры реше-' ния выделяются модели трех объектов: объекта проектирования А= {а,}, порождающей среды Т = {^} и проектного решения Р = {р^}, а именно:

5(А,Еа,Кл) = (А,Ел,11а), (3)

5(Т, Ег, 1*/) = (Т, Ег, 11т>, (4)

5(Р,Ер,Кр) = (Р,Е/,,К0. (5)

В состав каждой из трех моделей (3),(4) и (5) входят отношения принадлежности контуров, соответственно жт, жр, которые определяют контуры элементов в каждой модели: = 7Гл [а], ^ = 7гт[<] и Рр = жр\р].

Выбор варианта структуры решения представляется как поиск отображения (может быть неоднозначного)

а: а —>Та, (6)

1 Понятие контура является экспликацией таких понятий как свойство, признак, характеристика. Введено понятие контура академиком МАИ В.В.Павловым.

где "(ЕЛ, а 7;,СТ.

Поскольку соответствие между о л Т„ устанавливается через связи (отношения) свойств (контуров), следует определит!, понятие контура для произвольного набора Т = {<1, <2, •■■ 7'*} элементов модели (4) и формализовать правило установления такого соответствия. Для этого вводятся понятия отношения связи и отношения выбора контуров.

Отношение связи для к контуров определяется как функция от /,■ элементов пространства контуров Т со значением в нем самом: Р =

¿<2,.. ., В модели (4) композиция отношения связи контуров Ф и отношения принадлежности пт порождают отображение

Фг[Г] = Ф О 7ГГ = Ф^г^], . . . , 7Гт^к}]- (7)

Отображение Фт позволяет ввести понятие контура для любого множества Т С Т: контур определяемый выражением Р']' = Ф^[Т] называется Ф-контуром множества Т = {<],..., а само отображение (7) называется отношением связи контуров для множества Т и является отношением принадлежности контура Р^ = Фт[Т] множеству Т.

Отношением выбора контуров называется однородное отношение р на пространстве контуров Т. Отношение р является областью истинности для двуместного предиката /3(^(7). Истинность предиката р(Р, б) записывается в виде

Р = Р[С]. (8)

Отображение (0) называется отношением решения процесса структурного проектирования, еслиФ-контур множества Та и контур элемента а удовлетворяют условию выбора:

Л = (9)

Из соотношений (7), (8) и (9) следует, что отношение а является решением уравнения отношений:

р о Ф о лт о а[а] = ял[а] (10)

для всех а £ А .

С учетом введенной аксиоматики математической моделью процесса структурного проектирования называется кортеж моделей

5(7>, А, Т, Р) = (V, 5(А, 11л), 5(Т, Ет, 11г), 5(Р, ¥р, 11р)), (11)

где V некоторая совокупность отношений между элементами моделей 5(А,ГЛ,КЛ) и 5(Т,Г7,11У). Основными отношениями, входящими и состав 'Р, являются: отношение выбора (>, отношение связи контуров Ф и отношение а как решение уравнения (10). 0ст;и1ы1ые отношения, составляющие множество 7-\ носят характер ограничений.

Отображение (6) определяет структуру модели проектного решения (5) : множество элементов Р = {;? = (а, Та): Та=а[а], оёА), множество контуров Я1' = {.Г: F = Фy•[T„],!Г„=а[«], ы£А}, а отношение принадлежности контуров определяется выражением Р), = кг\р} =Фг[Та]. Множество

ТА = и{Т„ : Г„ = а[а]} (12)

А

называется комплексным решением процесса проектирования (11), а пара (а, Та) 6 Р - его частным решением.

Ограничение на состав элементов решения задается набором пар (19,77), гДе ^ ~~ отношение эквивалентности на множестве Т, порождающее классы эквивалентности дт, а т] некоторое отношение выбора вида (8), определенное на {Т : Т С Т}. Допустимы решения, удовлетворяющие условию Та = »у[13г]. Аналогично, ограничение на состав контуров решения определяются парой (и>, <р), где и> - отношение эквивалентности на множестве Г7", а <р - некоторое отношение выбора на пространстве контуров Т. Условие допустимости записывается в виде: Фт[Та] = Предикаты, задающие ограничения на количество элементов или контуров решения, обозначается как ст[р] й соответственно определены они на множествах Р и Гр.

Наряду с моделью процесса структурного проектирования (11), которая называется типовой сочетательной моделью проектирования, рассматриваются упорядочивающие модели структурного проектирования, которые формируют отношения ранжирования (порядка) в модели проектного решения (5).

