Модели и комплексы программ для синтеза датчиков с поддержкой многопользовательской работы в сети тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, кандидат технических наук Зарипова, Виктория Мадияровна

• Зарипова, Виктория Мадияровна
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Зарипова, Виктория Мадияровна

Введение.

Глава 1 Сравнительный анализ систем концептуального проектирования технических устройств.

1.1 Формализованное описание естественнонаучных и научно-технических эффектов на основе онтологии научно-технических характеристик.

1.2 Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ).

1.3 Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) 2го поколения.

1.4 Системы автоматизированного проектирования в обучении.

1.5 Системы конечно-элементного анализа (моделирование физических процессов).

1.6 Энерго-информационная модель цепей и метод структурных параметрических схем (система Интеллект).

1.7 Система структурированных физических знаний (САПФИТ).

1.8 Сравнительный анализ функциональных возможностей систем концептуального проектирования технических устройств.

1.9 Перечень требований к разрабатываемой системе.

1.10 Выводы.

Глава 2 Модель классов консолидированной автоматизированной системы синтеза технических решений датчиков.

2.1 Применимость объектно-ориентированного подхода при анализе совместимости систем Интеллект и САПФИТ.

2.2 Объектно-ориентированный анализ системы Интеллект.

2.3 Объектно-ориентированный анализ системы САПФИТ.

2.4 Модель объектов консолидированной системы.

2 5 Расширенные модель и паспорт для описания физико-технического эффекта.

2.6 Модель данных системы адаптированная к работе в режиме многопользовательского доступа в сети.

2.7 Выводы.

Глава 3 Аппарат параметрических структурных схем (ПСС) для синтеза и анализа сложных соединений звеньев.

3.1 Виды элементарных звеньев параметрических структурных схем (ПСС) и их графические изображения.

3.2 Простейшие виды соединения звеньев внутрицепных зависимостей в параметрических структурных схемах и их реализация.

3.3 Применение аппарата ПСС при гармоническом изменении во времени величин и параметров цепей.

3.4 Расчет мостовой схемы с применением аппарата ПСС.

3.5 Выводы.

Глава 4 . Автоматизация этапа морфологического синтеза конструктивных реализаций технических решений (TP).

4.1 Построение морфологической матрицы физико-технического эффекта (ФТЭ) или параметра.

4.2 Пример морфологической матрицы физико-технического эффекта

4.3 Этап морфологического анализа при заполнении морфологических матриц.

4.4 Обработка парных сравнений значений признаков по эксплуатационным характеристикам.

4.5 Оценка согласованности мнений экспертов.

4.6 Морфологический синтез новых решений.

4.7 Технология сетевой работы экспертов.

4.8 Выводы.

Глава 5 Комплекс программ для синтеза датчиков и визуализации полученных решений.

5.1 Использование графики при описании физико-технического эффекта (ФТЭ).

5.2 Модель графического представления принципа действия физико-технического эффекта (ФТЭ) и морфологических матриц вариантов технических реализаций.

5.3 Шаблоны и примитивы для создания изображений ФТЭ.

5.4 Программно-инструментальный комплекс для синтеза физического принципа действия и технических реализаций чувствительных элементов

Intellect Pro».

5.5 Тестирование Интернет приложения «Intellect Pro».

5.6 Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модели и комплексы программ для синтеза датчиков с поддержкой многопользовательской работы в сети»

Датчиковая аппаратура широко востребована во многих областях народного хозяйства: автоматизированные системы управления и регулирования, робототехника, автомобиле-, самолето- и кораблестроение, бытовая и офисная техника, медицинская техника. При этом в зависимости от сферы использования необходимо учитывать различные конструктивные особенности и характеристики датчиков. Например, при промышленном применении определяющим фактором является погрешность, которая при регулировании процессов должна составлять 1.2%, а для задач контроля - 2.3%. Благодаря внедрению новых технологий изготовления (высоковакуумное напыление, распыление, химическое осаждение из газовой фазы, фотолитография и т. д.) и новых материалов непрерывно расширяются сферы применения датчиков, недоступные ранее из-за их высокой цены.

