Современные наукоемкие технологии. Организация сквозного проектирования объектов профессиональной деятельности на кафедре физики ирниту Сквозное проектирование

В качестве альтернативы традиционным методикам проектирования одежды давно предлагаются так называемые точные (инженерные) методы, в частности, метод объёмного проектирования изделия на манекене с последующим получением развёрток деталей в чебышевской сети . В настоящее время он может быть успешно реализован технически с использованием средств интерактивной трёхмерной (3D) компьютерной графики . Тем не менее, данный подход к проектированию ещё долго будет иметь ограниченное применение из-за трудности математического моделирования свойств материалов. Эти трудности особенно велики при проектировании теплозащитной одежды из композиционных материалов . Поэтому применение трёхмерного проектирования одежды в настоящее время используется только для одежды гладких форм . Полученные развёртки в любом случае требуют доработки средствами традиционного плоскостного конструирования. Если алгоритмы решения прямой задачи - получения развёртки поверхности по её трехмерной модели - в принципе известны, то обратная задача - получения трёхмерной модели по имеющейся развёртке из ткани - в настоящее время не решается. Данное обстоятельство также не позволяет в полной мере реализовать преимущества объёмного проектирования, известные нам по другим областям применения САПР. Другим путём частичной формализации перехода от эскиза к конструкции лекал может являться комбинаторный синтез технического эскиза модели одежды из типовых элементов графической информации, которые служат ключом для поиска в базе данных соответствующих им элементов чертежа конструкции . Понятие «комбинаторика» изначально связано с разделом математики, изучающим вопросы размещения и взаимного расположения конечного множества объектов произвольной природы в составе некоего целого . Наглядным примером приложения законов комбинаторики к проектированию различных технических объектов является агрегатирование (модульное проектирование), которое заключается в создании различных изделий путём их компоновки (сборки) из ограниченного числа стандартных или унифицированных деталей и узлов, обладающих геометрической и функциональной взаимозаменяемостью .

Технический эскиз, используемый в процессе проектирования наряду с творческим, представляет собой линейное или, реже, линейно-колористическое изображение изделия на фигуре потенциального потребителя - в определённом масштабе, в двух-четырёх ортогональных проекциях: спереди, сзади, справа и слева (для сложных асимметричных моделей). Данный вид эскиза характеризуется чёткой и однозначной передачей пропорций фигуры человека, размеров и взаимного расположения всех элементов конструктивного и декоративного оформления модели. В техни-ческом эскизе в ёмкой и наглядной форме содержится информация о конструкции, материалах и планируемой технологии изготовления модели: в какой-то мере он выступает аналогом сборочного чертежа изделия в машиностроении .

В соответствии с принципами комбинаторного формообразования технический эскиз может быть рассмотрен как сложная иерархическая система специальных графических знаков (символов), из которых слагается описание внешнего вида модели. Таким образом, он может быть положен в основу универсального графического языка, с помощью которого объект проектирования описывается в интегрированной САПР одежды . Для связи интерактивно формируемого технического эскиза с чертежом конструкции изделия предлагается создать единую (интегрированную) базу данных, содержащую согласованные между собой структурные элементы эскиза и конструкции изделия. Интегрированная база данных должна включать в себя справочники типовых решений элементов графических образов «Эскиз» и «Чертёж конструкции», а также информацию об их соответствии друг другу .

Типовые решения из справочников могут служить как исходными «кирпичиками» для комбинаторного синтеза новых моделей в интерактивном режиме, так и аналогами (прототипами) при разработке оригинальных решений элементов. По-видимому, при формировании эскиза из типовых элементов, обладающих полной взаимозаменяемостью, возможно автоматическое получение чертежей конструкции новых моделей. В остальных случаях при формировании по эскизу чертежа конструкции изделия необходимы дополнительные запросы к конструктору и(или) последующая «доводка» получаемых конструкций обычными средствами конструкторской подсистемы. Предложенный подход требует значительной доработки в плане уточнения методов представления в базе данных информации о типовых элементах эскиза и конструкции и связей между ними. Пока что не решённым остаётся вопрос, кто, где и как будет разрабатывать справочники для различного ассортимента с учётом быстро меняющейся моды. В то же время подобная форма представления информации о типовых (или аналоговых) проектных решениях может иметь значительные преимущества по сравнению с традиционно применяемой в швейных САПР структурой записи «Модель (группа лекал) - Лекало» . Во-первых, она обладает большей гибкостью за счёт более глубокой структуризации (до уровня срезов и участков срезов), следовательно, на основе одного и того же числа типовых проектных решений можно получить гораздо больше производных . Во-вторых, такая запись более интеллектуальна, так как заключает в себе информацию не только о наличии тех или иных элементов в составе целого, но и об их взаимосвязях и расположении друг относительно друга. Исследование новейших подходов к проектированию одежды показывает их большую эффективность по сравнению с традиционным процессом плоскостного конструирования для ряда частных случаев проектирования, но меньшую универсальность. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, ограничивающие область применения данного подхода (метода).

