Автоматизация документирования процесса формирования отсека магистрального самолета тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.12, кандидат технических наук Бодрышев, Антон Валерьевич

• Бодрышев, Антон Валерьевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Бодрышев, Антон Валерьевич

оглавление

Введение

Глава 1. Особенности формирования пассажирского отсека магистрального самолета и постановка задачи исследования

1.2. Анализ возможностей современных САПР-систем с использованием эксплуатационно-технологических факторов на этапе проектирования изделий

1.3. Постановка задачи исследования

1.3.1. Вербальная постановка задачи

1.3.2. Математическая постановка задачи

1.4. Выводы по первой главе

Глава 2. Описание основных методов и параметров систем

2.1. Декомпозиция модели проектирования

2.2. Единые принципы создания программ

2.3. Моделирование архитектуры программ

2.4. Анализ средств взаимодействия с внешними источниками информации

2.5. Среды программирования. Анализ и количественные оценки

2.6. Выбор языков программирования

2.7. Выводы по второй главе

Глава 3. Метод экспресс анализа выбора элементов отсека исходя из требований эксплуатационной технологичности

3.1. Метод определения комплексного показателя компоновочного решения по данным эксплуатационной технологичности

3.2. Метод оценки компоновочного решения при наличии статистических данных

3.2.1. Выбор объекта (элемента) для проектируемого компоновочного решения изделия методом прямого подбора

3.2.2. Выбор объекта (элемента) отсека при наличии необходимого массива данных с определением коэффициента эксплуатационной технологичности и применением функциональной желательности Харрингтона

3.3. Метод оценки компоновочного решения при отсутствии необходимого количества статистических данных

3.4. Оценка места размещения объектов в зависимости от условий ремонтопригодности, легкосъемности, взаимозаменяемости

3.5. Выводы по третьей главе

Глава 4. Прикладное программное обеспечение для решения задач анализа и учета компонуемых объектов в отсеках магистрального самолета

4.1. Анализ двухмерной компоновки пассажирского салона исходя их требований технологичности

4.2. Описание методики расчетов в программе АКОГС

4.3. Описание принципов работы системы ФОРМа

4.3.1. Основные положения

4.3.2. Общий принцип работы системы

4.3.2.1. Работа со спецификацией

4.3.2.2. Работа с УИСами

4.3.2.3. Расшифровка номера УИСа

4.3.2.4. Работа с перечнем оборудования

4.4. Описание методики расчетов в программе «Спецификация»

4.4.1. Интерфейс работы программы

4.4.2. Результат работы программы «Спецификация»

4.4.3. Используемые технологии

4.5. Решаемые задачи программного комплекса

4.6. Апробация результатов работы

4.7. Проектные рекомендации

4.7.1. Проектные рекомендации по развитию разработанных программных компонентов

4.7.2. Проектные рекомендации для написания новых систем

4.8. Выводы по четвертой главе

Выводы

Литература

Приложения

основные сокращения, обозначения и индексы

Сокращения:

АП - авиационные правила;

БД - база данных;

ГА - гражданская авиация;

ГОСТ - государственный стандарт;

ЖЦ - жизненный цикл;

ЖЦИ - жизненный цикл изделия;

КБ - конструкторское бюро;

КД - конструкторская документация;

JIA - летательный аппарат;

МС - магистральный самолет;

ПК - персональный компьютер;

ПО - программное обеспечение;

САПР - система автоматизированного проектирования;

СГМ - система геометрического моделирования;

СЭА - система экспресс-анализа;

ТЗ - техническое задание;

ТКИ - технологичность конструкции изделия

API - Application Programming Interface (интерфейс прикладного

программирования); CAD - Computer Aided Design (система автоматизации проектно-

конструкторских работ); САМ - Computer Aided Manufacturing (система автоматизации

изготовления изделий); CAE - Computer Aided Engineering (система автоматизации инженерных расчетов);

ISO - International Organization for Standardization (международная организация по стандартизации);

PDM - Product Data Management (система управления инженерными данными и производственной информацией);

PLM - Product Lifecycle Management (система управления жизненным циклом изделия).

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизация документирования процесса формирования отсека магистрального самолета»

введение

В связи с расширением производства воздушных судов (ВС) в Российской Федерации встает задача модернизации процесса документооборота, который в основном объеме стал электронным (Программы Ши-95, МС-21). Безбумажный документооборот реализован на уровне хранения документов, а добавление новых материалов происходит посредством ручного ввода данных. Формирование пакетов документов для потенциальных эксплуатантов ВС требует больших временных затрат, поскольку каждый раз приходится обрабатывать значительные объемы данных, на основе которых требуется синтезировать электронный макет пассажирского отсека магистрального самолета, состоящий из линейной компоновки и комплекта документов с последующей проверкой результатов проектирования на технологичность. Автоматизация данного процесса позволит предоставлять документацию конечным потребителям в более сжатые сроки.

С конца 50-х годов XX века по настоящее время в гражданской авиации появилось множество самолетов с большой пассажироемкостью: АЗ 10/А330/А340/А380, ИЛ-86, Ь-1011, ВС-Ю, в747/777, Ил-96-300/400 и т. п. Обычно каждая модификация ВС выпускается сериями, которые, в свою очередь, насчитывают от нескольких сотен до нескольких тысяч бортов. Конечной компании-эксплуатанту передается от нескольких единиц до нескольких десятков ВС, при этом в каждом самолете может быть реализована своя уникальная компоновочная схема пассажирского отсека (которая выбирается из десятков ранее разработанных) с целью максимального повышения эффективности использования ВС на конкретном маршруте.