Отношением ранжирования на некотором множестве X назовем асимметричное отношение е на множестве X, определяющее орграф Ст(Х,е) без контуров (замкнутых путей). Вершины такого графа распределяются по иерархическим уровням в соответствии с их рангом (рангом вершины назовем длину максимального пути входящего в эту вершину, либо - альтернативный вариант - максимальную длину исходящего пути). Различаются линейное ранжирование Ах и частичное 'ух в зависимости от того, является ли соответствующий граф цепочным б(Х, Ад-) или сетевым С7(Х, 7х) .

Отношения ранжирования в моделях (3) и (4) порождают в модели проектного решения (5) три вида ранжирования ц (линейного или частичного) на различных множествах: 1) отношение /¿< на множествах Гц = а[а], т.е. отношение между элементами частного решения; 2) отношение ¡1'ра на множестве частных решений {(а,Т„)} ; 3) отношение /¿7Д на элементах комплексного решения (12).

Линейное ранжирование Хт заданное в модели (4) — такие модели называются табличными — определяет упорядоченную последовательность элементов множества Т и, как следствие, упорядочивает любое подмножество Т. Таким образом определяю тся отношения линейного ранжирования - А((Га) и /1тА = Хтл- В табличной модели формируется частичное ранжирование на множестве Та как объединение отношений А,(Га), т.е.

№ = 1тл = {(¿1, ¿2) : <1,<2 е Та,Та =- а[а], а £ А}

В моделях процесса проектирования называемых сетевыми задается отношение частичного ранжирования 77- порождает частичное ранжирование на множествах Та : ^ = 7< = {(¿1,^2) : £ 7^, ¿2 = 7т[^]} н два отношения частичного ранжирования на множестве Та :

№ = 7тл = {(¿I, ¿2) ¿1, ¿2 € 7л, = утЫ)

и

№ = 1тл = : <ь<2 € Та,Та = а[а],а 6 А}

В качестве типовой модели параметрического проектирования используются системы отображений вида (1), параметры которого (входные и выходные) определены на числовых множествах. В этом случае отображение (1) — оператор модели параметрического проектирования — можно представить в виде функциональной зависимости:

У = Щх,ч), (13)

где у = (7/1,..., ут) — вектор выходных параметров (значений) оператора; х = (х1,.. .,х„) — вектор входных параметров (аргументов) оператора; 9 = (51,..., д;) — вектор внешних параметров оператора. Оператор /? может быть задан таблицей либо аналитическим выражением (в частности, функцией отклика, полученной в результате эксперимента).

Операторы межмодельных связей предназначены для обеспечения интерфейса между типовыми математическими моделями (структурного и параметрического проектирования) при декомпозиции либо агрегировании идентифицируемой системы или её компонент.

В общем виде оператор аппарата межмодельных связей имеет вид (для краткости обозначим кортеж -модель вида (2) как 5(Х)):

5№ = М[5(Х1),...,3(Хк)],

где 5(Х,-) - исходные модели, а 5^) — модель-результат.

Модель 8(Ъ) — это либо модель порождающей среды (4), либо объекта проектирования (3) на очередном этапе идентификации функционального оператора системы. В качестве исходных моделей 5(Х,) могут фигурировать модели проектных решений 5(Р7), полученные на предыдущих уровнях (этапах) декомпозиции или агрегирования задачи проектирования, а также любые модели (3) и (4), в том числе сформированные другими операторами межмодельных связей.

Простейшим (типовым) оператором межмодельных связей является бинарный оператор

5(г) = М[5(Х),5(У)]

(унарный оператор 5^) = Л4[5(Х)] сводится к типовому виду определением М[5(Х)] =Л4[5(Х),5(Х)]). •

Любой оператор межмодельных связей представляется как композиция к — 1 типового оператора

М.=Мк~ 1 о -Мк-2 о ...о М. 1, которые рекуррентно определяются как

5(2|-)=М,-[5(г|-_1),5(Х,•+,)],

где » = 2,..., (к - 1); в^) = Л^Х,), 5(Х2)].

Тогда Я(г) = М[5(Х0,..., 5(Х*)] = Мь-^фы), 5(Хк)]-В третьей главе описываются алгоритмы обработки типовых моделей структурного и параметрического проектирования и процедуры, реализующие функции аппарата межмодельных связей.

