автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Теоретические основы математического обеспечения автоматизированного конструирования РЭА

? 8 и Я 9*

а ^

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. Е И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

На правах рукописи

СМОЛИ Григорий Григорьевич

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОЕЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ РЭА

Специальность 05.13.12 - Системы автоматизации

проектирования (промышленность)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 1992

Работа выполнена в МОСКОВСКОМ ИНСТИТУТЕ БИЗНЕСА ИНФОРМАТИКИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ

Официальные оппоненты:

доктор технических наук профессор Зайцева Ж. а

доктор технических наук профессор Арустамов С. А.

доктор технических наук профессор Деньдобренко Б. Е

Ведущее предприятие - НПО "Прогресс"

Защита состоится gAi.x-uVyJ.i992 г. на заседании

¡Специализированного совета Л 053.36.02 Санют-Петербургского ордена Лекниа и ордена Октябрьской Революции электротехнического института им, Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, Санкт-Петербург, уд. Проф. Попова, 5

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан "_"___1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета

Исаков А. Б.

РОСПИЙСК-^'i I tT.-'l i

• ■'-■>- ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

Постоянно возрастающая сложность проектируемой радиоэлектронной аппаратуры, требования сокращения сроков ее создания заставляют разработчиков САПР искать новые пути повышения эффективности систем автоматизированного проектирования, совершенствовать старке. Достижения в области производства средств вычислительно;! техники и теоретических наук позволяют строить более слогдые алгоритмы,- совершенствовать диалог пользсватель-ЗЕМ, искать новые архитектурные решения самих САПР. Наиболее сломшм в проектировании слогаых технических комплексов (СТК) РЗА остается конструирование. Вместе с тем необходимо иметь з иоле зрения и другие этапы, огкиузшн5 У квалифицированных разработчиков много времени на непроизводительный рутинный труд, например документирование при разработке. Лостшкния в области искусственного интеллекта (КШ позволяют повысить интеллектуальную вооруженность разработчика путем построения и использования ■ в едином ц.:кле исследование-разработка экспертных систем и экспертных надстроек.

Началом автоматизации труда конструктора и разработчика мот» считать середину 50-х годов. В это время делается первые робкие '■■?.-ги по алгоритмизации различных этапов проектирования. Революционным шагом в автоматизации мо.тло считать пслзление волнового алгоритма. Автор работы - американский ученый Lee проанализировал, переложил на дискретную метрику, а точнее кз конструкторскую сетку алгоритм поиска пути на графе. В насей стране первая работа по волновому алгоритму появилась несколько позлзз, при зтсм авторы Зпман Ю. и Рябов Г. Г. опубликовали ее в трудах I1TM и ВТ, что сделало работу менее доступной. Одной из первых книг по автоматизации была работа Линского В. С. , вышедшая в свет, в 1963 г. К концу 50-х годсп вкаэл сборник статей под редакцией 1/атюхина, где были помещены труди многих пионеров автоматизации в нашей стране.

Отметим и книгу братьев Штейнов. Несмотря на несколько обнау-ченпнй характер изложения и отдельные ошибки в издании сна сыграла положительную роль в пропаганде автоматизации проектирования.

Для многих разработчиков САПР большую помоиь б применении теории графов при разработке алгоритмов сказала монография Мелихова

А. Н.", Курейчкка а М., Еерштейна Л. С.

Наиболее систематизировано теория и практика автоматизации проектирования изложена в книге В. А. Селетина.

В дальнейшем "голод" на книги по автоматизации несколько спал, вьшии в свет книги Абрайтиса Л. Б. с соавторами, Петренко А. И. и Те-юльбаука А. Я , Базилевича Р. П., несколько книг под редакцией и с участием Морозова К. К. и другие.

Популяризации дела автоматизации ЭА способствовали семинары и конференции, проводимые в Каунасе под руководством Абрайтиса Л. Б., в Пензе под руководством Сапоккова и Вернадского А. М. , краткосрочные семинары в Ленинграде под руководством Майорова С. А. и Нетухова Г. А. , в Моосве под руководством б разное Еремя Вермишева Ю. X. , Гур-вича Е. И. , Пескова М. И., Кофанова Ю. Н.

Большую роль б создании систем автоматизированного проектировали е^грахл коллективы разработчиков под руководством Абрайтиса Я. Е., Акиек«ова В. К. , Багкщева Д. И., Вермишева Ю. X , Гаьрилова У, А. , . Ггушзва В. 11 , Морозова К. К , Орловского Г. В., Пескова М. И., />. К. , Рйбога Г. Г. , Рябова Л. П. и др.

Кр^мс уцлдеш&иых Бьезе отдельно следует отметить наших ученых, „■¿оййих йо/Ы'ой кьгад ь разработку алгоритмической базы автоматиэи-р-оьал'.юго пр.')С-чтиро£аккя. Это Еавилевич Р. П., Бахтин Б. И. , Еер-с-эдскь? А, М.. Гурвич Б. Я., Деньдобренко Б. Н., Зайцева Е Е , Карапе-

А. М , йу^екчик 3. М. , Селотин В. А., Тетельбаум А. Я и многие друт-..

Ь "яс-хог/жЛ адменг практически невозможно перечислить всех уче-рШ. силам которьа адусматизацкл к новей стране достигла сегодняшнего уровня. Здесь агтор упускаьт ряд плел и ученых, несущих на се-бч автоматизации проектирований БИС, что ни в коей мере не

его уважительное отношение к ним.

Сделав краткий экскурс в историю автоматизации, заметим, что успехи ь разработке и применении САПР ЭА существенным образом повлияли на ускорение развития многих отраслей народного .хозяйства. Лалькейигй прогресс общества ео многом и многими справедливо связывается с информационным обеспечением общества, что в настоящее время !!{■ мыслимо без развития электроники, темпы развития которой в значительной мере определяются уровнем автоматизации. Депочка этих: оал.и:чений лсдчергавает Еалкость и актуальность решения задач автоматизации.

Перечислены:-;:'! вьше соетаь разработчиков САПР мо>ет повергнуть ь

сомнение необходимость дальнейшего развития алгоритмической Савы САПР, разработки системных вопросов и методологических. Постоянный прогресс технической базы автоматизации делает доступным для реализации более сложней? алгоритмы. Достижения з смеяшх областях науки и техники ио?с.\алшт взглянуть на автоматизацию тех те процессов через новую призму, замечая ранее оставленное незамеченным. Например, давно выдвинутая теория Гаврилпвдм М. Л. интеграции систем по глубине и ширине стала более широко внедряться после появления Солее ыошлых ЭВМ с рапвитыми средствами диалога и дальнейшего развития теории искусственного инт°ллегга. В этой области большой склад в развитие вис-ели ученые Р. С. Шепелев. Д. А. Поспелов, а X. Тыугу,

A. С. ¡иПо'изв, Л. Т. Кузин, а В. Попов, на стыке САПР и ИИ - Курейчик

b. м. . сгрельников 10. п.

Кроме того, достижения в области производства средств вычислительной техники нее больше позволяют г. автоматизированном проектировании Г'п-Л'ивать коллективное творчество, в то время как при бго-мчвинном или одномашинном проектировании возмоиности коллективного твог'^ств-ч ограничены. Переход к современному уровню автоматизированного л| ■ ктирования означает разработку аосих методов и подходов к автоматиг-лции. Вме^е с тем необходимо заметить, что новые методы те покг'-чамг стмрне. а могут существовать одновременно, постепенно ЧПОТИЧЦО их, частично вбирая в себя лучшие достижения ста-

1-; методов.

/Тел;? I' яа&гт гесогы.

Целью настоящей работы является проведение теоретических исследований и обобщение теории разработки СГК РЭА на различных уровнях проектирования, выявление закономерностей обмена информацией при проектировании СТК. построение модели САПР, ориентированной из разработки ОТК ГОД предприятий с широким спектром проектируемой аппаратуры, разработка методов и форм автоматического накопления опыта проектирования на различных этапах разработки РЭА, внедрение новых методов, алгоритмов и подходов в практику автоматизированного конструирования РЭА.

