WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Абу Давас Мотасем

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА
СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ И РЕКОНФИГУРАЦИИ

АРХИТЕКТУРЫ КОНСТРУКТОРСКИХ САПР
РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

Специальность: 05.13.12 – Системы автоматизации проектирования
(промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Санкт-Петербург – 2009

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Научный руководитель –
доктор технических наук, профессор Дмитревич Геннадий Данилович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Скобельцын Кирилл Борисович

кандидат технических наук Павлушин Василий Анатольевич

Ведущая организация – «Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики».

Защита диссертации состоится «____» ____________ 2009 г. в часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций
Д 212.238.02 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «____»____________2009 г.

Ученый секретарь совета по защите

докторских и кандидатских диссертаций Н. М. Сафьянников

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Постоянное усложнение проектируемых объектов и возрастающие требования к срокам их внедрения в производство выдвигают задачу совершенствования как средств автоматизации проектирования, так и организации процесса автоматизированного проектирования. Особое значение для организации процесса автоматизированного проектирования имеют вопросы формирования и периодической реконфигурации системы автоматизированного проектирования (САПР).

В последние годы основное внимание уделялось разработке отдельных компонентов САПР и совершенствованию методов проектирования. Значительные успехи достигнуты в области разработки математического и программного обеспечения, структур данных и пользовательского интерфейса. Однако в гораздо меньшей степени исследованы особенности формирования и реконфигурации архитектуры САПР и процессов автоматизированного проектирования. Практически отсутствуют инструментальные средства поддержки принятия проектных решений, которые бы позволили выбрать архитектуру САПР, оптимальную для данных условий эксплуатации.

В настоящее время вопросы адаптации компонентов САПР к изменениям проектной среды, особенностям проектируемого объекта и квалификации пользователей привлекают пристальное внимание разработчиков САПР. Работа по формированию адаптируемых к определенным изменениям компонентов САПР ведется в нескольких направлениях: разработка удобных пользовательских интерфейсов, создание инвариантных средств управления информационными ресурсами, совершенствование математических моделей объектов проектирования и подсистем оптимизации, разработка средств интеграции и интеллектуализации САПР.

Большинство из рассмотренных направлений адаптации связано лишь с реконфигурацией системы на уровне программных и информационных компонентов. Однако проблемам системной реконфигурации САПР, направленным на адаптацию к изменениям бизнес-процессов предприятия, уделяется недостаточно внимания. В основе реализации данной концепции лежит требование строгой унификации и стандартизации всех программных, информационных и технических компонентов САПР. Формирование системы в этом случае должно осуществляться на основе стандартных программных и информационных интерфейсов. Возможность комбинирования стандартных программно-аппаратных компонентов позволяет создавать различные варианты САПР и выбирать наиболее оптимальные из них по заданным критериям конфигурации системы.

Для реализации этой концепции, помимо заложенных в системе возможностей ее реконфигурации, необходимы специальные инструментальные средства моделирования процессов автоматизированного проектирования.

С учетом вышесказанного вопросы создания системы формирования и реконфигурации архитектуры конструкторской САПР радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) представляют значительный практический и теоретический интерес.

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование вопросов разработки базовых ресурсно-процедурных компонент конструкторских САПР и имитационных моделей процесса автоматизированного проектирования, направленных на создание инструментальных средств формирования и реконфигурации архитектуры конструкторской САПР РЭА.

Достижение указанной цели предполагает решение следующих задач:

1. разработка архитектуры системы CAD-Architecture, предназначенной для моделирования процессов автоматизированного проектирования и оценки конфигурации конструкторской САПР;

2. исследование методов и технологий моделирования процесса автоматизированного проектирования, предназначенных для формирования и реконфигурации архитектуры конструкторских САПР;

3. разработка ресурсно-процедурных имитационных моделей процесса автоматизированного конструирования с использованием UML-диаграмм;

4. формирование библиотеки типовых проектных процедур автоматизированного конструирования изделий РЭА и баз данных моделей компонентов САПР;

5. разработка системы CAD-Architecture, включающей инструментальные средства формирования и реконфигурации архитектуры конструкторской САПР РЭА;

6. разработка методики обучения специалистов, участвующих в процессах проектирования и реконфигурации конструкторских САПР РЭА.

Основные методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы математического моделирования, теории сложных систем, теории планирования и принятия решений, методы системного, структурного и функционального моделирования, методы имитационного моделирования; методы объектно-ориентированного программирования, теории реляционных баз данных, теории графов, теории множеств, методы искусственного интеллекта.

Достоверность научных результатов

Подтверждается корректностью использования математического аппарата, результатами экспериментальных исследований на имитационных моделях и программах, а также результатами испытаний разработанного программного и информационного обеспечения системы CAD-Architecture.

Новые научные результаты

  1. Разработана архитектура системы CAD-Architecture, отличающаяся от известных наличием нескольких подсистем, обеспечивающих реализацию различных методов и технологий для выбора компонентов и структур САПР.
  2. Впервые разработана ресурсно-процедурная модель процесса проектирования в виде UML-диаграмм, характеризующаяся представлением базового операционного элемента процесса как отображения логической комбинации предшествующих состояний ресурсных и процедурных компонентов САПР и описания объекта автоматизированного проектирования.
  3. Предложены способы формирования и реконфигурации архитектур САПР, отличающиеся от известных наличием средств имитационного моделирования процесса автоматизированного проектирования и средств сбора, накопления и обработки полученной информации о результатах моделирования.
  4. Разработана методика обучения специалистов в области разработки и применения САПР, основанная на использовании системы CAD-Architecture.

