Учебные материалы


1.8 Критерии развития САПР - Сапр в компьютеризированных интегрированных производствах



Карта сайта avtoservis-aksay.ru

1.8 Критерии развития САПР

Любая техническая система (ТС), в том числе и САПР, обладает набором характеризующих ее общесистемных свойств. В их число входит группа свойств, рассматриваемых как мера совершенства и прогрессивности систем данного класса. Такие свойства (параметры) принято называть критериями развития [1]. Эти критерии одновременно являются важнейшими показателями качества систем рассматриваемого класса, определяя уровень этих систем по отношению к лучшим отечественным и зарубежным образцам. Критерии развития определяют магистральные направления совершенствования технических систем. Наборы критериев развития технических систем во многом совпадают. Причиной такого совпадения является тот факт, что все ТС представляют собой искусственные и, в своем большинстве, человеко-машинные системы. К числу искусственных принадлежат системы, не существующие в природе и создаваемые человеком для удовлетворения своих потребностей. Жизненный цикл любой искусственной системы, как было описано выше, состоит из стадий создания, эксплуатации и развития, а также ликвидации. На каждой из этих стадий имеются определенные трудозатраты, объем которых и составляет для любой ТС основу критериев развития. При рассмотрении трудозатрат, связанных с функционированием ТС, различают труд овеществленный, живой и будущий. Под овеществленным понимают труд, затраченный на создание системы. Живой труд связан с эксплуатацией системы, а будущий  с ее развитием и ликвидацией. На различных стадиях жизненного цикла любой ТС используются материалы, энергия, информация, разнообразные технические средства, связанные со всеми стадиями жизненного цикла ТС. Совокупный учет трудозатрат, связанных с перечисленными и другими необходимыми элементами, приведенными к единому стоимостному эквиваленту, дает экономические критерии развития ТС. Наконец, человеческий фактор учитывается комплексом антропологических критериев, связанных с эргономичностью, красотой, безопасностью и экологичностью ТС [1]. САПР принадлежит к классу ТС информатики, отличающихся от остальных тем, что преобразуемым операндом в них является информация. В связи со спецификой систем информатики ряд критериев развития ТС для них не являются актуальными. К их числу относятся критерии, связанные с затратами материалов и энергии, экологичностью и т.д.. Совокупность критериев развития ТС можно разбить на четыре основные группы [1] :
  • функциональные критерии;
  • технологические критерии;
  • экономические критерии;
  • антропологические критерии. Рассмотрим в соответствии с этой классификацией критерии развития САПР.

    Функциональные критерии развития САПР.