Для достикения поставленной цели в диссертационной работе ставятся и решаются следующие задачи:

- разработка и обоснование архитектурной схемы трехуровневой "ДПР. базирующейся на использовании баз знаний и баз данных рззлич-

кого уровня, позволяющей настраивать систему в зависимости от характеристик проектируемой аппаратуры;

- разработка процедуры построения самоопределяющего дерева пут; автоматизированного проектирования, основанной на ис-польвовант фреймолодобной модели на нечетких графах, позволяющей накапливап оп ит прое ктирова! ¡ ия;

- разработка различных форм представления и извлечения декларативных и процедурных знаний при проектировании Р&А в виде управляв-мь!х алгоритмов, методики выбора альтернативных путей решения, кор реляционных матриц;

- построение модели проектировании узлов РЭА на основе теори выбора и принятия решений, позволяющей обобщив и ^рмализоват] подход к автоматизированному проектированию;

- разработка макроэлементного подхода к ксмпоноЕке конструктивных единиц различного уровня, основанного на использовании альтернативных алгоритмов и методов формирования макроэлементов;

- разработка динамической стратегии реаиния коммутационной-задачи, основанной на пофрагментном подходе к реализации соединений, что предполагает разработку аффективного алгоритма построения дерева Щгейнера и укладку леса деревьев на коммутационное поле;

- разработка и внедрение в САПР РОА подсистем, в'сличающих в себя разработанные в диссертационной работе методы, алгоритмы, подходы и программы;

- включение в различные промышленные САПР в качестве подсистем, алгоритмов, методов, основанных на полученных в работе результатов.

после до ьзнич.

Основные результаты диссертационной работа получены с использованием математического аппарата теории графов, теории множеств, теории искусственного интеллекта, тнории систем, теории алгоритмов, теории выбора и принятия решений, теории оптимизации.

Нлпная иоваэнз .сдг'ог^.

Проведено обобщение и формализация процесса рйзрьботки слокиы: технических комплексов, составлена оС'ектно-независимая схема начальной стадии разработки.' Главным выгодам проведенной фгрм&лизмаи

шляется обоснование необходимости уже на начальной стадии формиро-1аиия Оао данных и баз знаний разработки.

На основании и формализации разработана модель предпроектного iTana ра&работки, отличительной чертой которой является представле-:ие этапа в вид* анализа и принятия решений, позволяющая исполъзо-ать БД и КЗ предприятия.

Впервые разработана, проанализирована и обоснована модель про-ктирораиил узлов с печатным монтажом в многомерном пространстве с очки зоения теории принятия решений, позволяющая формализовать ействня конструктора, алгоритмизировать процесс выоора и принятия ешений при проектировании.

Впервые разработана архитектурная схе.мн САПР о применением о«з анных и Саз знаний различного уровня. Тлхчейией особенностью явлч-тся выделение уровней предприятия, разработки и разработчика с оп-fделением информационных спяосй между структурными единицами схе-ы. При детализации схемы показаны содержательные блоки. принципы х формирования и йункцисниров;шля.

Разработана процедура построения сакоояг-сяеллрщ^го дерева иро-есеа проектирования на основе фр<»Лмолодсб1ГОй стр;/1с*гуры, яиляюсгйсн рганичеекоi частью систем с искусственным интеллектом. Исполь&ов.ч-ие демеч«'« позволило п построенной процедуре накапливать спит про-

Р^'раоотапн альтернативные алгоритме.! формирование сь.т«>кхх групп '¡сментов. Доказаны проходимые теоремы ^ычие/^-

::й

l-Vi.ipa'Vvai! м''|;;от"ементн!,;Л подход к р^т-мию яагачи кемчмгвыи .''Нолс'Гическо!' j пространства. Отличите.-" ной гсоб-'инсоть» ягл-к^су гкгно.лфошчт'/" е üc.'vi^.M кастроквдемск израм-тоог плотности оаг;од-•-:»кя; многогариннтчоет^ разработанных форм представления макрО"-.':е-,'итов и загнеимоети от характеристик схемы и кошпруктив'д. ГЬ;,>од дзируется на разработанной автором методе блуэдатасто трафарет на теюирннной модели коммутационного пол т.

Постр(.1с-не процедура построения дерева Шгейнера на ортогональной -тке. Отличительной характеристикой от используемых ранее является :>остота реализации в сочетании с высокой точность» построения, первые решена задача построения дерева Шгейнера на ортогональной ;гке в неоднородной среде.

Впервые разработан пофрагментннй подход к реазниг' коммутацией-:й задачи, базирующийся на использовании деревьев атеинерз. Отли-

чительной чертой разработанного подхода является независимость порядка реализации ветвей деревьев игейнера от принадлежности к конкретным ветвям и связности текущей цепи. Для двустороннего монтажу предложена оптимальная процедура расслоения совмещенного рисунка.

Пракгнческая ценность.

Основываясь на исследованиях как процесса проектирования С1К, так и процесса автоматизации проекгирования PSA разработана принципиально новая, проблеммно-независимая архитектура САПР сложных об"ектов, разработаны принципы формирования и пополнения баз знаний. Применение предложенных методов построения САПР позволяет оптимизировать адаптацию системы к проектируемому классу об"ектов с учетом конкретных ограничений.

Разработана методика прогнозирования заполнения конструктива, позволяющая оптимизировать выбор технологии автоматизированного проектирования.

Реализованы альтернативны« алгоритмы формирования макроэлементов и заполнения конструктива макроэлементами, предусматривающие вовмо>лость их использования е различных подсистемах САПР.

Реализации и виидрешв ¡езулыатов работы.

Основные научные и практические результаты были подучены i: использовались в ГосШЯ Радио при выполнении следующих плановых HMf

И окг:

Маташюе проектирование печатных плат. 1972 -1S75 гг.

Разработка вопросов проектирования и технического конструирования систем связи и аппаратуры связи. 1976 - 1979 гг.

Разработка алгоритмов и программ конструкторского проектирования печатных плат с микросхемами на ЕС ЭВМ. 1980 - 1983 гг.

Исследование методов автоматизации процессов разработки и проектирования цифровых устройств в аппаратуре связи. 1983 - 1985 гг.

Разработка программного обеспечения подсистемы Еычерчиьаниг принципиальных электрических схем цифровых устройств аппаратур' связи. 1985 - 1387 гг.

Спецтема. Подтем.-, по проектированию БИС дли аппаратуры сьяаи. 1S87 - 1953 гг.

Автоматизация выпуска конструкторской документации. 1537 - 1083

гг.

Результаты отражены в соответствуют;« отчетах с номерами Государственной регистрации: В-437С90. Б-437331, Б-625787, Б-845595, 02830047222, 02ft5ö076f^"?, OC37OO60SD2.

В 1й?.0 - 1990 гг. работа проводилась в рамках госСхздготиой КИР в И! КПК !.'j)h. связи СССР и а рамках хоздоговорной НИР "Прогргсс-SO. ИПК"

Практические результаты лвсс».-ртаилснисй работы ре-п.'.кг-оуани в подсистеме проектирования СХЕМА, подсистеме контроля и :-огстановления топологии БИС, в экспертной систем- проектирования к->яструк-торс кой докуме итащ;i:.

Указанные подсистемы внедрены ь Гос. НйИ Радио (г. Но окна), Воронежском НШ связи ( г. Вэронел», Нт4>! олектромеханич,-;ских приборов (г. Киев), ПО "АЗИМУТ" (г. lî-v.a«msa), НПО Агг.чгмрд (г. Л-нкнград). ОНИИП (г. Омск), ГНИЦОВК (г. Чссква). rCKTîJ (г, Ресто.-О

нроме того, на предприятиях ПъЕГс!-' (г. 1-Ьекьа), МИЯ\ ( г. Москва}, ШШК Нефтегаза ( г. Оренбург) шюльяуигся алгоритмы ','ормн; овы-:;и макроэлементов (макроструктур), rwipceiaei дерева Югойк-р*., процедура оптимизации укладки ¡jerseil на кемму,'ац:;о'н;с'.- ;:оле платы.

Суммарной Э1то!10"лч?скк?. эффект от яяедрекид в укьс<-.нчкх usu? организациям Оле>-> 300 тыс. гублен, что глдтг.ургкс-кэ еоо я <??•.••:• :уг> :'.',имн актами.

Подсистема СХЕМА сданы в Гоефонд алгоритмов и программ; номер государственной регистрации 50870001493.

Материалы диссертационной работы пспо.пь;уктоя в учебной процессе в Щ >ШК Мин. ci язи СССР (г. .Москва), ДдГМО (г. .^нлйгр:-«), .TITjî (г.Львов).

Апрзбацня ¡вботи.