Для формирования отношения (б) в моделях структурного проектирования осуществляется последовательная генерация множеств ТСТ

12

с проверкой на заданные ограничении; для каждого Т и ч £ Л провернется условие (9) и в случае его выполнении пара (о,Т) заносится в отношение (G). Если отображение (G) получается неоднозначным, то формируются его всевозможные однозначные подмножества (возможные варианты модели (5) ). В упорядочивающих моделях структурного проектирования параллельно с определением отношения (6) формируются отношения ранжирования /(¡, цтл в модели (5). В сетевой модели множество Т чаще всего строится как пу ть в графе G'(T, 77 ). С целью минимизации числа просматриваемых вариантов проверка условия выбора (9) и ограничений проводится на к;1Ждом шаге формирования множеств Та — принцип направленного перебора. Кроме того, с самого начала из рассмотрения исключатся элементы Т, заведомо неудовлетворяющие условию (9).

Функциональная зависимость (13) в модели параметрического проектирования может задаваться разными способами: аналитическим выражением или таблицей. Алгоритм определения значения функции по таблице идентичен обработке табличной модели структурного проектирования. Параметрическая модель, заданная системой аналитических выражений (формул), обрабатывается в режиме интерпретации. Алгоритмы интерпретации позволяют объединить в одном операторе (13) различные, в том числе, альтернативные функциональные зависимости. Т.е. набор формул, по которым производится вычисления, определяется составом исходных данных.

Процедуры (операторы) межмодельных связей реализуют декомпозицию моделей и их компонент, агрегирование и компоновку моделей и их компонент и другие преобразования, обеспечивающие интерфейс типовых моделей процесса проектирования при идентификации общего функционального оператора системы.

В четвертой главе описываются инструментальные системы для автоматизации исследования и разработки АСС. Представлены принципы построения программ для обработки типовых моделей структурного проектирования.

Вычислительные модели параметрического проектирования реализуются с помощью двух интерпретирующих систем FIS и FIS+. Первая предназначена для расчетов специального, но распространенного в технических расчетах класса вычислительных моделей2. Рассматриваются

2IÏ основном такие модели формируются как результат планируемого эксперимента.

арифметические пыражения in функций (шпыняемых атомами) ни да

л т

а = /№>п4'+с]'). .=i j=\

где х = (xi,.. .,х„) - аргументы атома, а — ||а,||, Ь, с — ||с,у||, d, с параметры атома, / - одна из встроенных функций системы и А - одно-буквенный идентификатор атома. Арифметическое выражение записывается в инфиксной форме с использованием идентификаторов атомов и вспомогательных атомов -регистров.

В интерпретирующей системе FIS-+- вычислительная модель представляется системой формул - арифметических выражений, допустимых в языках программирования высокого уровня. В системе FIS+ реализован аппарат подключения внешних функций. Такие внешние функции могут осуществлять доступ к данным из файлов или баз данных, реализовать сложные алгоритмы вычислений и т.д. Побочным эффектом (а иногда целевым назначением) вычисления таких функций может быть вызов любого исполняемого программного модуля, что позволяет с помощью системы FIS+ реализовать достаточно сложные вычислительные процессы.

Для компоновки модулей, реализующих отдельные элементарные проектные процедуры (обработку типовых моделей), предназначается генератор мониторов проектирующих систем GIPS. По описанию последовательности обработки типовых моделей и межмодельных преобразований генератор GIPS формирует исходный текст монитора системы (иод-системы) на алгоритмическом языке. В библиотеку программ системы GIPS включены программные модули обработки типовых моделей структурного проектирования, модули реализующие преобразования аппарата межмодельных связей, модули обеспечивающие интерфейс с системой интерпретации формул и модули ввода/вывода.

В пятой главе задача идентификации системы в данной постановке решается для автоматизированной системы технологической подготовки (АСТПП) сборочных работ в авиакосмическом производстве. Проводится структурно-системный анализ задач АСТПП, затем последовательная иерархическая декомпозиция задач на подзадачи до уровня типовых математических моделей. В завершении формируются типовые математические модели, решающие поставленную задачу идентификации.

И

в ы в о д ы

Для идентификации функционального оператора типовых математических моделей проектирования аксиоматически определены унифицированные компоненты-отношения, композиция которых определяет матрицу оператора.

Разработана математическая модель процесса структурного проектирования и выведено уравнение для матричного функционального оператора этой модели.

Выведены формулы переноса отношений ранжирования (порядка), определенных на входных объектах идентифицируемой системы, на выходные объекты.

Разработан аппарат межмодельных связей как средство интерфейса типовых математических моделей проектирования при декомпозиции и агрегировании функционального оператора идентифицируемой системы.

