О ВОЗМОЖНОСТЯХ КОМПЬЮТЕРНОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ РЕШЕНИЙ В ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫХ КОРПОРАЦИЯХ

Предлагается основанный на отечественных и зарубежных достижениях и оригинальных разработках подход к разработке опережающей достигнутый уровень СППР (системы поддержки принятия решений) в процессе проведения проектно-конструкторских работ в высокотехнологичных корпорациях. Описываются доступный инструментарий, концепция и эскизный проект такой СППР

1. Введение

К настоящему моменту в полной мере автоматизированы рутинные процедуры разработки конструкторской документации (системы Autocad, Компас, Siemens NX, Solid Works, Siemens Teamcenter, …). Но возможности компьютерной поддержки проектно-конструкторских работ этим далеко не ограничены. Во всём мире активно проводятся исследования, направленные на разработку и внедрение методов и инструментов более глубокой поддержки принятия как организационных, так и проектно-конструкторских решений в области развития технологий. Весьма интересен опыт создания ЕТП - европейских технологи- ческих платформ (которых к настоящему моменту насчитывается более 40), предназначение которых – консолидация усилий европейских государств, промышленников, учёных и конструкторов с целью про- рывного технологического развития. В плане развития компьютерной поддержки конструирования как такового из этих платформ следует отметить (в скобках указан год появления):

ECTP - European Construction Technology Platform (2004). Платформа ориентирована на поддержку организационных и проектно-конструкторских решений в области архитектуры и строительства.

eMobility - Mobile and Wireless Communications (2004). Цель ТП состоит в определении и реализации исчерпывающего плана исследований в секторе мобильных и беспроводных устройств путём аккумули- рования мирового опыта.

SusChem - European Technology Platform for Sustainable Chemistry (2004). ТП стремится поднять хи- мию, биотехнологию и химические технические исследования, разработку и инновации на принципиально новый уровень.

ESTP - European Space Technology Platform (2005). ТП ставит целью усиление координации и плани- рования европейских исследований для развития конкурентоспособной и независимой технологической базы в области исследования космического пространства.

EUROP - European Robotics Technology Platform (2005). Европейская ТП по робототехнике, призван- ная обеспечить использование результатов исследований и разработок в производстве робототехники.

EPoSS - European Technology Platform on Smart Systems Integration (2006). EPoSS (Европейская тех- нологическая платформа по интеграции интеллектуальных систем) инициирована промышленностью и определяет научно-исследовательские, опытно-конструкторские и инновационные нужды, а также поли- тические требования, относящиеся к интеграции интеллектуальных систем и интегрированным микро- и наносистемам.

EuMaT - Advanced Engineering Materials and Technologies (2006). EuMaT – европейская ТП по эф- фективным материалам и технологиям.

SNETP - Sustainable Nuclear Energy Technology Platform (2007). ТП в области ядерной энергетики.

Обобщающий анализ работ в рассматриваемом направлении за рубежом можно найти в [1-2]. О состоянии дел в России в части компьютерной поддержки принятия опытно-конструкторских решений и организационных решений в области технического конструирования и внедрения его результатов можно судить, в частности, по соответствующим материалам ежегодной многопрофильной конференции

«Управление развитием крупномасштабных систем» [3-6], многим другим публикациям [7-11]. При этом следует отметить, что в большинстве как отечественных, так и зарубежных работ внимание акцентируется преимущественно на организационно-экономическом аспекте процессов разработки и внедрения принципиально новых технических устройств. Вопросы компьютерной поддержки принятия главных решений конструкторского характера если и затрагиваются, то весьма осторожно и поверхностно. В качестве исключения можно назвать опыт разработки и использования САПР ЛА для КБ «Сухой», первая работоспособная версия которой была реализована в СССР в 1980-е годы. САПР ЛА разрабатывалась с целью поддержки конструирования летательных аппаратов, но принципы, положенные в её основу, вполне универсальны и могут использоваться при создании САПР всех без исключения новых техниче- ских устройств.

После согласования проведения работ в данном направлении П.О. Сухим и А.А. Дородницыным была сформулирована концепция проведения НИОКР [12-14]. Далее была выстроена иерархия задач проектирования [5], были разработаны оптимизационные модели для решения задач проектирования ЛА, реализован и сдан в эксплуатацию программный комплекс формирования облика летательных аппара- тов [16-23]. В то же время в НИО-15 ЦАГИ создавались и активно использовались комплексы полунатур- ного моделирования динамики полёта, САПР БЦВМ, был разработан на базе оригинальной нелокальной двухточечной аэрогидродинамики [24] и успешно апробирован универсальный программный пакет «МАГР» для аэрогидродинамических расчётов (Зарегистрирован в РосАПО, рег. № 930043, 1993 г.). По своим возможностям пакет «МАГР», по сей день, значительно опережает аналоги.

В свете сказанного, весьма актуальной является разработка СППР, опирающейся на имеющиеся наработки и существенно дополняющие их исследования, позволяющей на опережающем мировой уровне полноценно и всесторонне поддерживать процессы технического конструирования самых различных образцов технических устройств военного и гражданского, двойного назначения. При этом могут и должны использоваться, наряду с указанными выше, наработки имитационного моделирования [25], наиболее глубокие подходы к формализации неформализованных областей знаний, связанных с техни- ческим конструированием [26-28]. Необходимой составляющей разработки новых технических устройств являются также оценки затрат, требующие моделирования производственно-экономических процессов [3-11; 25;31].

Иерархический подход к структурированию (использованный, в частности, при создании САПР ЛА для КБ «Сухой») приложим к самым разнообразным системам - коммерческим предприятиям, комплексам вычислительных программ, социальному устройству, техническим устройствам и т.п. Общие принципы использования такого подхода разработаны и представлены в [29; 30]. Объекты, принадлежащие каждому структурному уровню той или иной системы, могут рассматриваться и как системы, образован- ные из подсистем (объектов более низких уровней), и как подсистемы, входящие в состав некоторой си- стемы (объекта более высокого уровня) - что в полной мере относится и к техническим устройствам, и к процессам их производства и реализации. Наибольшего успеха удаётся достигнуть при использовании целостных и взаимоувязанных системных моделей. При этом в системной модели концептуального характера должны быть увязаны главные потоки: материальные, информационные, финансовые. Создание системной модели проходит этапы: содержательный, описательный (дескриптивный), формальный ма- тематический, компьютерный. И имеет различные режимы использования. 

Остальное читайте в статье ниже