Россия
Часто качество проектируемых изделий определяется качеством их компоновки, которая достигается использованием современных информационных технологий. Для изделий с высокой плотностью компоновки, прежде всего, в современной транспортной технике, это требует разработки математического и программного обеспечения систем автоматизированной компоновки. Основой для создания такого математического и программного обеспечения являются геометрические модели описания формы и процесса размещения компонуемых объектов. В статье рассмотрены вопросы автоматизации компоновки изделий с высокой плотностью компоновки (прежде всего средств транспорта). Поскольку задача размещения является классической геометрической задачей, то для ее решения необходима разработка соответствующих геометрических моделей. Показано, что сложность этого процесса обусловлена сложностью представления в ЭВМ информации о геометрической форме компонуемых объектов авиакосмической техники. В статье показано, что при обилии моделей, используемых в современной прикладной геометрии, позволяющих описывать геометрическую форму объектов любой сложности, их использование в задачах автоматизированной компоновки не обеспечивает решения поставленной задачи автоматизированной компоновки. В статье показаны возможности современного программного обеспечения и причины, не позволяющие его прямое использование в задачах автоматизированной компоновки. Описана математическая постановка задачи компоновки как оптимизационная задача с указанием ее целевой функции, ограничений и критериев эффективности. Предложен подход (аппарат нормальных уравнений), позволяющий при создании геометрических моделей автоматизированной компоновки перейти от переборных вариантов размещения компонуемых объектов к интеллектуальным алгоритмам автоматизированного размещения.
геометрические модели, размещение, автоматизированная компоновка, плотное размещение, условия взаимного непересечения, нормальные уравнения объектов.
При автоматизации проектирования любой техники на результат проектирования оказывает существенное влияние качество компоновки. Развитие современной транспортной и особенно авиационно-космической техники, рост требований к ней и повышение плотности компоновки заставляют конструкторов постоянно совершенствовать методы автоматизации проектирования. Даже первые опыты компьютеризации процесса проектирования при решении отдельных частных задач показали их высокую эффективность. Работы по автоматизации размещения не составляли исключения. Первые публикации, посвященные автоматизации решения задач размещения, относятся к 60-м гг. прошлого века и связаны с именами Л.В. Канторовича и В.А. Залгаллера по раскрою материалов методами линейного программирования. Однако переход от 2D-объектов к 3D-объектам и усложнение формы размещаемых объектов от линейных полос до реальных объектов современной техники вызвало лавинообразное усложнение математического описания процесса размещения. Несмотря на то что исследованию этого вопроса посвящены труды многих замечательных ученых, эта задача далека от своего разрешения.
1. Аведьян А.Б., Бибиков С.Ю., Маркин Л.В. и др. Компоновка самолетов / Под ред. М.Ю. Куприкова. М.: Изд-во МАИ, 2012.
2. Гаврилов В.Н. Автоматизированная компоновка приборных отсеков летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1988.
3. Маркин Л.В. Геометрическое моделирование задач автоматизации размещения // Прикладная геометрия, инженерная графика, компьютерный дизайн. 2007. № 1. C. 9-18.
4. Осипов В.А. Машинные методы проектирования непрерывно каркасных поверхностей. М: Машиностроение, 1979.
5. Рвачев В.Л. Теория R-функций и некоторые ее приложения. Киев: Наукова думка, 1982.
6. Семенков О.И. Введение в системы автоматизации проектирования. Минск: Наука и техника, 1979.
7. Стоян Ю.Г., Гиль Н.И. Методы и алгоритмы размещения плоских геометрических объектов. Киев: Наукова думка, 1976.
8. Стоян Ю.Г., Яковлев С.В. Математические модели и оптимизационные методы геометрического проектирования. Киев: Наукова думка, 1986.
