Введение. Структурный синтез на элементах с ограниченной сочетаемостью

Структурный синтез на элементах с ограниченной сочетаемостью

#5 май 2004

Авторы: Божко А. Н., Толпаров А. Ч.

А.Н. Божко, А.Ч. Толпаров

Структурный синтез на элементах с ограниченной сочетаемостью

Введение

Теорию автоматизированного проектирования принято считать сравнительно молодой наукой, но если вести ее хронологию с первых публикаций, датированных пятидесятыми годами прошлого столетия, то оказывается, что эта дисциплина скоро будет справлять полувековой юбилей. Многими специалистами по CAD-системам [7, 16] отмечается несколько однобокое развитие этой технической науки. Большая часть работ по теории проектирования посвящена вопросам параметрического синтеза и геометрического моделирования технических систем. Структурному синтезу уделяется внимание, совершенно не сопоставимое с удельным весом и важностью этой задачи в общем цикле проектных работ по разработке машин и приборов [8, 14].

Качество результатов генерации проектных решений связано, прежде всего, с уровнем средств математического обеспечения САПР. В этом отношении пути внедрения в САПР методов формального синтеза и моделирования оказались различными. Автоматизированный параметрический синтез нашел адекватное представление в терминах традиционного математического аппарата, опирающегося на глубоко разработанные методы математического анализа и теории дифференциальных уравнений. Мощную математическую поддержку получили проблемы автоматизированного геометрического моделирования, поставленные перед разработчиками первых CAD-систем. Математическое обеспечение задач автоматизированного геометрического моделирования было заимствовано из одной из наиболее глубоких и проработанных отраслей математики — геометрии. Структурное проектирование, особое значение которого определяется тем, что именно структура объекта несет в себе основную информацию о функциональном назначении объекта и определяет его основные технические характеристики, адекватного формального описания не получило до настоящего времени.

Задача структурного синтеза, в своих многочисленных постановках, привлекает к себе внимание специалистов различного профиля. Совокупность исследований по этой проблематике можно в разбить на два ведущих направления.

В первом задача структурного синтеза решается на предметном уровне, не выходя за рамки конкретного типа, в редких случаях класса, технических объектов. Основной массив работ в этой парадигме выполнен специалистами-схемотехниками в области цифровой, вычислительной техники и информационных систем [8, 9].

Второе направление, возникшее сравнительно недавно, ставит своей целью разработку универсальных методов структурного синтеза, применимых для различных технических объектов и независящих от отраслевой или цеховой специфики [11]. Полигоном для отработки идей и проверки полученных результатов служит область теории проектирования, связанная с синтезом физических эффектов и технических принципов действия.

Синтез представляет собой проектную процедуру, целью которой является соединение различных элементов, свойств, сторон и т. п. объекта в единое целое, систему. В результате синтеза создаются проектные решения, обладающие новым качеством относительно своих элементов.

Объем понятия синтез в технике очень велик [3, 10, 11, 13]. Так, в качестве синтезируемых проектных решений могут выступать: машины, приборы, алгоритмы, установки, технологические и вычислительные процессы, структуры технических систем, физические принципы действия, отдельные технические решения, алгоритмы, программы и т. д.