Реферат: Проблема автоматизации проектирования в теории систем

Федеральное Агентство по Образованию РФ

Волгоградский Государственный Университет

Факультет Управления Региональной Экономики

Кафедра Математических Методов и Информатики в Экономике

Реферат

По дисциплине: общая теория систем

На тему: Проблема автоматизации проектирования

Волгоград 2006

Содержание

Введение

Общие вопросы автоматизации проектирования

Заключение

Литература

Термин «автоматизация проектирования» понимаетсявесьма широко: здесь говорится о новой технологии проектирования, основанной наиспользовании идей и методов системного анализа. Объектами проектирования могутбыть и технические системы, такие, как самолет, ракетный комплекс, корабль, инароднохозяйственные, экономический системы, например системы обустройствакрупных нефтяных или газовых месторождений, использования бассейнов, рек и т.д.Системный анализ очень широк, и слова «автоматизация проектирования» призваныего несколько сузить. Этот термин сегодня все же охватывает очень многоразличных по своему содержанию понятий. Среди них есть и чисто технологические:структура банков данных, средства автоматизации графических работ, управляющиепрограммы и даже языки программирования. Центральным рассматриваемым здесьвопросом является проблема автоматизации начального этапа, так называемого аванпроектирования.В этой проблеме основное наше внимание будет сосредоточено на выборе альтернативныхвариантов при завязке проекта или создании генеральной схемынароднохозяйственного комплекса. Эта проблема является, вероятно, не тольконаиболее трудной, но и узловой проблемой проектирования.

Сложность используемой и, главным образом, создающейсятехники, сложность используемых технологий, транспортных и производственныхсвязей непрерывно растет. В этом и состоит особенность эпохи развитияпроизводственной деятельности, которую обычно называют эпохойнаучно-технической революции.

Конструкции, которые создают инженеры, все в большей степенииспользуют знания, добываемые в смежных науках. Объединение радиоэлектроники,тепловых процессов, газовой динамики и многого другого при создании однойконструкции является типичным для современного энергетического машиностроения,ракетостроения, самолетостроения. Резкое усложнение всевозможныхпроизводственных связей, технологий, переход к новым материалам качественноусложняют работу проектировщика производственного комплекса, в результате чегоего сегодняшняя деятельность качественно непохожа на проектную работупятидесятилетней давности.

Поскольку физиологические возможности человека ограничены, асложность создаваемых конструкций непрерывно растет, то очевидно, что однаждыэтот тезис перестает быть справедливым. В последние десятилетия мы начинаем всечаще сталкиваться с ситуациями, когда главный конструктор или руководительпроекта уже не может эффективно вмешиваться в процесс проектирования. Изтворца, создателя конструкции он превращается, в лучшем случае, в хорошегоадминистратора.

Поэтому на повестку дня выдвигается проблема принципиальногоизменения всей технологии проектирования — проблема автоматизации проектирования.Ее особенность — широкое использование современных способов обработкиинформации и представления ее в таком виде, который позволил бы конструктору,проектировщику до конца использовать свои творческие возможности. В последниегоды этой проблеме уделяется все больше и больше внимания, причем такое явлениехарактерно для всех индустриально развитых стран, создающих сложные образцытехники и реализующих проекты сложнейших народнохозяйственных комплексов. Постепенноавтоматизация проектирования стала одной из областей наиболее перспективногоиспользования вычислительной техники и методов междисциплинарных исследованийпроцессов разной физической природы.

Сложный проект требует расчленения процесса проектированияна проектирование отдельных подсистем и агрегатов, разделения обязанностеймежду различными конструкторами, проектировщиками иисследователями-расчетчиками. Такое положение возникло уже давно: созданиепроекта самолета, крупной водохозяйственной или технологической системы — этовсегда дифференцированный труд большого коллектива.

Но расчленение проблемы необходимо предполагает и обратныйпроцесс-процесс объединения, согласования характеристик отдельных частейсистемы, синтеза, который дает возможность представить конструкцию в целом,оценить ее разнообразные качества и соответствие замыслу.