    К числу основных функциональных критериев развития ТС принято относить:
  • производительность;
  • точность;
  • надежность;
  • специальные. Функциональные критерии характеризуют ТС на стадии ее эксплуатации. В этой связи производительность определяет необходимые затраты живого труда. Применительно к САПР это – затраты труда использующих систему конструкторов и технологов. Критерий производительности рассматривается как интегральный показатель уровня развития ТС, который зависит от ряда показателей, являющихся частными функциональными критериями [1]. Применительно к САПР в их число входят:
  • скорость обработки информации;
  • параметры, влияющие на интенсивность обработки информации;
  • степень автоматизации труда;
  • непрерывность процесса проектирования. Скорость обработки информации применительно к САПР целесообразно охарактеризовать следующими критериями. Натуральный критерий производительности САПР. САПР предназначены для формирования текстовой и графической конструкторской и технологической документации. Любая документация оформляется на листах определенного формата. Эти форматы стандартизованы и минимальным стандартным является формат А4 с размерами сторон в миллиметрах 210*297. Все остальные стандартные форматы кратны А4. Таким образом, объем любой технической документации может быть формально измерен в количестве форматов А4. Конструкторские и технологические работы могут иметь различные категории сложности, для учета которых необходимо ввести коэффициент сложности Kс. Тогда натуральный критерий производительности (НКП) может быть определен по формуле: Кнп = (Ксi*NА4i/Тчi)/N (лист А4/ч) здесь   оператор сложения; Kсi  безразмерный коэффициент сложности работы i-го проекта; NA4i  количество листов формата А4 (приведенное) i-го проекта; Тчi  чистое время в часах, затраченное на автоматизированный выпуск указанного количества листов i-го проекта; N  количество проектов. Натуральный коэффициент производительности измеряется в листах А4 в час. Критерий Кпн представляет собой положительно определенную величину, возрастающую по мере развития САПР. Актуальность этого критерия является и будет неизменно оставаться весьма высокой. Информационный критерий производительности САПР. Натуральный критерий производительности прост для понимания и может быть относительно легко измерен. Однако он связан с традиционной методикой оформления документации на бумажных носителях, что в условиях информационно развитого общества не является необходимым. На перспективу ставится цель перехода к безбумажным информационным технологиям. В этой связи натуральный критерий производительности может быть заменен на информационный Кпи, в котором объем выполненной проектной работы измеряется не в листах формата А4, а в количестве байт информации в информационной модели (Iим) проектируемого технического объекта или технологического процесса. Кпи = (Ксi*Iимi/Тчi)/N (байт/ч) От чего зависит рост производительности САПР? Производительность САПР при прочих равных условиях зависит, прежде всего, от объема знаний и необходимых данных, заложенных в систему. Под знаниями понимаются правила принятия проектных решений и методики расчета числовых параметров. Под данными понимаются данные нормативно-справочной информации и архивные данные, разработанных ранее проектов. К следующей группе частных функциональных критериев относятся параметры, влияющие на интенсивность обработки информации. Информационный критерий эффективности САПР. Этот критерий является аналогом энергетического коэффициента полезного действия и представляет собой усредненное отношение объема выходной информации к суммарному объему входной и выходной информации: Киэ = (Iимi/(Iидi+Iимi))/N Здесь N  количество проектов; Iимi  объем результирующих данных i – го проекта в байтах; Iидi  объем исходных данных i – го проекта в байтах. Критерий безразмерный, изменяется в диапазоне 0<Киэ<1, имеет тенденцию к возрастанию. Роль критерия значительна и остается неизменной по мере развития САПР. Очевидно, что система тем совершеннее, чем меньше, при прочих равных условиях, в нее нужно вводить данных, чтобы получить необходимый проект. Предельным минимумом Iид являются данные технического задания на проектирование изделия или технологического процесса. Рост этого коэффициента зависит от тех же факторов, что и рост производительности САПР. Критерий совмещения функциональных операций. Критерий имеет смысл для интерактивных САПР и определяет возможное количество одновременно выполняемых на одной рабочей станции функциональных операций. Критерий представляет собой положительное целое число и имеет тенденцию к росту. Актуальность его возрастает. Чтобы этот критерий превышал единицу необходимо использование многооконного текстового и графического интерфейса с пользователем. Следующий частный функциональный критерий определяет степень автоматизации труда. Критерий автоматизации. Критерий равен сумме удельных трудоемкостей проектных операций, выполненных САПР. Ка = Ктi здесь Nа  количество автоматизированных проектных операций; Kтi  удельная трудоемкость i -ой проектной операции в исходном, неавтоматизированном процессе проектирования. Ктi= 1, где N  количество всех проектных операций. Критерий безразмерный, изменяется в диапазоне 0Критерий непрерывности процесса проектирования. Сквозной процесс конструкторско-технологического проектирования прерывается по многочисленным организационно-техническим причинам. Это связано как с переходом от неавтоматизированных проектных процедур и операций к автоматизированным и наоборот, так и с продолжением проектного процесса в других подразделениях и даже предприятиях. В результате общий цикл разработки конструкторско-технологической документации на изделие существенно превышает чистую трудоемкость проектирования на всех этапах. В связи с необходимостью ускорения процессов проектирования и освоения новых изделий, а также нежелательностью омертвления труда, вложенного в незавершенные проекты, следует всемерно уменьшать простой в проектном процессе. Критерий непрерывности процесса проектирования представляет собой усредненное отношение чистой трудоемкости проектирования к длительности разработки проекта от начала до конца. Кn = (Tтрi/Tцикi)/N здесь Ттрi  чистая трудоемкость i-го проекта в человеко-часах; Тцикi  длительность календарного цикла i-го проекта в часах без учета выходных и праздничных дней; N  количество проектов. Критерий представляет собой безразмерную положительную величину, имеющую тенденцию к росту. Актуальность этого критерия резко возрастает. Помимо организационных приемов, связанных с повышением сменности работы проектировщиков, где это возможно, коэффициент резко возрастает при использовании методов сквозного конструкторско-технологического проектирования.