Научные положения и основные положния диссертационной работы докладывались на следунгих всесоюзных, республиканских, отраслевых конференциях. семинарах и совещаниях: XXXY -ой Всесоюзной научной сессии посвященной дню радио (г. !'оеква, 1960 г.), краткосрочном семинаре "Машинные методы проектирования ЗВА" (г. Ленинград, ¿981 г.). семинаре "Автоматизация проектирования средств радиосвязи" (г. С--

вастополъ, 1982 г.), Есесоюзной научно-технической конференции "Теория и практика конструирования и обеспечения наде.гкости и качества электронной аппаратуры и приборов" (г. Бороне», 1934 г.), семияаре "Автоматизация проектирования РЭЛ" (г. Севастополь,1984 г.), отраслевом совещании "Автоматизация проектирования в электромашиностроении" (г. Еоронех, 1984 г.), семинаре "Эффективность и надежность сложных технических систем" (г. Москва, 1985 г.), Республиканской научно-технической конференции "Автоматизация . проектирования средств вычислительной техники и радиоэлектронике" (г.Каунас, 198г~ г. ), Московской городской конференции молодых ученых и специалистов "Системы автоматизированного проектирования (САПР-85)" (г.Москва, 1985 г,), Всесоюзной научно-технической конференции "Методы и средства борьбы с помехами в цифровой технике" (г, Каунас, 1936 г.), ^'.коле-семинаре "Проектирование и изготовление РЭА: проблемы и перспективы" (г. Фрунзе,. 1986 г.), научно-технической конференции "Автоматизация конструкторского проектирования РЭА" (г.Пенза. 1986, 1987, 1968, 1983 гг.), 3-й Всесоюзной научно технической конференции "Проблемные вопросы совершенствования системы выявления и задать, советских изобретений в процессе государственной научно-технической экспертизы" (г.Москва, 1986 г.), семинаре ''Состояние и перспективы развития автоматизированных систем проектирования" (г. Мхчаь, 1987 г.), Есесоюзной научно-технической конф-.-р'-яцнп '•Прсбх-л'л! совдашет и развития интегрированных автомзтигт.<окашшх тем в проектировании и производстве" (г.Таганрог, 193"' г.), Сл'-'.каноко« семинаре "Машинные методы проектирования ЭР.А" (г и'.;.;-: л,-, 1983 г.), школе-семинаре "Проблемы проектирования и про-из; ;.zxi.. коммутационных плат" {г. Фрунзе, 1988 г.), научно-техни-чес-::-1' семпкер? "Машинная графика и автоматизация проектирования в радиоэлектронике" (г.Челябинск, 1983 г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Роль рационализаторства и • научно-технической информации в проектировании кабельной продукции" (г.Москва, 1988 г.). Всесоюзной научно-технической конференции, "Проектирование'вычислительных средств" (г.Каунас. 198Э г.). конференции '"Экспертные системы в решении задач ксмя^ксйгй автоматизации проектирования и производства РЭА" (г. Ленинград. 1С59 г.), IY-ой Есесоюзной конференции "Системы баз данных и знании", (г. Калинин, 1989 г.), Всесоюзной ыколе-семинаре "Машинная графика и автсматш ацая проектирования в радиоэлектронике" (г. Челябинск, 1990 г.). конф.' АРл 91 "Аноматизация проектирования РЭА'Чг. Каунас, 1991г..', Есесоюзной

школе_семкнаре "Разработка и эксплуатация САПР в радиоэлектронике" (Челябинск, 1991 г.).

иуС'ЛШМЩЯ^

По диссертации автором опубликовано 80 работ, ъ том числе одни монография, одно изобретение, три научно-методические разработок',!. йз данного числа публикаций 50 в центральных и республиканских иадчт-чяьствпх. а такхе в изданиях, соответствующих перечню ВАК О'Л'Р и?дательсги и И8дак«яих организаций, в которых могут публиковаться основные научные результаты, вкдаочаекые в докторский диссертации. Основные рч.-«ул1.таты диссертационной работы наиболее полно отрадны в публикациях, перечень которых приведен в конце автореферата.

СТ№'1\Ту[М ![ оОЪгК {Ябош

диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы. ркл^-кия*»:-? Ш наименование, приложения. Основная часть рмГчгш кя/ояена на "40 машинописных листах. Работа содержит 90 рисунков, ПбЯШЧ'.

'У?посс.^^-у/ие Р^оти

1*2 1ЛТЖШ.Ч1 обосновывается акту-ч^г.ьииа ь вкбрйкной гек'.тпш работы. дпется постановка задачи, кратко отражаются основные пути достижения поставленной цели, дается кратка! характеристика всей работы.

Пермя глада посвящена исслзд'кютю общесистемных вопросов проектирования сложных технических енотам: детальному анализу процесса проектирования узлов с печатным монтажом, применяемого математического обеспечения при проектировании САПГ, гозмохюстям применения достижений теоретических наук.

Целью первой главы является выработка на основе анализа развития математического обеспечения САПР рекомендаций по разработке архитектуры систем автоматизации,'определения перспективных направлений рагкитич алгоритмической

АиилитйЧдс:юе рассмотрение процесса проектирован!-;;; сложных технических комплексов (СТК) позволяет сделать вывод о необходимости выделения я формализации различных уровней ведения разработок. В качестве примера детализируется пртдпроектный этап, отражающий путь от начала формирования идей до получения ТР.. Выделяются подзгапы анализ';' достикимости и шбори основ разработки. Показывается, что для получения конкурентоспособных и патентно чистых изделий уле на ранней стадии необходимо проведение научного анализа состояния вопроса, анализа ранее накопленного исполнителями опыта разработок, других различных возможностей для достижения поставленной цели. Результаты анализа служат основой для выбора и принятия решений для ведения разработок. На основании проведенных исследований делается ьывод о необходимости формирования уже на начальном этапе базы данных и ба.:ы знаний разработки'.

Анализ информационных связей при проектировании СТК показывает, что к процессу непосредственного проектирования примыкак/г многочисленные дополнительные этапы, отвлекающие силы основных разработчиков от творческого труда. Составлена модель движения основной информации при проектировании более низких уровней СТК. Указывается на сло.хность согласований при ведении и изготовлении СТК, что влечет за собой необходимость создания единого информационного подхода к разработке, ведений и корректировки документации.

Анализ конструирования узлов с печенным монтажом, как одним из наиболее сложных в процессе проектирования СТК, проводится о точки зрения теории выбора и принятия решений. Траектория целевой функции г.роеьтирсканкя ч( а) рассматривается как движение в многомерном ги-пег'гуг'е под воздействием случайных (5:) и статитиегически устойчивых (1'} ь•.•личин, что приводит нас к решению задачи ь условиях неопределеннее:;!. Показывается, что такал модель является обобщающей и с ее помоги' модно описать принятие решений на всех этапах конструирования пеогных узлов, интерпретировать известные алгоритмы автомати зпрованного проектирования, что показано на примера принятия решений на этапе размещения.

Искусственны;') интеллект применяется при разработке практически с лервых тагов автоматизации. чему мохе? Сыть примером метод шагаь-щей ¡шпертуры, алгоритм Ли. м-юлы сокраш.-ния перебора и т.п. С развитием С ВТ, а средств диалога ь частности, ргзю возрастает значение интеллектуального интер^йза в средствах проектирования. Активный диалог позволяет иепользов.-.тъ экспертные сиогемь и знсперт-

нне надстройки в сквозных САШ5 при выборе оптимальной базы проектирования, настраивать системы на различные классы проектчруемой аппаратуры. Однако при внедрении методов и достижений ИИ в САПР остаются общеизвестные проблемы представление знаний в предметной области, методика накопления знаний, извлечение знаний. Из аналитического обзора по данному вопросу делается вывод и многообразии форм представления знаний связи с широким спектром реваемых задач, сложностью формализации процесса проектирования. Остается острой проблема извлечения энзний.

Общим выводом из краткого обзора по ИИ является сложность применения ИЛ не только в САПР РЗА, но и з различных областях науки и техники. Однако, быстро растущие возможности различных инструментальных средств ci .Дания математического обеспечения пестг>*иио облегчают эту задачу. Вместе о тем необходимо заметить, что дальнейший прогресс в области автоматизации без применения досидаяий ИИ очень ограничен. Следовательно, сГ'гциалиогади-аитсматизпторпми должны ставиться задачи внедрение на рапличных этапах проектирования достижений ИИ, а также вестись разработки в самой области ИИ, так как они наиболее ясно яенкчав? трудности и нудны авток'атиэздрш.

Разработана архитектуры САП? по основе баз данных и без знаний различного уровня, позволяющих г.ести сквозной цикл разработки елейных технических комплексов, а таку.е разработка конкретного математического обеспечения для программной рвплйоециии в интеллекту?.чи-зироганной САПР РЭА.

Предлагается многоуровневая архитектура САПР. Верхний уровень -уровень предприятия, где концентрируется информация обито неепаче-ния, все средства проектирования, БД и БЗ этого уровня пополняются как извне, так и с более низких уровней. Извне пополнение, в основном, идет программными продуктами, различными данными. Пополнени" с низших уровней идет результатами проектирования, 'н-ипримзр, разработанными узлами с правилами их испольговэ<&! И т. п. При этом для реализации верхнего уровня необходима ,.щн,1я ЭВМ.

