Основные виды информации в САПР ТП

Информациейназываются сведения о фактах, концепциях, объек­тах, событиях и идеях, которые в конкретном контексте имеют вполне определенное значение (ГОСТ 15971—90 «Системы обра­ботки информации. Термины и определения»).

Основу информационного обеспечения САПР ТП составляет информация, используемая системой непосредственно для выработ­ки проектных решений. Это информация об аналогах проектируе­мых процессов, о технологических свойствах материалов деталей, технологическом оборудовании, инструменте, которые могут быть применены в объекте проектирования. Сюда же относятся правила и нормы проектирования, а также правила и формы документи­рования его результатов.

Информацию, представленную в виде, пригодном для обра­ботки автоматизированной системой при возможном участии че­ловека, называют данными.

Для разработки единичных ТП изготовления деталей и сборки используют руководящую и справочную информацию. Руководящая информация включает в себя следующие данные:

· изложенные в отраслевых стандартах, в том числе на оборудование и оснастку;

· в документа­ции на действующие единичные, типовые и групповые процессы;

· классификаторах технико-экономической информации;

· техноло­гических нормативов (режимов обработки, припусков, норм рас­хода материалов и др.);

· производственных инструкциях и доку­ментах по технике безопасности и промышленной санитарии,

· устанавливающих требования к ТП и методам управления ими.

Справочная информация содержит данные;

· представленные в технологической документации опытного производства,

· описани­ях прогрессивных методов изготовления и ремонта,

· каталогах, пас­портах, справочниках, альбомах компоновок прогрессивных средств технологического оснащения,

· схемах планировки производствен­ных участков.

Основной задачей информационного обеспечения САПР ТП является полное, достоверное, надежное и своевременное поступ­ление всей необходимой для проектирования информации при минимальном времени ожидания и наименьших затратах на созда­ние и эксплуатацию системы.

Совокупность упорядоченной информации, используемой при эксплуатации САПР ТП, образует ее информационную базу. Внемашинной информационной базой называют ее часть, представленную совокупностью документов, предназначенных для непосредственного восприятия человеком без применения средств вычислительной техники (см. ГОСТ 34.003—90 «Автоматизированные системы. Термины и определения»). Обычно это нормативно-спра­вочная информация (например, специализированные технологи­ческие справочники). Иногда внемашинную информационную базу создают с целью экономии технических ресурсов системы и повы­шения надежности ее эксплуатации.

Часть информационной базы системы, представляющую собой совокупность информации на носителях, на­зывают машинной информационной базой. Она включает инфор­мацию, постоянно использующуюся при проектировании ТП и обеспечении штатной работы системы.

Входной называют информацию, поступающую в САПР ТП в виде документов, сообщений, данных, сигналов, необходимую для выполнения ее системной функции. Входная информация может вводиться в систему непосредственно пользователем через про­цессор ввода-вывода или поступать в САПР ТП из других систем, например, САПР К (CAD), интегрированных с ней по каналам связи (импортироваться). Характер и формы пред­ставления входной информации определяются принципами по­строения и структурой САПР ТП.

Выходной информацией САПР ТП называют информацию, получаемую в результате выполнения функций системой и выда­ваемую пользователю или в другие системы. Выдаваемая пользова­телю САПР ТП выходная информация об объекте проектирова­ния чаще всего представлена в форме технологической документа­ции. Выходная информация САПР ТП, передаваемая в другие системы, может быть представлена в иных формах, наибо­лее соответствующих взаимодействию рассматриваемых систем.

Оперативной называют информацию, отражающую в фикси­рованный момент времени состояние объекта проектирования, на который направлена деятельность САПР ТП.

Выполнение любой автоматизированной системой своих функ­ций осуществляется поэтапно. Это особенно наглядно видно при работе САПР ТП в интерактивном (диалоговом) режиме. После выполнения определенного этапа система выдает пользователю сообщение о его завершении и (или) информирует о результатах выполнения.

Для выдачи оперативной информации при разработке систем предусматривают процедуры промежуточного вывода. После ана­лиза полученной информации пользователем он вправе дать ко­манду на продолжение работы системы или ее отмену. Последний случай возникает, если пользователь неудовлетворен результатами выполненного этапа проектирования, например, если они проти­воречат обще-технологическим принципам и правилам.

Информацию содержат не всякие данные, а лишь те, которые уменьшают неопределенность в отношении исхода событий, — процесса проектирования ТП. Информативность данных, понимаемая в смысле количества содержащейся в них информации, является важней­шим свойством, определяющим их ценность. Данные восприни­маются системой как информация лишь в том случае, если в нее введены модели, соответствующие поступающим данным. Каждое данное представляется в системе переменной соответствующего типа. В моделях, использующихся в САПР ТП, применяют пере­менные действительного, целочисленного, логического и символь­ного типов.

(Логические переменные имеют два возможных значения - ИСТИНА и ЛОЖЬ, или 1 и 0.)

Символьные переменные представляют символьными (знаковыми) конструкциями — цепочками знаков. Например, СТАНОК РАЗМЕР, ПАТРОН и т.д. Переменные этого типа используют для: представления нечисловой информации.