Согласно аналитическим исследованиям рынка США (проведенным Business Communication Company, inc) спрос на датчиковую аппаратуру будет в среднем ежегодно возрастать на 4.7% в США и на 6.2% на мировом рынке вплоть до 2009 года. Если учитывать бурное развитие иных сфер применения датчиковой аппаратуры (например, датчиковых сетей), то в целом возможен ежегодный прирост спроса еще на один процент!" 1,2,3.4].

2,6

Пассивные -в—Активные

Электромеханические X Полупроводниковые

Рисунок 1. Прогноз развития рынка США по индустриальным датчиковым технологиям за период 2002 -2009 по итогам маркетинговых исследований ВССДпс

16 Б 14 о со 12 о а я 10

С ц 8 о ч 6

X о

5 с; 4 ц

S ю 2

14,67

10,08

5,72

3,54

Германия

США

9,87

6,31

10,63

6,76

4,96

1,98

3,29

2,86

1,47

0,98

Япония Западная Другие страны Азия Европа американского континента 1998 □ 2008

Остальные страны мира

Рисунок 2. Развитие мирового рынка датчиковой аппаратуры к 2008 году.

По данным НИИФИ [5] известно более 400 физических явлений, которые могут быть положены в основу создания современных средств измерений и это количество постоянно растет. Возросшие требования рынка вынуждают производителей интенсивно расширять номенклатуру серийно выпускаемых датчиков.

Однако, даже ведущие фирмы в области производства чувствительных элементов используют не более 27-30% от имеющегося фонда физических явлений (данные фирмы Endress&Hauser. промышленное техническое оборудование [6]). Кроме того, необходимо учитывать, что одни и те же датчики могут использоваться для различных измерений (Рисунок 3).

Наиболее трудоемким и длительным является начальный этап проектирования, на котором необходимо определить физический принцип действия и конструктивную реализацию датчика.

Поэтому актуальным является автоматизация начальных этапов проектирования, выбора принципов действия датчиковой аппаратуры. Это позволит унифицировать и централизовать процесс разработки и обеспечит инженера мощной базой знаний о физико-технических эффектах (ФТЭ). Такие системы позволяют: сократить время и трудоемкость создания нового изделия, оперативно адаптироваться к изменениям рынка, быстро обучать специалистов [7,8,9].

Физическая величина Принцип действия Давление 1 Усилие Положение (в пгэо-странстве без ме-хажческой связи) 3 I 1 О) с Скорость (линейная) Ускорение 1 Вибрация I « Ш ф о !| & 1 5 1 I 1 | | is 1 S & 2 о & о о Деформация Координаты точки (без механической связи) Угловая скорость 9 5 0) 3 с £ Е о 2 а 2 Е & >. S Влажность Расход

Емкостный • • ! э • - • О • О 1 У - У У - О Э i -

Пьгэоэлекгржеский У j ' - - - ) • - ! -

Дифференциально- трансформаторный J ! О j Э 1 • У У О • ~ 1 ~ - - '1-1-

Термогарный ! ) -

Тензорвзиставный • • t - - 1 - - - - - - У - У У

ПотенциометричеаиЙ о у - • - У - - - - - - о -

Тошжревой о - J О О - - • - ] - - J | У - о -

Термистарный - 1 У

Эффект Холла - У • О - - • - 1 " • - о

Пьезорезиставный • • - - • • - ;> - > - у * 3

Вслоконно оптический > Э У • ') • • • У У ) > 1 У J t ■> 1 -

Магниторезистивный - У У - - - * - У У - э ' - -

ПАВ э - - У ) - - - •> 1 - - у 1 - -

Пьезорезонансный резонансный • •| - - - • - - У - - У - У -

Индукционный - " I - - ! • - о - - 1 - • - - У - i - ' -— 1

Эффект Виганда -1 - f - 1 - 1 i

Эффект Матусеи о о! - - ! - У о - - 1 - - >1 - - > 1 - ! -

Лавинный пробой в пол/провэдникоеых рп переходах 3 1 ) ) э - у • ? - • У У У

Эффект Виллари у э 1 - у - • • - 1 - { - у f - t -

Туннельный эффект у э 1 - -1 - • • - - < - - У 1 - У ■у ' У\ У

Приншже "У- иаш>з)ется иотэдьэсеамг предпочтительное - использование нецелесообразно

Рисунок 3. Принципы действия датчиков - частота применения [5].

