Разработка математической модели и программная реализация слабоформализованных процессов структурного синтеза машиностроительных объектов (08.11.2013)

Автор: Валеев Олег Федорович

Валеев Олег Федорович

РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СЛАБОФОРМАЛИЗОВАННЫХ ПРОЦЕССОВ СТРУКТУРНОГО СИНТЕЗА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ

Специальность 05.13.12 «Системы автоматизации проектирования

(в машиностроении)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Ижевск – 2013

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова» (г. Ижевск).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Малина Ольга Васильевна

Официальные оппоненты:

Мурынов Андрей Ильич, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова», профессор кафедры «Программное обеспечение».

Уржумов Никита Александрович, кандидат технических наук, филиал в Удмуртской республике ОАО «Ростелеком», начальник управления развития проекта «Информационное общество».

Ведущая организация: ОАО “Научно-исследовательский технологический институт “Прогресс”.

Защита состоится 20 декабря в 12 часов на заседании диссертационного совета Д212.065.01 ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова» по адресу: 426069, Удмуртия, г. Ижевск, ул. Студенческая, д. 7, ИжГТУ, корп. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова».

Отзывы на автореферат в 2 экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Электронная версия автореферата размещена на официальном сайте Министерства образования и науки Российской Федерации.

Автореферат разослан «___» _____________ 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор Щенятский А. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время коммерческий успех любого промышленного предприятия напрямую зависит от того, насколько быстро оно сможет отреагировать на изменяющиеся требования рынка путем изменения ассортимента предлагаемой продукции. Скорость разработки новых видов продукции определяется временем выполнения всех этапов процесса создания изделия. Актуальность данного исследования обусловливается потребностью сокращения времени создания новых изделий путем автоматизации выполнения всех этапов его создания.

Наименее автоматизированным на сегодняшний день является этап структурного синтеза, поскольку отсутствует весь набор алгоритмов, позволяющих произвести синтез конструкции. Существующие в малом количестве зависимости и методики покрывают лишь короткие шаги процесса синтеза и встречаются только в узкоспециализированных областях конструирования. Одним из наиболее перспективных подходов к решению данной проблемы является метод структурного синтеза посредством комбинаторного перебора. Однако одним из важнейших недостатков этого подхода является эффект комбинаторного взрыва, означающий резкий рост вычислительной сложности алгоритма процесса синтеза с возрастанием степени сложности синтезируемого объекта. Диссертационная работа направлена на разработку моделей и методов процесса структурного синтеза, позволяющих существенно сократить вероятность достижения предельных значений параметров вычислительного процесса (объема памяти и вычислительной сложности) вследствие комбинаторного взрыва при выполнении структурного синтеза, что позволит успешно использовать комбинаторные методы для решения задач конструирования и в конечном итоге сократить длительность процесса создания изделия в целом.

Степень разработанности проблемы. Существуют немногочисленные системы (как правило, на стадии бета-версии), предоставляющие средства автоматизации структурного синтеза объекта методами комбинаторного перебора дискретных структур объекта. Однако задача оптимизации комбинаторного перебора в этих системах не решена или предоставлена для решения пользователю системы, который при этом должен обладать достаточной квалификацией для оптимизации алгоритма перебора. Таким образом, существующие системы не эффективны для автоматизации выполнения структурного синтеза сложных объектов.

Областью исследования в настоящей работе является разработка научных основ построения средств САПР, разработка и исследование моделей, алгоритмов и методов синтеза проектных решений.

Объектом исследования в настоящей работе является процесс структурного синтеза сложных объектов, построенных на дискретных структурах.

Предметом исследования в настоящей работе являются модели и методы оптимизации процесса структурного синтеза сложных объектов, построенных на дискретных структурах, посредством комбинаторного перебора в условиях слабой формализации.

Целью настоящей работы является повышение эффективности функционирования средств автоматизации структурного синтеза изделий машиностроения посредством разработки моделей и методов снижения вероятности достижения предельных значений параметров вычислительного процесса в ходе структурного синтеза.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

Построение модели класса объектов на базе методов характеризационного анализа, имеющей меньшую избыточность и более высокую степень автоматизации построения.

Разработка математической модели процесса структурного синтеза, значительно сокращающей рост вычислительной сложности процесса синтеза вследствие комбинаторного взрыва.

Решение оптимизационной задачи процесса синтеза во избежание последствий комбинаторного взрыва.

Разработка модели системы структурного синтеза и инструментальных средств для построения САПР.

Программная реализация инструментальных средств построения САПР.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены на основе теории характеризационного анализа, методов системного анализа, теории графов и методов прикладной и информационной математики, позволяющих моделировать и оптимизировать процессы синтеза. Экспериментальные исследования выполнены при помощи частотного метода определения вероятности события.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и результатов подтверждается корректным применением вышеописанных методов исследования и соответствием полученных результатов ожидаемым.

На защиту выносятся:

Модификации метода описания объекта синтеза.


загрузка...