Проблема автоматизации проектирования
Термин "автоматизация проектирования" понимается весьма широко: здесь говорится о новой технологии проектирования, основанной на использовании идей и методов системного анализа. Объектами проектирования могут быть и технические системы, такие, как самолет, ракетный комплекс, корабль, и народнохозяйственные, экономический системы, например системы обустройства крупных нефтяных или газовых месторождений, использования бассейнов, рек и т.д. Системный анализ очень широк, и слова "автоматизация проектирования" призваны его несколько сузить. Этот термин сегодня все же охватывает очень много различных по своему содержанию понятий. Среди них есть и чисто технологические: структура банков данных, средства автоматизации графических работ, управляющие программы и даже языки программирования. Центральным рассматриваемым здесь вопросом является проблема автоматизации начального этапа, так называемого аванпроектирования. В этой проблеме основное наше внимание будет сосредоточено на выборе альтернативных вариантов при завязке проекта или создании генеральной схемы народнохозяйственного комплекса. Эта проблема является, вероятно, не только наиболее трудной, но и узловой проблемой проектирования.
Общие вопросы автоматизации проектирования
Сложность используемой и, главным образом, создающейся техники, сложность используемых технологий, транспортных и производственных связей непрерывно растет. В этом и состоит особенность эпохи развития производственной деятельности, которую обычно называют эпохой научно-технической революции.
Конструкции, которые создают инженеры, все в большей степени используют знания, добываемые в смежных науках. Объединение радиоэлектроники, тепловых процессов, газовой динамики и многого другого при создании одной конструкции является типичным для современного энергетического машиностроения, ракетостроения, самолетостроения. Резкое усложнение всевозможных производственных связей, технологий, переход к новым материалам качественно усложняют работу проектировщика производственного комплекса, в результате чего его сегодняшняя деятельность качественно непохожа на проектную работу пятидесятилетней давности.
Поскольку физиологические возможности человека ограничены, а сложность создаваемых конструкций непрерывно растет, то очевидно, что однажды этот тезис перестает быть справедливым. В последние десятилетия мы начинаем все чаще сталкиваться с ситуациями, когда главный конструктор или руководитель проекта уже не может эффективно вмешиваться в процесс проектирования. Из творца, создателя конструкции он превращается, в лучшем случае, в хорошего администратора.
Поэтому на повестку дня выдвигается проблема принципиального изменения всей технологии проектирования - проблема автоматизации проектирования. Ее особенность - широкое использование современных способов обработки информации и представления ее в таком виде, который позволил бы конструктору, проектировщику до конца использовать свои творческие возможности. В последние годы этой проблеме уделяется все больше и больше внимания, причем такое явление характерно для всех индустриально развитых стран, создающих сложные образцы техники и реализующих проекты сложнейших народнохозяйственных комплексов. Постепенно автоматизация проектирования стала одной из областей наиболее перспективного использования вычислительной техники и методов междисциплинарных исследований процессов разной физической природы.
Сложный проект требует расчленения процесса проектирования на проектирование отдельных подсистем и агрегатов, разделения обязанностей между различными конструкторами, проектировщиками и исследователями-расчетчиками. Такое положение возникло уже давно: создание проекта самолета, крупной водохозяйственной или технологической системы - это всегда дифференцированный труд большого коллектива.
Но расчленение проблемы необходимо предполагает и обратный процесс-процесс объединения, согласования характеристик отдельных частей системы, синтеза, который дает возможность представить конструкцию в целом, оценить ее разнообразные качества и соответствие замыслу.
Расчленение процесса проектирования поначалу не вызывало проблем. Возьмем, например, такую систему как, самолет. Проектирование планера естественным образом отличается от выбора и проектирования двигателя. Аэродинамические и прочностные расчеты делают представители различных профессий и т.д. Такая же ситуация наблюдалась всюду. И всюду постепенно возникали традиционные формы разделения труда.