Рассмотрены технологические аспекты интеллектуальных АСС -разработаны инструментальные программные средства: генератор мониторов проектирующих систем GIPS и системы интерпретации формул FIS и FIS+ (с аппаратом подключения внешних функций).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Лысенко Ю.В., Павлов В.В. Математическое обеспечение оценки технологичности. В кн.: Тез. докл. XI науч.-техн. конф. молод, специалистов и НТО КМЗ, сост. 15-18 мая 1973 г. - Киев, 1973.

2. Павлов В.В., Лысенко Ю.В. Математическое обеспечение автоматизированных систем технологической подготовки производства. В кн.: Тез. докл. XIII науч.-техн. конф. молод, специалистов и НТО КМЗ, сост. 15-18 мая 1973 г. - Киев, 1973.

3. Лысенко Ю.В., Павлов В.В., Хухорев B.C., Шумакова Л.С. Основы автоматизации проектирования технологических процессов изготовления монолитных элементов летательных аппаратов. - М: МФТИ, 1977. - 52 е., ил.

4. Гаврилов А.Н., Лысенко Ю.В. Математические модели оценки технологичности на этапе проектирования некоторых классов деталей и сборочных единиц приборостроения . В кн.: Геометрия САПР и автоматизированные системы производства деталей и узлов машин. Тез. докл. Всесоюзной науч.-техн. конф., сост. 14-16 окт. 1978 г. в г. Орле.

M.: 1978. С. 43 4G.

5. Лысенко Ю.В., Хухорев B.C. Основы автоматизации проектирования технологического оснащения производства летательных аппаратов. М: МФТИ, 1978. - 70 е., ил.

6. Лысенко Ю.В., Самсонов О.С. Математические модели размерного анализа при автоматизированном проектировании технологического оснащения производства летательных аппаратов. В кн.: Применение систем автоматизированного проектирования конструкций в машиностроении. Тез. докл. Всесоюзного науч.-техн. симпозиума, сост.

11-13 окт. 1983 Г. и г.Ростове м/Дону. M., 1(Ш. С. 55-50.

7. Лысенко lO.lî., Хухорев И.О. Интерпретирующая система дли конструкторских и технологических расчетов в САШ'. В кн.: Методы повышения производительности и ка чества обработки деталей на оборудовании автоматизированных производств. Тез. докл. зональной науч.-техн. конф., сост. 15-17 мая 1985 г. в г.Андропове. - Ярославль, 1985. С. 20-21.

8. Лысенко Ю.Н., Малахов H.H., Шершнёв C.B. Автоматизация конструкторских и технологических расчетов в САПР. В кн.: Прикладная информатика автоматизированных систем проектирования, управления, программированной эксплуатации. Тез.докл. X объединенного семинара сост. 28-31 мая 1985 г. - Калининград, 1985. С. 29.

9. Волков C.B., Лысенко 10.В., Медведев Е.А., Хухорев B.C. Ваза данных САПР ТИП для типовых математических моделей проектирования. В кн.: Школа "Банки данных в автоматизированных системах. Опыт и проблемы". Материалы школы. ВДНХ СССР. - Калинин, 1986. С. 86-87.

10. Дроботенко А.Н., Лысенко Ю.В., Соколов В.П. Генератор мониторов проектирующих систем. В кн.: Прикладная информатика автоматизированных систем проектирования, управления, программированной эксплуатации. Тез. докл. XI объединенного семинара, сост. 27-30 мая 198G г. - Калининград, 1986. С. 26.

11. Лысенко Ю.В. Автоматизация технологической подготовки производства на базе типовых математических моделей проектирования. В кн.: Пути интенсификации производства в приборостроении на базе рссурсо- и энергосберегающих технологий. Тез. докл. Всесоюзной науч.-техн. конф., сост. 23-26 септ. 1986 г. в г. Нальчике. - М., 1986. С.67-68.

12. Хухорев B.C., Волков C.B., Лысенко Ю.В., Медведев Е.А. База данных для типовых математических моделей проектирования. В кп.: Автоматизация проектирования. Межвузовский сб. науч. тр. - Иваново: ИвГУ, 1986. С. 135-140., ил.

13. Лысенко Ю.В., Сагдиев Т.А., Соколов В.П. Автоматизация выбора технологического оснащения. В кн.: Современные проблемы физики и её приложений. Часть II. Тез. докл. Всесоюзной конф., посвященной Дню Советской науки, сост. 19-21 апр. 1987 г. на ВДНХ СССР. - М.: ВИНИТИ, 1987. С. 129-130.

14. Лысенко Ю.В., Рябцева И.М. Синтез трехмерных объектов в САПР. В кн.: Прикладная информатика автоматизированных систем проектирования, управления, программированной эксплуатации. Тез. докл. XII объединенного семинара, сост. 19-21 апр. 1987 г. - Калининград, 1987. С.60.