Для предоставления на первом этапе разработки одного или нескольких вариантов компоновочных схем пассажирского отсека компании-разработчику требуется вести очень большой объем разнородной

документации, содержащей весь перечень информации о компонуемых объектах и о возможном месте их размещения. На этапе принятия решения по конкретной компоновке данная особенность цикла документирования останавливает работу департамента инженерной поддержки заказчика на срок от одного до трех рабочих дней, крайне задерживает производственный цикл проектирования ВС, особенно в случае необходимости параллельной работы над несколькими проектами, что является препятствием на пути решения дальнейших задач.

Разработка и модернизация подобных ЛА требует решения целого ряда научно-технических задач. В частности:

- разработки методов анализа различных компоновочных решений и выбора оптимального, исходя из предъявляемых технологических и эксплуатационных требований к отдельным элементам и всей компоновочной схеме.

- разработки программного комплекса, позволяющего вести учет и анализ размещаемых объектов в пределах пассажирского отсека магистрального самолета.

Выбор темы исследования обусловлен явной необходимостью разработки автоматизированного комплекса анализа и сравнения компоновочных решений по эксплуатационно-технологическим параметрам с целью первоначального синтеза компоновочного решения на основе ранее введенных исходных данных компонуемых объектов и заданного пространства, без его детальной проработки в системах СГМ.

В работах Мальчевского В.В. подробно рассмотрены задачи создания банка исходной информации при разработке новых типов авиационной техники. К такой информации предъявляются требования по ее открытости, доступности и в тоже время невозможности несанкционированного доступа и манипуляций с нею.

Специфические проблемы компоновки пространства летательного аппарата (ЛА) были рассмотрены в целом ряде работ: В. В. Мальчевского,

С. М. Егера, М. Ю. Куприкова, В. Н. Гаврилова, Р. Г. Варламова. С точки зрения задач общего машиностроения следует отметить работы С. Я. Егорова, а также фундаментальные исследования, проведенные В. Л. Рвачевым и Ю. Г. Стояном.

Так же были рассмотрены аспекты проектирования систем автоматизированного документирования, изученные в работах Богаченко Н.Ф [75,76], Круковского М.Ю. [77,78], исследования которых были построены на основе методически обеспеченной дисциплины «Теории автоматов» [69-74].

Анализ производственных этапов современного авиационного машиностроения в области проектирования пассажирских отсеков магистральных самолетов убеждает в актуальности внедрения методов оценки и сравнения компоновочных решений по эксплуатационно-технологической составляющей выбранной номенклатуры объектов.

Для поиска способа решения проблемы проведен анализ методологий и теоретических основ разработки компоновки отсеков ЛА, представленных в работах Мальчевского В.В. [42-45], Егера С.М. [31,32], Куприкова М.Ю. [8,9,10,12,13,16,17,28,37,38], Гаврилова В. Н . [20,21], Варламова Р.Г. [18], Колганова И.М. [36], Бойцова Б.В.[14], Маркина Л.В. [46, 47]. Рассмотрены работы следующих авторов из других сфер машиностроения: Горелика А.Г. [22, 23], Егорова С .Я. [29, 30]. Проанализированы работы иностранных авторов по теории поиска решений при подборе и размещении выбранных объектов [59-68].

Особое место в области геометрического проектирования занимают разработки Рвачева В.Л. [50,51] - связанные с введением Я-функций., Стояна Ю.Г. [53-55] - с использованием годографа функции плотного размещения. В работах Мальчевского В.В. [42-45] предложен матрично-топологический метод синтеза схемы и компоновки самолета. Он базируется на последовательной схеме компоновки, где размещаемые элементы устанавливаются перпендикулярно либо продольно оси самолета. В

предложенной схеме возможна прямая и обратная задача. Прямая задача заключается в размещении пассажирского оборудования в кабине самолета. Обратная задаче рассматривает формирование геометрии фюзеляжа по заданной пассажироемкости. При этом рассматривается вопрос синтеза схемы компоновки, т. е. последовательность действий направленных на определение типов, числа и взаимного расположения функциональных элементов самолета. Данная методика компонует пространство отсека исходя из геометрических требований.

Вопросам влияния эксплуатационно-технологических факторов на методы размещения объектов в нутрии пространства отсека ЛА большое внимание уделено в работе Варламова Р.Г. [18]. В ней рассмотрены методы компоновки РЭА с подробным описанием различных приемов и оценкой их областей применения. В этой монографии рассматриваются геометрические, функционально-геометрические и функционально-энергетические

соотношения. К геометрическим соотношениям относятся соотношения между геометрическими фигурами в виде площадей или объемов. При этом при компоновке площадь или объем формируется из активной, вспомогательной и конструктивной составляющих. Функционально-геометрические и функционально энергетические соотношения взаимосвязывают эксплуатационно-технологические параметры и геометрию объекта. Эти взаимоотношения формируются в виде таблиц или номограмм. Данный подход требует большого статистического материала и не дает возможность проводить автоматизирование проектных работ, а также является крайне сложным при внедрении.

В работе Гаврилова В. Н. [20] рассмотрены основные методы геометрической компоновки приборных отсеков ЛА и критерии эксплуатационного характера, которым должно соответствовать компоновочное решение. К геометрическим методам относятся:

- последовательно-одиночные размещения приборов в отсеке;

- асимптотический перебор локальных экстремумов;

- метод Монте-Карло;

- поиск на решетке;

- метод перебора конкурирующих точек.

