Файл: Клевенский А.Е. Моделирование геометрических понятий и технология проектирования.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.07.2024

Просмотров: 87

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Академия наук БССР

Институт технической кибернетики

А. Е. КЛЕВЕНСКИЙ

ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ

ПОНЯТИЙ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Под редакцией, канд. техн. наук О. И. СЕЛ1ЕНКОВА

Издательство „Наука и

техника"

М и н с к

1 9 7 3

К 48

УДК 658.512.2

А. Е. К л е в е н с к и іі. Моделирование геометриче­ ских понятий и технология проектирования. Минск, «Нау ­ ка и техника», 1973, стр. 128.

С ПОЗИЦИЙ общей теории формообразования, в осно­ ву которой положен кинематический метод образования поверхностей, в работе рассматривается новый аспект

моделирования геометрических понятий

на Э Ц В М . На

основе этих понятии строится формальное

представление

синтеза пространственного геометрического образа лю­ бого технического объекта. Показано, что основные прин­ ципы синтеза одновременно являются основой для моде­ лирования процесса конструирования. Моделирование геометрического понятия о форме любого объекта пред­ ставлено на трех уровнях описания: структурной, цифро­ вой моделей и ассоциативного списка общей информа­ ции об объекте.

Таблиц 7, иллюстраций 17, библиография — 9 назва­

нии.

Предназначена для научных и инженерно-техниче­ ских работников.

6 Ф 0 . 1

С ) Издательство «Наука и техника», 1973 г.|

ВВ Е Д Е Н И Е

Бо л ь ш ой интерес, проявляемый в настоящее время к проблеме создания автоматизированных систем проек­

тирования ( А С П ) , — явление не случайное. З а

последние

десять - пятнадцать лет постепенно изменились

взгляды

на применение средств вычислительной техники в проект- но-конструкторской и проектно-технологической деятель­ ности человека. Те первые попытки использования Э В М в проектировании, которые казались крупным шагом впе­

ред,

сегодня 'уже не могут удовлетворять

тем

требова ­

ниям, которые неумолимо выдвигает жизнь . '

 

Какие

ж е факторы определяют необходимость созда ­

ния

А С П ?

П р е ж д е всего следует отметить

все

возраста ­

ющую потребность в интенсификации проектной деятель ­ ности человека, продиктованную мировым техническим прогрессом. Е щ е более существенной причиной является острая необходимость во всестороннем и точном учете самых разнообразных факторов различных областей че­

ловеческого знания

в технике,

экономике,

социологии,

психологии и т. п., которые

без

использования

мощных

средств

(усилителей

мозга)

человек не в состоянии объ­

ективно

оценить и

учесть в

своей творческой

деятель ­

ности.

 

 

 

 

 

 

А С П — это п р е ж д е всего

качественно

новая

органи­

зация деятельности человека, в которой и к проектиров­ щику, и к средствам машинизации предъявляются иные требования .

Основными составляющими компонентами такой си­ стемы являются люди, занятые в системе; средства, с помощью которых осуществляется их деятельность в си­ стеме; п е р е р а б а т ы в а е м а я в системе информация к а к предмет (продукт) деятельности.

1*

3

Естественно, что создание эффективной АСП немыс­ л и м о без предварительно тщательной теоретической подютовленности и предварительного моделирования как ее компонентов, так и всей системы в целом. .

Средства, с помощью которых осуществляется дея ­ тельность проектировщика, при машинизации представ­ л я ю т собой весьма дорогостоящую составляющую А С П . Чтобы вложенные на создание такой системы средства не оказались убыточными, необходимо предварительно

оценить, при каких ограничениях создание такой

систе­

мы

становится экономически

целесообразным.

 

На первых этапах создания А С П

качественный э ф ­

фект

может быть достигнут

только

за

счет

ускорения

рутинных операций. Н а этом

этапе А С П

еще

не

может

д а т ь выигрыша в умственной деятельности человека, за

исключением

лишь

тех незначительных по

м а с ш т а б а м

ф а з процесса,

где

возможно использование

методов и

средств оптимизации отдельных параметров проектируе­

мого объекта. Отсюда следует вывод, что средства

маши ­

низации на первом этапе создания А С П д о л ж н ы

обла ­

д а т ь свойством высокой гибкости и за счет этого

приоб­

рести возможность массового использования в различных областях проектно-конструкторской деятельности чело­

века,

что возможно только при высокой универсаль­

ности

средств машинизации . Это основное требова­

ние в

первую очередь определяет1 стратегию создания

А С П .

 

 

 

Практическое

использование средств

вычислительной

техники сразу ж е

вскрыло теоретическую

и.методологи ­

ческую неподготовленность человека к решению возник­

шей

проблемы

машинизации

проектной деятельности.

