Подсистема автоматизации проектирования на этапе “Согласование технического задания”

С. Л. Козенко, Россия, Санкт-Петербург

Университет аэрокосмического приборостроения

Основными задачами работы являются: 

- анализ существующих подходов к автоматизации трудноформализуемых этапов проектирования с целью использования системы автоматизации проектирования (САПР) ;

- формализация процесса принятия решений на этапе согласования технического задания (ТЗ);

- исследование и разработка математического, информационного, лингвистического и программного обеспечений подсистемы САПР "Согласование ТЗ".

  Проведенный анализ в данной области показал, что к настоящему моменту не существует единого подхода к автоматизации трудноформализуемых этапов процесса проектирования (ПП), в частности, этапа согласования ТЗ. В работе предлагается использовать семиотический подход к моделированию процесса принятия решений на данном этапе.

     В самом общем виде любая реализация системы поддержки принятия решений (СППР) содержит две основные составляющие: информационную модель (ИМ) и модель принятия решений (МПР). Исходя из задач, которые предполагается решать с помощью СППР, в состав ИМ должны входить следующие компоненты: формализованное представление обсуждаемого варианта ТЗ (модель ТЗ - Мтз), формализованное представление объектов-аналогов (модель аналога - Ма), формализованное представление ресурсов предприятия (модель ресурса - Мрес), формализованное представление типового процесса проектирования (модель процесса - Мпр). МПР должна включать в себя формализованное описание процедуры поиска объектов-аналогов (Мппа) и процедуры экспресс-оценки затрат на проектирование (Мзат). Результатом работы процедуры поиска аналога будет определение изменяемой и неизменяемой частей ТЗ. С учетом этих результатов с помощью процедуры Мзат производится предварительная оценка затрат на реализацию конкретного ТЗ. При этом выявляются "конфликтные" ситуации, связанные с выполнением тех пунктов ТЗ, по которым нет готового решения. В этом случае возникает необходимость предусмотреть возможность выбора варианта разрешения конфликтной ситуации.

     Таким образом, основными задачами, которые нужно решить при построении СППР, являются задачи формализации описания предметной области и процедур принятия решений. Решение задач формализации, в свою очередь, связано с решением проблемы представления знаний, то есть построения модели представления знаний (МПЗ). Для разработки ИМ в работе используется МПЗ типа семантической сети специального вида - семантического графа (СГ), а для МПР - модели, сочетающие в себе систему продукций и логические модели.

     Особенностью СГ является возможность его описания с помощью формул исчисления предикатов первого порядка. Таким образом, ИМ можно представить в следующем виде

Sm = <Mm, Pm>   ,

где Mm - носитель модели, представляющий собой совокупность понятий (вершин СГ), используемых для описания объекта проектирования (ОП); Pm - сигнатура, представляющая собой множество интенсиональных отношений (предикатов), заданных на Mm.

     Аналогичным образом строится МПЗ процесса проектирования и ресурсов предприятия. Предлагаемый подход обладает наглядностью представления, позволяет достаточно компактно хранить знания в базе знаний (БЗ) и, кроме того, организовать эффективную процедуру поиска аналога ОП.

     В работе предложен способ определения степени аналогичности на основе использования представлений функций принадлежности соответствующих лингвистических переменных в виде стандартной пи-функции, что позволяет автоматизировать процедуру ранжирования изделий по степени аналогичности ОП.

     Процедура поиска аналога ОП позволяет определить, по какому из путей пойдет процесс проектирования: оригинальное проектирование, модификация существующих типовых решений, заимствование проектных решений с проверкой их пригодности для конкретного ОП.

       Очевидно, что для каждого из возможных способов проектирования потребуются определенные ресурсы. Исходной информацией для процедуры экспресс - оценки затрат на проектирование являются результаты процесса поиска аналога ОП. Для этого необходимы модель типового ПП и модель ресурсов предприятия. Результатами использования процедуры являются  предварительная оценка стоимости проекта и время его выполнения.

  Для уточнения некоторых параметров ПП предлагается использовать совместно с семиотической моделью имитационную модель. При этом предварительно, с помощью семиотической модели, оценивается принципиальная реализуемость ТЗ силами конкретного предприятия. После этого с помощью ИМ выбираются наиболее предпочтительные варианты процесса проектирования.

     Использование предлагаемой СППР позволит выявить и устранить дорогостоящие ошибки проектирования на начальных этапах, а также повысит эффективность и качество принимаемых проектных решений.

1. С. Л. Козенко, Н. С. Бурмистрова. Информационные технологии на начальных этапах проектирования. Каталог-статей.рф, 2017.