П.В. Королев,
(КГТУ им. А.Н. Туполева, г. Казань)
В настоящее время в авиации наблюдается значительный рост задач и функций, выполняемых бортовой аппаратурой, что в значительной степени увеличивает важность обеспечения качества разрабатываемой бортовой аппаратуры.
Однако начальные этапы проектирования в основном представляюn интуитивное принятие решение разработчиком. Данное обстоятельство увеличивает вероятность допущения разработчиками конструкторско-технологических ошибок на ранних стадиях проектирования, что, в свою очередь, приводит к снижению качества разрабатываемой аппаратуры.
Для обеспечения качества разрабатываемой аппаратуры наиболее целесообразно использование на ранних стадиях проектирования систем поддержки принятия решений, а также использование систем имитационного проектирования.
Система поддержки принятия решения определяется как совокупность методов и реализующих их инструментальных средств, обеспечивающих формирование (моделирование) альтернативных решений на разных этапах принятия решений, их анализ и выбор альтернатив, удовлетворяющих поставленным условиям.
Целью данной работы является исследование использования систем имитационного проектировании, а также разработка методики применения систем поддержки принятия решений на основе нечетких моделей в задачах начальных этапов проектирования бортовой радионавигационной аппаратуры, а также практическая реализация разработанной методики.
Процесс проектирования бортовой радионавигационной аппаратуры в предлагаемой методике предлагается разделить на следующие основные этапы:
1. Формирование и ввод начальных данных и конфигураций;
2. Выработка конструкторских решений, разработка и построение первоначальных физических моделей предлагаемых решений.
3. Имитационное моделирование предлагаемых решений.
4. Анализ результатов, выбор окончательного решения.
На первом этапе системой поддержки принятия проектных решении анализируются данные, предоставляемые функциональной моделью конструкции РЭА. Для построения функциональных моделей (конструкции корпуса, печатной платы и т.д.), в качестве программных средств, используется КОМПАС и P-CAD. Полученное в результате сведения функциональных моделей конструкторско-технологическое решение отображается в виде нечетких фактов, формируется матрица связности.
На этапе обоснования и выбора предлагаемых решений, в результате взаимодействия системы поддержки принятия проектных решений и разработчика определяются критерии проектирования (требуемая надежность, стойкость конструкции к тепловым воздействиям, стойкость конструкции к механическим воздействиям, электромагнитная совместимость различных блоков конструкции), на основе внутреннего представления функциональных моделей формируются предварительные варианты физических моделей конструкции. При осуществлении оптимизации конструкции на ранних стадиях проектированию мы введем представление нечеткого критерия разрабатываемой аппаратуры - качества разрабатываемой РЭА. Для бортового радионавигационного оборудования, используя аппарат нечетких множеств, мы сформулировали критерий качества в виде следующей целостной функции параметров, каждый из которых может быть в свою очередь представлен в виде целевой функции:
К = F(CTB, СМВ, ЭМС, ОН, К%) (1)
где СТВ — стойкость конструкции различных блоков РЭА к тепловым воздействиям;
СМВ - стойкость конструкции различных блоков РЭА к механическим воздействиям;
ЭМС - электромагнитная совместимость различных блоков конструкции РЭА;
ОН - обеспечение надежности конструкции РЭА;
К% - уровень детализации (возможное отклонение описанных выше параметров).
Задача проектирования в предлагаемой методике сводится к построению дерева решений на основе общей задачи проектирования (обеспечения качества разрабатываемой аппаратуры), и, таким образом, разбивается на уровне «листьев» дерева проектирования в набор задач проектирования конструкций и топологий элементов и блоков.
На этапе имитационного моделирования предлагаемых решений производится моделирование полученного проектного решения в системе имитационного моделирования АСОНИКА с целью выяснения уточненных количественных характеристик модели. Автоматизированная система АСОНИКА позволяет моделировать большинство основных физических процессов для различных уровней иерархии современной наукоемкой РЭА. На основании полученных в результате имитационного проектирования данных предлагается формирование альтернативных конструкторско-технологических решений.
Этап анализа результатов и выбора решения. Разработанная экспертная системы, на основе результатов этапа имитационного моделирования, определяет параметры предлагаемых решений, и формируется окончательные критерии совокупной приведенной целевой функции качества разрабатываемого изделия, которые определяют вес предлагаемых решений. Эти данные используются для выбора результирующей конструкции разрабатываемой аппаратуры.
Реализация предложенной методики проектирования РЭА позволяет внедрить на промышленных предприятиях инструментальную среду проектирования, позволяющую автоматизировать процесс разработки бортовой радионавигационной аппаратуры, которая значительно повысит эффективность проектирования, а также способствует выявлению и устранению конструкторско-технологические ошибки уже на ранних стадиях проектирования.
|