Д а ж е

те операции

процесса

проектирования,

которые

можно

было

бы считать

формализованными,

практиче­

ски

потребовали

их

качественного пересмотра,

так

как

копирование,

пусть д а ж е

громоздких

вычислений,

далеко

не

всегда

оправдывало затрачиваемые

сред­

ства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В отличие от других видов

деятельности

проектиро­

вание

отличается

некоторыми

особенностями:

 

 

1) конечный продукт деятельности в основном пред­

ставляется

графически

в

виде чертежей;

 

 

 

2) информация о проектируемом объекте непрерывно

изменяется

по

составу

и

объему;

 

 

 

4

3) л ю б а я операция процесса проектирования пред­ ставляет собой планомерное чередование актов деятель­ ности в плане мышления (осмысливания действия) и по­

ведения (совершения манипуляций) .

Последнее определяет характер

человеко-машинного

р е ж и м а работы проектировщика

в А С П .

Отображение информации в графической форме в

умственной деятельности человека всегда имеет большое познавательное значение. То, что иной раз трудно выра­ зить словесно, всегда находит решение в графическом изображении . Поэтому с появлением средств вычисли­ тельной техники возникла потребность в разработке способов отображения в машине графической информа­ ции. Это способствовало развитию различных матема ­ тических аспектов описания геометрических фигур в дву­ мерном и трехмерном пространстве.

В условиях АСП связь между человеком и машиной представляет собой одно из ответственных звеньев си­ стемы. Поэтому большинство исследований было на­ правлено на решение проблемы, связанной с вводом и выводом графической информации. В связи с этим в со­ здании средств о т о б р а ж е н и я графической информации определились два направления в плане разработки про­ блемно-ориентированных языков кодирования вводимой графической, информации и создания интерпретирующих систем аппаратурно - программного типа, основанных на сканировании изображения . В отображении плоских фигур последние почти полностью заменили собой сим­ волический язык описания.

Однако в проектировании, где подавляющее боль­ шинство объектов — материальные тела, основная часть технической документации состоит из чертежей. Скани­

рованный в память машины чертеж

(за исключением

не­

большого

числа

частных случаев)

не может быть

ис­

пользован

д л я

моделирования пространственной

формы

объекта, т а к к а к д л я этого необходимо иметь

мощный

аппарат распознавания плоских изображений телесного

объекта и средства

преобразования

распознанной ин­

формации в модель его пространственного

представле­

ния. Поэтому для пространственных

фигур

принципы

символического описания

(кодирования)

графической

информации явились

пока

что единственным средством

описания.

 

 

 

 

Н о в условиях А С П такие средства резко снижают эффективность использования технических средств, т а к

как,

прежде

чем

описывать

в

символах

сложный

чер­

теж,

необходимо

(в

лучшем

случае)

иметь

его

перед

глазами . Вероятно,

развитие

 

научных идей в области

распознавания

плоских изображений

пространственных

фигур позволит со временем решить эту очень

в а ж н у ю в

создании

А С П

проблему. Однако те

достижения в

этой

области,

которыми

располагает

сегодня

человечество,

еще

непригодны

д л я

практического применения в проек­

тировании.

Тем

не

менее в о з м о ж н ы

и другие

решения

этой проблемы. Одной из них является создание объем­ но-графического языка, с помощью которого в о з м о ж н а организация графического диалога м е ж д у человеком и машиной и который обеспечивает моделирование про­ странственного представления материального объекта в машине .

ГЛАВА 1

В О П Р О С Ы П Р О Б Л Е М А Т И К И М О Д Е Л И Р О В А Н И Я О Б Ъ Е К Т О В П Р О Е К Т И Р О В А Н И Я

ИИ С Х О Д Н Ы Е П О Н Я Т И Я

1.Некоторые определения

иструктура описания объекта проектирования

Почти во всех технических областях существует тенден­ ция использовать обычные слова, в к л а д ы в а я в них смысловое значение, несколько отличное от интуитивно приписываемого этим словам. Поэтому всегда имеет смысл уточнить те термины, которые могут вызвать раз ­ личное толкование. Определим некоторые понятия.

Под объектом проектирования обычно принято пони­ мать материальные объекты, которые намечается соз­ д а т ь в условиях промышленного производства или строи­ тельства. В различных областях техники объектами проектирования могут быть изделия, устройства, соору­ жения . В зависимости от назначения, конструкции и дру­ гих функциональных признаков в эти термины вклады ­ ваются различные смысловые значения, определяющие

объем

в ы р а ж а е м ы х

понятий.

 

Д л я

нас главное

в том, что

объект проектирования

составляет

предмет

проектной

деятельности человека,

продуктом

которого

является

соответствующая доку­

ментация

(описание

о б ъ е к т а ) .

 

П р и машинизации проектирования форма представ­ ления информации об объекте проектирования и ее орга­ низация в машине имеют первостепенное значение. По­ этому первый шаг состоит в установлении структуры описания объектов проектирования.

Объекты проектирования всегда расчленяются на составные части. Необходимость в таком расчленении продиктована различными факторами главным образом познавательного и производственного характера . Состав­ ные части объекта проектирования принято называть

7

Смотрите также файлы