Оптимальным способом решения этой проблемы может явиться создание интегрированной многофункциональной конструкторской подсистемы, реализующей наиболее перспективные направления автоматизации традиционного подхода к проектированию лекал, так и новые перспективные методы сквозного проектирования. При этом вопрос выбора одного из альтернативных путей решения проектных задач может решаться либо на уровне определения конфигурации подсистемы при её установке, либо в процессе проектирования. В последнем случае интерактивный выбор оптимального маршрута проектирования является компонентом информационной технологии сквозного проектирования одежды. Важным аспектом создания интегрированной конструкторской подсистемы является также наличие в ней развитой информационной базы, обеспечивающей выполнение основных проектных процедур без обращения конструктора к дополнительным источникам информации: проектно-конструкторской, нормативно-справочной и прочей документации, представленной на бумаге .

Altium Designer: сквозное проектирование функциональных узлов РЭС на печатных платах (2-е издание)

В. Ю. Суходольский Учебная литература Учебное пособие (BHV)

Книга посвящена проектированию радиоэлектронных функциональных узлов в среде Altium Designer. Описан состав, настройка и основные приемы работы в среде Altium Designer. Подробно освещены вопросы формирования и редактирования электрической схемы, разработки печатной платы, а также трассировки печатного монтажа.

Отдельно рассмотрены особенности реализации проекта на основе микросхем ПЛИС, включая программирование и отладку логики ПЛИС на отладочном стенде NanoBoard. Значительное внимание уделено схемотехническому моделированию. Приведены необходимые сведения о работе с библиотеками, взаимодействии с внешними базами данных, системе контроля версий, а также экспорте результатов.

Во втором издании расширен и обновлен материал, касающийся формирования схемных документов, интерактивной трассировки печатного монтажа, формирования многоканальных и многовариантных проектов, освещаются основы скрипт-программирования в среде Altium Designer, описаны новые функции Altium Designer – проектирование гибко-жестких печатных плат и размещение скрытых компонентов на внутренних слоях печатной платы.

Особенность книги – изложение материала с позиций сквозного проектирования изделия, начиная от создания нового проекта и заканчивая выпуском конструкторской документации по ЕСКД и формированием управляющей информации для автоматизированного производственного оборудования.

Наглядный самоучитель ArchiCAD 11

Александр Жадаев Программы Отсутствует

Описаны наиболее эффективные инструменты для работы в программе ArchiCAD 11, образующие необходимый и достаточный набор для решения большинства практических задач проектирования зданий. Книга ориентирована на пользователей различных уровней, в том числе не имеющих навыков использования ArchiCAD 11 для выполнения проектно-конструкторских работ в области строительства.

Для иллюстрации техники работы с ArchiCAD 11 и практического закрепления навыков используется сквозной пример проектирования здания. Все советы и рекомендации, приведенные в книге, опробованы в процессе разработки реальных проектов. Для широкого круга пользователей.

SolidWorks 2007: технология трехмерного моделирования

Анатолий Соллогуб Программы Отсутствует

Приведено описание инструментальных средств и технологии трехмерного моделирования при проектировании и конструировании сложных технических комплексов с помощью динамически развивающейся системы автоматизированного проектирования SolidWorks 2007. Технология конструирования показана на примере сквозного процесса разработки конструкции самой надежной и массовой в мировой практике ракеты-носителя среднего класса семейства «Союз».

Последовательно, переходя от простого к сложному, читатель освоит базовые инструментальные возможности и методы построения эскизов, деталей, сборок средствами SolidWorks. Для инженерно-технических работников, проектировщиков, разработчиков машиностроительных конструкций, а также студентов и преподавателей вузов.

Открытые системы. СУБД №05/2013

Отсутствует ОС и Сети Открытые системы. СУБД 2013

В номере: Новые «компьютеры-на-модуле» Успешное развитие технологии «компьютеров-на-модуле» показало перспективность этой концепции для создания встраиваемых систем различного назначения. Очередным этапом развития таких платформ стала система на базе процессоров ARM.