Расчленение процесса проектирования поначалу не вызывалопроблем. Возьмем, например, такую систему как, самолет. Проектирование планераестественным образом отличается от выбора и проектирования двигателя. Аэродинамическиеи прочностные расчеты делают представители различных профессий и т.д. Такая жеситуация наблюдалась всюду. И всюду постепенно возникали традиционные формыразделения труда.

Долгое время и процесс синтеза проекта также не вызывалособых проблем: по мере усложнения проектируемых конструкций совершенствовалисьи методы проектирования. Но с течением времени все чаще эти традиционные методыпроектирования стали давать сбои. Прежде всего, начали недопустимо удлинятьсясроки проектирования. Но это было бы еще полбеды. Хуже то, что на испытаниястали поступать конструкции, все менее и менее соответствующие замыслу, и уконструктора до начала испытаний не оказывалось возможности достаточно хорошопроверить, насколько созданные им машина или технологический комплекссоответствует замыслу. В результате — неизбежные переделки, резкое удорожаниеконструкций и удлинение сроков реализации замысла до десятилетий. А этоозначает, что в вводится конструкция (или технология) уже устаревшая,отвечающая техническому уровню минимум десяти-двадцатилетней давности.

Анализируя эти явления, мы убеждаемся в том, что основныетрудности связаны с синтезом, с увязкой всего многообразия особенностей будущейконструкции. Эти трудности растут экспоненциально вместе с ростом размерности, т.е.количества параметров, которые определяют конструкцию. Квалификацияпроектировщиков здесь мало чем может помочь: традиционная технология в принципене может справиться с возрастающей сложностью проекта, и надо менять технологиюпроектирования.

Возникновение и формирование концепций автоматизированногопроектирования происходило по следующей схеме. Сначала начали автоматизироватьчертежные работы — эту очень трудоемкую часть любого процесса проектирования. Появилисьчертежные автоматы. Они, конечно, оправдали затраченные средства. Однако ничегопринципиально улучшающего проект или ускоряющего его окончание они не внесли,да и не могли внести. Одновременно шло широкое внедрение в практику инженерныхрасчетов методов машинной математики. Эти методы существенно усовершенствовалиразнообразные процедуры проектных расчетов, свели к минимуму возможные ошибки,повысили общую культуру проектирования, однако также не привели к какому-либосущественному сокращению сроков проектирования.

Надо заметить, что с использованием ЭВМ для проведенияинженерных и плановых расчетов были связаны большие надежды. Но они во многомне оправдались. Конечно, в этом была вина не ЭВМ, а специалистов, которые ещене научились их использовать. С их помощью быстрее и точнее решались отдельныеинженерные задачи, но серьезно повлиять на судьбу проекта, заметно ускоритьокончание работы и улучшить ее качество они еще не могли.

Следующий этап — создание автоматизированных рабочих местконструктора. Это — уже новый уровень мышления. Рабочие места оказывалисьнепосредственно связанными с ЭВМ, которая заменила конструктору традиционнуюлинейку или арифмометр, появились простейшие дисплеи, позволившие конструкторуреализовать обратную связь с ЭВМ. Идея автоматизированных рабочих мест появиласьв конце 60-х годов, одновременно с появлением систем разделения времени. С ихвнедрением также было связано немало надежд. И хотя эти надежды далеко не всеоказались оправданными, затраты на создание автоматизированных рабочих мест,конечно, вполне окупились результатами. Еще одним важным следствием появлениярабочих мест было внедрение идей диалога ЭВМ-конструктор. Это была важнаяхарактеристика определенного этапа развития идей автоматизированногопроектирования. До сих пор с ЭВМ работал математик — это он решал задачи, вкоторых нуждался конструктор. Теперь же сам конструктор получал возможностьсидеть за терминалом электронной машины. Это не могло не сказаться на качествепроектов.