Принцип действия любого датчика можно представить как ряд преобразований входной величины одной физической природы в выходную величину другой физической природы - физико - технический эффект. Таким образом, синтез физического принципа действия основан на использовании базы знаний по физическим эффектам и явлениям и их конструктивным реализациям. База знаний обеспечивает выполнение различных функций: хранение, пополнение, просмотр, выборка, поиск и корректировка информации об эффекте или явлении, с одной стороны и синтез физического принципа действия (ФПД) - сочетаний физических эффектов и явлений - с последующим ранжированием найденных решений по некоторому набору эксплуатационных характеристик с другой стороны. [10]

В условиях интенсивного развития различных областей науки и техники особенно остро встает вопрос способа наполнения базы знаний, ее универсальной направленности, достоверности экспертной оценки и полноты представления имеющихся данных.

Внедрение современных сетевых технологий (сетевые поисковые системы, системы сетевого экспертного анализа, сетевые банки идей) на этапах проектирования и ввода информации в банки данных по физико-техническим эффектам позволит запустить процесс непрерывной актуализации данных, обеспечить сетевую экспертизу вводимых данных, расширить объем используемых специалистами знаний, повысить качество и объем информации в банке данных за счет привлечения специалистов и экспертов разного профиля, разрабатывать групповые проекты, и, как следствие, уменьшить стоимость и повысить эффективность работы с системами такого рода.[11]

В работах М.Ф. Зарипова и И.Ю. Петровой предложена концепция построения базы знаний на основе энерго-информационных моделей цепей (ЭИМЦ), которая позволяет использовать универсальный математический аппарат неравновесной термодинамики для описания эффектов и явлений различной физической природы. При синтезе физического принципа действия (ФПД) одновременно синтезируется параметрическая структурная схема и математическое описание конструкции, а также рассчитываются оценки эксплуатационных характеристик. Однако, наполнение базы знаний сдерживается необходимостью преобразования информации о том или ином эффекте в соответствие с критериями энерго-информационной модели цепей (ЭИМЦ), а также необходимостью сбора и неавтоматизированной обработки мнений экспертов по оценке эксплуатационных характеристик технической реализации физико-технических эффектов (ФТЭ). Кроме того, рассматриваются только случаи линейного изменения воздействия любой физической природы.

Требования, предъявляемые к исходному материалу в других системах (А И Половинкин, В А. Камаев, Р. Коллер, А.М Дворянкин, В.А. Глазунов, С А Фоменков, В М Цуриков, В В Попов и другие), позволяют им относительно быстро наращивать объем базы знаний, т.к. описание физических эффектов производится в текстовой форме, но не поддерживают математический аппарат и экспертные оценки эксплуатационных характеристик. В то же время, если использовать эффекты, даже с таким неполным описанием, в процессе синтеза, инженер сможет получить значительно большее число вариантов решений. Таким образом актуальной научно технической задачей является создание сетевой системы поиска новых технических решений датчиковой аппаратуры на основе консолидации знаний экспертов о физических эффектах и явлениях с учетом различного характера изменений во времени входных величин.

Работа выполнялась в рамках госбюджетной НИР Федерального агентства по образованию по теме «Автоматизированная система поиска новых технических решений чувствительных элементов систем проектирования на ранних этапах проектирования» (№ 1.2.06).