Выбор размещаемых объектов оценивается следующими параметрами эксплуатационно-технологического характера:

- соблюдением параметров обеспечения устойчивости и управления ЛА (ограничения по положению центра масс и величины моментов инерции отсеков);

- обеспечением заданной надежности отсека;

Эксплуатационные ограничения на размещение требуют организации доступа к приборам, элементам отсека для профилактики, настройки и замены. В тех случаях, когда эти требования имеют важное значение, их необходимо принимать как функцию цели.

Таким образом, показано, что выбор компоновочного решения является корреляционной взаимосвязью между плотностью размещаемых объектов и выполнением требований эксплуатационно-технологического характера.

В данной работе практически не затрагиваются вопросы метода выбора объектов исходя из требований эксплуатационной технологичности. Все объекты представляются в виде параллелепипедов со своими эксплуатационными характеристиками.

В работе Егорова С.Я. [29, 30] подробно рассмотрены вопросы автоматизированного проектирования многоассортиментных производств -этапа определения рациональной компоновки производства, включающего в себя:

- определение конфигурации и размеров цеха;

- оптимального расположения в нем оборудования технологических

систем;

- трассировки трубопроводов и трубопроводной арматуры.

Исходными данными являются:

1. геометрия цеха, для размещения оборудования, включающая

в себя

а) предельно допустимые размеры цеха;

б) количество этажей;

в) высота этажей;

г) тип перекрытия

и т.п.

2. Исходные данные о размерах и весе оборудования.

3. Информация о структуре технологических связей.

4. Процедурная модель выбора аппаратуры (на примере трубопроводной арматуры).

Автоматизированный метод выбора арматуры, характеризуется одинаковыми основными потребительскими параметрами, включает два этапа. На первом этапе выбора формируется подмножество типов арматуры, выпускаемой промышленностью. На втором этапе выбора аппаратуры среди множества типов нужно выбрать такой тип, который бы удовлетворял некому подмножеству потребительских требований (показателей).

Методика выбора объектов рассматривается с привлечением экспертных оценок. Эта задача относится к классу многокритериальных задач с применением методов нормализации множества критериев, а также метода многокритериального выбора.

В данной работе рассматривался критерий оптимальности, представляющий собой сумму взвешенных относительных потерь критериев: стоимости аппаратуры и некоторого подмножества требований задаваемого лицом, принимающим решение. Рассмотрены задачи выбора размещаемых объектов с применением экспертного анализа.

При подробном рассмотрении данного метода можно выявить следующие нерешенные вопросы:

1. Подбор каждого отдельного элемента компоновочной схемы проводился без анализа «грамотности» эксперта, без учета анализа критерия

согласия мнений экспертов. Это может привести при наличии ограниченного круга экспертов к значительным погрешностям. Для решения задач связанных с разработкой авиационной техники данный метод носит ограниченный характер.

2. Бальная системы имеет ограниченное применение. Для авиационных схем диссертант предлагает экспертную оценку проводить с применением функционального критерия желательности Харингтона, что увеличивает достоверность принятых решений.

3. Представленная методика не сравнивает различные схемы компоновочных решений.

4. В данной работе не рассмотрен вопрос выбора объектов при наличии статистических данных. Методы выбора объектов по данным «эксперимента» является более достоверным, так как основывается на реальных данных.

Практическая значимость работы

Предложенные в диссертационной работе методы оценки компоновочного решения и выбора элементов пассажирского салона самолета могут быть использованы при формировании спецификаций и подборе элементов для других отсеков ЛА. Данный метод приемлем при разработке сопровождающей документации в различных машиностроительных отраслях. В качестве примера в работе приведена структура и алгоритм автоматизированного программного обеспечения «Спецификация», внедренного при проектировании и эксплуатации самолета 881-100, и его модификаций.

Результаты работы могут быть использованы в НИИ и ОКБ авиационной промышленности при разработке комплексных систем автоматизированного документооборота и при подготовке специалистов по ведению предпродажной подготовки ВС.

Апробация работы

Основные результаты работы опубликованы в 4 научных статьях [8-10, 38], в которых отражены теоретические и прикладные результаты проведенных исследований, они также неоднократно обсуждались на 5 отечественных и международных симпозиумах и конференциях [3-7].

Разработанный метод анализа компоновочных схем пассажирского магистрального самолета был апробирован в рамках программы RRJ-95 (SSJ-100). Реализуемый программный комплекс «Спецификация» использовался в анализе конфигураций самолетов следующих заказчиков: упрощенная (AFL Lite AF) и полная (AW) конфигурации а/к Аэрофлот, а/к Phongsavanh (AN), упрощенная (AV) конфигурации а/к Sky Aviation, а/к Армавиа (AB), а/к Газпромавия, а/к Якутия (АС), что подтверждается актом внедрения ЗАО «Гражданские самолеты Сухого».

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, заключения, библиографического списка (82 работы отечественных и зарубежных авторов) и приложения. Общий объем диссертации — 140 страниц, включая 25 таблиц и 34 рисунка.

