3.Типовые решения

3.1.Типовые решения и способы их формирования

Понятие типового решения (ТР). Значение ТР для автоматизации проектирования. Систематизация конструкторских решений: выделение элементов, установление конструктивных взаимосвязей, функциональное назначение элемента, функциональная структура. Функции и их конструктивные реализации. Унификация и нормализация решений

Типовое проектное решение – уже существующее проектное решение, используемое при проектировании (ГОСТ 22487-77. Проектирование автоматизированное. Термины и определения.).

Наличие типовых решений – важнейшее условие автоматизации проектирования. Если типовых решений нет, то проектирование становится творчеством, которое не формализуется и автоматизации не поддается.

Уровни типовых решений могут быть различны: типовые элементы, типовые структуры, типовые схемы генерирования и т.д.

Системы геометрического моделирования – наиболее универсальные средства автоматизации конструирования – также оперируют типовыми решениями. В них определены геометрические примитивы (entities) – базовые объекты из которых формируются геометрические модели объектов проектирования. Одномерные примитивы – отрезки, дуги, окружности и др. – служат для построения плоских (и каркасных) моделей. Двумерные примитивы – грани – позволяют создавать поверхностные модели. Объемные примитивы – призмы, цилиндры, сферы – служат для построения твердотельных моделей. Перечисленные объекты относятся к элементарным решениям. Вместе с тем, существуют такие решения, как полилиния и сеть. Первое представляет собой последовательность одномерных примитивов, второе – структуру для построения поверхностной модели. То есть, полилиния и сеть – типовые решения структурного уровня.

Формирование типовых решений возможно различными способами.

Аналитическое формирование типовых решений основано на закономерностях строения объектов автоматизированного проектирования. Исходя из этих закономерностей, формируются описания решений, правила их применения (выбора), размещения в пространстве проектирования, определения значений свойств и параметров.

Применение аналитического способа предполагает глубокое знание предметной области, теории и практики конструирования. Данный способ идеально подходит, если разработчик САПР – сам практикующий специалист в соответствующей предметной области.

Эмпирический метод формирования типовых решений заключается в систематизации, унификации и нормализации множества существующих конструкторских решений. Для его реализации необходимо множество готовых конструкций..

Систематизация типовых решений – это процедура выделения решений. Конструкции, предоставленные для систематизации, декомпозируются на отдельные конструктивные фрагменты - детали и узлы. Для каждого фрагмента определяется функциональное назначение. Если это функциональное назначение не удается четко сформулировать, фрагмент выделен не корректно.

Результаты систематизации:

• множество функций, F = {f_i}, i = 1..n, где n – количество выделенных функций;

• множество конструктивных вариантов реализации каждой функции, K_i = {k_ij}, j = 1..m_i, где m_i – количество конструктивных реализаций функции F_i.

Унификация решений — устранение излишнего многообразия посредством сокращения перечня допустимых элементов и решений, приведения их к однотипности. Это означает, что из каждого множества K_i следует удалить дублирующиеся варианты конструктивной реализации соответствующей функции. Кроме функционального назначения как такового, для решения указывается еще условия его применения. Если для двух решений условия абсолютно одинаковы, то одно из них следует удалить, либо сделать из них симбиоз.

Нормализация — приведение типового решения в нормальное состояние.

Примеры нормализации. Приведение вещества или материала к однородной консистенции путём обработки, например, молока. Термическая обработка стали, заключающийся в нагреве её выше верхней критической точки, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении на спокойном воздухе с целью придания металлу однородной мелкозернистой структуры (не достигнутой при предыдущих процессах — литьё, ковке или прокатке) и как следствие — повышение его механических свойств (пластичности и ударной вязкости). Нормализация звука — процесс выравнивания частотных характеристик при студийной звукозаписи на магнитный носитель. В контексте информационных технологий нормализацией, в частности, называется процесс преобразования отношений базы данных к виду, отвечающему нормальным формам.

Нормализация типовых конструкторских решений – это определение необходимого набора данных для его построения.