DevOps: новый подход к интеграции Новая концепция взаимодействия разработчиков и операционного ИТ-персонала призвана научить работать вместе тех, кто привык к глубокой изоляции. От разработки до эксплуатации и обратно Несмотря на обилие материалов по разработке и эксплуатации информационных систем, организация эффективного взаимодействия соответствующих подразделений остается одним из наиболее актуальных вопросов для ИТ-руководителей.

Какие проблемы существуют сегодня в этой области? ITSM и бизнес Сегодня ITSM входит в число фактических стандартов управления ИТ и его важность не подвергается сомнению, однако успешно внедряется лишь узкий круг его процессов, причем такая ситуация сохраняется в России уже более 10 лет.

За этим стоят фундаментальные причины, а не просто недостаточная зрелость пользователей. Защита персональных данных в мобильных устройствах Какие защитные механизмы имеются в мобильных операционных системах и приложениях и достаточно ли их? Что стоит знать пользователям о рисках при работе с мобильными устройствами, а разработчикам – о том, как их учитывать при создании приложений? Проектирование модели бизнес-процессов Сквозные бизнес-процессы первоначально кажутся монолитными, но на практике могут разделиться на сеть взаимодействующих подпроцессов, что может вызывать ошибки при проектировании архитектуры процессов, усложняющие анализ работы организации и затрудняющие управление.

Инфографика: от истоков к современности Наши предки, одетые в шкуры животных, еще не знали письменности и были вынуждены оставлять на стенах пещер сообщения-рисунки. Мы в эпоху Больших Данных снова будем заниматься чем-то подобным. Забудьте про конфиденциальность персональных данных Еще в 2000 году глава Sun Microsystems Скотт Макнили сказал: «Все, конфиденциальность сведена к нулю – пора оставить подобные предрассудки в прошлом».

Прошедшие годы подтвердили эту мысль. и многое другое.

Модели обучающего курса в разработке систем дистанционного обучения

А. С. Дорофеев Программы Прикладная информатика. Научные статьи

Обсуждаются актуальные вопросы разработки систем дистанционного обучения и мультимедийных обучающих курсов. Авторы отмечают необходимость построения соответствующих математических моделей, а также применения объектно-ориентированного подхода к созданию информационных образовательных технологий.

Рассмотрен вопрос системного подхода к моделированию обучающего курса и процесса обучения. Отмечается необходимость включения в обучающую систему понятия «цели обучения», которые определяют, что должен знать и уметь обучаемый после изучения курса. Предлагаемая авторами методика моделирования базируется на использовании сетей Петри и цепей Маркова.

Приведено обоснование эффективности использования данного математического аппарата, а также описание соответствующей математической модели. В качестве инструментария используется программное средство автоматизации классических сетей Петри Visual Petri.

Также рассматривается сквозной подход к проектированию и разработке обучающей системы с использованием различных моделей и CASE-средств структурного и объектно-ориентированного анализа. Разработанная система была испытана на спроектированном авторами учебном курсе по дисциплине «Информатика и программирование».

Создание информационной системы любого уровня сложности проходит несколько основных этапов: постановка задачи, подготовка технического задания, разработка информационной структуры и базы данных, создание прототипа приложения, корректировка технического задания, создание готового приложения, подготовка и разработка новых версий. Для решения задач, возникающих на каждом из этих этапов, созданы специализированные инструменты, помогающие разработчикам минимизировать временные затраты и уменьшить количество ошибок. Однако при переходе от одного этапа к другому возникает проблема преемственности и интеграции специализированных средств, используемых при разработке приложения: требования аналитиков необходимо передать разработчикам базы данных, готовую базу передать для разработки пользовательского интерфейса, по получении замечаний заказчика к прототипу приложения сделать корректировку технического задания. При этом необходимо избежать тотальной переделки всей системы. В разработанных ранее системах автоматизации эти проблемы решались лишь частично.

Подходы к проектированию приложений в предлагаемых системах автоматизации проектирования и разработки приложений можно неформально разделить на два типа, условно называемых: "до и от" и "от и до".