В первой главе дается краткое описание традиционных подходов к формированию пассажирского самолета. Представлена схема с местом диссертационной работы в жизненном цикле поставки JIA. Показано, что на всех этапах жизненного цикла необходимо вести многоуровневый поток документов, из которого будут формироваться:

- номенклатура компонуемых объектов;

- техническое предложение на поставку ВС;

- стандартная спецификация поставки самолета без учета опций заказчика;

- спецификация заказчика, основанная на стандартной спецификации разработчика, дополненная УИСами (Уведомления об изменении спецификации).

Далее описание отсека, задается в семантическом виде. Массив показываемых данных представлен в виде разбитой на уровни системы, состоящей из системной и параметрической частей. Системная информация содержит данные о логических связях, числовых данных, относящихся ко всем элементам компонуемого отсека. Параметрическая информация включает в себя связующую информацию о различных объектах.

Далее происходит анализ компоновочного решения с выявлением зависимостей в рамках анализа размещаемых объектов. Для этого введено расчетное значение комплексного показателя компоновки.

Во второй части первой главы подробно анализируется программный комплекс Pacelab Cabin, в котором осуществляется формирование отсека пассажирского самолета и составление документации по перечню. Данная программа максимально близко подходит к решению задачи синтеза компоновочного решения пассажирского отсека МС, но в ней не реализован механизм учета эксплуатационно-технологических параметров в компонуемом отсеке и реализуемый программный комплекс по своей сути является продолжением данного решения.

Третья часть главы посвящена вербальной и математической постановке задачи. В рамках вербальной постановки задачи рассмотрен вопрос компоновки отсека по эксплуатационно-технологическому признаку, с дальнейшим компоновочным решением по геометрическому признаку. Достижение поставленной цели диссертационной работы осуществлено на основе сочетания прямого выбора элемента, согласно всех требований ТЗ и экспертного метода с оценкой коэффициента эксплуатационной технологичности, веса признаков и функциональной желательности Харрингтона. При этом решается задача оценки достоверности результатов и строится ряд предпочтительного ранжирования объектов, с целью выбора из

них оптимального.

В математической постановке рассматриваются задачи оценки эффективности компоновочного решения исходя из требований

эксплуатационной технологичности. Эффективность пассажирского отсека по эксплуатационно-технологическим параметрам можно оценить по значениям некоторого набора частных критериев, определяющих концепцию пассажирского отсека.

Постановка задачи исследования указывает на необходимость разработки метода выбора размещаемых элементов по данным эксплуатационной технологичности. Что позволяет, в конечном счете, оптимизировать нахождение оптимального решения и разработку методик архивного создания базы данных комплектующих компонуемого изделия с резервированием изменений для последующих решений.

Вторая глава посвящена определению стратегии, тактике и методам создания автоматизированного учета номенклатуры размещаемых объектов в рамках пассажирского салона самолета, а также разработке метода оценки выбора элемента отсека и оценке оптимального компоновочного решения по критерию эксплуатационной технологичности.

Для решения данной задачи был взят за основу жизненный цикл документации и производства пассажирского МС.

В процессе анализа компоновочной модели агрегатов магистрального самолета возникла необходимость в разработке нескольких программных средств, решающих различные задачи в рамках жизненного цикла создания самолета:

- АКОГС - система расчета компоновочного пространства внутри пассажирского отсека магистрального самолета.

- ФОРМа - система учета изменений между различными версиями спецификаций разработчика.

- Спецификация - система анализа и учета размещаемых объектов в рамках пространства магистрального самолета.

В результате:

1. Установлено, что создание инвариантной системы основывается на принципе декомпозиции и иерархической модели пассажирского отсека самолета как конкретного объекта проектирования.

2. Определены главные принципы создания архитектуры системы и иерархии классов. Это дает возможность определить очередность реализации моделей оборудования, которое применяется в процессе компоновки пассажирского самолета.

3. На основе анализа принципов, инструментов и средств разработки систем автоматизированного проектирования сделан вывод, что построение системы по принципу спирали позволяет осуществлять ее поэтапное включение в технологический процесс.

4. Путем сопоставления технологий унификации взаимосвязи программ определены приоритеты использования различных подходов к разработке программ.

5. В роли базовой ОС для использования клиентом определена ОС Windows.

6. Составлен список задач и разработана концепция взаимодействия модулей, созданных в средах программирования С++ Builder, Delphi, а также использования не компилируемого языка программирования PHP в пределах данной АС.

В третьей главе описывается метод выбора элементов отсека исходя из требований технологической составляющей компоновки конструкции изделия, оценки различных схем компоновочного решения с целью выбора оптимального с точки зрения эксплуатационной технологичности.

В первой части представлена схема выбора элемента пассажирского

отсека, требующая:

1. Создание массива объектов с заданными эксплуатационно-технологическими свойствами для выбора из них элемента в планируемое геометрическое пространство.

2. Проведение методом прямого выбора сравнения выборки объектов, удовлетворяющих основным эксплуатационно-технологическим требованиям. При наличии одного объекта с заданными требованиями он принимается в качестве элемента в заданное геометрическое пространство.

3. При наличии нескольких объектов, удовлетворяющих заданным эксплуатационно-технологическим требованиям, проведение расчета суммарного коэффициента эксплуатационной технологичности по каждому признаку, влияющему на его значение, с применением функциональной желательности Харрингтона, построение ряда предпочтительного ранжирования и выбор из полученного ряда наилучшего решения.

4. При отсутствии объекта, соответствующего заданным эксплуатационно-технологическим требованиям, построение при необходимости ряда ранжирования объектов и выбор наилучшего с целью принятия в дальнейшем окончательного решения о его доработке или изменении требований ТЗ к рассматриваемому элементу.