15. Лысенко Ю.В., Соколов В.П. Структура и метод построения АСТПП сборки летательных аппаратов. В кн.: Конструкторско - технологическая информатика, автоматизированное создание машин и технологий. (КТИ-87). Материалы Всесоюзной конф., сост. 31 марта - 2 апр. 1987 г. - М.: Мосстанкин, 1987. С.86-89, ил.

17. Лысенко Ю.В., Соколов В.П., Хухорев B.C. Особенности интеграции автоматизированных систем и создания комплексно-автоматизированного производства. В кн.: Техника, экономика, информация. Межотраслевой науч.-техн. сб. Серия: Автоматизация проектирования. - М.: ВИМИ, 1987. Вып.2. С.10-17, ил.

18. Лысенко Ю.В., Самсонов О.С., Цырков A.B. Задачи геометрического моделирования в условиях ГПС. В кн.: Технология. Межотраслевой науч.-техн. сб. Серия: Гибкие производственные системы, вып.2. - М.: ВИМИ, 1987.Вып. 1.

19. Лысенко Ю.В., Соколов В.И., Фатхуллин И.Э. Математическое моделирование процесса проектирования при автоматизированном формировании подсистем АСТПП. В кн.: Программно-методические и программно-технические комплексы САПР и АСТПП.

'IV з.докл.науч. техн.конф., сост. '23 2Г) пинб. H)8S г. Ижевск, 198S. ('. 7Г> 77.

'20. Лысенко 10.В., Матема! ичс< кис моделирование процесса проектирования при автоматизированном формировании подсистем АСТПП. 1! кн.: Кош iрукгорско-'iexiiojio-гическая информатика, автоматизированное создание машин и технологий. (КТИ-89). Тез.докл. Всесоюзной конф., сост. 4-0 аир. 1989 г. - М.: Мостапкин, 1989. С. 48.

21. Волков C.B., Лысенко Ю.В., Казейкина Е.В. Диалоговое формирование геометрического описания сложных объектов. Тез. докл. зонального семинара, сост. 19-20 нояб. 1990 г. - Пенза, 1990. С.19-20.

22. Волков C.B., Лысенко С.Ю., Лысенко 10.В. Разработка унипгрсальшлх программных компонент для задач параметрического проектировании в ACTIIII. В кн.: Новые материалы и технологии машиностроения. Тез. докл. Российской науч. техн. конф., сост. 17-18 нояб. 1992 г. Секция: Интенсивные технологии в производстве летательных аппаратов. - М.: МАТИ, 1992. С.7.

23. Волков C.B., Лысенко Ю.В., Музипов P.M., Хухорев B.C. Система типовых структурных математических моделей. В кн.: Новые материалы и технологии машиностроения. Тез. докл. Российской науч.-техн. конф., сост. 18-19 нояб. 1993 г. Секция: Интенсивные технологии в производстве летательных аппаратов'. - М.: МГАТУ, 1993. С. 60.

24. Лысенко Ю.В. Аппарат межмодельных связей-для типовых математических моделей проектирования. В кн.: Новые материалы и технологии машиностроения. Тез. докл. Российской науч.-техн. конф., сост. 3-4 нояб: 1994 г. Направление: Интенсивные технологии в производстве летательных аппаратов. - М.: МГАТУ, 1994. С.71.

25. САПР. Проектирование технологических процессов механических процессов резанием по типовым математическим моделям. Методические рекомендации. MP 109-84. Госстандарт. - М.: ВНИИНМАШ, 1984. - 144 с. ,ил.

26. САПР. Выбор средств технологического оснащения по типовым математическим моделям. Методические рекомендации. MP 172-85. Госстандарт. - М.: ВНИИНМАШ,

1985.- 44 е., ил.

27. САПР. Общие требования по взаимодействию САПР с гибкими производственными системами (ГПС) и автоматизированными системами управления (АСУ), построенными на основе типовых математических моделей. РД 50-620-86. - М.: Изд. стандартов,

1986. - 42 е., ил.

28. Системы обработки информации. САПР. Общие принципы разработки математических моделей проектирования. Нормативный материал МПК по ВТ 102-86. - М.: Изд. стандартов, 1987. - 16 е., ил.

29. Системы обработки информации. САПР. Обеспечение совместимости интерфейсов между типами автоматизированных систем. Нормативный материал МПК по ВТ. -М.: Изд. стандартов, 1987. - 14 е., ил.3

3 Автореферат подготовлен в пакете CyrTUG-emTeX с использованием кириллических шрифтов семейства LH