Цель диссертационной работы: разработка комплекса программ для эффективного синтеза физического принципа действия датчиков с поддержкой экспертизы в сети Интернет на основе усовершенствованной концептуальной модели баз знаний о физических эффектах и математической модели сложных параметрических структурных схем с гармоническим изменением входного воздействия.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе осуществляется решение следующих задач:

• анализ существующих автоматизированных систем инженерного творчества и разработка расширенной модели паспорта физического эффекта на основе их консолидированных моделей;

•разработка модели консолидированной базы знаний о физико-технических эффектах на основе объектно-ориентированного подхода;

•разработка модели организации процесса сетевой экспертной оценки технической реализации физического эффекта на основе метода парных сравнений и реализация интерфейса экспертной оценки;

• классификация существующих элементов параметрических структурных схем (ПСС) и разработка модели описания гармонического изменения во времени величин и параметров цепей с помощью аппарата параметрических структурных схем;

• классификация и разработка паттернов - сложных соединений элементов ПСС с заранее рассчитанными характеристиками и параметрами, которые могут участвовать как блоки в синтезе физического принципа действия (ФПД);

• составление библиотеки графических примитивов и разработка на ее основе модели графического представления принципа действия физического эффекта и вариантов технической реализации;

•разработка комплекса программ для синтеза чувствительных элементов датчиков с поддержкой работы в сети.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использовались энерго-информационная модель цепей и аппарат параметрических структурных схем, модель структурированного представления физических знаний, методы и модели экспертной оценки, методы объектно-ориентированного проектирования, технология проектирования реляционных баз данных, метод комплексных амплитуд при гармонических воздействиях. Научная новизна

1. Разработана обобщенная объектная модель представления знаний и расширенная модель паспорта ФТЭ для реализации в сети Интернет. Предложена модель пролонгированного накопления информации о физическом эффекте, основанная на многокомпонентном представлении информации. Это облегчило и ускорило процесс пополнения базы данных ФТЭ.

2. Разработана модель организации сетевой экспертной оценки эксплуатационных характеристик физических эффектов и их технических реализаций на основе метода парных сравнений, что позволило консолидировать мнения множества экспертов и повысить точность оценки.

3. Разработана модель построения параметрических структурных схем при гармоническом характере изменения входной величины, что позволило учитывать динамику процесса и расширило область применения системы.

4. Предложено производить синтез физического принципа действия технического устройства с использованием паттернов (шаблонов сложных соединений элементов ПСС), что позволило рассчитывать и синтезировать более сложные технические решения.

Практическая ценность работы.

На основе проведенных исследований создан комплекс программ для синтеза датчиков с поддержкой многопользовательской работы экспертов в сети. Система может применяться в приборостроительной отрасли для автоматизации начальных этапов проектирования чувствительных элементов датчиков, а также в высших учебных заведениях для преподавания дисциплин в рамках направлений: «Приборостроение», «Информационные системы и технологии». Результаты работы использованы на ОАО «КБЭ XI века» (г. Сарапул, Удмуртия) и в Астраханском государственном университете.

Апробация научных результатов.

Отдельные материалы, входящие в диссертацию обсуждались на международной научно-технической конференции Joint IMEKO TC-1&XXXIY МКМ (г.Вроклав, Польша, 2002 г.) , SEFI 30th Annual Conference (Флоренция, Италия 2002 г.), Конференция КИТ-2003 (г.Сочи, 2003 г.), "Информационные технологии в образовании, технике и медицине" (г.Волгоград, 2004 г.), MEL-2006 (г. Варна, Болгария 2006 г), и научно технических конференциях профессорско -преподавательского состава (г. Астрахань 2004, 2006 гг.).

Публикации. Основные положения и результаты работы опубликованы в 7 печатных работах.

Заключение диссертации по теме «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», Зарипова, Виктория Мадияровна

1.10 Выводы

Проведен сравнительный анализ существующих автоматизированных систем поиска новых технических решений, основанных на работе с базами знаний по физическим эффектам и явлениям. Выявлены методы и модели описания физических эффектов участвующих в синтезе технического решения. Были рассмотрены следующие модели и методы: формализованное описание естественнонаучных и научно-технических эффектов на основе онтологии научно-технических характеристик (Попов В.В. и др.), теория решения изобретательских задач первое (Альтшуллер Г.С.) и второе (Глазунов В.И.) поколение, обучающие системы по курсам проектирования (на примере системы ILEM2001, разработанной на базе университетов "Pierre et Marie Curie" (Париж, Франция) и «Valahia» (Румыния)), системы конечно элементного анализа, т.е. исследовании свойств объекта или процесса путем создания и решения адекватной математической модели (COMSOL Multiphusics), энерго-информационная модель цепей различной физической природы и аппарат параметрических структурных схем (Зарипов М.Ф., Петрова И.Ю.), методы поискового конструирования (Половинкин А.И., Камаев В.А).

