Межсистемные взаимодействия в сложных информационных структурах создания рэс
Скачать 16.96 Kb.
|
| Кочегаров И.И. МЕЖСИСТЕМНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СЛОЖНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СТРУКТУРАХ СОЗДАНИЯ РЭС В статье рассмотрена проблема совместимости файлов данных в современных средствах моделирования, применяемых на различных этапах жизненного цикла изделий при производстве конструкций радиоэлектронных средств, показана необходимость разработки методики информационного взаимодействия моделей. Исследуется создание концептуальной информационной модели предметной области, отличающейся от существующих наличием обратной связи между всеми этапами модели предметной области, и концептуальной модели этапов жизненного цикла. Показаны преобразования модели при изменении параметров изделия в ходе жизненного цикла и результаты применения подобных методик информационного взаимодействия при проектировании конструкций радиоэлектронных средств. В настоящее время существует большое число систем, облегчающих разработку и производство конструкций радиоэлектронных средств (РЭС). Одной из задач, появляющейся при их использовании, является необходимость взаимосвязи информационных моделей на различных этапах жизненного цикла (ЖЦ) изделий. Существует большое число информационных систем, позволяющих исследовать поведение конструкции на этих этапах. В большинстве универсальные пакеты ориентированы на решение задач из различных предметных областей (механические воздействия, электродинамика, магнитные явления). Такая многофункциональность не всегда является плюсом, т.к. это усложняет пакет, увеличивает его стоимость, делает изучение более сложным. Важной и актуальной проблемой современных средств моделирования являются проблемы совместимости файлов данных, применяемых на различных этапах жизненного цикла. Например, после моделирования работы электрической схемы в пакетах OrCAD или P-CAD и создания эскизной печатной платы необходимо исследовать её поведение под заданной нагрузкой. Для моделирования в пакетах прикладных программ требуется перенос данных из предыдущего пакета. Многие системы моделирования не способны получать данные из пакетов типа OrCAD или P-CAD. Положение может исправить конвертер данных, позволяющий избежать непродуктивного ручного переноса данных. Такая ситуация повторяется на всех этапах ЖЦ изделия в связи с тем, что разработка единой системы, охватывающей все этапы является трудновыполнимой задачей. Существующие разработки в этой области (например, PDM - Product Data Management, управление данными изделия) теоретически позволяют реализовать полный цикл информационной связи, но существующие системы реализуют либо документооборот предприятия, либо, в лучшем случае, обеспечивают информационную связь лишь на этапах производства [1]. Здесь появляется необходимость разработки методики информационного взаимодействия моделей конструкции на всех этапах жизненного цикла конструкций РЭС, позволяющей реализовывать возможности итерационного процесса моделирования. Особенно это актуально на начальных этапах проектирования, когда объект проектирования представлен технической документацией, происходит выбор альтернативных вариантов исполнения изделия, подбор параметров конструкции и т.п. В этом случае появляется возможность проведения проектных исследований без использования макетов, опытных образцов, и получать информацию для прогнозирования поведения объекта. Важным этапом работы является создание информационной модели предметной области. Информационная модель есть организованная в соответствии с определенной системой правил и представляемая оператору с помощью средств отображения совокупность информации о состоянии и функционировании объекта воздействия и внешней среды. Информационная модель выступает как важнейшее связующее звено между человеком и техникой. Как упорядоченное внешнее возмущение, она стимулирует эффективное функционирование концептуальной модели (КМ) человека-оператора и способствует интенсификации информационных процессов в акте принятия решения. Информационная модель на каждом этапе проектирования (схема, плата, устройство…) часто представляет собой обособленный блок данных и поэтому следует в КМ взаимодействия предусмотреть связь между информационными моделями на разных этапах. Актуальна задача использования существующих наработок в области традиционного моделирования, на практике доказавших свою эффективность при разработке изделий различных классов, а также интеграции их в единую конструкторскую САПР. Это делается на основе концептуальной модели предметной области (КМПО) [2]. Схема модели этапов жизненного цикла (ЖЦ), включающая обратную связь и обеспечивающая оперативное управление объектами проектирования, показана на рис. 1. К входным данным можно отнести данные технического задания. Группу внутренних параметров (или переменных состояния) составляют параметры изделия, режимы технологического процесса, условия эксплуатации. Параметры воздействия (управления) включают в себя условия, требования, критерии ограничения, накладываемые на проектирование, изготовление, эксплуатацию. Данные об эксплуатации, методах и средствах проектирования, изготовления рассматриваются как выходные. Обратная связь от преобразований одной модели в другую (на основе абстрактной операции отображения одного множества в другое, например преобразование  ) обеспечивается посредством концептуальной модели предметной области (показано двойной радиальной стрелкой от КМПО к моделям каждого этапа ЖЦ) [2,4]. Операции над группами и множествами, и, как следствие, выбор понятия группы как представления модели обусловлен большими наработками в этой области и достаточным числом операций, которые предоставляет математический аппарат данной предметной области [4, 5, 6].Рис. 1. Концептуальная модель этапов жизненного цикла Ясно, что, выполняя одно за другим отображения  и т.д., мы получим некоторое новое отображение, которое называется произведением отображений, например:Предположим, что задана совокупность элементов множества  , называемая пространством задания модели. Каждой точке  предписано значение функции качества  , характеризующее некоторое свойство объекта проектирования на данном этапе ЖЦ (например, производительность, надежность, качество и т.п.). В пространстве  действует группа преобразований  [7], перемещающая точки этого пространства вместе с заданными в них значениями функции качества (рис.2).Совокупность, состоящую из пространства , группы  , действующей в ней, и функции качества  , назовем моделью  . Примем – за исходное качество, а  – качество, получаемое преобразованием  , тогда всевозможные преобразованные функции качества  ( пробегает всю группу ) образуют полное множество управлений, которое обозначим Если исходную функцию качества принять за качество изделия в начале его жизненного цикла, то полное множество управлений  определяет всевозможные изменения исходного положения, в частности, если – группа преобразований функции качества изделия на всех этапах жизненного цикла,  – преобразование параметров изделия на этапе  ЖЦ, т.е. при изменении  это представляет собой все возможные состояния изделия в пространстве .Рис. 2. Преобразование моделей Пусть известен и фиксирован набор параметров изделия на всех этапах его жизненного цикла. Тогда эталонное исходное качество изделия на каждом этапе ЖЦ будет характеризоваться своими функциями качества  ,  – число этапов. Для каждого этапа ЖЦ сформируем полное множество управлений Если при  пересечение полных множеств управлений пусто, т.е.то будем говорить, что объекты попарно различимы [4]. Дальнейшие преобразования будут вестись для попарно различимых объектов, т.к. в реальных системах (например, P-CAD) объект «Эл.Схема» преобразуется в объект «Печатная плата» только путем преобразования (модуль размещения, в данном случае). Условие (3) означает, что не существует таких  и  , при которых где  . Равенство функций качества в данном случае означает совпадение моделей на этапах ЖЦ. Действительно, на каждом этапе используется своя модель, и если это разные этапы (), то и функции качества будут отличаться [2, 4].Пусть в результате некоторого преобразования исходной модели  будет получена модель  , характеризующаяся новым пространством задания  , группой  , действующей в этом пространстве, и функциями качества для каждого этапа жизненного цикла  . Если при этом попарные пересечения новых полных множеств управлений пусты, т.е.  при , то объекты в новой модели также различимы.Такие преобразования будем считать допустимыми. Задачей информационного взаимодействия будет построение таких преобразований  , чтобы получившиеся функции качества были не хуже существующих, т.е.  . Этот процесс, по сути, является оптимизацией конструкции [8].