Для определения задач по созданию САПР в ракетно-космической технике целесообразно рассмотреть стадии ее развития.
1. Применение ЭВМ для решения инженерных задач, которое осуществлялось по схеме, применяемой и сейчас для выполнения отдельных, не связанных между собой задач исследовательского характера.
Такая схема включает этапы:
- математическая формулировка задачи;
- выбор численных методов решения;
- разработка алгоритма;
- запись программы на исходном языке;
- кодирование исходных данных;
- отладка программы – обнаружение ошибок и внесение исправлений;
- решение задачи;
- обработка результатов – построение графиков, гистограмм, таблиц, чертежей и других подобных документов.
2. Разработка математических моделей, методов и алгоритмов, уже в достаточной степени учитывающих возможности ЭВМ и позволяющих достичь новых результатов в точности, универсальности, степени оптимальности полученных результатов.
На этом этапе разработаны единые подходы к получению ММ для целых классов объектов, и следствие универсализации постановки задач заключается в том, что программа автоматического получения уравнений одинакова для всего класса объектов и потому составляется один раз, а используется многократно многими инженерами в различных ситуациях. Однако используемые при этом технические средства и программное обеспечение еще не были объединены в единую проектирующую систему.
3. Системный подход к решению проблем проектирования с помощью ЭВМ.
Составные части САПР разрабатываются с учетом специфики задач и условий технического проектирования. Удобство использования ЭВМ обеспечивается за счет применения средств оперативной связи инженера с ЭВМ, специальных проблемно-ориентированных языков и наличия библиотек со специфическими характеристиками ММ. В САПР решаются не отдельные задачи, а большинство имеющих смысл последовательностей задач.
Анализ достигнутых результатов позволяет сформулировать основные направления развития САПР в отрасли для удовлетворения требований к совершенству процесса проектирования:
1) по повышению качества:
- на стадии разработки технических предложений добиться точности определения проектных параметров не ниже 1 – 2 % (вместо имевшихся 5 %) по отношению к основным тактико-техническим характеристикам;
- на основе построения для каждой стадии проектирования усложненных моделей, учитывающих новые физические явления или отражающих более глубокое взаимовлияние параметров, обеспечить решение принципиально новых проектных задач и лучшую оптимизацию конструкции за счет увеличения числа параметров;
- увеличить возможное количество просматриваемых проектных решений и создать методы, формализующие творческий процесс синтеза новой или модернизируемой конструкции;
2) по сокращению сроков разработки:
- свести к минимуму рутинную работу, связанную с обработкой различной информации и документированием результатов расчетов;
- разработать на основе экспериментальных данных модели сложных процессов (аэрогазодинамических, динамических и т.п.), характеризующиеся малым временем расчета;
- заменить, по возможности, экспериментальную отработку образца, его узлов и агрегатов математическим или аналого-цифровым моделированием.
Перечисленные требования необходимо принять в качестве исходных при составлении технического и рабочего проектов САПР образцов ракетно-космической техники. Дальнейшая программа работ по созданию САПР РК должна включать следующее.
1. Внедрение современного технического обеспечения, исключающего интерфейсные проблемы и приспособленного к наращиванию памяти, комплектации с широким набором периферийных устройств, объединению функций и мощностей ЭВМ. Это позволит, например, формировать банки данных большого объема.
2. Разработка полной и обоснованной постановки задачи о формировании комплексной системы автоматизации проектирования образцов новой техники. Для этого необходимо определить структуру САПР, предусматривающую централизацию управления выбором проектных решений и исходными данными с одновременным обеспечением широкого доступа к пакетам программ со стороны специалистов. Кроме того, необходимо разработать проблемные методы и модели автоматизации проектирования, включая методики проектирования банков данных, построения диалога и управления объединением модулей и исходными данными для образования рабочих программ, соответствующих смыслу решаемых задач.
3. Осуществление программного обеспечения САПР, позволяющее автоматизировать наиболее важные стадии проектирования образцов, предоставить в распоряжении исследователя широкий набор прикладных программ, ранжированных по точности используемых физических моделей и полноте взаимосвязи параметров, а также различные методы оптимизации и процедуры проектных параметров по исследуемым объектам.
Перечисленные перспективные работы определяют задачи студентам не только как будущим специалистам проектно-конструкторских подразделений, но и как руководителям организаций, занимающихся созданием новых РК.