Однако и автоматизация рабочих мест конструктора, котораяпроизошла в ряде стран в начале 70-х годов, также не решила основной проблемы. Срокимежду возникновением замысла конструкции и ее реализацией по-прежнемуоставались значительными. Конструкции, предъявляемые к испытаниям, требовали впроцессе испытаний многочисленных и трудных доделок, а подчас и существенногоизменения. Во всех тех ситуациях, когда проверочных испытаний не существует,например, при создании промышленных комплексов, дефекты проекта моглиоборачиваться подчас трагедией. Да иначе и быть не могло, ибо рабочие местаконструктора-это лишь часть общей системы проектирования.

Стала очевидной необходимость создания взаимоувязаннойсистемы проектирования, включающей и систему программ для инженерных расчетов,и автоматизированные рабочие места, и разнообразные диалоговые процедуры, и,конечно, автоматизацию всех графических работ.

Пока еще рано подводить итоги, говорить о результатахэксплуатации таких систем и об их эффективности. С их вводом связывают большиенадежды, поэтому автоматизированное проектирование переживает определенный бум.Прежде всего, для них необходима весьма совершенная вычислительная техникасовместно с развитой системой ее коллективного использования. системыпроектирования, как они задумываются сегодня, требуют коллективногоиспользования банков данных, систем моделей и программ. Их эксплуатацияпотребует большого количества уникальных магнитных дисков, специальных наборовтерминальных устройств и т.д. наконец, создание специализированногоматематического обеспечения потребует также многих лет упорной работымногочисленных коллективов высокой квалификации. Поэтому ожидать быстрогопоявления полноценных систем автоматизированного проектирования не следует. Реальноих появление можно ожидать в середине следующего десятилетия.

Из этой оценки должен следовать один важный практическийвывод: системы должны создаваться с таким расчетом, чтобы они могли вводиться встрой постепенно, по мере готовности отдельных элементов, блоков, т.е. так,чтобы эксплуатация отдельный частей системы могла начинаться задолго дозавершения всей системы. Этот принцип очень важен, он позволит сэкономить неодин миллион рублей. Но его реализация потребует не только специальнойорганизации программного обеспечения но и специальной организации работыпользователей-групп конструкторов и проектировщиков.

Теперь относительно проблем диалога. Сегодня все согласны стем, что система автоматизированного проектирования — некоторая специальнаядиалоговая система, что диалог человек-ЭВМ должен занимать центральное место впроцессе проектирования. Но, к сожалению, многие считают, что организациядиалога не содержит научной проблематики и сводится прежде всего к решениючисто технических вопросов создания специальных терминальных устройств ихорошего математического обеспечения — пакетов программ для решения инженерныхзадач. Это — глубокая ошибка. И если она будет устранена своевременно, тосоздание систем автоматизированного проектирования может привести кразочарованию и неуспеху.

Необходимо создать специальную систему правил и алгоритмов,которые составят основу новой технологии автоматизированного проектированиясложных объектов. Без создания новой технологии системы автоматизированногопроектирования, подобно автоматизированным рабочим местам, будут полезным инструментом,который усовершенствует процесс проектирования, но вряд ли внесет в него теизменения, которые его качественно улучшат.

Необходимо сделать несколько замечаний о «теории» неформальныхпроцедур и ее применимости к проектированию сложных технических конструкций. Ихсоздание, подобных производственному комплексу, самолету, электронной машине, — это прежде всего творческий акт, и он не может быть никогда до концаформализован. Этот факт мы будем считать аксиомой и из нее будем исходить. Следуетзаметить, что целый ряд специалистов полагают, что акт творчества впроектировании в значительной степени может быть заменен специальноорганизованной системой обработки статистического материала. Статистическаяобработка параметров существующих конструкций очень важна, и ее ни в коемслучае не следует недооценивать. Но ее недостаточно, использование толькоодного статистического материала позволяет создать конструкцию, лишь имеющуюаналоги в отдельных технических решениях, т.е. подобную уже существующим. Действительнооригинальные конструкции, требующие качественно новых технических решений,конструкции завтрашнего дня всегда требуют нетрафаретного мышления, смелости италанта. Получать их на основе статистики невозможно. Но приняв в качествепостулата невозможность полной формализации, надо сделать и следующий шаг — понятьместо и значение формальных методов, т.е. методов, использующих математическоеописание решаемых задач, понять, чем и как они могут быть полезны конструктору,как они должны быть объединены с неформальными процедурами.