На основании рассмотренных моделей была построена таблица сравнительных характеристик и выявлены основные требования к разрабатываемой системе.

Таким образом, для построения модели системы удовлетворяющей вышеперечисленным требованиям необходимо решение следующих задач:

• исследовать возможность совмещения информации о физических эффектах из разных баз данных для создания модели расширенного паспорта ФТЭ;

• повысить эффективность синтеза за счет использования паттернов;

• создать возможность консолидации мнений экспертов при работе в сети Интернет;

• для расширения сферы применения системы исследовать возможность анализа ПСС при синусоидально изменяющихся во времени входных взаимодействиях различной физической природы.

Глава 2 Модель классов автоматизированной системы решений датчиков. консолидированной синтеза технических

2.1 Применимость объектно-ориентированного подхода при анализе совместимости систем Интеллект и САПФИТ

Концепция объектно-ориентированного подхода возникла в конце 70-х -начале 80-х как альтернатива традиционному стилю программирования. Традиционный стиль программирования подразумевал главенствование алгоритма, программы над данными. Такой подход отвечал требованиям вычислительных задач, относительно неплохо подходил для коммерческих, в основном, учетно-расчетных задач. Как альтернатива традиционному подходу постепенно сформировался объектно-ориентированный подход [43,44,45,46].

Объектно-ориентированный подход предполагал сосредоточиться на описании предметной области как некоторого набора объектов, которые общаются между собой, к которым можно обратиться с запросами, но про внутреннее устройство которых нам на данном уровне абстракции знать не надо. Объектная технология - это, по сути, комбинация 4-х идей:

• Структура классов. Чтобы сделать систему гибкой и многократно используемой лучше базироваться на типах объектов, а не на действиях осуществляемых над ними. Результатом такого подхода является такой мощный и многогранный механизм как класс, который в объектном подходе служит базой модульной структуры и системы типов.

• Дисциплина надежности. Вся система представляет собой набор компонент, взаимодействующих друг с другом на основе контрактов, четко оговаривающих обязанности и привилегии каждой части.

• Принцип АТД (абстрактных типов данных) определяет способ описания класса. Описание объекта (через класс) определяет только что можно сделать с этим объектом: операции (или же признаки) и формальные свойства этих операций (признаков). Данная идея формально выражена с помощью теории абстрактных типов данных. Абстрактный тип данных -набор объектов, определенных списком операций, или признаков, применимых к этому объекту, и свойств этих операций.

• Иерархичность- в любой дисциплине необходима систематизация, в объектно-ориентированных технологиях этим целям служит механизм наследования.

В дополнение к четырем основным концепциям объектного подхода: классу, контракту, абстрактному типу данных, наследованию - необходимо использовать ряд других техник таких как:

• инкапсуляция - сокрытие деталей реализации внутри типа;

• полиморфизм - применимость одной операции к разным типам и разный способ вычисления в зависимости от типа;

• позднее связывание - определение реального типа объекта в момент исполнения;

• новые виды типов и верификация типов;

• ограниченная и неограниченная универсальность, скрытие информации, утверждения, обработка исключительных ситуаций, автоматическая сборка мусора.

Объектно-ориентированный метод призван улучшить такие качества системы как

• надежность - гибкость начальных установок и готовность объектно-ориентированной системы к изменениям позволяют строить корректное программное обеспечение, а принцип инкапсуляции гарантирует устойчивость системы;

• расширяемость - благодаря механизмам наследования, полиморфизма и универсальности система легко адаптируется к изменениям спецификации;

• повторное использование компонентов - поскольку класс должен изначально разрабатываться как самодостаточная, законченная структура, он может быть применим для построения других систем;

• совместимость, переносимость, простота в использовании, эффективность, своевременность, экономичность и функциональность.