На основании полученных результатов разработана система формирования и реконфигурации архитектуры САПР CAD-Architecture, предназначенная для специалистов, занимающихся разработкой и реконфигурацией конструкторских САПР РЭА.

Научные положения, выносимые на защиту

  1. Архитектура системы формирования и реконфигурации конструкторской САПР РЭА CAD-Architecture.
  2. Ресурсно-процедурные модели процесса конструкторского проектирования, представленные в виде UML-диаграмм.
  3. Методика обучения специалистов в области разработки и применения САПР, основанная на использовании системы CAD-Architecture.

Практическая ценность работы

  1. На основании комплексного использования полученных результатов разработана и реализована система формирования или реконфигурации САПР CAD-Architecture. Система позволяет проводить имитационное моделирование процессов проектирования, собирать данные о результатах моделирования для последующего анализа. Полученные результаты моделирования могут быть использованы для оценки качества архитектуры конструкторских САПР РЭА. Система CAD-Architecture может быть использована на стадиях формирования и реконфигурации САПР.
  2. На основе разработанных ресурсно-процедурных моделей в системе CAD-Architecture реализованы имитационные модели, представленные в виде библиотеки моделей типовых проектных процедур. Использование библиотеки упрощает процесс моделирования и сокращает усилия, затрачиваемые на разработку новых моделей.
  3. Разработана и реализована база данных системы CAD-Architecture, работающая под управлением Microsoft SQL Server 2005. База данных обеспечивает информационную поддержку процессу имитационного моделирования и обработки экспертных оценок. Информационная база системы включает БД сеанса моделирования, БД моделей компонентов САПР и архив моделей. Применение реляционной модели хранения данных и использование развитых средств управления данными промышленной СУБД обеспечивает унифицированные процедуры обслуживания базы данных, упрощает процедуру ее расширения и модификации.
  4. Предложена и реализована в учебном процессе методика обучения разработчиков САПР. Предложенная методика позволяет выработать у обучаемых профессиональные навыки быстрой и обоснованной оценки ситуации и принятия проектных решений по формированию и реконфигурации архитектуры САПР.

Практическая реализация и внедрение результатов работы

Разработанные в ходе исследования имитационные модели реализованы в среде разработки Microsoft Visual Studio 2005 на языке C#. База данных системы CAD-Architecture реализована в среде универсальной промышленной СУБД Microsoft SQL Server 2005. Практическим результатом работы являются имитационные модели процесса проектирования, позволяющие разработчикам САПР в ускоренном масштабе времени просмотреть множество вариантов архитектур САПР и сделать обоснованный выбор формируемой и реконфигурируемой САПР. Применение в системе CAD-Architecture реляционной модели хранения данных и использование развитых средств управления данными промышленной СУБД обеспечивает унифицированные процедуры обслуживания базы данных, упрощает процедуру ее расширения и модификации.

Разработанная система CAD-Architecture внедрена в учебную практику в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) на кафедре «Системы автоматизированного проектирования», что подтверждено соответствующим актом о внедрении.

Результаты диссертационной работы использовались:

  • в работах по планам госбюджетной НИР по теме «Разработка моделей и методов интеллектуального анализа и поиска научно-технической информации» (шифр САПР-44 тем. плана СПбГЭТУ 2009 г.);
  • в работах по НИР по теме «Теоретические основы и методы проектирования программно-аппаратных комплексов испытаний технических объектов», выполняемой в рамках программы фундаментальных научных исследований ОНИТ РАН «Фундаментальные проблемы разработки новых структурных решений и элементной базы в телекоммуникационных системах»;
  • по хоздоговору «Разработка цифровой системы измерений и управления испытательным оборудованием при проведении механических и климатических испытаний» (договор № 6814/САПР-72», 2009 г.).

Основные результаты работы используются при подготовке инженеров по специальностям 230104 «Системы автоматизации проектирования» и магистров по направлению «Информатика и вычислительная техника» (специализация 230100.68-16 «Информационное и программное обеспечения САПР»). Применение разработанной системы в учебном процессе обеспечивает поддержку дисциплин «Оптимальное проектирование» и «Информационные технологии в проектировании и производстве» учебного плана подготовки магистров по направлению «Информатика и вычислительная техника» дисциплин «Системная организация САПР» и «Теория принятия решений» учебного плана подготовки инженеров по специальности 230104 «Системы автоматизации проектирования».

Результаты диссертационной работы используются в учебной практике Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) на кафедре «Системы автоматизированного проектирования» для подготовки магистров и бакалавров по направлению «Информатика и вычислительная техника».

Апробация результатов исследования

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

  • Международная научно-техническая конференция по мягким вычислениям и измерениям SCM-2006, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) (г. Санкт-Петербург, 27-29 июня 2006 г.).
  • Международная научно-техническая конференция «Современные технологии обучения 2006», Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) (г. Санкт-Петербург, 20 апреля 2006 г.).
  • Международная научно-техническая конференция «Приборостроение в экологии и безопасности человека», Санкт-Петербург ГУАП (г. Санкт-Петербургский, 31 января-2 февраля 2007 г.).
  • 59-я и 60-я научно-технические конференции профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина).

Публикации

Основные теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 7 статьях и докладах, из них по теме диссертации 7., среди которых 2 публикации в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в действующем перечне ВАК, 2 статьи в других журналах. Доклады доложены и получили одобрение на 3 международных, всероссийских и межвузовских научно-практических конференциях перечисленных в конце автореферата.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, 12 таблиц, 51 рисунка списка литературы, включающего 135 наименований. Основная часть работы изложена на 147 страницах машинописного текста.

2. Краткое содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, приводятся основные научные и практические результаты работы. Кратко описано содержание глав диссертации.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»