При проектировании сложных конструкций важнейшим являетсяпринцип разделения. Этот принцип — принцип декомпозиции — лежит, по существу, воснове всех технологий проектирования. И это легко понять, так как конструктор,как бы талантлив он ни был, может оперировать только с относительно небольшимобъемом информации. Это разделение – декомпозиция — должно быть приспособлено ик сборке — синтезу.

Это можно пояснить на примере самолета. На вершинерассматриваемой иерархии находится главный конструктор машины, и перед нимстоит проблема такого выбора параметров, который бы обеспечил решение задач,поставленных заказчиком. Если речь идет о пассажирском самолете, то заказчик-Министерствогражданской авиации (ГВФ). Он хочет, например, иметь самолет для грунтовыхаэродромов, который был бы лучше тех, которые он сегодня эксплуатирует, — ЯК-40,АН-24 и т.д. Если речь идет об истребителе, то заказчик хочет иметь самолет,который был бы лучше существующих истребителей. Задача так и должна ставиться — это естественная постановка на естественном языке. Сформировать же некийфункционал F (x), зависящих отвсех параметров самолета х, максимизация которого гарантировала бы решениезадачи, никакой математик или конструктор не в состоянии. Более того, вреальности функционал зависит не только от конструктивных параметров самолета,но и от большого количества неопределенных факторов уÎY, характеризующих среду, вкоторой самолет будет функционировать. Таким образом F=F (x,y).

Тем не менее, для решения этой задачи мы можем использоватьидеи имитации. Рассмотрим оба типа самолетов, о которых шла речь; сначалаобсудим ситуацию с истребителем. Предположим, что мы создали систему,имитирующую бой двух истребителей. Закладывая в ЭВМ параметры проектируемого икакого-либо из существующих самолетов-истребителей, мы Разыгрываем серию боевнашего будущего самолета с машиной, с которой мы собираемся его сравнить. Врезультате набираем необходимую статистику. Она нам и покажет, какой изсамолетов «лучше». Речь идет о завоевании господства в воздухе. Иесли оказалось, что большее количество боев выиграл проектируемый самолет, тоэто и будет означать, что он лучше существующего. С самолетом для гражданскоговоздушного флота дело будет обстоять несколько сложнее: там нет никакой явнойхарактеристики «качества» самолета. Но проведя серию имитационныхэкспериментов, мы дадим возможность эксперту, если ситуация отвечает гипотезекомпетентности, выбрать более предпочтительный вариант.

Значит, имитационная система в принципе позволяет сравниватьварианты и отбирать наилучший. А это и означает возможность поиска максимумафункционала без знания его явного выражения. Однако это лишь «принципиальная»возможность использования имитационной системы как инструмента оптимизации. Имитационнаясистема-это, в принципе, машинный аналог испытательного полигона. Имитационныйэксперимент на порядок дешевле летного или любого натурального эксперимента. Новсего лишь на порядок: использовать имитационную систему, так же как и системулетных испытаний, для коренного совершенствования конструкции невозможна. имитационнаясистема-это прежде всего инструмент проверки, может быть, очень незначительногоулучшения. Создание имитационной системы — еще не решение проблемы.

Значит, для действительно эффективного использованияимитационной системы и всей системы автоматизированного проектированиянеобходимо учитывать тот факт, что и главный конструктор обладает определеннымии вполне ограниченными психофизиологическими возможностями обработки информации.Следовательно, необходима декомпозиция проблемы. последнее означает, чтотребуется система процедур, позволяющая конструктору, и прежде всего главномуконструктору, оперируя с ограниченной информацией, вести направленный поископтимальных параметров конструкций.