Первый подход пропагандируется разработчиками билдеров и "легких" CASE средств и предполагает, что инструментарий CASE используется только для проектирования - ("до") создания базы данных, а разработка приложения осуществляется ("от" готовой базы) с помощью билдеров, которые обладают собственными средствами реверсинжениринга модели данных, библиотеками классов и многими другими инструментами. Основным недостатком этого подхода является разорванность технологического процесса, в результате чего модель данных, используемая билдером, значительно беднее модели, разработанной аналитиком с использованием инструментов CASE либо вручную. Дополнительную информацию аналитик вынужден передавать неформальными способами ("голосом"). Кроме того, в процессе разработки приложения зачастую оказывалось, что стандартные библиотеки классов, используемые билдером, недостаточны для разработки полнофункционального приложения и каждому программисту приходилось по-своему наращивать функциональность, что приводило к "лоскутному" интерфейсу. В результате, несмотря на наличие удобного инструментария у аналитиков и программистов, его использование не приводит ни к улучшению качества системы, ни к ускорению разработки.

Второй подход, реализованный в так называемых "тяжелых" CASE средствах, например, в Tau UML Suite, предполагает, что CASE поддерживает разработку "от" анализа "до" конструирования логической модели данных и логической модели приложения, на основе которых создается база данных и осуществляется автоматическая генерация программного кода. Tau UML Suite предоставляет пользователю прекрасный инструментарий для проектирования приложения:

 диаграммы содержания экранных форм (FCD - Form Contence Diagram), которые позволяют описать структуру и (в значительной степени) функциональность сложных экранных форм (предназначенных для работы с несколькими таблицами);

 диаграммы структурных схем (SCD - Structure Charts Diagram), которые позволяют описать алгоритмы программных модулей и методы работы с экранными формами (в рамках структурного подхода работа с экранными формами элегантно осуществляется с помощью так называемых "предопределенных модулей");

 диаграммы последовательности экранных форм (FSD - Form Sequence Diagram), которые задают общую структуру приложения. а также связывают формы и алгоритмы (методы).

Главный недостаток этого подхода состоит в том, что идеология проектирования не учитывает реальные потребности проектировщика, который должен разработать информационную систему со стандартным интерфейсом, поскольку заказчику нужна система с легкими для освоения рабочими местами. Проектировщику нужны средства построения логической модели стандартного интерфейса, а не полной модели всех элементов интерфейса. Детальное проектирование каждой экранной формы (средствами FCD или в билдере) при создании стандартного интерфейса является не только нудной, но и зачастую вредной работой, а "уникальные" рабочие места, как правило, немногочисленны, их гораздо быстрее и проще создавать на основе типового рабочего места, а не "с чистого листа". Кроме того, затраты на приобретение и освоение "тяжелого" CASE окупаются только при создании достаточно крупных систем или при "поточном" производстве, многие возможности, предоставляемые продуктами этого класса, не столь уж необходимы для создания небольшой системы разработчиками, хорошо знающими предметную область или для воспроизведения существующей системы на другой платформе.

Компания DataX/FLORIN поставила перед собой задачу разработки технологии проектирования, которая бы обеспечивала автоматический перенос данных при переходе от одного этапа разработки информационной системы к другому, позволяла бы создавать современные информационный системы со стандартизированным пользовательским интерфейсом в сжатые сроки и поддерживала бы полный жизненный цикл приложения. Такая технология была разработана и получила название "технологии сквозного проектирования". Она позволяет связать воедино все этапы построения информационной системы, начиная от постановки задания и заканчивая созданием бумажной документации. Использование этой технологии позволяет отказаться от ручной работы по кодированию базы и программных интерфейсов, дает возможность вносить изменения на любом уровне реализации и в результате дает заказчику не только готовую систему, но и средства для ее дальнейшего развития и сопровождения. Для реализации технологии сквозного проектирования было создано семейство программных продуктов GRINDERY, с помощью которых преодолен технологический разрыв между CASE-средствами и средствами программирования интерфейсов. Использование программных продуктов семейства GRINDERY позволяет производить логическое проектирование приложения одновременно с разработкой логической структуры базы данных в среде Telelogic Tau UML Suite, затем осуществлять автоматическую генерацию программного кода на любом языке программирования, поддерживаемом семейством GRINDERYTM. Задание и изменение управляющих параметров кодогенерации (атрибутов), а также управление правами доступа и версиями проекта осуществляется с использованием механизмов соответствующего CASE-инструмента. Для кодогенератора GRINDERYTM разработаны шаблоны, предназначенные для создания типового интерфейса приложения. В приложении с типовым интерфейсом для каждой предметной таблицы базы данных создается рабочее место, позволяющее выполнять основные операции с данными (INSERT, UPDATE, DELETE, QBE), содержащимися в этой таблице. Рабочее место, созданное для предметной таблицы, позволяет работать не только с главной, но и с другими ("вспомогательными" для данного рабочего места) таблицами базы данных. Конкретный вид экранных форм и функциональные возможности приложения зависят от установленных значений атрибутов. С их помощью можно задать, например, способ представления конкретного поля, заголовки форм и полей, необходимость представления записей из таблиц-потомков и таблиц-партнеров, режим доступа к таблицам-словарям. Набор атрибутов для каждой таблицы и ее полей задается один раз и используется для всех форм, в которых доступны данная таблица или ее поля. Ввод и редактирование атрибутов производятся либо из графического интерфейса GRINDERY GrabberTM, либо через графический интерфейс Telelogic Tau UML Suite TM. Разработчик в любой момент может вручную внести изменения в сгенерированный кодогенератором программный код приложения.
Таким образом, разработанная фирмой DataX/FLORIN технология сквозного программирования и созданные для ее реализации программные продукты позволяют решить задачу автоматизации проектирования приложения от этапа анализа до полной генерации кода приложения со стандартизированным пользовательским интерфейсом.