Вторая часть посвящена разработке метода выбора элемента компоновочного решения, согласно требованиям эксплуатационной технологичности при наличии достаточного количества статистических данных.

При этом для множества объектов, формируемого из подмножества объектов выпускаемого промышленностью и планируемого в качестве элемента отсека, анализируются все основные эксплуатационно-технологические требования Р , предъявляемые к нему. Из ТЗ выбирается подмножество предельно допустимых требований к элементу Г73

Сопоставление предельно допустимых требований и данных эксплуатационно-технологического характера по каждому объекту методом прямого выбора позволяет нам выбрать массив удовлетворяющий требованиям ТЗ. Установлено, что с целью выявления наилучшего объекта необходимо провести расчет коэффициента эксплуатационной технологичности с применением функциональной желательности

Харрингтона, т.к. в этом случае достоверность полученных результатов значительно возрастает.

В третьей части изложены принципы применения метода выбора элемента (или компоновочного решения) при отсутствии необходимого количества статистических данных. Выбор элемента компоновки (или компоновочного решения) осуществляется с учетом экспертных оценок расчета коэффициентов эксплуатационной технологичности с привлечением квалифицированных экспертов, оценки их квалификации, с применением функциональной желательности Харрингтона.

Достоверность полученных результатов предлагается оценивать коэффициентом конкордации. Предлагается метод оценки компетентности экспертов.

Четвертая часть посвящена разработанному методу оценки места размещения объектов в зависимости от условий ремонтопригодности, легкосъемности, взаимозаменяемости с применением функциональной желательности Харрингтона.

Рассмотрены варианты доступности к объекту исходя:

- Вариантов обеспечения доступности к объекту с помощью

манипуляций и зрительного контроля.

- Рабочих поз, принимаемых исполнителем в зависимости от условий

места работы.

- В зависимости от дальности места положения изделия от оператора.

- В зависимости от обеспечения доступности к сторонам объекта.

Таким образом, в главе 3 рассмотрены основные оценки

компоновочного решения и выбора объектов исходя из требований эксплуатационной технологичности. Результаты выбора элементов заносятся в автоматизированную систему «Спецификация».

В четвертой главе «Прикладное программное обеспечение для решения задач анализа и учета компонуемых объектов в отсеках магистрального самолета» выполнена программная реализация по анализу и

учету компонуемых объектов в пассажирском салоне магистрального самолета. Данный программный комплекс предназначен как для проведения проектных исследований при выявлении возможностей компоновочных решений, так и для решения практических задач связанных с документированием процесса ЖЦ пассажирского отсека ВС. Получен набор универсальных процедур, позволяющих осуществлять вывод информации о номенклатуре компонуемых изделий в формализованном виде.

В приложении 1 представлено описание структуры программного комплекса.

В приложении 2 представлены тестовые примеры выбора ламп освящения, удовлетворяющих требованиям ТЗ по параметрам эксплуатационной технологичности и их себестоимости. Представлены ряды ранжирования.

В приложение 3 представлены акты внедрения результатов работ диссертационных исследований.

Заключение диссертации по теме «Системы автоматизации проектирования (по отраслям)», Бодрышев, Антон Валерьевич

Выводы

В диссертационной работе предложен новый метод автоматизации документирования процесса формирования облика пассажирского отсека магистрального самолета с комплексным методом выбора элементов отсека по параметру эксплуатационной технологичности с учетом достоверности принятого решения. Суть данного метода заключается в декомпозиции пространства отсека с созданием базы данных массива элементов планируемой номенклатуры будущего отсека. Подбор элемента осуществляется путем применения комплексного метода для подбора массива объектов, предлагаемых промышленностью, при условии удовлетворения всех требований ТЗ, накладываемых на проектируемое компоновочное решение. С учетом выбранного с помощью предлагаемого метода массива элементов можно сделать вывод об уровне проработки заданного компоновочного решения по параметрам эксплуатационной технологичности до этапа детальной проработки в СГМ посредством представления программного комплекса позволяющего в дальнейшем произвести автоматизированный ввод документации описывающий изменение в конфигурации JIA.

1. Автоматизирован процесс формализации оборудования и пространства пассажирского отсека MC с учетом их эксплуатационной технологичности. Благодаря этому были разработаны алгоритмы процедур выбора размещаемых объектов по параметрам эксплуатационной технологичности с учетом всех требований ТЗ к данному решению с учетом функции желательности Харрингтона. Данный метод позволил сократить время, затрачиваемое на анализ компоновочных схем и формализацию номенклатуры располагаемых элементов в рамках ограничений накладываемых требованиями выдвигаемых к пассажирскому отсеку магистрального самолета, на 17% при расчете предоставления двух конфигураций ВС каждому заказчику.

2. Разработан комплексный метод выбора элемента с заданными эксплуатационно-технологическими параметрами, который может быть использован в расчетных алгоритмах документирования в других отраслях и который позволит уменьшить время принятия первого решения на этапе подбора размещаемых объектов на 28%.

3. Программные комплексы АКОГс, ФОРМа, «Спецификация» полностью соответствуют требованиям ГОСТ 23501.101-87 и ГОСТ 34.00390, что позволяет использовать их как основу для дальнейшей интеграции с другими системами.