Второй уровень'- уровень разраоитки предприятия. Первоначально эн настраивается из уровня предприятия. Здесь учитываются конкретные особенности ведущейся разработки, допустимые для применения узлы и детали. Из высшего уровня выбираются для композиции ранее размотанные узлы более низких уровней и т. п. В далььэЯЕем пополнение данного уровня идет такле с низшего уровня - уровня разработчика. Эдной из задач второго уровня является композиционное проектировп-

ние по результатам разработок низшего уровня, отсл?хи*ч£№г и согласование ведения разработки. Второй уровень тек?.- пи'дгпл.-.гкет использование больших ЭВМ.

Е-1, низшем уровне пользователь р дотает с интеллектуал.1.;:;-:.-! терминалом. Формирование среды проектирования ьед-тсд и.* *гу,.х с уровня. Результаты проектирования та кле передаются через кто; .ой уровень, что позволяет отслеживать ход ведения разрабет--¡. На этом уровне выделяется блоки БЗ критерии, гото?ьп решения. <;оД'-ли. алгоритмы, каздкй из которых СОПрОВОЛЦаеТОЛ ираЗ-,:,- 1-/ У,'/. Применения, что является отличительной Чертой знаний от д&шкл. Данные блоки используются для реализации Функций прогнозирования и построения самоопределящего дерева решений; оСосиоь^ния решений., принимаемых автоматически и консультации пользователя; взаимно-активного диалога и корректировка самоопределяющего дерева. Результаты проектирования автоматически обрабатывайся делается корректировка и пополнение блока знаний.

Одной из проблем применения Ш, ь САПР, как егрочсм и в других системах искусственного интеллекта , является автоматическое накопление знаний, а также построение самоопределяющих деревьев (СОД) .

Необходимым условием построения СОЛ является нялшие в системе альтернативных программ и математических моделей (ММ) для каждого этапа проектирования, то есть САП? должна бьть ."¡тегрлроьанной по ширине, чго фактически соответствует постриги» основы для базы знаний.

Для построения ьОД и накопления опыта предлагается использовать фреймоподобкую струн'-;,ру

Предположи, что процесс проектирования ре.збиг на а аталов:

К

г - и рс 13 ■ 1-1

На очередном, »-ом этапе необходимо выОрать путь проектирования в точке, представляющей собой ьерпину ИЛИ в дереве (сети.), соответствующему процессу проектирования. Заполнение слотов фрейма этого ьтапа ГС 13 происходит информацией, представляющей собой случайную информация для проектируемого объекта и статистическую . характерную для целого класса объектов. В качанный момент аддитивное ел¿ты, входящие ^ управляещую функлию фрейма слагаемого, заполнятся нулевой информацией, а мультипликативны1; слоты, входящие в уп-раЕдлтгую фуиздк» фрейма в виде с о мк о >з! т лей, заполняется единичной

информацией. 3 первом случае, когда на очередном этапе слот иэ каких-либо соображений ке заполняется, информация слота, входящая в слагаемое в виде сомножителя, обращает данный сомвгтотель в нуль; во втором случа-, когда информация не вносится в мультипликативный слот, она входит в член управляющей функции в виде показателя степени одного из коэффициентов. Такое исходное заполнение слотов позволяет разумно испсучзоват режим управления "по умолчанию".

Е задачу фрейма входит определение оптимального пути проектирования на рассматриваемом этапе ча основе анализа состояния слотов. Для этого длд ка/дого пакета программ (ПП), способного выполнить задачу i-го этапа з точке ветвления YJH определяется мера прикадлегчссти ju(&), которая в какзой точке нормируется. По анализу полученных .мер лринадлежности выделяется один или более путей решения задачи. Еслг среди [$¡)} всего один максимум, сушественно отличающийся от всех остальных значений то путь определен

однозначно. Если приблизительно равных максимуму значений несколько, то на усмотрение пользователя предлагаются различны-, вари- кто. В атом случае возможен автоматический просчет вариантов с последу ;■>• дач анализом полученных результатов, а такл? возможен выбор пути директивным методом посредством диалога. Аналогично делается зыЗор ММ с помощвю меры О'?). Необходимость выбора перед каждым s?».;:c<{ УМ продиктована изменением входной информации для очередного от -"а.

После знв'срления i -го этапа, на котором произошло ветгл-'нк.е процесса, гссмокга следу.же случаи прододауиия лроекткров&и?м:

1. Продолжение проектирования по к-;-:'до;1 ветви, которая образовалась.

2. Отсече.чие некоторых конечных вершин i-го этапа проектирования автоматически с помощью оцочоччой функции.

3. отсечен:?? пользователем некоторых конечных вершин после i-го этапа директивным путем диалоговыми средствами.

Ta:-w¡M сОраесм в предлагаемой архитектуре строятся и испольоу-ютс ' /лраздйюдие знания.

Во второй главе Разработаны алгоритмы, методы и процедуры непосредственно для 'инструкторского проектирования РЭА.

Одной из проб;:-, у при ра.гр.або'; ;:е C/JJP явл.ются выделению групп ciit:x элементов. Г.ул предо тагл^кии схемы устройства гилерграфом '.tV-R) относительно b^pithhm лг >; множество ребер гиперграфа U моляо записать в в;--до трех непяросекчюкихся множеств: U - L']uU2jJU3, где !Л. U2. U3 -- co::rtKTCTB?HHo i нсгрстсо ребер, инцидентных верки-

нам-на A'fiJ: вершинам из XIП и X\ATj ] одновременно; вершинам толь-, ко не У\ХШ.

При определении группы XI i J как минимальчой nj >и условии, что если для любого XI j] XI ¡1 справедливо неравенство:

|U2(AfjJ)| > |U2(Xij'J) элементы множества X считаются минимальными группами по определению,

Доказываются следующие теоремы, позволяющие сократить время об-рааования минимальных групп по данному определению.

Теорема Если XCi] минимальная группа, то для любого хСкк iXiiJ существует ребро и, инцидентное только вершинам из Х[¡].

Теорема Если XIП - минимальная группа ь гиперграфе H(X,U;R), то полнореберный подграф Н'(ATiJ,U;R) будет связным.

Теорема Если AT iJ - минимальная ■ группа в гиперграфе Н(Х,U;R), то усеченный подграф H"(ATjJ,U";R) будет связным.

Из данных теорем вытекает, что при образовании групп из j элементов определяющими могут Быть только те ребра, степень которых не превышает j.

Теоремы 3-5 позволяют определить очередную вершину для проверки группы на минимальность и глубину перебора по ребрам гиперграфа для данной группы. Для этого целесообразно расположить ребра для просмотра по возрастанию их степеней.

Анализ практической реализации показал, что данный критерий минимальности групп хотя и является точным, имеет следующие" недостатки: на большинстве схем образуются только тривиальные минимальные группы; невозможно . равление числом элементов, входящих в одну группу. Поэтому предлагается следующий коэффициент связности.

Пусть имеется группа XIi], состоящая из » элементов. Не теряя общности момю предположить, что это вершины хШ, х(2],..., xCiiJ. Через kfj] - k(x[j]) обозначим число ребер, которые инцидентны ь XdJ толгсо вершинам ¡¡[jJ. Коэффициент связности для XTiJ определим следующим образом:

п

axfjj) - X k[j}/\u(x[jj)\. J-l

Определение, группу считаем максимально связной, если C(X[iJ)<1.

Данное определение не противоречит классическому определению' ынниыальных групп, что доказано теоремой.

Tecifeua. Если XfiJ - ixCJJ, x[2J,..., xinJ) - минимальная груп-

па, то 0(ХШ) < 1.

На основании доказанных теорем разработаны три алгоритма образования связных групп, включая управляемый по числу элементов, входящих в группу.

Для повышения эффективности результатов размещения разработан новый подход к построению модели поля размещения. Его сущность заключается в расширении модели поля относительно физических размеров. Величина расширения зависит от конкретного применения. ¿'. .пример, при установке на регулярную модель посадочных мест размером п*т расширенная модель будет иметь размеры М - ( 2пг1}*( 2п-1)- Допустимые для установки места определяются при этом трафаретом физических размеров поля, то есть "блуждающим" трафаретом. Число просматриваемых мест относительно установки очередного элемента быстро убывает. Для трассировки разработана модель "ствольной" структуры, отличающаяся от большинства традиционных плавающей пропускной способностью. Стволы имеют горизонтальную и вертикальную ориентацию.

