Вы здесь

Елементи теорії та інструментальні засоби віртуального проектування комп'ютерних пристроїв і систем автоматизації експериментальних досліджень біологічних об'єктів.

Автор: 
Галелюка Ігор Богданович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2008
Артикул:
3408U004099
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РОЗДІЛ 2
ЕЛЕМЕНТИ ТЕОРІЇ І ПРИНЦИПИ ПОБУДОВИ ТИПОВОЇ ЛАБОРАТОРІЇ ДЛЯ РЕАЛІЗАЦІЇ
ВІРТУАЛЬНИХ МЕТОДІВ ПРОЕКТУВАННЯ
2.1. Загальні вимоги до побудови типової віртуальної лабораторії
автоматизованого проектування комп'ютерних пристроїв і процесу проектування
Перед створенням віртуальної лабораторії автоматизованого проектування (ВЛАП),
перш за все, нам необхідно було визначити, що собою повинна являти віртуальна
лабораторія, як інструмент міждисциплінарних досліджень, і якими функціями вона
повинна володіти.
На нашу думку, узагальнено ВЛАП являє собою саме САПР, але з однією значною
відмінністю. Ця відмінність полягає в тому, що для користування будь-якою САПР
користувачу потрібно мати доволі глибокі пізнання в даному програмному
продукті, в приладобудуванні, схемотехніці і електроніці. ВЛАП в свою чергу
передбачає наявність у користувача лише досвіду у користуванні комп'ютером.
Процес проектування за допомогою ВЛАП строго регламентований і відбувається в
діалоговому режимі з допоміжними підказками. Тобто, однією з основних
властивостей ВЛАП, як інструменту міждисциплінарних досліджень, є зміщення
акценту в бік звичайних користувачів, які можуть не бути фахівцями в галузях
ІТ, приладобудування і схемотехніки. Це відкриває шляхи створювання або
перевіряння можливостей побудови нових приладів такими фахівцями, як біологи,
екологи, медики, біохіміки та ін.
Для створення такої ВЛАП, перш за все, необхідно зробити наступні дії:
удосконалити процес проектування на основі використання математичних методів і
засобів обчислювальної техніки [42];
автоматизувати процеси пошуку, обробки і видачі інформації;
використовувати методи оптимального і варіантного проектування, використовувати
ефективні (які відображають суттєві особливості) математичні моделі
проектованих об'єктів, комплектуючих виробів і матеріалів;
створювати бази даних, які вміщують систематизовані відомості довідкового
характеру, необхідні для автоматизованого проектування;
вдосконалювати якість оформлення проектної документації;
підвищувати творчу долю праці проектувальників за рахунок автоматизації
нетворчої рутинної роботи;
уніфікувати і стандартизувати методи проектування;
підготовлювати і перепідготовлювати спеціалістів, включно студентів, магістрів
тощо;
реалізовувати взаємодію з автоматизованими системами різного рівня і
призначення [7, 21].
Позитивне рішення про створення і впровадження ВЛАП приймається за наступними
критеріями:
можливість формалізації проектно-конструкторських завдань і реалізації
математичних методів їх розв'язання;
наявність необхідних технічних засобів і можливість залучення додаткових
ресурсів;
наявність і готовність інформаційних фондів і технічних засобів зберігання і
обробки інформації.
Основні принципи, згідно яких нами створювалася типова ВЛАП, розглянуті в
п. 1.3.
Для визначення місця ВЛАП в процесі проектування, необхідно врахувати досвід
вітчизняних та іноземних інженерів-проектувальників, а також досвід фахівців з
проектування засобів комп'ютерної техніки і портативних приладів Інституту
кібернетики. Узагальнена схема процесу проектування з відповідною вихідною
документацією приведена на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Узагальнена схема процесу проектування з вихідною документацією
кожного етапу
Послідовність проходження етапів розробки виробу, мета і задачі, які стоять
перед проектувальником на окремих етапах, склад проектної документації і вимоги
до неї регламентовані відповідними стандартами [27, 30-32].
Детально проаналізувавши процеси проектування на кожному етапі (рис. 2.1),
можна стверджувати, що створювана ВЛАП здатна повністю охопити перші три етапи,
а саме: підготовчий етап, ескізне і технічне проектування.
На підготовчому етапі основною задачею, яка вирішуватиметься у ВЛАП, є вивчення
і визначення призначення пристрою та умов експлуатації. Мета цього етапу –
створити технічне завдання (ТЗ), в якому буде визначено призначення, основні
технічні характеристики, умови експлуатації тощо.
При ескізному проектуванні основною задачею є визначення можливості розробки
пристрою у відповідності з вимогами ТЗ. При цьому визначають технічну сторону
пристрою, а саме фізичні елементи і деталі, орієнтовну оцінку складу і
кількості складових елементів, розробляють структуру, визначають технічні
характеристики цілого пристрою і окремих його вузлів. Якщо ж виявиться, що
пристрій, який відповідає поставленим вимогам, на даному етапі створити
неможливо, то в такому випадку коректують ТЗ з подальшим повторенням попередніх
етапів або припиняють розробку.
При технічному проектуванні потрібно розв'язати кілька задач, а саме:
детально розробити функціональну схему пристрою і його вузлів;
уточнити технічні характеристики;
розробити вузли і елементи, які входять у склад пристрою;
розрахувати експлуатаційні характеристики;
узгодити взаємодію всіх складових вузлів;
розробити технологію виготовлення складових вузлів або вибрати готові;
визначити технологію зборки і наладки, розробити програми і методики
випробовувань.
В результаті ми отримаємо комплект документації для виготовлення дослідного
взірця.
При такому проектуванні на користувача ВЛАП покладаються переважно творчі
функції, а саме ті, що пов'язані з вибором варіанту типового функціонального
рішення, визначення структури, методів розрахунку і ін. Майже завжди виникають
труднощі щодо формалізації цих функцій, а тому їх розв'язання важко доручити
комп'ютеру. Ми вважаємо, що, в деяких випадках, дані функції можна частково
автоматизувати, вклавши при їх формалізації багатий досвід проектувальників.
На наш погляд, комп'ютеру необхідно доручити деякі рутинні функції:
зберіганн