P0CCKI*,C,",.I

ГОСУДАРСТВУ.' I

БИЕШ.ОТС.,»

Рассмотрим преимущества объектно-ориентированного подхода по сравнению с традиционным [47 - 67] (Таблица 2-1).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Зарипова, Виктория Мадияровна, 2006 год

1. Рисунок технической реализации Краткое описание

2. Рисунок 2-1 Структура паспорта ФТЭ

3. Входная величина Величина

4. Выходная величина -щ Наименование Физ природа Диапазон изменения Размерность Краткое наименование

5. Рассчитать Вывести на жран Занести опесанд^спшэдгсо1. Операнд

6. Наименование Описание Размерность Диапазон значений1. Задать операнд1. Задать численное значение

7. Рассчитать среднее значениематрица1. Массив признаков1. Построить реализации1. Цепоч<аЪ<1емекгов

8. Массив элементов Порядковый номер Набор аот. Sap, Входная величина Выходная величина

9. Добавить элемент ТУ Рассчитать характеристики Вывести цепочку Рассчитать средждо оцежу1. Менеджер синтеза

10. Массив цепочек Входная величина Выходная величина Диапазон значений характеристик Количество цепочек для отбора

11. Сингезирсеапъ цепо-ги Ранжировать цегпг-ки Отобрала цепочки1. Признак

12. Массив реализаций Наименование ОРРЯДКОВШ номер1. Реализация1. Наименование Набор щт Щ

13. Рисунок 2-2 Модель объектов системы Интеллект

14. Объектно-ориентированный анализ системы САПФИТ

15. Система САПФИТ является автоматизированной системой синтеза физического принципа действия изделий и технологий.

16. Для работы в системе было выработано стандартное описание физического эффекта, которое состоит из трех документов: входной карты ФЭ, выходной карты ФЭ и основного текста описания.

17. Физический эффект может иметь несколько входов, но только один выход.

18. Выходная карта ФЭ дает краткую легко-обозримую характеристику ФЭ в удобной для восприятия форме и содержит следующие поля:1. Наименование ФЭ.

19. Сокращенное представление схемы вход объект - выход.3. Краткая сущность ФЭ.

20. Математическая модель ФЭ математическая зависимость, устанавливающая связь физических величин А и выхода С. При отсутствии такой зависимости дается ее графическая или табличная интерпретация.

21. Диапазон изменения входа\выхода.

22. Практическое применение ФЭ.

23. Использованная литература.

24. Основной текст описания представляет собой подробное описание сущности и математической модели ФЭ, применения ФЭ в технике и научных исследованиях, инженерно-технические характеристики ФЭ. (Рисунок 2-3)1. Основной текст описания ^математическаямодель

25. Применение ФЭ в >технике и научных ' исследований

26. Инженерно-технические характеристики ФЭ1. Наименование1. Краткая сущность ФЭ

27. Диапазон изменения входа .выхода Математическа я модель1. Практическое применение1. Использованная литература1. Ь)1. Наименование

28. Наимен ование входа Существенные качественные характеристики Наименование физ. величин, характеризующи х вход Характер измененияфиэ. ветчин1. П В С 1. Объект

29. Общая структура NP фаз ы Физико-химические свойс тва Спец. хар -и и ограничения1. Ф X Э М Мх ОС С С С С

30. Рисунок 2-3 Структура описания физического эффекта в системе САПФИТ.

31. Основной текст описания (а), выходная карта ФЭ (Ь), входная карта ФЭ (с).

32. Более подробное описание системы было приведено в источниках 28,29,80,81,82.

33. Описание математической модели ФЭ Практические применение ФЭ Списск литературы описание

34. Сформировать сокращенное представление

35. Сформировать выходную карту Ввести вход Ввести выход Ввести объект Сравнить вход1. Параметрическая величина

36. Наименование Пространственная характеристика Временная ШШШШШ. Специа/ъная характеристика Физическая величина Ед ИМ

37. Характер изменения физической величины1. Объект ФЭ1. Структура1. Фазы1. ФПД1. Вход1. Выход1. Количество эффектов1. Матрица ограничений

38. Массив послвдоеательнсстей — -►

39. Сформировать ФПД Отобрать ФПД1. Фаза

40. Рисунок 2-4 Модель объектов системы САПФИТ

41. Модель объектов консолидированной системы

42. После построения модели можно выявить связи наследования, которые позволят создать общую структуру.