В этой т главе описывается разработанная процедура построения дерева Щгейнера на ортогональной сетке. Процедура основана на построении описывающих прямоугольников на множестве подлежащих соединению точек. Процедура включает в себя два оптимизирующих анализа, позволяющих минимизировать как длину построенного первоначально дерева, .так и число точек Шгейнера. Анализ показал высокую эффективность разработанной процедуры.

Для проектирования схем больших размерностей впервые разработана процедура построения дерева Шгейнера в неоднородной среде. Процедура основана на выделении блоков с внутренней однородностью и построении линеек оптимального выхода цепи на граничные линейки. Дальнейшие межблочные соединения ведутся по межблочным пространствам по построенному графу межблочных связей.

Третья гтъа посвящена разработке композиционно-макроэлементно-го подхода к решению задачи заполнения конструктива элементами. Предлагается алгоритм параметризированной компоновки, прогнозирование заполнения коммутационного поля элементами, альтернативные алгоритмы формирования макроэлементов как для элементов приведенных равных размеров, так и для разногабаритных. ■

Для описания алгоритма параметризированнс* компоновки введем следующие определения.

Определение 1. При описании схемы устройства гиперграфом Б(Х,и;Ю коэффициент связности между элементами х( П и хН] рассчи- ■

тывается по формуле:

CEi.J] -<?(xCi) ,xtj]) R(xCi] ,u)*R(xC j3 ,u)/|u|. (3.1)

ufcU

Определение 2. Матрицей свяэностей P гиперграфа G(X,U:R) назовем квадратную матрицу размерностью |Х! о членами матрицы, определяемыми. по формуле (о. 1).

Определим -трои* iyio матрицу на множестве А - Ш,А2, A3). Для удобства программной реализации Примем А » <0,1,?>. Обозначим троичную матрицу через Т, а ее элементы - через iCi,j). Предположи, что у нас есть некоторые параметры схемы 6C1J и 6Г2), удовлетворяющие условиям шах CEi,J)> 6С1) > 6С23.

1. J

Б принятых ^ыше обозначениях элементы троичной матрицы будем определять по формуле:

{ 2, если gti.j] > 6Ш ; t.Ci.j] - { 1, если <?Ci,j3« С6Ш.6С23); < 0, если Q[). j]6 С6С2) ,0], что будет соответствовать сильно связанным,- слабо связанным и не связанным мезду собой элементам.

Параметры 6Г13 и 6[23 могут зависеть от разных переменных величин: общего числа связей, числа компонентов в схеме, числа выводов в схеме, числа выводов в наиболее длинной цепи и т. п. В эксперименте нами использовались следующие определения этих величин: оШ - (шах CCi.J) + min QCi,j))/2;

i, J i • j

öC23 - min Qti.J] . i. J

Оптимизация компоновки заключается в выделении в матрице Т подматриц Tt i3 на главной 'Диагонали с заданными размерностями с сильно связными подграфами.

■Задача за1*лючается в foM, чтобы перестановками строк и столбцов матрицы Т или, говоря другими словами, перенумерацией вершин добиться группировки максимального числа сильно связанных между собой элементов в этих подматрицах, т^ есть стремиться получить максимум выражения:

р - + +... Т. и с, я . (з.з)

ТС 13 ТС 2) ТС к)

Для упорядоченного выбора строк и столбцов с целью экономии времени работы алгоритма доказана следующая теорема.

Теорема. При минимизации функции (3.3) при выборе элементов из подматриц ТС 1) и ТС:п] достаточно учитывать изменения в соответствующих строках и столбцах только в этих подматрицах.

Следствие 1. Перестановку строк и столбцов нужно делать только при л Г ; О .

Следствие 2. Для перестановки надо ьыбирать строки и столбцы, в которых большее число сильно связанных элементов лежит вне подматриц ТСП, и вытеснять ими строки и столбцы, в которых таких элементов меньше, так как остальные элементы оказывают на оптимизируемую функцго меньшее влияние.

В работе на примере показано, как параметры 6С13 и 6С23 могут учитывать конкретные особенности схемы.

Прогнозирование основано на построении матрицы !!£С ¡,.) || расстояний между посадочными местами, последовательном выделении из гиперграфа схемы 6(Х, 1);Р) подграфов, помещении выделенных элементов на посадочные места и оценке загрузки трассировочного пространства.

При последовательном формировании подграфов множество ребер и гиперграфа представимо в виде: и}- {и:Р(хС.1) 6X1, и) - 1, Г?(хСкЗ 6 X*. и) - 0 дляУ.1,к>; (Л- -(и: хС€ X?, и) - 0, Я(хСк)еХ\, и) - 1 для^,к>; II?- Си: хиЗеХ{, хСкЗ & Х?;К( хС ^ , и) хС к], и) - 1>.

Для оптимизации процедуры переноса доказаны теоремы.

Теорема 1. При переносе вершин из в X' степень ребер в подграфе 31 че уменьшается.

Теорема 2. ■Коэффициенты связи сС1,;)] соответствуют учету в каждом ребре и (|и|-1) связи, то есть соответствуют числу ребер в дереве, построенном на основе рассматриваемого ребра гиперграфа.

Нижней, самой грубой оценкой является сумма длин деревьев №ей-нера. Верхней - число свободных дискрет. В методике предлагается учитывав наличие "мертвых"' зон, эффективность применяемых алгоритмов, особенности технологии и пр.

Предлагается различные алгоритмы формирования макроэлемента. Для разногабаритных элементов ь схемах с незначительным числом мчо-

говыводных элементов разработай алгоритм парного наращивания с акцентом на последние активные связи. При наличии в подобных схемах многовыводных элементов формирование групп элементов ведется с помощью графовой модели, при этом идет концентрация около многовыводНых элементов.

Для формирования макроэлементов в схемах с преобладающим числом элементов с приблизительно равными габаритами, используются разработанные в главе 2 алгоритм.

Размещение элементов в МЭ ведется в зависимости от. предъявляемых требований: на ограниченной модели с учетом влияния ранее размещенных и еще не размещенных на поле установки элементов, на свободной вспомогательной модели, на расширенной локальной модели. При непосредственном размещении как на локальной, так и основной модели применяется метод блуждающего трафарета.

Применяемая при размещении функции согласовывается с последующей трассировкой по таким параметрам tan число занимаемых каналов, предположительное удлинение трасс при прокладке.

Четвертая г1 лава посвящена разработке пофрагментиого подхода к решению коммутационной задачи с применением теории нечетких множеств, При этом предполагается, что на коммутационном поле можно выделять медду элементами либо МЭ каналы, объединяемые в стволы. Стволы, в отличии от традиционного понятия каналов, могут иметь переменную пропускную способность уже изначально, а также иметь в своих срезах сдвиги.

Первоначально стоится лес деревьев Штейнера по разработанным в гл. 2 процедурам. Для МЭ определяется точки квазиоптимальных выходов на границы МЭ. Затем делается укладка на коммутационное поле с учетом конфигурации стволов. На следующем шаге ведется оптимизация распределения ветвей Деревьев. Неносредстбенно прокладка трасс ведется фрагментами - ветвями деревьев Штейнера, независимо от принадлежности фрагмента к конкретной цепи, что является отличительной чертой разработанного подхода.

Гибкость распределения и перераспределения фрагментов цепей обеспечивается применением теории нечетких множеств.

При определении меры принадлежности для разносимых по стволам ветвей учитывалось: расстояние от вершин, инцидентных разносимой ветви, до границ стволов, что определяет число возможно отсекаемых контактов других цепей для последу идей Прокладки наличие ортогонально подходящих ветвей, что позволяет в дальнейшем уменьшить

число переходов оо слоя на слой , характеристика вершин (основная, дополнительная), инцидентных рассматриваемой гчгтви, и их сочетание.

Первоначально горизонтальны* ветги укладшаются с стволы по формулам:

- 1/2 + ; ^ ь-п + >

1.л - 1,2 1,3 - 1,2 (4. 1)

где р£1, Я отралчет расположение ветви на границе.

Рели какой-нибудь па этих вершин инцидентны ранее ухе разнесенные горизонтальные ветви, то расчет ведется по формулам:

г» ♦ ;

ри - г и ♦ ;

. I (

где - мера принадлежимчи, [«дочитанная по формулам (4. ц:

рЬ р"» - м-р« принадлежности ран-т разнесенной инцидентной ветви. При разнесении вертикальных ветвей базовыми являются формулы: (!)[ 11 + РГИ)/(а(П + а[23 *■ ЬМ 1 + ЬЕ 23) + а' 23) /(аГ 11 + аГ 21 ► Ы13 4 К?]>. где - р», мера принадлежности соответственно к левому и правому относительно разносимой ветви стволу; аШ - расстояние от первой вершины до блнлайшего левого сет,.-ля; 13 - расстояние от первой вершины до ближайшего правого ствола; а[23 - расстояние от второй вершины дп ближайшего левого ствола; ЬГ?1 - рассгсзи»" от второй вершины до ближайшего правого ствола.