Некоторые варианты схемыпроектирования

а) Вспомогательные функционалы, паретовский анализ. Обсуждениепроцедур автоматизированного проектирования начнем с высшего уровня-уровняглавного конструктора. Как уже было сказано, конструктор может мыслитьотносительно небольшим числом параметров /> Иэти параметры, как правило, являются агрегатами, т.е. некоторыми функциямиконструктивных параметров самолета /> причем /><<N.В реальных условиях n никогдане превосходит десятка, N-это многие тысячи.

Как следует из опыта организации и использованиянеформальных процедур, агрегированные характеристики, которыми мыслит эксперт,всегда достаточно индивидуализированы. Но это не значит, что системы автоматизированногопроектирования должны быть строго индивидуальны. Отдельные блоки системы, общаясхема операционной системы САПР (системы автоматизированного проектирования),структура банков данных, основная часть математического обеспечения должны бытьстандартизированы. Но не может не приниматься во внимание тот факт, что главныйконструктор машины по-своему думает о ней, имеет собственные оценки и критерии,отличные от тех, которые имел бы другой главный конструктор.

Не следует, конечно, и переоценивать роль этогоиндивидуального элемента. Существует целый ряд характеристик конструкции (самолета,в частности), которые являются общепринятыми. Например, для самолета />максимальная скорость, />маневренность, />потолок и т.д. Но, крометого, в зависимости от характера проектируемого самолета и особенностеймышления конструктора могут возникнуть и специфические параметры. Например,если речь идет о пассажирском лайнере или транспортном самолете, то можетвозникнуть потребность в расчете прочностных или экономических характеристик. Перестройкаматематического обеспечения в этом случае не будет носить принципиальногохарактера, поскольку эти характеристики практически всегда вычисляются в одномиз блоков имитационной системы.

Очень важно еще, чтобы расчет агрегированных характеристикбыл достаточно простым, с тем чтобы он мог быть проведен с помощьюматематического обеспечения, которое содержится в отдельных блоках системы. Примеромтаких расчетов является расчет тактико-технических характеристик. Итак, первыйэтап декомпозиции состоит в назначении некоторого набора функционалов, которые,с точки зрения главного конструктора, достаточно полно характеризуют конструкцию,с тем чтобы среди возможных вариантов отобрать те, которые будут подвергнутыдальнейшему анализу. назначение этих функционалов — акт неформальный, но на ихоснове развивается определенный формализм. Следующий этап-это выделениесущественных переменных. Последующий этап-организация и использование процедуроптимизации, составляющих основу для построения паретовского множества. Дальнейшиепроцедуры паретовского анализа — выбор параметров х, реализующих компромисс: />

Представим себе общую схему процедур проектирования науровне главного конструктора.

Задаем функционалы /> (актсущественно неформальный).

Формируем функционал /> (это-последовательностьстрогих процедур).

Строим функцию />, длячего в пространстве /> строим сетку сузлами /> и для каждого />=/> решаем задачу />--max.

Решаем задачу />инаходим «оптимальное значение» />.

По заданному /> определяемпараметры конструкции /> и переходим кследующему этапу проектирования.

б). Случай, когда существует доминирующий функционал.

До сих пор мы ориентировались на изучение того случая, когданет формализованного критерия, когда оценка качества проекта — это субъективнопредставление эксперта. Была рассмотрена также ситуация, в которой можносоставить систему формальных процедур, позволяющих вычислить функционал. Новычисление этого критерия было столь трудоемким, что его нельзя былоиспользовать непосредственно для определения оптимальной системы параметровконструкции.

Весьма распространенным свойством объекта проектированияявляется существование некоторого доминирующего функционала, и весь анализконструкции должен быть привязан к изучению вариантов в окрестности егооптимума.