4. Предлагаемая соискателем комплексная методика выбора элементов основывается на последовательном применении метода прямого выбора и экспертной модели выбора объекта по максимально высокому комплексному показателю эксплуатационной технологичности, определяемого с применением функциональной желательности Харрингтона с оценкой достоверности выбора объектов с применением коэффициента конкордации.

5. Данный подход позволяет формировать номенклатуру оборудования исходя из уменьшения количества итераций на подготовку комплекта документов, связанных с созданием технической части договора при подготовке к передаче ВС заказчику, что отражено при анализе трудоемкости формирования конкретной конфигурации ВС.

6. Данная методика инвариантна ко многим отраслям производства, в том числе и к отраслям народного хозяйства. Согласно исследованиям, проведенным на базе фирмы ООО «Хенкель Рус» на этапе подбора нового оборудования в цех по упаковке бытовых порошков было показано, что эффективность данного сегмента на стадии исследования может быть повышена в 1,4 раза за счет применения комплексного метода, учитывающего эксплуатационно-технологические факторы компонуемого оборудования.

Таким образом, разработанное научно-методическое обеспечение САПР, включающее методики, алгоритмы и прикладные программные средства экспресс-анализа компонуемых объектов пассажирского отсека МС, а также комплекс программ по автоматизации документирования этапа подготовки семантического облика ЛА позволяют решить задачу подбора размещаемых объектов и вывода информации в виде спецификации с учетом эксплуатационно-технологичноских требований на 17% быстрее для двух вариантов конфигураций или на 59% для предоставления шести вариантов конфигураций пассажирского отсека ВС, в случае сравнения с ручным методом выполнения аналогичного объема задач.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бодрышев, Антон Валерьевич, 2012 год

ЛИТЕРАТЕРА

1. Авиационные правила. Часть 25. Лётно-исследовательский институт им. М. М. Громова, 1994.

2. Аристов А.И., Волков П.Н., Дубицкий Л.Г. и др. Ремонтопригодность машин. М., «Машиностроение», 1975.-456 с.

3. Бодрышев A.B. Создание стандартизированной модели web-сайта для дошкольных учреждений. «Новые информационные технологии». Тезисы докладов XII Международной студенческой школы-семинара - М.: МГИЭМ, 2004.-421с.

4. Бодрышев A.B. Создание системы автоматизированного проектирования печатной продукции. «Новые информационные технологии». Тезисы докладов XV Международной студенческой школы-семинара - М.: МИЭМ, 2006. - 489с.

5. Бодрышев A.B. Применение функции желательности Харрингтона для работы метода оценки рациональности конструктивно-технологического и геометрического компоновочного решения изделия. Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании 2010». Том 5. Технические науки. - Одесса: Черноморье, 2010. - 87 с.

6. Бодрышев A.B. Оценка рациональности геометрического и конструктивно-технологического компоновочного решения изделия. // Тезисы докладов 9-й международной конференции «Авиация и космонафтика» -2010. с. 132-133.

7. Бодрышев A.B. Проект системы формирования отчетно-ревизионной документации для учета изменений проектных решений гражданских ЛА. // Труды VII Всесоюзной конференции студентов, аспирантов о молодых ученых. «Технология Microsoft в теории и практике программирования». -2010. с. 67-68.

8. Бодрышев А. В., Куприков М. Ю. Метод оценки очередности компоновки объектов с учетом обеспечения требований по параметрам ремонотпригодности в пассажирских отсеках магистральных самолетов // Журнал "Труды МАИ" № 48. 2011 г.

9. Бодрышев А. В., Куприков М. Ю. Выбор компоновочного решения при отсутствии явного прототипа с применением коэффициента конкордации // Журнал "Труды МАИ" № 47. 2011 г.

10. Бодрышев А. В., Куприков М. Ю. Выбор оптимального компоновочного решения исходя из требований ремонтопригодности, взаимозаменяемости, легкосъемности // Журнал «Вестник Московского авиационного института» № 4, 2011 г., т. 18., с. 20-26.

11. Бодрышев С. В. Методы пространственной компоновки на основе функциональных зависимостей эксплуатационных параметров : // Дисс. На соискание уч. степени к.т.н. - М.: МАИ, 2006.

12. Бодрышев C.B., Буряков A.A., Куприков М.Ю. Коэффициенты функциональной и эксплуатационной зависимостей при компоновке приборных отсеков. Журнал «Полет», №10, 2006.

13. Бодрышев C.B., Буряков A.A., Куприков М.Ю., РипецкийА.В. Основные методы, применяемые при автоматизированной компоновке приборных отсеков JIA. Журнал «Полет», №4, 2008 г.

14. Бойцов Б.В., Борисов В.Д., Киселев Н.М., Подколзин В.Г. Жизненный цикл и реализации летательного аппарата. М.: Из-во МАИ, 2005, 520 с.

15. Бронштейн И.Н. , Семендяев К.А. Справочник по математике. М. издательство физ.-мат. Литературы, 1962. - 607 с.

16. Буряков A.A., Куприков М.Ю. Технология и методы обмена данными систем автоматизированного проектирования. //Журнал «Качество и жизнь». -М,: ИжГУ, 2005, №6, с. 126-136.

17. Буряков АА, Куприков М.Ю. Формирование геометрического облика фюзеляжа авиалайнера с использованием прикладного программного

обеспечения и CAD-систем //Проектирование, конструирование и производство авиационной техники. - М.: 2005, с.16-21.