Проблема развития и совершенствования методов построения моделей заключается в создании методов построения широкого класса объектов проектирования (изделий, процессов), в разработке способов «стыковки» моделей, способов учета результатов исследования одних моделей при использовании других. Разработка объектов приводит, соответственно, к разным способам формирования моделей, интерпретации результатов. Поэтому важным является вопрос согласования и оперативной смены (при необходимости) параметров моделей. Разработанная автором модель предметной области отличается от существующих наличием обратной связи между всеми этапами модели предметной области [4]. Такое взаимодействие реализовано как за счет концептуальной модели предметной области (например, система с использованием CALS-технологии), так и за счет информационного межсистемного взаимодействия на каждом этапе проектирования (различные модули согласования, конвертеры форматов). Как отмечено в [2], концептуальная модель предметной области, построенная на основе баз данных, баз знаний и экспертных систем, позволяет глубже вникнуть в процессы, происходящие на каждом из этапов жизненного цикла. Тем самым повышается достоверность использования средств моделирования. Обратная связь при преобразовании одной модели в другую обеспечивается посредством концептуальной модели предметной области. Таким образом, применение подобных методики информационного взаимодействия при проектировании конструкций РЭС позволит достичь следующих результатов: 1. Сокращение сроков разработки РЭС за счет ряда факторов: а) автоматического либо полуавтоматического (под контролем пользователя) взаимодействия пакета моделирования с CAD-системой. б) наличие базы данных моделирования освобождает от поиска параметров элементов и материалов печатных плат. в) наличие обратной связи в интерфейсе означает поддержку современных интеллектуальных технологий проектирования. 2. Повышение надежности конструкции за счет возможности многократных и разносторонних исследований в различных пакетах имитационного моделирования. 3. Экономия средств за счет уменьшения числа стендовых испытаний либо отказа от них вообще. 4. Облегчение работы конструктора за счет переноса рутинных операций по конвертации файлов и межпрограммном переносе данных на интерфейсную часть. Рассматриваемая схема взаимодействия моделей позволяет более эффективно и рационально организовать проектные работы, что, в конечном счете, направлено на повышение качества изделий. На базе созданной модели информационного взаимодействия этапов ЖЦ создан алгоритм и разработана программная реализация, позволяющая обеспечить взаимодействие между пакетами для разработки печатных плат P-CAD, Accel EDA, OrCAD и пакетами для исследования поведения плат под механической нагрузкой (вибрации, удары и т.п.) [3]. Проведенные исследования и полученные результаты дают удовлетворительное совпадение с имеющимися аналитическими результатами и данными практических испытаний. Это позволяет достичь достаточной для практики точности решения задач. Литература
|
Похожие:
 | Пример оформления тезисов на конференцию Рэс из-за механических воздействий связано с выходом за пределы, установленные нормативно-технической документацией (нтд), механических... | | «Создание информационной образовательной среды оу и способы ее использования в учебной деятельности» Стемно организованная совокупность средств передачи данных, информационных ресурсов,протоколов взаимодействия,аппаратно-программного... |
| Учебно-научный и инновационный комплекс «Социально-гуманитарная сфера и высокие технологии: теория и практика взаимодействия» Н. Н. Реконструкция исторической информации данных археологии с помощью информационных технологий | | Лабораторная работа №1 знакомство с информационной системой Целью настоящей работы является изучение основных аспектов функционирования, а также взаимодействия структурных элементов информационных... |
| Химическом анализе и других сложных измерениях Мы также столкнулись с необходимостью выбора алгоритмов нахождения градуировочной зависимости при написании соответствующего блока... | | Конференция выставка «Информационные технологии в промышленности» Межведомственная комиссия по координации работы республиканских органов государственного управления и иных государственных организаций,... |
| Положение о проектах ассоциации региональных библиотечных консорциумов (арбикон) с-петербург Целью создания Проектов является объединение организаций для совместного формирования и развития корпоративных информационных ресурсов... | | Проекта Разработка и создание оптоэлектрических анализаторов поляризации лазерного излучения на наноразмерных плёночных структурах |
| Программа для высших учебных заведений по специальности 1-39 02 01 Моделирование и компьютерное проектирование рэс Учреждение образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» | | Утвержден постановлением Правительства Министерством сельского хозяйства Челябинской области, порядок взаимодействия между его структурными подразделениями и должностными... |