Модель процесса проектирования технологических операций

Обычно при решении человеком той или иной задачи обращают внимание на умение найти такую ясную точку зрения, при которой ее решение является достаточно простым.

Один из путей построения такой "ясной точки зрения" на рассматриваемую задачу основан на использовании метода выбора представлений для решения задачи. Этот подход предполагает существование упорядоченного и относительно устойчивого отношения предпочтения между тем, что понимается под типами представлений для решения задач, с одной стороны, и классами (наборами) методов решения задач, с другой.

Все множество представлений для решения задач инженерного проектирования может быть отнесено к трем основным типам:

- выбору из перечислений,

- определению в пространстве состояний,

- сведению задачи к подзадачам.

Рассмотрим каждый из типов представлений.

1. Использование представлений на основе выбора из перечислений возможно при наличии множества готовых, ранее спроектированных объектов (систем, устройств, сборочных единиц, технологических операций), описания которых в форме SbMi(O) или FnMi(O) доступны проектировщикам.

Решение задачи проектирования при использовании представлений по типу выбора из перечислений реализуется по следующей схеме:

- поиск или построение перечислений в виде упорядоченных множеств {SbMi(O)}, {FnMi(O)} готовых проектных решений, соответствующих тем объектам, которые составляют предмет задачи проектирования;

- выделение на множествах потенциально возможных решений {SbMi(O)} или {FnMi(O)} подмножества допустимых и целесообразных решений;

- выбор одного из ранее существовавших, готовых объектов в качестве наиболее предпочтительного решения данной задачи проектирования.

Существующие объекты представляют собой решения других, ранее поставленных задач проектирования с иными условиями реализации, ограничениями и др. Это позволяет предположить, что использование представлений на основе выбора из перечислений имеет приоритет в тех случаях, когда требования к свойствам объекта проектирования задаются в виде ограничений. При этом целевая ориентация задачи проектирования направлена на минимизацию временных, трудовых, материальных ресурсов, реализуемых в процессе создания нового изделия и (или) освоения его в производстве.

Представление на основе выбора из перечислений широко используется при решении задач проектирования объектов низких уровней : материал, деталь, простая сборочная единица, простая технологическая операция и цепочка технологических операций.

Использование представлений на основе определения в пространстве состояний предполагает наличие или возможность построения полной Str-FnMo(O) объектов того класса, к которому может быть отнесен конкретный объект данной задачи проектирования, а также существование готовых ранее спроектированных компонентов и (или) элементов, из которых данный объект проектирования может быть по типу определения в пространстве состояний реализуется по следующей схеме:

- заимствование или построение множества моделей {Str-FnMo(O)}, которые потенциально пригодны для формирования частных Str-FnMi(O), отображающих отдельные структуры конкретного объекта;

- выбор или синтез полной, отображающей все выделяемые структуры, Str-FnMo(O), наилучшей в смысле конкретного объекта, условий реализации и ограничений данной задачи проектирования;

- построение модели Str-FnMi(O) проектируемого объекта.

3. Использование представлений на основе сведения задачи к подзадачам предполагает разбиение задачи на совокупность подзадач. Их решение приводит к выполнению исходной задачи. Процесс этот применяют рекурсивно для порождения подзадач, до тех пор пока их решение не станет тривиальным.

Решение задачи проектирования в этом случае реализуется по следующей схеме:

- заимствование или построение множества моделей {Str-FnMo(O)}, потенциально пригодных для формирования Str-FnMi(O) конкретного объекта, составляющего предмет данной задачи проектирования (формирование множества возможных вариантов декомпозиции объекта проектирования на подобъекты);

- выбор модели Str-FnMo(O), наилучшей в смысле возможности построения соответствующей Str-FnMi(O) объекта данной задачи проектирования с учетом особенностей условий реализации задачи и ограничений;

- построение Str- FnMi(O) проектируемого объекта - параметризация, интерпретация Srt-FnMo(O), наилучшая в смысле условий данной задачи проектирования.

Представления на основе сведения задачи к подзадачам используются тогда, когда из-за высоких уровней сложности проектируемых объектов или из-за отсутствия необходимых методов и средств задача проектирования не может быть решена на основе других типов представлений. Они используются и в тех случаях, когда целевая ориентация задачи проектирования предполагает максимизацию степени использования готовых проектных решений.

Следует отметить, что в общем случае на разных стадиях решения каждой конкретной задачи проектирования могут использоваться различные типы представлений:

- на высшем уровне решение по типу сведения задачи к подзадачам;

- на уровне составных единиц - по типу определения в пространстве состояний;

- на уровне элементов - по типу выбора из перечислений и т.п.

При вариантном проектировании возможен "конкурс" типов представлений, когда одна и та же задача проектирования данного уровня решается параллельно, на основе различных типов представлений, а окончательный вывод варианта производится на уровне сопоставления результатов полученных решений.

Под ПРОЦЕССОМ РЕШЕНИЯ задачи проектирования будем понимать совокупность последовательно меняющихся состояний задачи, а значит, и моделей объекта проектирования.

Классификация моделей объекта проектирования позволяет отобразить предметную сторону структуры процесса проектирования (при реализации по одному варианту решения и рассмотрении в линейной проекции без учета возможных итераций).

В этом случае процесс проектирования может быть представлен в следующем виде:

M(TO)_ц ® {Fn - StrM(O)} ® {StrMo_k (O)} ® {Str Mi_k(O)} ®

  ® {Str - FnM (O)} ® Str - FnMi(O)_G ® SbM'i(O) ® SbMi(O) ® M(O)_пр.