Предположим, что проект характеризуется показателями /> а конструктор стремитсявыбирать параметры конструкции — вектор х — так, чтобы обеспечить выполнениеусловий />. Обозначим через /> решение задачи /> Пусть новое ограничениесостоит в том, что на выбор х наложено условие вида /> где0<k<<1. В качестве функционала /> выступает обычно стоимостьпроекта и она не должна превосходить величины его наименьшей возможнойстоимости /> на 100 k%.Определив минимальную величину /> и системупараметров — вектор />, которыйреализует этот «оптимальный» проект,--мы вычислим в точке /> остальные характеристики: /> Они должны бытьпредъявлены эксперту, который будет заведомо неудовлетворен значенияминайденных показателей. Значит самый дешевый проект должен быть забракован. Онне будет удовлетворять заказчика по другим показателям. Но от предельнойстоимости /> мы далеко отступить несможем, нас лимитируют выделенные деньги. Поэтому в окрестности точки /> надо тем или иным образомпостроить сетку точек, которым соответствуют близкие значения функционала />. /> где в зависимости отситуации числа />берутся равными0,01; 0,02; … Затем вычисляются значения показателей /> которые предъявляютсяэксперту, после чего из множества точек /> выделяетсянекоторое подмножество вариантов для последующего анализа, а остальные вариантыисключаются из рассмотрения.

в) Еще один пример декомпозиции.

При реализации процедуры, описанной в предыдущем пункте, мынеизбежно встретим одну трудность, типичную для любого проекта,--размерностьзадачи. Для этой цели ввели «существенные» функционалы и «существенные»переменные, которые позволили от задач, размерность которых была порядка многихтысяч, перейти к задачам размерности десятка. пояснить сказанное можно примеромпроектирования системы обустройства нефтеносного региона.

Предположим, что речь идет о проекте обустройства системынефтяных месторождений А, Б, В, Г, Д. какие задачи должен решать проектировщикгенеральной схемы? Прежде всего у него есть определенная цель — обеспечитьвыполнение плана поступления нефти в центральный нефтепровод /> Этот план задан данномурегиону исходя из общих потребностей страны в нефти в виде некоторой функции />где />-момент начала добычинефти, Т-конец планового периода. Задача проектировщика состоит в том, чтобыопределить плановые задания производства отдельным месторождениям />, создать проект сетинефтепроводов, соединяющих месторождения с центральным нефтепроводом,определить очередность строительства, наметить пункты сбора и первичнойобработки нефти, спроектировать систему закачки воды для поддержания пластовогодавления, спроектировать систему электропитания и т.д. в результате должна бытьвыдана документация на все необходимое оборудование, вся его спецификация,включающая тысячи наименований. Все это множество величин должно быть выбранотак, чтобы не только обеспечить выполнение условия />,но и достичь минимума стоимости, т.е. минимума функционала />, и, кроме того,минимизировать значения многих других показателей, которые характеризуюткачество проекта.

Разумеется, составление проекта, выбор параметров потребуютопределенной иерархии, проектирования «по этажам». Верхним этажом,очевидно, должна быть генеральная схема, в которой каждое из месторожденийвыступает как отдельный объект. Но такое выделение верхнего уровня имеет смысллишь тогда, когда каждое из месторождений описывается относительно небольшимколичеством параметров. Но как это сделать, если количество скважин на болееили менее крупном месторождении исчисляется тысячами? Очевидно, что безспециальной формы агрегирования, объединения величин здесь не обойтись.

Способ агрегирования подсказывает сама особенность задачи. посколькуколичество скважин очень велико, то вместо рассмотрения отдельных скважин каксамостоятельных объектов будем рассматривать их как распределения или, что тоже самое, считать число скважин /> на томили ином месторождении непрерывной и дифференцируемой функцией времени. Тогдаизменение числа скважин будет описываться системой дифференциальных уравненийвида

/> 

где />-число скважин наместорождении номера i, /> -вектор ресурса, выделенный на разбуривание месторождения номера i. Введем величину />-дебитотдельной скважины на месторождении номера i. Этавеличина определяется многими факторами, но главные из них — это количествоскважин /> и количество уже добытойнефти />. Таким образом, законизменения величины /> может бытьпараметризован в виде /> Величина /> зависит еще от многихфакторов: от способа эксплуатации, от уровня того пластового давления, котороеподдерживается закачкой воды, и т.д. Но на верхнем уровне проектирования, когданам надо представить себе лишь общие контуры проекта, мы считаем, что все этифакторы, выбор которых находится в нашем распоряжении, определены некоторым«оптимальным» образом.