    Технологические критерии развития САПР

    Мы рассмотрели функциональные критерии развития САПР. Следующая группа критериев  технологические, связанные с характеристикой овеществленных и будущих трудозатрат на стадиях создания, а также развития и адаптации систем применительно к конкретным производственным условиям. Критерий трудоемкости разработки САПР. Критерий равен отношению суммарной трудоемкости Тс разработки и подготовки к эксплуатации системы к главному показателю ее эффективности, в качестве которого выступает натуральный или информационный показатель производительности. Kтн =Tс/Kнп или Kти = Tс/Kип Критерий представляет собой удельную трудоемкость создания САПР на единицу получаемой эффективности и является положительно определенной и монотонно убывающей во времени величиной. Актуальность этого критерия была и остается весьма высокой и неизменной. Для уменьшения этого критерия необходимо стремиться:
  • к инвариантности программных средств САПР вне зависимости от функционального назначения систем;
  • к использованию при разработке в САПР и подготовке их к эксплуатации инструментальных средств автоматизации разработки программно-информационного обеспечения. Критерий технологических возможностей. Критерий отражает простоту разработки САПР и подготовки ее к эксплуатации на конкретном предприятии. Определяется по формуле: Kтв = (Kс*Aс+Kу*Aу+Kи*Aи+Kн*Aн)/(Aс+Aу+Aи+Aн), здесь: Ас  объем стандартных и покупных блоков (Kбайт); Ау  объем унифицированных блоков (Kбайт); Аи  объем настроечной информации (Kбайт); Ан  объем нестандартных блоков, подлежащих разработке (Kбайт); Кс, Ку, Ки, Кн  весовые коэффициенты, причем Кс = 1, Кс > Ку > Ки > Кн , (например Ку=0.8, Ки=0.5, Кн =0.05). Критерий технологических возможностей изменяет свои значения на отрезке 0 < Ктв < 1. Улучшение критерия связано с возрастанием значения Ктв. В информатике принято различать старую и новую информационные технологии. Для старой технологии характерно доминирующее влияние наименее эффективной компоненты Ан >> Ас, Aу, Аи, что не позволяло добиться увеличения Ктв. Новая информационная технология (НИТ) характеризуется тем, что Ан  0 . Доминирующее влияние приобретают при создании САПР  Ау и Ас. А при подготовке к эксплуатации в конкретных производственных условиях  Аи . Отсюда следует, что Ктв при использовании НИТ как минимум на порядок превышает соответствующий коэффициент при старой информационной технологии.

    Экономический критерий развития САПР

    Экономический критерий развития имеет своей целью комплексный стоимостной учет положительного эффекта автоматизации проектирования и основных затрат. В качестве экономического критерия принято использовать величину годового экономического эффекта от использования САПР, который определяется по формуле: Кэ = Дс + Эк - (Дк + Ке2)*Ен (тыс.руб./год), здесь Дс - общее изменение себестоимости проектирования в расчетном году; Эк  годовая экономия от повышения качества проектных решений; Дк  дополнительные капитальные затраты в проектировании, связанные с созданием и внедрением САПР; Ке2  предпроизводственные затраты на создание САПР; Ен  нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности капитальных вложений. Критерий может принимать как положительные, так и отрицательные значения и имеет тенденцию к возрастанию. Актуальность критерия растет. Составляющая Дс критерия тесным образом связана с производительностью САПР, Эк  с объемом передовой нормативно-справочной информации системы, Ке2  с трудоемкостью разработок САПР. Все эти аспекты были рассмотрены выше. Новой является компонента Дк  дополнительные капитальные затраты на создание САПР. Здесь наиболее существенным фактором является стоимость комплекса средств вычислительной техники. В настоящее время наиболее реальным путем сокращения капитальных затрат является использование персональных ЭВМ.

    Критерий эргономичности

    Критерий эргономичности входит в группу антропологических критериев, обеспечивающих наибольшее соответствие и приспособление систем к человеку, снижение дискомфорта и повышение положительных эмоций. Поскольку САПР является человеко-машинной системой важность этого критерия возрастает. Эргономичность  это свойство системы человек-машина изменять свою эффективность в зависимости от степени использования возможностей человека-оператора. Критерий эргономичности САПР равен отношению реализуемой эффективности системы человек-машина к максимально возможной эффективности этой системы [1]. Он представляет собой зависящую от времени монотонно возрастающую функцию, стремящуюся к единице. Критерий эргономичности можно интерпретировать как коэффициент полезного действия человека в системе человек-машина. ВОПРОСЫ ПО БЛОКУ 1
  • Этапы жизненного цикла изделия машиностроения
  • Содержание инженерной деятельности
  • Причины возникновения САПР
  • Недостатки современных САПР
  • Этапы развития информационных технологий
  • Современные проблемы развития программных средств
  • Пассивные и активные информационные ресурсы
  • Системная модель САПР
  • Основные цели САПР и средства их достижения
  • Вспомогательные цели САПР и средства их достижения
  • Системные характеристики САПР
  • Входы, выходы и структура САПР
  • Концепция интеграции
  • Концепция интеллектуализации
  • Концепция индивидуализации
  • Этапы жизненного цикла программных изделий
  • Понятие CASE-технологии
  • Модели жизненного цикла ПО
  • Функциональные критерии развития САПР
  • Технологические критерии развития САПР
  • экономические критерии и антропологические критерии развития САПР. 1 2 3 4 5 6 7


  • edu 2018 год. Все права принадлежат их авторам! Главная