43. Наименование Физ. природа Диапазон изменения ЩцШШЬ Краткое наименование Физ. природа1. Величина: :new1. Параметрическая величина1. Наименование

44. Пространственная характеристика Временная характеристика Специальная характеристика Физическая величина Ед. ИЗД.

45. Характер изменения физической величины

46. Наименование Физ, природа Краткое наименование Пространственная характеристика Временная характеристика Специальная характеристика Диапазон изменении

47. Характер изменения физической величины

48. Рисунок 2-5 Получение объекта «Величина: :new»

49. Массив признаков Ведущий признак1. Построить реализации1. Признак1. Ведущий1. Значение1. Генерация ч значений1. Признак

50. Массив реализаций Наименование Порча'.сеый номер1. Qfmm

51. Наименование Порядковый номер Массив ЮЩШШ1. Сшяшт ЙШ

52. Рассчитать массив реализаций1. Обккг ФЭ1. А251. Реш1шшт

53. Наименование Набор жод, /дв.

54. Фазовсе состояние Химический состав Электропроводность Магнтная структура Me <аничаское состояние1. Огоиадие «шдаиесочетайте у1. Декартсео произведение

55. Порядковый номер Фазовсе состояние Химический состав1. Злаэтваишшзь

56. Магнигнда стр^гг>ра Механическое состояние Опт-Веское состояние Специальное хар-зктеристи:н

57. Рисунок 2-6 Система объектов описывающих техническую реализациюфизического эффекта

58. Практическое применение ФЭ Список литературы1. Описание1. Сформировать сокращеннеепредставление Сформировать еьюлную карту Ввести вход Ввести выход Ввести объект Сравнилъ в>.од1. Элемент ТУ

59. Входная величина Выходная величина

60. Рисунек технической реализации Морфологическая матрица Матрица несовместимости1. Набор а&пд, характеристик

61. Рассчитать диапазон выходной величины1. Построить ПСС1. Вывести пасгорт1. Ввести паспорт1. Вывести карту1. Ввести карту1. Ввести харягтеристиги■ Г: • ■■.:■

62. Рисунок 2-7. Получение объекта Элемент::new

63. Шаг 3: На основе объектов «Цепочка элементов» и «Последовательность ФЭ», а также выведенного объекта «Элемент: :new» был построен объект «Последовательность: :new»

64. Массив элементов Порядковый номер Набор зщ, ш Входная величина Выходная величина

65. Добавить элемент ТУ Рассчитать характеристики Вывести цепочку Рассчитать средноо оценку1. По следователь нош» ФЭ1. Массив ФЭ Количество ФЭ1. Выдать ФЭ Добавить ФЭ1. Посдедоватед>ностъ::пеи

66. Массив элементов Порядковый номер Набор шо- Ш Входная величина Выходная величина Количество ФЭ

67. Добавить элемент ТУ Рассчитать харастеристиси Вывести цепочку Рассчитать среджао слеш.

68. Рисунок 2-8 Получение объекта Последовательность::new

69. Шаг 5: В заключение выводим объект «Менеджер синтеза» (Рисунок 2-9)1. Менеджер ннтезд

70. Массив цепочек Входная величина Выходная величина Диапазон значений характеристик Количество цепочек д;н отбора Синтезировать цепочки Ранжировать цегтач<и Отобрать иепоч'и

71. Количество эффектов Матрица ограничений Массив последовательностей Сформировать ФПД Ранжировать ФПД Отобрать ФПД1. Менеджер синтеза

72. Массив последовательностей1. Вход1. ВкШЗЙ

73. Диапазон значений харветеристис Количество цепочек д.ля отбора1атрицеогюн ■-■■■■1. Синтезеджишш.1. Отбор

74. Рисунок 2-9 Получение объекта «Менеджер синтеза»

75. Данные объекты и отношения между ними определяют полную модель объектов консолидированной системы «Intellect Pro» (Рисунок 2-10).11 -Коэффициент1. Элемент

76. Наименование Вход Величина -Выход Величина-Коэффициент Формула Математическая модель Краткое описание Практическое применение Список литературы -Полное описание Изображение ФПД -Морфолог ическая матрица Матрица несоамвсгиммосты Набор эксгп хар-к.