При уточнении меры принадлежности учитываются следующие факторы: статус ьершины (основная, дополнительная, псевдоосновная) наличие инцидентных ветвей ранее раз.чесешшх и »¿разнесенных, на хождение одной из вершин в стволе, расположение ветви гюлностыа. к стволе, пересечение ветвью ортогональных стволов и пр.

Применение теории нечетких множеств позволило через меру принадлежности влиять на распределение ветвей деревьев по стволам на. ътап* укладки, то есть строить регулируемый процесс.

• После нр*дьирит*льисго распределения мы имеем для каждой ветви м-1,у г.риннд.тгхгюста. как правило к двум стволам. Первоначально считается, что ветвь принадлежит к стюлу, для которого мера принадлежности болье?. Для пс^р^сп'-.-ле.^яия фрагментов строятся матрицы пропускных способностей счьолзь :ерт/кчльчого V "/ гори'зонгал» ного направлений к&ммухзшокн:>го поля и ооогв-тстЕукцке матрипы загрузки V и V.

По анализу матриц У V - V и Z" - Z' - Z провидится перераспределение ветвей между стволами.

Гассмотрнм горизонтальный перегруженный ствол i. Начиная с nefinoro j, для которого w"ti,jj < 0 , находим минимальный интервал перегрузки f jf 1.1, jf £] 1. на котором выполнено условие для w'Ti.jl •■ О и w[).jl > 0 для j - jii) -1 и j - jtD+1. Из множества ф)«гмантов , приоритетно прижим*-жжцих i-му стволу, выбираем т,шие, к<"*то-рые перееекаья' полностью интервал fjMl,j[2)1 :

i ( i; Г j [ П , j [ 21 ]) И: ( 'T.,x[ 11 ( i) ~ jll.l, xt 2Ц !) - _.ГГЗ>.

И;;, полученного МНОЖнСТВа фрчГМИ1ТОВ К i; L .i[ П , jt 21 П bufiilpaeM OTj-еаок ix'Г U,x'f2]] i; минимальной м-^рой прннадлнжч^к-тн к t-му стволу. Fi альтернативном СТЧйЛе, ДОПУСТИМ (i-l)-M, ОПреДьЛЛ'ЧГЯ ВОЗМОЖНОСТЬ проведения ЭТОГО ОТреЗКа, ДНЯ Ч*ГО дел*«-' ('ЬМОЦНгМСЯ условие:

V'f 1- 1 , jl О И ДЛЯ ЛК.60Г0 J Г >:' 1 П . X' [ 2.1 I

При невозможности Переноса дянниго оу|,иЭКа ИЗ MHo**i"!tt4 i.T|*»*-ков i(i;f jfJI, jtsm выбирается' следующий и г. д. В дчм.н*Л+~м итерация распространяется на стволы соседние к соседним и т. д. Просматривается также возможности т-ренога пер'крньтиш«-» ков.

Искусственным введением Перегрузки Можно |«- гулироцч-гь И|»--Д".п!.-ную насыщенность трасс в стволе.

Порядок реализации негвей сЧфеделяегея im т-орем- %.*рл<шы. чти позволяет минимизировать ЧИСЛО пересечений трасс, И, е.П' Девательне, число переходов со слия на слой. Предл. ir-aeich уф!>екти(<>-ы;'1 алгоритм расслоения для двухслойного монтажа.

Детализируется для конкретного Применения »M.'TJ»;< Ш" Дер^с.^ 1№ейнера в неоднородной среде. Показывается введение различных коэффициентов неоднородности для различных направлений ь иреде.шч одного блока. Предложенная процедура

Пятая е.л,чю отражает результаты практической реализации ¡eojоптических результатов, ВОПЛОТИВШИХСЯ. В ОСНОГНОЧ Г; ЦпдсИСТ«гМ-? СХКУч. разрабатываемой подсистеме проектирования аналоговых охем. эксперт• ной системе документирования. Отражена особенность практической реализации пофрагментного подхода.

Одной из отличительных черт подсистемы СХЕМА явмнется ттан прогнозирования. На этом этапе определяйся возможности по использованию поля чертежа на заданном формате проектируемой схемы. При прогнозировании повышенной плотности заполнения выдаются рекоменд-i-

дии по директивному изменению формата. По результатам прогнозирования автоматически строится модель для размещения элементов, таю» ■автоматически выбирается алгоритм размещения, 'наиболее соответствующий данной модели, а также набор программ трассировки. Выбор моделей и программ делается с помощью управляющих знаний, описанных в первой главе. В прогнозировании учитываются размеры и число микросхем, число навесных элементов размером не более ширины микросхем, число ЭРИ больших размеров, число коротких связей (до 3-х выводов), общее число связей. После завершения проектирования результаты в ъид>* числа непосредственно проведенных связей и связей, заведенных в об'цие групповые линии связи, сравниваются с эталонным, при необходимости корректируется мера принадлежности в управляющих знаниях посредством программ-демонов и значения эталона. Е данной подсистеме нашли отражение и опробованы практически все разработанные теоретические предложения.

В подсистеме проектирования аналоговых схем используется методика формирования МЗ о эквипотенциальными точками выхода на границу МЗ. В дальнейшем при прокладке связей эти выводы используйся лишь частично, незадействованные снимаются. Этим достигается большая эффективность использования поля чертежа.

В качестве одной иа подсистем разработчика в общей схеме многоуровневой САПР разработана и внедрена экспертная система автоматизированного документирования. Система состоит из трех оболочек:

- первого уровня, содержащей декларативные знания, отражающие общие требования ГОСТа, предъявляемые к документации, а также правила их использования. Здесь же содержится перечень основных этапов проектирования и документации, определенный ГОСТом;

- второго уровня, формирующейся из оболочки первого уровня с добавлением требований ГОСТа ь конкретной предметной области. В этой же оболочке отражаются требования ССТев, используемых на предприятии. Здесь же поддерживается каталог разработок предприятия;

- третьего уровня, настраиваемой на конкретную разработку предприятия в данной предм.-тной обл-.сти. Во время настройки системы из общего БД предприятия формируется БД разработки.

После настрсйки система пр"-д.::агает в виде меню раьллчнкт документы, Остовы -:of.pi:x храня гея в ГЛ. 3SM залрынлвает у пользователя информацию для заполнения ост-с-'/В, г.'ги еюм. проверяется нь непротиворечивость С.р-.-.Кее Веденной."

Автоматически общие части документов аапоминактся и многократно используются, для чего организуется корреляционная таблица ссылок сформированных фрагментов текста. Окончательное Формирование документа ведется автоматически. При желании пользователь может просмотреть ранее сформированные документы другими пилььопятелями. использовать фрагменты его текста

Здесь в качестве упракяимйих знаний выступает корреляционная таблицы частей различных документен, что позволяет идО*»«ть дублирования ввода информации. »гн ж- корреляционная таблши ноят^яс! оперативно исправлять изменения но во»-х взаимное и.чиащшх документах одновременно.

Наконл-нио знаний идет но хиду работы различиях цо,т.?»м«-'Т.»,}>-й. накаплииа»т<;я примем докунингок, •|ч>ч!,№.чггн ч -кет»»«. Л •по.пнен»!« декларативными знаниями ттгмы ь-д»-тоя ндниниг-! |»-(го).с.м.

Принодят.;«- 1»-яулы-с1ТН ьи-д|'»*ния мпк1».>чч>-\"Н:ГНС--о Н"ДХо«а при проектировании 131 и аналоговых с»м. Р нерк-м езучн* улуигоклиоь

Эксплуатационные ХИ^ДКПЧШОЩКИ УК'-ПЛучТИр/^М^Й СИ1"Ь-»Н. Во ЬТЩ"»».! случае образуемые автоматически мчкроал-м'.'нтн практически совпал.;^': с образуемыми рмзрсЮогчиками функциональными уплпчи.

