Постановка задачи
X=x1, x2,... xn множество технических решений. Причем каждому из технических решений xk соответствует множество параметров (q1, q2,... qm). На этапе эскизного проекта имеем техническое решение xk(q1, q2,... qm). Требуется определить параметры q1, q2,... qm .
Выбор параметров внутри параметрического ряда
Под параметрическим рядом понимается множество изделий, имеющих одинаковые потребительские свойства и отличающиеся друг от друга по главному параметру.
Параметры созданных изделий определены и закреплены стандартом. Для выбора параметров не определенных стандартом используется аппарат обработки статистических данных по однотипным изделиям, учитывая изменения по времени. Для восстановления взаимосвязи параметров применяется корреляционный анализ.
Параметр объекта рассматривается как случайная величина, а степень линейной зависимости определяет коэффициент корреляции
rxy = kxy/sxsy,
где kxy — корреляционный момент величин x, y, kxy = M (x- M x)(y- M y),
sx, sy — средние квадратические отклонения, (sx )2= M (x- M x)2 .
Обычно устанавливают связь между главными и основными параметрами. Затем, используя коэффициент корреляции rxy, находят неизвестные параметры qi.
Выбор параметров изделия не имеющего аналогов
Решение данной задачи проводится в два этапа. На первом этапе строится математическая модель проектируемого изделия, а на втором — проводится вычисление оптимальных значений параметров.
Для построения математической модели проектируемый объект представляют в виде системы, на входе которой элементы характеризующие условия эксплуатации, а на выходе — готовый продукт. Вход и выход системы представляют в виде множеств:
U={u1, u2,... uk, t};
V={v1, v2,... vl , t},
где ui — параметры условий эксплуатации, vJ — параметры, характеризующие продукцию, t — время.
Объект, как система, описывается в виде функции эффективности:
F=F(U ® V)
Под эффективностью понимается показатель, дающий возможность сравнить систему с другими ей подобными по величине превышения доходов над расходами.
В такой постановке задача определения параметров сводится к отысканию максимума функции эффективности, принимаемой за целевую функцию. В общем случае целевая функция является функцией многих переменных и тогда для отыскания ее максимума используются численные методы такие как итерационный, градиентный, метод Ньютона.
При условии, что целевая функция линейна, линейны и ограничения на ее переменные, возникает задача линейного программирования. Наиболее общим методом решения задачи линейного программирования является симплекс-метод.
Если целевая функция или ограничения нелинейны, то возникает задача нелинейного программирования. Решение ее рациональнее всего вести численными методами.
Компоновка объекта проектирования
На стадии эскизного проекта компоновка объекта проектирования выполняется в виде общего вида, теоретического или габаритного чертежа.
Чертеж общего вида определяет конструкцию изделия, взаимодействие его составных частей и поясняет принцип работы изделия.
Теоретический чертеж отображает геометрическую форму изделия и координаты расположения составных частей.
Габаритный чертеж содержит контурное изображение изделия с габаритными, установочными и присоединительными размерами.
Постановка задачи
Различают три вида постановки задачи:
сборка графического изображения из его составных частей с размещением их конструктором;
сборка графического изображения из его составных частей с учетом определенных ограничений в режиме диалога;
сборка графического изображения из его составных частей с оптимизацией по заданным критериям в автоматическом режиме.
Компоновка общего вида
Составными частями при компоновке могут быть:
* конструктивные модели;
* агрегаты;
* базовые изделия;
* стандартные детали;
* графические примитивы.
Конструктивные модели — функционально, конструктивно и технологически законченные унифицированные сборочные единицы, все параметры которых удовлетворяют модульному ряду и обладают совместимостью.
Агрегаты — функционально связанные составные части изделия, не обязательно конструктивно и технологически законченные, параметры которых не удовлетворяют модульному ряду, а совместимость достигается конструктивными доработками.
Базовые изделия — составные части, на основе которых могут создаваться семейства машин.
Стандартные детали.
Графические примитивы.
Компоновка общего вида базируется на программных средствах машинной графики обрабатывающих графические базы данных. В общем случае базы данных соответствуют составным частям компоновки. Сложность программного обеспечения возрастает от первой постановки задачи к третьей. Наиболее сложной является третья.
Технический проект
Технический проект содержит совокупность конструкторской документации, отражающие окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве разрабатываемого изделия, и исходные данные для рабочей документации.
Основными задачами технического проекта являются конструирование объекта и конструирование сборочных единиц и деталей.
Обязательными документами являются: чертеж общего вида, пояснительная записка, ведомость технического проекта. Дополнительно могут создаваться теоретический и габаритные чертежи, расчеты, таблицы, схемы, ведомость покупных изделий, ведомость согласования применения покупных изделий, технические условия, программа и методика испытаний, патентный формуляр, карта технического уровня и качества продукции.
Конструирование объекта проектирования
Конструирование объекта проектирования предполагает выполнение проектных операций, реализующих категорию качества: обеспечение надежности; отработка на технологичность; выполнение эргономических требований; эстетическое оформление.
Отработка на технологичность связана со снижением трудоемкости и себестоимости изготовления, технического обслуживания и ремонта изделия.
Обеспечение надежности реализуется: окончательным выбором структурной схемы; использование резервирования; обеспечение необходимой прочности деталей и рациональной их геометрией; точности изготовления.
Выполнение эргономических требований реализуется: рабочим пространством оператора; гигиеническими показателями.
Эстетическое оформление связано с целостностью и гармоничностью восприятия изделия.
Заключение
Методология проектирования не является застывшей догмой. В связи с развитием вычислительной техники и переходом общества на новый уровень развития – информационное общество – развивается и методология проектирования. В конструкторском проектировании все большую часть рутинной работы берут на себя вычислительные комплексы, оставляя инженерам творческую составляющую.