77. Рйссчи I tt гь диапазон аых.

78. Построить ПСС{) ♦Вывести паспорт() +Ввести ласпорт() +Вывести карту(}

79. Массив операндов\операций : Операнд Рассчитанное значение -Размерность -Краткое описание вывода

80. Рассчитать() ♦Вывести на экран() ♦Занести операнд\операцию{)-Цепочка-Элемент цепочки1. Менеджер синтеза

81. Последовательности Последовательность1. Вход1. Выход

82. Диапазон значений характеристик ■Количество цегочек для отбора Матрица ограничений1. Синтез() ♦Ранжировка!)1. От6ор()1. Операнд-Наименование Описание Размерность Диапазон значений1. Задать операндО

83. Задать численное значение()

84. Расширенные модель и паспорт для описания физико-технического эффекта.

85. Объектно-ориентированная модель консолидированной системы позволяет вывести расширенную логическую модель паспорта физико-технического эффекта для представления в системе.

86. КМШ математическая модель ФТЭ, в которой указываются факторы, влияющие на функциональную связь физических величин входа и выхода, например влияние полей, а также по возможности приводится графическое выражение зависимости. Принимает значение 1 или О,

87. П0 описание применения ФТЭ в технических областях, может представлять собой как текстовое описание, так и вектор (где 1 - возможность применения в технической области i). В общем случае может принимать значение 1 или О,

88. О0 общее описание ФТЭ, включает в себя подробное описание объекта исути физического явления, содержит данные справочного характера. Переменная может принимать значения 1 или 0.

89. Необходимым и достаточным условием синтеза технического устройства датчика является полное совпадение выходной величины предыдущего эффекта со входной величиной последующего эффекта в цепочке:П(2-3)1. К=1

90. ТУ = (ФТЕ . ,ФТЕ. . , ,ФТЕ, ФТЕ . еБДл j„=«,, aBrmxi =BRvi

91. J. '2J2 'nJn 'к->к k k+1 BbIXJjc bxJjc+1

92. При этом техническое устройство будет являться работоспособным, если диапазоны соответствующих величин пересекаются Двх| пДвыхГ

93. Эксплуатационные характеристики технического устройства вычислимы если рассчитаны эксплуатационные характеристики для каждого эффекта в цепочке: Эпту = АЭПРТЕ, 0"Т£еТУ)(ЗЭпт)) (2-4)

94. Исходя из логической модели ФТЭ и вышеприведенных выражений можно рассчитать минимальный набор сведений, необходимых для успешной процедуры синтеза.

95. FTE = |НП1, В8х1, BBblxJ ,1,0,0, (-00,+00), (-00,+00), {0} ,0,0,0,0,0| (2-5)

96. Таким образом для того чтобы ФТЭ участвовал в процедуре синтеза достаточно занести сведения о его наименовании и определить входную и выходную величину ФТЭ.

97. Таким образом, можно вывести дополнительно формулу минимального наполнения паспорта ФТЭ, при котором ФТЭ может полноценно использоваться при синтезе принципа действия чувствительных устройств:

98. Т£ = ^11,ВВ1,В111Ч,А:Д.АД„,Д111Ч,ЭГ1,0,0,0,0,0} (2-6)

99. Вся остальная информация не является обязательной и может быть получена инженером из справочников.

100. Модель данных системы адаптированная к работе в режиме многопользовательского доступа в сети

101. Рассмотрим возможность адаптации модели данных системы «Интеллект», к работе в режиме многопользовательского доступа в сети, с учетом вышеприведенных допущений.

102. Для этапа синтеза наилучших технический решений необходимо определить требования пользователя к синтезируемому решению (вектор весов характеристик, количество определяемых решений).1. Пользователь

103. Отчёт по результатам анализа1. D11. БД ФТЭ

104. Отчёт по результатам синтеза1. Изображение символа1. А1о (е