Я А П Л 16 [I К I I И К

В ходе ТО(.|Н»ТИЧ-?СКИХ И ЭК|Ч!*|>ИМ«НТЧЛЬННЧ ИСО.Г'ДО^ННИЙ. ДнНИЫХ И ДИ('еерт:|ЦИОН1!ОЙ рабОТ". №>луЧ"НН СЛнДУК*'^ ООНОЬНЬ- результаты:

1. Проведен анилин обе1,иго хода х..'Д>-ния ра^с-Ли-ок ГОД. в которого ьня;леьн и показанн №»и6хс>дт.м->ть Ч'Ормироьчния го р-г--р. Погни на первых этапчх П)ч.'екти1кя:*нил. чти «•.*• •'■'Худимо дня Ч"-иока оригинальных и патентоз-дщищенных р-чм'пий. к-» р*ср«9от»м нт>'> ходима для дальнейшего формирования ВЗ Со.у? низких -рнэрабоч'чикон. Многомриантнос гь адял-тндо-мой нн отдельных пр»-™,ч-риятиах аппаратуры ставит вопрос о настраиваемых САД? и од^шт Г-5 предприятии.

2. Проведен анализ процесса нро-ктирования конкретней разработки. В ходе анализа установлены свяни между подряде,пениями, ччх позволило сделать вывод о необходимых информационных каналах и наметить пути их автоматизации. Выделены тонкие места !>-доиин разработок в настоящее время.

?. Построена модель .этана конструкторского иргек-гирогакич Т?А

на основе теории выбора и принятия решений. Простроенная модель позволяет проанализировать свяэи и зависимости отдельных этапов конструирования, разработать единую методику разработать единую методику конструкторского проектирования. Показана многовариантность траекторий возможных решений, что подчеркивает перспективность интерактивных систем, позволяющих сочетать опыт к интуицию конструктора с быстродействием ЭВМ. что определяет место ЭБ.Ч в конструировании как инструмент, повышающий интеллектуальный уровень проекти-¡: овшцка.

4. Предложена модель трехуровневой САПР, основанная на базах данных и базах знаний. Показаны и обоснованы связи между элементами модели трехуровневой САПР, отражены особенности функционирования, необходимые условия ведения БД и БЗ. Разработан механизм построения и функционирования самоопределяющего дерева процесса проектирования. Отличительной чертой является применение нормированной меры прхнадлехюсги с, точках выбора и принятия решений, коррекция меры принадлежности по результатам проектирования с помощью демонов. Разработанная недель может быть использована при проектировании любых (ПК.

Ь. Разработаны новые альтернативные алгоритмы и методы выделения связных групп элементов! для разных классов схем. Анализ применимости показал всвмо.тасетв построения системы автоматического выбора алгоритмов и моделей, что является одной из необходимых компонент интеллектуальных САПР. Доказаны теоремы оптимальности формирования связных групп.

0. Разработан новый подход к последовательно групповому размещению элементов. При реализации -этапа размещения используется расширенна:! модель поля размещения. 3 зависимости от проектируемого объекта выработаны различные стратегии использования расширенной модели. 1т„-казана эффективность применения расширенной модели поля рэзь'-мйннн, доказаны преимущества.

V. ;!ссл--доьаны вопросы прогнозирования результатов проектирования на ранни:; этапах. Определение тактики проектирования позволяет избежать перепроектирования объектов. Построена процедура динамического управления процессом проектирования, позволяющая оптнми-си; оваоь :•/"нологический процесс проектирования.

■-"•'.■:т:-.;дкиэдкчеекм стратегия трассировки, гибко отра-у.1-.к;::а.| состояние оОьекта во время проектирования, учитывающая при-н.-.д.телнгсть объекта ;; определенному классу аппаратуры.

9. Разработана процедура построения квазиминкыашюго дерзка Шгсйнера. Проведен анализ результатов реализации, который показал, что получаемые результаты не хуже известных по публикациям. Впервые разработана процедура построения связывающего дерева в неоднородной среде. Данная процедура наиболее эффективна при проектировании схем больших размерностей, когда различные участки ксммутационисго поля имеют разные трассировочные возможности.

10. Теоретические результаты доведены до практической реализации в виде программного обеспечения CAPl5 КЛ СХЕМА, включенной в ПРАМ 5. 3 я в САПР ВАРИАНТ; отдельные алгоритмы и методики включены в системы проектирования различных предприятий; внедрена экспертная система, предназначенная для разработки текстовой конструкторской документации при проектировании РЭА. Внедрение перечисленных результатов обеспечивает высокое качество разработок и сокращает сроки проектирования.

Таким образом, выполненные в диссертационной работе теоретические и экспериментальные исследования дам основание квалифицировать совокупность выдвинутых научных положений интеллектуализации процесса автоматизированного проектирования как теоретическое обобщение и развитие в области систем автоматизированного проектировании и решение крупной научной проблемы разработки математического обеспечения и архитектуры САПР РЭА. имеющей важное народно-хозяйственное значение.

Оснокяыу публикации по теме диссертации

.1. Смолич Г. Г. Установка разногабаритных элементов на плчте с помощью Ж/ // Труды )ШР. -1973. -Вып. 4. - М.: НИИР. -С. 121-124.

2. Смолич Г. Г. Задача построения кпазимима-тчюго дерева на ортогональной сетке // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ?ВТ. -Вып. 1. 1977. -С. £1-85.

3. Юлии Б. И. . Наймуиин Г. А. ., Смолич Г. Г. Ввод трагической in формации в ЭВМ // УСиМ. -Вып. 1, 1970. - С. 83-37.

4. Закуппева Л. И. , Смолич Г. Г. Распределение ВЭ по корпусам микросхем // Труды НййР. -1973. -Еьвт. 2. - М. : НИИР. -С. 71 -73.

5. Смолич Г. Г. Повышение качества печатного монтажа //Труды ¡¡НИР. -1978. -Вып. 2. - М.: BMF. -С. GG-71.

6. Компоновка базовых элементов по корпусам микросхем/ Б. И. Шин, 3. П. Мазова. JL М. Закупнева, Г. Г. Смолич// Радиотехник-«,

Т. 34. 1079. N 10. -С. 75-77.

7. Юдин Б. И., Смолич Г. Г. , Смолич Л. И. Построение дерева Штей-нера на ортогональной сетке // Материалы ХХХУ Всесоюзной сессии, посвященной дню радио, М.: Радио и связь.-1930.-С. 163-169.

8. Смолич Г. Г. Использование эквивалентности БЭ и выводов микросхем при проектировании ГШ // Вопросы радиоэлектроники. Сер. РВТ. -1931. -Вып. 1. -0. 95-105.

9. Смолич Г. Г. , Смолич Л. И. Алгоритм разбиения множества вершин гиперграфа на максимально связанные группы // Ивв. АН СССР. Техническая кибернетика, N 4, 1981. -С. 216.

10. Петухов Г. А., Смолич Г. Г. Распределение ветвей деревьев на коммутационном поле платы // Труды НШР.-1982. -Был. 2, М.-С. 113-124.

И. Петухов Г. А. , Смолич Г. Р., Каин Е. И. Преемственность критериев основных этапов конструкторского проектирования ПЛ // Всесоюзная н. -т. конф. "Теория м практика конструирования и обеспечения надежности и качества ЗА и приборов", ).!. 1984.-С. 18.

12. Петухов Г. А. , Смолич Г. Г,, Шин Б. И. Методика проведения основных этапов конструкторского проектирования ПП // Обмен опытом з радиопромышленности. -1984. -Вып. 1!. -С. 48-50.

13. Смолич Г. Г., Смолич Л. И. Минимизация числа переходных отверстий при проектировании двусторонних ПП // Обмен опытом в радиопромышленности. -1984. -Еып. 11. -С. 54-66.

14. Смолич Г. Г. Моделирование поля установки в задачах размещения : В кн. Эффективность и надежность сложных технических систем, М. : Знание, 1985. -С. 95-96.

15. Смолич Г. Г. , Смолич ЛИ. Оптимизация последовательного метода размещения микросхем на плате // Труди НИИ?,-1985, - Вып. 2. -К: Радио и связь. - С. 125-130.

16. Петухов Г. А. , Смолич Г. Г., Юдин Б. И. Построение перспективных систем автоматизированного проектирования // Труды НИИР. -1985. -Вып. 2. -М.: Радио и сзязь. -С. 113-125.

17. Колосова а А. , Смолич Г. Г. Алгоритм автоматического проектирования чертежей электрических схем // Мат. конф. молодых ученых и специалистов "Системы автоматизированного проектирования (САПР-35)" 1/. , \V-Si. -С.

16. Смолич Г. Г. Оптимнзаип процедуры размещения разногабаритных элементов // М-лТ. к.-т. конф. "Методы и средства борьбы с помехами в цифровой технике", Каунас, Каун. политехи, инст. - 1936. -С. 55.

Смолич Г. Г. Расширение функций САПР по выпуску конструк-

торско-технологической документации // Вопроси рглдиоэлектроники. Сер. ТПО, 1985. -Вып. 3. -С." 112-116.