г) Иерархия уровней проектирования и буферные системы.

До сих пор мы обсуждали только процедуры, осуществляемые наверхнем уровне проектирования. В результате мы сможем получить некоторый эскизбудущего проекта. Бесспорно, это важнейший этап проектирования. Подчеркнем паретовскийанализ. Мы все время развиваем идеи диалога, вся система процедур направлена наодно: помочь конструктору избежать лишней работы, анализа бесперспективныхвариантов, последовательно сужая множество претендентов на решение.

На следующем этапе начинается проектирование отдельныхчастей самолета: фюзеляжа, моторных отсеков, электрооборудования и т.д. Каждыйиз этих объектов сам по себе является достаточно сложной системой иопределяется большим числом различных характеристик.

Обсуждая особенности процедур верхнего уровня, мы отметилиособое значение системы конструкторских, проектировочных ограничений — множестваХ. Это-квинтэссенция инженерного опыта и инженерной квалификации. То же самоенадо сказать и о системе ограничений его агрегатов.

Предположим теперь, что отдельные самолетные агрегатыспроектированы. На этом этапе могут возникнуть определенные трудностисогласования решений, принятых на уровне главного конструктора и конструкторов,проектирующих отдельные части самолета. Конструктор фюзеляжа может не вписать своюконструкцию в жесткие рамки ограничений по весу изделия в целом и погеометрическим параметрам. Конструктор двигателей не сможет, например,обеспечить требуемую зависимость мощности от высоты или скорости и т.д. Поэтому,если собрать все отдельные технические решения в единый проект, то его обликбудет очень далек от того, который представлял себе главный конструктор в самомначале.

Завершив работу над формированием облика, т.е. выбравпараметры х, мы уже можем представить себе облик самолета с большим числомподробностей. Необходима система разнообразных пересчетов. Эта системаназывается буферной системой. Например, функционалы можно вычислить теперьгораздо точнее, ибо на втором уровне мы знаем большинство величин /> и можем рассчитать новыезначения функционалов /> где />-уже некоторые известныевеличины, а не нули, как мы считали при реализации процедур формирования облика.

Подобная система пересчетов дает возможность уточнитьконцепцию. Но могут быть и другие системы пересчетов. Таким образом буфернаясистема несет разнообразную нагрузку. Она позволяет уточнить характеристикисоздаваемой системы и служит средством организации диалога междупроектировщиками.

Здесь говорилось о проектировании самолета. По существу, всесказанное сохраняет свою силу и для автоматизированного проектирования любойсложной технической системы-корабля, ракетного комплекса, сложной технологическойлиний, комплексного химического производства и т.д. Конечно, структураалгоритмов и система критериев — все будет иным. Но общий подход, расчленениепроблемы, паретовский анализ, способы организации диалога с помощьюимитационной системы сохранят свою силу.

Сегодня автоматизация проектирования, если ее пониматьдостаточно широко, — это один из важнейших приложений системного анализа. Былорассмотрено 2 примера проектирования конкретных систем. Они в некотором смыслеявляются двумя главными случаями. Но тем не менее имеется много общего впроектировании систем автоматизации. Это общее позволяет рассматривать весьпроцесс автоматизирования как некоторый, специальным образом организованный, диалог.И организация диалога человек-ЭВМ есть главное в системах САПР. Показать, чтодиалог-это своеобразный алгоритм, построение которого требует высокогопрофессионализма, показать, что это и есть краеугольный камень всейавтоматизации проектирования, — было главной задачей.

1.   Губанов В.А. и др. Введение в системный анализ; Под ред. Л.А. Петросян.- Л.: Изд-во ЛГУ, 1988.

2.   Каган М.С. Системный подход и гуманитарное знание. — Л.: Изд-во ЛГУ,1991.

3.   Карташев В.А. Система систем: Очерки общей теории и методологии. — М.: Прогресс-Академия,1995.

4.   Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа: Учеб. Пособие длявузов. — М.: Наука, 1981.