18. Варламов Р.Г. «Компоновка радиоэлектронной аппаратуры» М. «Советское радио». 1975 г. - 450 с.

19. Венцель Е.С. Теория вероятностей. 4-ое изд.. М. «Наука», 1969. - 576 с.

20. Гаврилов В. Н. «Автоматизированная компоновка приборных отсеков летательных аппаратов» М. Машиностроение .1988 г. - 136 с.

21. Гаврилов В.Н., Никитина В.А., Шулепов А.И. Некоторые вопросы комплексной автоматизации в решении задач компоновки отсеков JIA //Современные проблемы авиационной науки и техники в работах молодых специалистов. 4.2. М.: ВИНИТИ, 1981, с. 174-181.

22. Горелик А.Г. Автоматизация инженерно-графических работ с помощью ЭВМ. Минск, Вышэйш. школа, 1980. -240 с.

23. Горелик А.Г. Методы геометрического моделирования при автоматизированном проектировании объектов сложной структуры. Автореф. дис.... докт. техн. наук. -Минск: 1983. - 24 с.

24. ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99. Государственный стандарт российской федерации. Информационная технология. Процессы жизненного цикла программных средств. Госстандарт России. Москва.

25. ГОСТ 34.601-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы: стадии создания. - М.: Изд. Госстандарта, 1992.

26. Григорьев A.B., Козин П.А., Остапчук A.B. Методика определения значения весовых коэффициентов с учетом компетентности привлекаемых экспертов. //Имущественные отношения Журнал в Российской Федерации, №8,2004 г., с. 73-83.

27. Дранкин И.И. Основы проектирования беспилотныхЛА с учетом энергетической эффективности. М. Машиностроение, 1973. -246 с.

28. Долженков H.H., Куприков М.Ю., Лисейцев Н.К., Максимович В.З. Особенности структуры формирования облика самолета короткого

вертикального взлета и посадки на этапе внутреннего проектирования и автоматизации процесса компоновки // ТВФ. № 1 (601). М.: ЦАГИ, 1993, с. 24-34.

29. Егоров С.Я. «Аналитические и процедурные модели компоновки промышленных производств». М. «Издательство МАШИНОСТРОЕНИЕ-1», 2007. - 128 с.

30. Егоров С .Я. , Немтинов В.А., Громов М.С. Информационная модель принятия решений по размещению трубопроводной арматуры. //Научно-техническая информация. - 2006. Сер. 2.-№4, с. 19-23.

31. Егер С.М., Лисейцев Н.К., и др. Проектирование самолетов. М.: Машиностроение, 1983. - 616 с.

32. Егер СМ., Лисейцев Н.К., Самойлович О.С Основы автоматизированного проектирования самолетов. - М.: Машиностроение, 1986. - 232 с.

33. Зайцев В.Н., Рудаков B.J1. Конструкция и прочность самолетов. - Киев: Вища школа, 1978. - 487 с.

34. Камаев В.А, Костерин В.В. Технологии программирования. — М.: Высшая школа, 2005.-359 с.

35. Кини P.JL, Райфа X. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и размещения. М.:Радио и связь, 1981. - 560 с.

36. Колганов И.М., Дубровский П.В„ Архипов А.Н. Технологичность авиационных конструкций, пути повышения. Ульяновск: УлГТУ, 2-3 - 148 с.

37. Куприков М.Ю. Структурно-параметрический синтез геометрического облика самолета при «жестких» ограничениях: Учебное пособие -М.: Изд-во МАИ, 2003. - 64 с.

38. Куприков М.Ю., Бодрышев A.B. Влияние условий технологической рациональности и приемственности конструкции изделия на компоновку агрегатов ЛА. Журнал «Прикладная геометрия, инженерная графика, компьютерный дизайн», № 15, 2009, с. 34-43.

Ill

39. Лагутин M. Б. Наглядная математическая статистика:Учебное пособие.-М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007 .- 472 с.

40. Лесников Е. CATIA V5 - настоящее и перспективы. - М.: Журнал «CAD/CAM/CAE Observer» №1 (14), 2004, с. 18-20.

41. Малыгин E.H. С .Я. Егоров, М.С. Громов Методика решения задачи компоновки в цехах ангарного типа //Химическая промышленность сегодня. - 2006. -№6, - с. 55-59.

42. Мальчевский В.В. Формирование основных компонентов процесса автоматизированной компоновки летательных аппаратов на начальных этапах проектирования. //Дисс. На соискание уч. Степени к.т.н. - М.: МАИ, 1975.

43. Мальчевский В.В. Формализация основных компонентов процесса автоматизированной компоновки летательного аппарата. - М: МАИ, 1977, с. 30-35.

44. Мальчевский В.В. Автоматизация процесса компоновки самолета. М.: МАИ, 1987.-128 с.

45. Мальчевский В.В. Матрично-топологический метод синтеза схемы и компоновки самолета. Изд-во МАИ 2011, 354 с.

46. Маркин Л.В. Задачи формирования подсистемы компоновки САПР летательных аппаратов //В сб. «Прикладная геометрия и инржерная графика в теории и практике авиационного автоматизированного проектирования», -Киев: КИИГА, 1984, с. 6-9.

47. Маркин Л.В. Геометрические модели компонуемых объектов в системе автоматизированного проектирования воздушных судов //В сб. «Геометрические модели в авиационном проектировании». - Киев: КИИГА, 1987, с. 12-17.