20. Ыатвейкин И. В. , Новикое Л. Т. , Смолич Г. Г. Прогнозирование плотности заполнения монтажного пространства на этапе компоновки // Электронная техника. Сер. 10, 1986.-Выи. 2. -С. 42-44.

21. Смолич Г. Г. Применение искусственного интеллекта в САПР // Тез. док. "Проектирование и изготовление ВЭА: проблемы и перспективы", Фрунзе, ОКБ ИКИ ЛК ССОР, 1986.-0.24-26.

22. Смолич Г. Г. Динамический выбор программ в САП? '! Каг. н.-т. конф. " Автомат!!ЭсЩИЯ конструкторского проектирован-;-' Ь?А", Пенза, 1986. -С. 63-65.

23. Петухов Г. А. . Смолич Г. Г. Структура ОЛГР но основ.- ,г,а-«ь знаний // Приборостроение. Изв. ВУЗов, N 12. Ж-п. -С. К-Л1.

24. Петухов Г. Л. , Смолич Г. Г. , Юлии В.!'. Алгорит^-г-кск,,-- четодь конструкторского проектирования узлов с печатны;- «оь??шч<. М.: Г.<-дис- л связь. !907', ¡55 с,

Гч ,Мутвейкиь /.В.. Смолич Г. Г. Комлек ; с :■:. польз .¡ЬиУКЫХ матриц /- Труды НИйР. ГаДИО ■ ГЯЗг. Ьыг. 1. -

№. Применение -ВМ при оформлении .-е-зч;:':.: декум'мпсь г. - алик,-1.».-1 на изоО] -'.-тение/ В. К. Сарьян, Р. А. '../ч-лезадзоз. Л Г. Р. Г. СмоличЛ' ¡¡опроси изобретс^ел:-г-у~л\ ь М. ^с'-'". -С. 4:-47.

??. Ма'вейкин И. В. . Смолич Г. Г. Прогнозирование л.*лойз<.?и полнения !>«•-нтг>логг> пг'оотр.чнетг.-'. Тру;..: ггйЯР. М.: ••-чгр. •

Вып. 2, 19С.7, -С. 106-110.

3 1Куп;:»г-:> Л . Голого!" • В к. . ':ме,-кч Р.;. -'штг I:г;-'.".и;::: оа:е-:ел;"Пия микро-"..."'; ;.■ ; ч-ртела зл-ктрнч.-зко;1 ¡'хемк Тру-;. ;;ТкТ. V. : а;;;.2, ;г-:- '. ■ С. 1' С-15 6.

XV. и.-. Г- . •_ Ъ. -. . л"* • Г. Г. ^сг;г-.г" 1.: ■гз:;ние ИИ г

-Л? : ;■ ;■--". . :. пер::- ■•";■."•;; ратит^/ ав" е-'-л нзкровак-Шл

■' "Г ' ; ■„ у:,а :га- - ,"-. е.: МЛ'аа, К--"-". -""Г -кг

. .':'!.•. >.!.»'.;: ;; :- . Г- , а:--.- - . Смпли;' Г. Г а.;н ;;л,л'о ; ::г ;■ л"., /з ¡-;. ■ •, ..Ние... ■- еепо- о:-. • ' V . ; >" ■■ •" н. -т. ко.за

."и"..-.-.." раг.-- ■ а;-а!

:,.-::• : ;.•"' а ' • ". • . V с?."';-. -

ГО .-.а.:. :-. ■г.:л;-ко!:сг.

Л. ■ . ■ ."' Г. ' . ' ':-]'"

■ гмм яслс-чг;,-М'-. •' ' :-• т. '■'< И. "Ль-

• • -«рског • ктпоавания Г:;Л у. ъ?~, ". '■■■'.••. ''<;:":".

1987.-С. 20-21.

32. Сарьян К К , Смолич Г. Г. Взаимодействие больвнх и малых БД в автоматизированной системе оформления заявок, ориентированной н>. индивидуального пользователя // Микропроцессорные средства и систе мы, N 4, 1987. -С. 37-39.

33. Петухов Г. А. , Смолич Г. а1. , Юкин Б. И. Подсистема автоматического вычерчивания принципиальных электрических схем: В кн. ЭВМ

в проектировании и производстве;/ Под ред. Орловского Г. В.-Вып. с, Л.: Машиностроение, 1987.-С. 286-299.

34. Бутов А. С. , Смолич Г. Г. Бесканальная трассировка межблочных соединений БИС // Мат. респ. сем. "Машинные методы.проектирования ЭВА" , Каунас, 1988.-С. 26-27.

35. Матвейкин И. В. , Новиков Л Т. , Смолич Г. Г. Один из методов размещения разногабаритных документов : В кн. Проблемы проектирования и производства коммутационных печатных плат, <1руиге, ОКБ ИКИ АН СССР, 1988. -С. 41-43.

36. Сарьян К К. , Смолич Р. Г. , Корытоз В. а Построение автоматизированной модели патентного эксперта // Шт. Всесоюзной н. -т. конф. "Роль рационализаторства, изобретательства и научно-технической информации в производстве кабельной промышленности", М.

1988. -С. 22-23.

37. Сарьян а К. , Смолич Г. Г. , Корытов Е Е Использование некоторых возможностей САПР для анализа охраноспособности проектируемых изделий // Мат. Всесоюзной н. -т. конф. "Роль рационализаторства, изобретательства и научно-технической информации в производстве кабельной промышленности", М. 1988.-С. 25-25.

38. Матвейкин И. К , Смолич Г. Г. Новый метод задачи компоновки РЭА // УСиМ, N 5, 1988.-С. 89-92.

39. Бутов А. С. , Смолич Г. Г. Трассирозка межблочных соединений БИС методом построения квазиминимальных ортогональных деревьев в неоднородной среде // Труды НИИР.-1939.-Выл. 1, М.: Радио и связь,-С. 118-123.

40. Волобуев В. а , Смолич Г. Г. Эвристический алгоритм 'формирования функциональных групп в аналоговых схемах при решении задачи размещения // Мат. Всесоюзной н. -т. конф. "Проектирование вычислительных средств", Каунас, 1939.-С. 208-209.

41. Смолич Г. Г. Построение трехуровневой САП? на основе баз знаний и баз данных // Мат. конф. "Экспертные системы в решении задач комплексной автоматизации проектирования и производства РЭА",

Л.: ДЦНТП, 1989. -С. 14-15.

42. Борисов ЕИ,,- ВолобуевЕЕ, Смолич Г. Г. Человеко-машинный интерфейс на мини- персональных ЭВМ // Мат. н. -т. конф. "Автоматизация конструкторского проектирования РЭА И ЭВА", Пенза: ПДНТП, 1989. -С. 32-33.

43. Смолич Р. Г. Структура экспертной системы документирования разработки РЭА // Мат. VI Всесоюзной конф. "Системы баз данных и знаний", Калинин, Т. 3, 1989.-С. 57-58.

44. Матвейкин И. Е , Смолич Г. Г. Размещение разногабаритных элементов последовательно-групповым методом // Межвуз. сб. науч. трудов "Автоматизация проектирования РЭА и СВТ",- N 8., Свердловск, УИИ, 1988.-С. 51-54.

■45. Модель патентного эксперта/Г. А. Петухов, В. К Сарьян, В. В. Корьггов, Г. Г, Смолич: В кн. " ЭВМ в проектировании и производстве"-В ь1п. 4 ' Под ред. Орловского Г. В. , Л.: Машиностроение, 1989.-С. 317-327.

46. Волобуев Е Е , Осинцев Е Г. , Смолич Г. Г. Подсистема вычерчивания аналоговых принципиальных электрических схем // Мат. Всесоюзной школы-семинара молодых ученых, Челябинск, Челябинский ' политехнический институт , 1990.-С. 30-31.

45". Лалидус Л. К., Ноеиков Л. Т. , Смолич Г. Г. Оптимизация размещения элементов в макроэлементе. // Шт. конф. АРК'91 "Автоматизацн: проектирования РЭА". - Каунас, 1991.-С. 63-66.

48. Смолич Г. Г. Архитектура многоуровневой САПР на основе баз данных и бс13 знаний. //Мат. Всесоюзной школы-семинара "Разработка и эксплуатация САПР в радиоэлектронике". Челябинск, Челябинский государственный технический университет, 1991.-С. 20.

Объем 2 п.л. Бесплатно.

Подписало к печати 24,07.92 г. Заказ 273 Тиран 100 экз.

Ротапринт. ТОЮ. 130000, С.-Негербург, пер.Гриицова, 14