1. А.В.Вишнеков, Е.М.Иванова, И.Е.Сафонова, Комплексная система поддержки принятия проектных и управленческих решений в системе автоматизированного интегрированного производства высокотехнологичных изделий, материалы I всероссийской конференции «Инновации, качество, образование», М.:МИЭМ, 2003г.
2. Вишнеков А.В., Методы принятия проектных решений в CAD/CAM/CAE системах электронной техники (в двух частях), М.: МИЭМ, 2000г/

3. Деньдобренко Б.Н., Маника А.С., Автоматизация конструирования РЭА, М.: Высшая школа, 1980г.

4. Ключев А.О., Постников Н.П., Технология сквозного проектирования информационно-управляющих систем, Тезисы докладов ХХХ научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, Санкт-Питерсбургский Государственный институт точной механики и оптики, СПб: 1999г. (http://www.florin.ru/win/articles/alma_ata.html)

5. Норенков И.П., Кузьмик П., Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS – технологии, ISBN 5-7038-1962-8, 2002г.

6. Малиньяк Л. Дальнейшее расширение функциональных возможностей САПР // Элек-троника, 1991г., том 64, № 5.

7. Ган Л. Инструментальные средства автоматизации проектирования, обеспечивающие параллельную работу над проектами // Электроника, 1990, том 38, №7, с. 58-61.

8. А. Мазурин, Тенденции развития Unigraphics в 2001 году, журнала «САПР и графика», №12, 2000г (http://www.sapr.ru/Article.asp?id=671)

9.http://www.spb.sterling.ru/unigraphics/ug/cad/index.htm
10. Смирнов А. В., Юсупов Р. М. Технология параллельного проектирования: основные принципы и проблемы внедрения, Автоматизация проектирования, №2, 1997 (http://www.osp.ru/ap/1997/02/50.htm)

11. Nevins J.L., Whithey D.E. Concurrent Design of Products and Processes. - McGraw-Hill, New York, 1989г.

12. Р.П.Киршенбаум, А.Р.Нагаев, П.А.Пальянов, В.П.Фрайштетер, Д.В.Мариненков Информационные технологии при проектировании обустройства нефтяных и газовых месторождений, (ОАО "Ги-протюменнефтегаз", Тюмень, 1998г.

13. Ishi K., Goel A., Adler R.E., A Мodel of Simultaneous Engineering Design - Artificial Intelligence in Design / Ed. by J.S.Gero, N-Y:Springer, 1989, р483-501.
14. Расчет конструкций в MSC/NASTRAN for Windows http://www.dmk.ru/compold.php?n=NA==

15.http://www.nastran.com
16.http://www.ansys.com
17.http://www.cad.ru/cgi-bin/forum.pl?theme=762&reply_id=4328&start_id=
18.http://www.ibm.com/ru/catia
19.http://www.solidworks.ru
20. CAD Solutions - решение инженерных задач в области машиностроения http://cadsolutions.narod.ru/Pages/CadCamCae/UGNX.htm
21. С. Марьин, Что такое Unigraphics., журнал САПР и графика, № 7, 2000г.

22. Е. Карташева, Интегрированные технологии SDRC, журнал Открытые системы №5, 1997г., стр. 72-77.

23. Math. Models made in CAD/CAM system Pro/Engineer, http://ws22.mech.unn.runnet.ru/CADCAM/ProEngineer/GAZ/J1.html
24. Системы автоматизированного проектирования: Иллюстрированный словарь., под ред. И.П. Норенкова., М.: Высшая школа, 1986.

25.http://arkty.itsoft.ru/edu/control/cada0b.htm
26. http://www.iatp.am/vahanyan/systech/v.htm