Построение САПР ТП и их информационное обеспечение все чаще базируется на использовании технологических знаний о пред­метной области систем. Основными компонентами технологиче­ских знаний являются факты (данные), гипотезы (модели), эври­стики (правила).

Факт представляет собой некоторое высказывание или данные, достоверность которых не вызывает сомнений. Например, в процессе обработки резанием возникают силы резания. Конкретное данное, например, число, занесенное в таблицу, также считают фактом. Факты могут использоваться вместе (ассоциативно), на­пример, строка данных в таблице.

Гипотеза (модель) — недостаточно проверенное высказывание, истинность которого пока не установлена, их выдвигают при от­сутствии достоверного объяснения процесса или явления. Гипоте­зы либо доказывают, и тогда они становятся фактами, либо отвер­гают. Любую, например, математическую модель объекта, следует рассматривать как гипотезу, требующую подтверждения. Модели­рование технологических объектов будет рассмотрено далее.

Эвристика — частный, неполный метод (эмпирическое прави­ло) решения какой-либо задачи.

При разработке современных САПР ТП часто используют методологию инженерии знаний. Инженерия знаний ориентирована на создание компьютерных систем, целью которых является из­влечение знаний, которыми располагают специалисты; наиболее эффективное их использование при автоматизированном форми­ровании, прежде всего, проектных решений.

Эффективность использования технологических знаний прямо зависит от эффективности выбранной модели представления. Раз­личают процедурные и декларативные модели знаний. В процедур­ных моделях знания представляют в виде структур данных. Процедурные модели используют в информационно-поисковых системах, когда по некоторым признакам (характери­стикам) идентифицируют объект поиска или, наоборот, для вы­деленного экземпляра объекта определяют значения его характе­ристик. К процедурным моделям относят и любые формальные методики, например, методику расчета припусков на обработку. Формальная методика всегда может быть реализована алгорит­мически. Алгоритм — строго установленная последовательность формальных процедур.

Декларативные модели также базируются на использовании структурированных данных, однако интерпретирование этих струк­тур и выполнение операций над ними требует применения вычис­лительной техники и соответствующих программных средств.

В логических моделях систему знаний о предметной области, необходимую для решения прикладных задач, рассматривают как совокупность фактов (утверждений). Факты представляют форму­лами некоторой логики.

В основе получения вывода при использовании логики высказываний чаще всего лежит силлогизм:

1) А → В (из А следует В);
В → С (из В следует С);

А→ С (вывод: из А следует С).

2) В ПЕРВОЙ ОПЕРАЦИИ ОБРАБАТЫВАЮТ БАЗЫ;
БАЗЫ - ЦЕНТРОВЫЕ ОТВЕРСТИЯ;

В ПЕРВОЙ ОПЕРАЦИИ ОБРАБАТЫВАЮТ ЦЕНТРОВЫЕ ОТВЕРСТИЯ.

3) ЕСЛИ (ДЕТАЛЬ = ВАЛ)

И (НАЛИЧИЕ ЦЕНТРОВЫХ ОТВЕРСТИЙ = ДА)
И (ПРОИЗВОДСТВО = СЕРИЙНОЕ)

И (НАЛИЧИЕ ФРЕЗЕРНО-ЦЕНТРОВАЛЬНОГО СТАНКА = ДА)

ТО (НОМЕР ОПЕРАЦИИ = 005)

(СОДЕРЖАНИЕ = ФРЕЗЕРОВАНИЕ ТОРЦЕВ И ЗАЦЕНTPOBKA)

(УСТАНОВОЧНАЯ БАЗА = НАРУЖНЯЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ПОВЕРХНОСТЬ).

Модели представления и использования знаний в конструкторско-технологическом проектировании непрерывно совершенству­ют. В частности, в одном из современных подходов к использова­нию знаний в САПР предложено представлять объект проектиро­вания такими сущностями, как:

переменная, представляющая собой именованное понятие пред­метной области. Она может быть использована в расчетах, табли­цах и чертежах. Возможна поддержка различных типов перемен­ных, в том числе и нетрадиционных, таких как матрица и комп­лексное число;

таблица, хранящая табличные отношения, характерные для конкретной предметной области (взятые из стандартов, норма­тивных документов, справочников или из результатов предшеству­ющего опыта проектирования). В качестве ячеек таблиц могут вы­ступать формулы (аналогично Microsoft Excel);

отношение — правило получения значения переменной (переменных).

Поддерживаются следующие основные виды отношений:

· аналитические — в виде формул, возможно использо­вание не только стандартных арифметических и тригонометри­ческих функций, но и библиотеки функций, которая содер­жит математические, матричные, комплексные и инженерные функции (например, округление до стандартных рядов и др.);

· продукционные — в виде набора правил типа ЕСЛИ—ТО, преимуществом которых является ведение расчета без строгого алгоритма на основе входных значений («что да­но») и списка переменных, которые необходимо рассчитать («что найти»);

· запросы — предназначены для поиска необходимых дан­ных в таблицах;

· процедура — проектное действие (выбор из таблицы, ввод параметров, запуск расчета, работа с чертежами и т.п.), из которых состоит методика проектирования.

Создание модели представления и использования знаний наиболее эффективной для применения в интегрированных САПР является делом будущего.