Влияние автоматизации на проектирование

Как было показано в параграфе 1.1, автоматизированное проектирование является современным вариантом проектирования, опирающимся на системное применение информационных технологий, которые интенсивно развива­ются на протяжении второй половины ХХ века, особенно последние 10 лет. Развитие продолжается в настоящее время в связи с ростом технических возможностей средств автоматизации проектирования и разработкой программных средств.

Рост технических возможностей реализуется в виде:

• расширения парка сравнительно дешевых IBM-совместимых персональ­ных ЭВМ, доступных для использования как на производстве, так и в быту. В связи с последним умение пользоваться ПЭВМ становится повсеместным;
• увеличения объема основной адресуемой памяти ЭВМ;
• увеличения быстродействия за счет разработки постоянно совершен­ствуемых процессоров и повсеместного внедрения сопроцессоров различного назначения;
• увеличения объемов оперативной дисковой памяти;
• развития методов и средств телекоммуникационного доступа, создания сетей ЭВМ и на их основе информационных сетей, в том числе глобальных;
• развития графических средств автоматизации проектирования, в том числе средств ввода, редактирования и вывода графической информации;
• создания аппаратных средств, реализующих графические функции, и комплексов графических средств – графических станций с вычислительными возможностями.

Развитие программных средств связано со следующими факторами:

• созданием операционных систем с развитыми сервисными возможно­стями, облегчающими разработку нестандартного программного обеспечения, создающими возможность комплексирования программ, передачи управления и информации;
• развитием систем программирования, созданием их новых версий, обладающих расширенными возможностями разработки, отладки, трансляции, редактирования и выполнения программных средств;
• созданием программных оболочек, обеспечивающих и облегчающих использование специализированных программных пакетов;
• развитием пакетов стандартных программ, реализующих различные математические методы анализа;
• развитием пакетов программных средств, реализующих графические функции, включением таких функций в системы программирования;
• созданием программных пакетов для обработки сетевых функций.

Автоматизированное проектирование развивается вместе с информа­ционными технологиями. Вместе с ростом возможностей последних растет число задач, которые могут быть поставлены перед автоматизированным проектированием, и проектировщики не преминут воспользоваться этим.

С ростом быстродействия ЭВМ увеличивается количество альтерна­тивных вариантов технических решений, анализируемых при проектировании. Внедряются методы анализа, опирающиеся на возрастающее быстродействие, например, методы случайного поиска или конечных элементов, позволяющие при многократном обращении к одной и той же простейшей программной модели получить высокоточные результаты. Шире внедряется использование стандартного программного обеспечения, комплексов проектирующих программ, библиотек и пакетов стандартных математических методов, сервисных пакетов. Их использование позволяет снизить трудозатраты на разработку моделей, а быстродействие ЭВМ дает возможность взаимодействовать со сколь угодно сложными программными комплекса­ми. Одновременно внедрение новых пакетов стимулирует развитие быстродействия технических средств.

Увеличение основной памяти, с одной стороны, увеличило размерности решаемых задач, с другой стороны – приблизило за счет внедрения виртуальных дисков быстродействие дисковой памяти к быстродействию основной, что способствовало освоению новых программных пакетов и дальнейшему увеличению размеров решаемых задач.

Увеличение дисковой памяти стимулировало развитие систем управ­ления базами данных, а это, в свою очередь, потребовало разработки информационных баз данных характеристик стандартного комплектующего оборудования, типовых технических решений, результатов проектиро­вания и развития методов анализа и оценки типовых технических решений.

Развитие возможностей автоматизированного проектирования стимулировало разработку теории проектирования и изменило цели проектирования. То, что раньше было целью, – стало средством. Сейчас цель проектирования – не технические расчеты, а обоснование решений, учет последствий принятия решения во всех подсистемах и на всех уровнях, а также их влияния на комплексные показатели эффективности объектов верхнего уровня. Автоматизированное проектирование все более превращается в применение экспертных систем с целью анализа, проверки и оценки вариантов. Окончательный выбор остается за проектировщиком, но критерии выбора рассчитываются в САПР.

При традиционных методах проектирование судна выполнялось большими коллективами сотрудников проектных ЦКБ, исследовательских институтов, специализированных организаций. Ввиду большой трудоем­кости единая задача проектирования разделялась на отдельные под­задачи. В основу декомпозиции закладывались признаки проблемности, предметности, пространственной локализации и др. Согласование противоречивых интересов участников единого процесса требовало выделения координирующих органов в лице, например, главных конструкторов с различным уровнем компетенции.

Проектировщики низового звена согласовывали полученные ими результаты с руководителями нижнего уровня. Те обязаны были оценивать системную значимость принимаемых решений и, если они не выходили за пределы их компетенции, утверждали их. В противном случае проводилось согласование по иерархии руководителей, что существенно затягивало принятие решений.

Внедрение САПР позволило сократить как число людей, принимающих участие в проектировании, так и число выделенных групп. Например, внедрение моделей экономического анализа позволяет исключить участие соответствующих групп в повседневном проектировании и перенести центр их работы на создание соответствующих моделей. Это, в свою очередь, сокращает затраты времени на согласование по иерархической лестнице руководителей для каждого проектировщика. Прежде чем идти согласовывать свои решения, проектировщик определяет системные последствия принимаемых решений, что, во-первых, облегчает согласование, а во-вторых, позволяет согласовывать комплекс взаимоувязанных решений, т.е. согласовываются решения большей размерности, что сокращает их число. Кроме этого многие решения вообще не выносятся на согласование ввиду их меньшей эффективности, понятной рядовому проектировщику на основе результатов, получаемых с помощью САПР.

Таким образом, САПР все больше выполняет функции главного конструктора, распространяя информированность последнего на каждого рядового проектировщика. Конечно, окончательные результаты должны быть согласованы «вживую» – в соответствии с существующей традицией, а также для окончательного исключения возможной некомпетентности.