Распознавание параметров элементов при передаче данных при межсистемном взаимодействии Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Кочегаров И.И. РАСПОЗНАВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ДАННЫХ ПРИ МЕЖСИСТЕМНОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ.

В настоящее время существует большое число пакетов программ, используемых для решения конкретных конструкторских задач. Это обусловливает многообразие математических моделей и методов. Для взаимодействия создана схема концептуальной модели предметной области (КМПО) проектирования и производства, включающая обратную связь и обеспечивающая оперативное управление объектами проектирования, показанная на рис. 1. Последующие выводы строятся на базе этой схемы [1].

Результаты исследования и оптимизации модели каждого этапа используются для остальных моделей системы в качестве дополнительных ограничений, условий, и в этом состоит сущность взаимодействия моделей - как моделей подсистем объекта проектирования, так и моделей объекта с технологическими моделями. В процессе такого взаимодействия происходит, в определенном смысле, эволюция обобщенной модели объекта проектирования, ее адаптация к среде функционирования.

Рассматриваемая схема взаимодействия моделей позволяет более эффективно и рационально организовать проектные работы, что, в конечном счете, направлено на повышение качества изделий.

Как отмечено в различных источниках, КМПО, построенная на основе баз данных, баз знаний и экспертных систем, позволяет глубже вникнуть в процессы, происходящие на каждом из этапов жизненного цикла (ЖЦ). Тем самым повышается достоверность использования средств моделирования [2]. При передаче данных на этапах «модель - печатная плата», «математическая модель», «модель испытаний» (серые блоки на рис.1) происходит поиск элемента в базе данных по моделированию (БДМ) и обучение экспертной системы (ЭС) распознавания. Последовательность действий в этом случае следующая:

1. Получение параметров элемента (Хі,УІ,W,,ЫЛМЕ1,ТЇРЕІ) ;

Техническое Система условий, критериев, ограничений Альтернативные Экспертные

задание варианты оценки

1. Маркетинг и изучение рынка

А

> Г

2. Проектирование и разработка продукции

3. Проектирование и разработка процессов

4. Закупки комплектующ их

5. Производство

Исходные Модель- Модель- Механическая Модель Модель

данные эл.принц. печатная модель испытаний производства

плата

74 А /V /ч /\ 7\ \/ \/ \7 \7 \7

Технологии управления данными

Технологии управления процессами

БАЗА

ДАННЫХ

БАЗА

ЗНАНИЙ

ЭКСПЕРТНАЯ

СИСТЕМА

Рис. 1. Схема концептуальной модели предметной области моделей

2. Поиск

(NAMEi е БДМk .Name) v (TYPEi e БДМk -type) ^ ^ (RES; = БДМк, ACCURANCY; = 1)

3. Альтернативный поиск (W « БДМк Wide) v (L « БДМк .Len) v v\{N.AMEl e БДМк.Name) л (TYPEt e БДМк.type)] ^ (RES = [RES ] + [БДМк ], ACCURANCY1 =

-1-

БДМк .Len - L

БДМк .Len

БДМк .Wide - W

БДМк Wide

4. Вывод результата

RES = F[max(RESi, ACCURANCYi), ЛПР]

i=0..N

Если ЛПР * 0 ^ БДМ = БДМ + (RES.)

Дальше происходит оптимизация конструкции по минимальным перегрузкам на плате (для

выбранной математической модели и модели испытаний)

Автоматический вариант

A- = Ж(4 х

где S-число вариантов оптимизации

A

Л a a

i, j=0..NM L

(a y ) = f [M _ Model(Cons _ PCBk )]

Cons _ PCBk = g[ A _ Place(Kk )]

Полуавтоматический вариант

min( A), ЛПР

k=0..S k .

где S-число вариантов оптимизации

A=G [i, j max,M [(av [\ЛПР]

(auj ) = f [M _ Model(Cons _ PCBk )] Cons _ PCBk = g[A _ Place(Kk )]

Управление преобразованием

Рис.2. Межсистемные связи на этапах жизненного цикла

Рис.3. Алгоритм взаимодействия с ОС.

Задачей информационного взаимодействия будет построение таких преобразований, чтобы получившиеся функции качества на этапах были не хуже существующих, т.е.. Этот процесс, по сути, является оптимизацией конструкции, что показано на рис. 2.

При разработке алгоритма использовались идеи управления с ОС на базе КМПО. В работе предложена следующая методика взаимодействия. На начальных этапах разработки конструкции инженер использует ставшие стандартом де-факто CAD-системы (P-CAD, Accel EDA или другие). После типовых шагов разработки конструкции РЭС (моделирование схемы, создание и трассировка печатной платы) необходимо проверить поведение платы в заданных условиях эксплуатации. Изготовление макетов и проведение стендовых испытаний требует больших временных и финансовых затрат, поэтому целесообразно применять математическое моделирование. Разработан алгоритм взаимодействия, позволяющего организовать интерактивный обмен данными между CAD-системой и существующими программными пакетами для моделирования поведения конструкции (на примере пакета моделирования VuPlat).

Для всех программ моделирования существует необходимость введения обратной связи. Эта связь подразумевает возможность изменения исходной конструкции программой моделирования. Например, по результатам вибромоделирования программа дает рекомендации по изменению точек закрепления и перераспределению элементов, причем эти изменения происходят и в головном приложении.

Поддержка такого типа взаимодействия делает работу инженера-конструктора более качественной. Интеллектуализация взаимодействия - следующий шаг в развитии систем имитационного моделирования. Программа не просто выполняет необходимые расчеты, но и по результатам этих расчетов дает рекомендации по улучшению или оптимизации заданных характеристик.

На рис. 3 показан алгоритм взаимодействия на этапах выбора механических параметров

конструкции (печатная плата, корпус, крепления и т.д.). При этом в качестве головного приложения могут выступать пакеты прикладных программ для разработки конструкций, обладающие программным

интерфейсом Database Exchange (DBX), например P-CAD, Accel EDA, Protel DXP и ряд других. Такой подход отличается большой гибкостью при выборе требуемой программы и совместимостью с последующими версиями.

Как видно из рис.3, в цепи ОС находятся ЭС и лицо, принимающее решения (ЛПР). Это дает возможность при наличии достаточно качественной ЭС применять её при оптимизации конструкции. Также этот процесс ЛПР может проводить вручную.

Структура межсистемного взаимодействия имеет поддержку работы с базами данных моделирования. Это особенно актуально при взаимодействии пакета P-CAD и программных пакетов для исследования

динамических характеристик печатных плат. Так как P-CAD (и другие программы подобного плана) не имеют в своем составе данных по механическим и массогабаритным характеристикам элементов и

печатных плат, то приходится использовать другие источники для получения этих данных. Такие же проблемы появляются и при использовании пакетов для расчета надежности и исследования теплового режима

Таким образом, алгоритм поддерживает работу с открытой пополняемой базой данных по различным элементам. Таблицы включают в себя достаточное количество полей, соответственно тому, с какими пакетами будет взаимодействие. Задача настоящей работы решается на примере автоматизации проектирования вибронагруженных элементов конструкций РЭС.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кочегаров И.И. Межсистемные взаимодействия в сложных информационных структурах создания РЭС // Проблемы качества, безопасности и диагностики в условиях информационного общества: Материалы научно-практической конференции.-М.:МИЭМ, 2004- С. 130-136.

2. Юрков Н.К. Модели и алгоритмы управления интегрированными производственными комплексами: монография.-ИИЦ ПГУ, 2003, -198 с.