Математическое обеспечение САПР

Виды обеспечения САПР

Математическое обеспечение САПР

Наиболее сложным этапом создания САПР является разработка математического обеспечения (МО). Последнее во многом определяет производительность и эффективность работы САПР в целом. МО САПР базируется на алгоритмах, по которым разрабатывают программное обеспечение (ПО) САПР. МО САПР включает разнообразные элементы, среди которых имеются инвариантные — принципы разработки функциональных моделей, методы численного решения уравнений, поиски экстремума. По назначению и способом реализации МО САПР подразделяется на две части:

· математические методы и построение на их основе матема­тические модели объектов проектирования;

· формализованное описание технологии автоматизирован­ного проектирования.

Математическое обеспечение САПР

Основу этого компонента САПР составляют алгоритмы, по которым разрабатывается программное обеспечение САПР и, следовательно, осуществляется процесс автоматизирования проектирования САПР. Математическое обеспечение (МО) при автоматизированном проектировании в явном виде не используется, а применяется производный от него компонент - программное обеспечение.

Вместе с тем разработка МО является самым сложным этапом создания САПР, от которого при использовании условно одинаковых технических средств в наибольшей степени зависят производительность и эффективность функционирования САПР в целом.

МО любых САПР по назначению и способам реализации делится на две части. Первую составляют математические методы и построенные на их основе математические модели, описывающие объекты проектирования или их части или вычисляющие необходимые свойства и параметры объектов.

Вторую часть составляет формализованное описание технологии автоматизированного проектирования.

В составе любой САПР эти части МО должны органично взаимодействовать.

Способы и средства реализации первой части МО наиболее специфичны в различных САПР и зависят от особенностей процесса проектирования.

Развитие и совершенствование методов в данной части - процесс постоянный. Создание САПР стимулирует эти работы, и прежде всего - в части разработки оптимизационных методов проектирования.

Сложнее обстоит дело с разработкой второй части МО.Формализация процессов автоматизированного проектирования в комплексе оказалась более сложной задачей, чем алгоритмизация и программирование отдельных проектных задач. При решении задач данной части должна быть формализована вся логика технологии проектирования, в том числе логика взаимодействия проектировщиков друг с другом с использованием средств автоматизации. Указанные проблемы решались и решаются в настоящее время эмпирическим путем, главным образом - методом проб и ошибок.

Следовательно, МО САПР должно описывать во взаимосвязи объект, процесс и средства автоматизации проектирования. Для совершенствования МО выделяют два направления работ:

• развитие методов получения оптимальных проектных решений, в том числе ориентированных на автоматизированное проектирование;
• совершенствование и типизацию самих процессов автоматизированного проектирования.

Анализ существующих методов решения оптимизационных задач автоматизированного проектирования показал следующее:

• к числу важнейших вопросов методологии современного проектирования относится выбор критериев эффективности вариантов проектных решений, что, как правило, требует решения многокритериальных задач оптимизации;
• теоретически наиболее эффективными при поиске оптимальных проектных решений являются методы нелинейного математического программирования;
• в связи с практической сложностью и высокой трудоемкостью поиска оптимальных проектных решений с помощью точных математических методов существует поиск эффективных проектных решений на основе создания специальных " банков знаний" (фондов описаний объектов, технических решений, а также типовых эвристических методов).