48. Паниотто В.И., Максименко B.C.. «Количественные методы в социологических исследованиях» . Киев, Наукова думка. 1982 г. -107 с.

49. Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие, Кн.2. 3-е изд., исправл. - Машиностроение, 1988. - 544 с.

50. Рвачев B.JI. Геометрические приложения алгебры логики. - Киев: Наукова думка, 1967. - 212 с.

51. Рвачев В.Л. Теория R-функций и некоторые ее приложения. - Киев: Наукова думка, 1982. - 84 с.

52. Рудакова Т.А. Выбор моделей с учетом критериев нижнего уровня иерархии, имеющих числовую форму представления. Материалы XI конференции «Вузовская наука Северо-Кавквзкого региона» Том первый. Естественные и точные науки. Технические и прикладные науки. Ставрополь. СевКавГТУ. 2007, 278 с.

53. Стоян Ю.Г. , Гиль Н.И. Методы и алгоритмы размещения плоских геометрических объектов. -Киев: Наукова думка, 1976. -48 с.

54. Стоян Ю.Г. , Кулиш Е.Н. О размещении оборудования летательных аппаратов. - Киев: Ин-т кибернентики АН УССР, Предпринт -77-78, 1977.

55. Стоян Ю.Г., Кулиш Е.Н. Автоматизация проектирования компоновки оборудования летательных аппаратов. -М.: Машиностроение, 1984.

56. Технологичность конструкций изделий: Справочник/ Алферова Т.К., Амиров Ю.Д., Волков П.Н. и др.; Под редакцией Амирова Ю.Д. -Машиностроение, 1985. - 386 с.

57. Юрконенко А.Н. Методический подход к формированию рациональоного геометрического и конструктивно-технологического облика планирующего авиационного контейнера. Журнал «Прикладная геометрия, инженерная графика, компьютерный дизай», №11, 2008

58. http://www.sukhois.superjet.com

59. Garantini I., Walsh T.R., Wu O.L. Viewing Transformations of Voxel-Based Objects via Linear Octrees. // IEEE Computer Graphics and Applications, 1986, № 10, p. 12-21.

60. Hansen P. Fn algorithm for shortest paths // Diskrete Appl/ Math. - 1980. - N 2.-p. 151-153.

61. Hofri Micha. Two-dimensional packing: expected perfomance of simple level algorithms // Inform. And Contr., 1980, v. 45, N. 1, p. 1 -17.

62. Howard R.L. Computer Graphics Vin Over Engineers "Aerospace America". Jan 1987, 22 p.

63. Raymond Kurland/ Выбираем машиностроительную CAD-систему. -M.: Журнал «CAD/CAM/CAE Observer» №5 (18), 2004, с. 10-13.

64. Rushinek A. What Makes User Happy? // Communication of the ACM. 1986. Vol 29, N7, p. 594-598.

65. Samet H., Robert E., Webber E. Hierarhical Data Structures And Algorithms for Computer Graphics. // Computer Graphics and Applications, May 1988, p. 4868; July, p. 59-75.

66. Sweeney P.E., Ridenour E.L. Cutting and Packing Problems...

67. Van Deusen E., Carson G.S. Graphic Standards View For Acceptance To Meet Differing Goals // Computer Technology Review, Spring, 1985, pp. 119-125.

68. Vant-Hull Lorin L. Optimization of heliostat fields for solar tower systems // Collog. Int. CNRS, 1980, No 306, p.319.

69. Баранов С.И. Синтез микропрограммных автоматов. Ленинград: Энергия, 1974. 216 с.

70. Глушков В.М. Абстрактная теория автоматов // УМН. 1961. Т. XVI. Вып. 5.

71. Алгебраическая теория автоматов, языков и полугрупп / Под ред. М. Арбиба. М., 1975.

72. Алешин С.В. Об отсутствие базисов в некоторыз классах иннициальных автоматов // Проблемы кибернетики. М.,1970. Вып.22.

73. Заровный В.П. Автоматные подстановки и сплетения групп // ДАН СССР. 160. 1965. №3.

74. Алешин С.В. Конечные автоматы и пролемы Бернсайдера о периодических группах // Математические заметки. 1972. Вып. 3.

75. Богаченко Н.Ф., Файзуллин Р.Т. Синтез дискретных автоматов. Учебно-методическое пособие. Омск: Издательство Наследие. Диалог-Сибирь, 2006. 150 с.

76. Богаченко Н.Ф., Файзуллин Р.Т. Автоматы, грамматики, алгоритмы. Учебно-методическое пособие. Омск: Издательство Наследие. Диалог-Сибирь, 2006. 140 с

77. Круковский М.Ю. Графовая модель композитного документооборота// Математичш машини i системи. - 2005. - № 3. - С. 149 - 163.

78. Круковский М.Ю. Автоматная модель композитного документооборота Математичш машини i системи. - 2004.- №4.-С.37-50.

79. J. Anderson. Discrete Mathematics with Combinatorics. - N.J.: Prentice Hall, 2001.-807p.

80. Clarence Ellis. Team Automata for Groupware Systems. Phoenix, Arizona:ACM SIGGROUP. P.415-424

81. Yosinori Watanabe, Robert Brayton. The maximum set of permissible behaviors of FSM networks.-Los Alamitos С A USA// IEEE Computer society press.-1993.-pp.316-420

82. Valery Sklyarov. Hardware implementation of hierarchical FSMs.- Cape Town, South Africa: ACM, 2005.-p. 148-153