7. Классификация типовых проектных процедур

Создать проект объекта, изделия или процесса означает решить три основные задачи:

1) выбрать структуру объекта;

2) определить значения всех пара метров объекта;

3) представить результаты проектирования в установленной форме.

Результаты проектирования (проектная документация) могут быть выражены в виде чертежей, схем, пояснительных записок, программ для программно-управляемого технологического оборудования о других документов.

Разработка или выбор структуры объекта – проектная процедура структурного синтеза, расчёт или выбор значений параметров элементов – процедура параметрического синтеза.

I группа процедур – процедуры синтеза: структурного и параметрического.

Реализации процедуры структурного синтеза соответствует в системотехнике задача принятия решения. Сущность этой задачи заключается в определении цели, множества возможных решений и ограничивающих условий.

Процедуры структурного синтеза классифицируются:

По количеству критериев:

1. Однокритериальные;

2. Многокритериальные.

Реальные задачи проектирования, как правило, являются многокритериальными. Одна из основных проблем постановки многокритериальных задач – установление правил предпочтения вариантов. Способы сведения многокритериальных задач к однокритериальным и последующие пути их решения изучаются в теории оптимизации и математическом программировании.

По степени неопределённости:

1. Детерминированные;

В формулировке задачи все величины определены, нет случайных.

2. Процедуры в условиях риска;

В формулировке задачи есть случайные параметры.

3. Процедуры в условиях неопределённости.

Исходная информация для синтеза неполная или недостоверная.

Наличие случайных факторов существенно усложняет выполнение задачи принятия решений.

При выполнении процедур структурного синтеза в условиях риска различают два основных подхода:

1. Решение «для наихудшего случая».

2. Включение в целевую функцию математического ожидания и дисперсии выходных параметров.

В первом случае задачу решают как детерминированную при завышенных требованиях к качеству решения, что является главным недостатком этого подхода. Во втором случае достоверность результатов решения намного выше, но возникают трудности с оценкой целевой функции. Для алгоритмических моделей объектов применяют метод Монте-Карло, что требует значительных вычислительных ресурсов.

При выполнении процедур структурного синтеза в условиях неопределённости применяют две группы методов:

1. Методы теории игр.

2. Методы теории нечётких множеств.

В первой группе методов задача решается при наличии противодействия разумного противника. Такая задача при проектировании объектов техники встречается редко. Во второй группе противодействие достижению цели оказывают силы природы. Это достаточно распространённая в технике задача.

Частные случаи структурного синтеза – конструирование узлов и машин, разработка технологических процессов, оформление проектной документации.

Процедуры параметрического синтеза называют параметрической оптимизацией (или оптимизацией). Решается эта задача чаще всего методами математического программирования.

II группа процедур – процедуры анализа.

Цель анализа – получение информации о характере функционирования и значениях выходных параметров Y при заданных структуре объекта, сведениях о внешних параметрах Q и параметрах элементов X.

Если заданы фиксированные значения параметров X и Q, то имеет место процедура одновариантного анализа, которая сводится к решению системы уравнений математической модели объекта, например, такой, как модель (2.2), и вычислению вектора выходных параметров Y. В процедурах многовариантного анализа определяется влияние внешних параметров, разброса и нестабильности параметров элементов на выходные параметры Y. Характерные примеры процедур многовариантного анализа – процедуры статистического анализа и анализа чувствительности.

Если заданы статистические сведения о внутренних параметрах X и нужно получить оценки численных характеристик распределений выходных параметров Y (например, оценки математических ожиданий и дисперсий), то имеет место процедура статистического анализа.