Раздел 2. САПР, как система

Слово «система» не случайно присутствует в названии САПР. Оно является ключевым в научно-методологическом направлении, лежащем в основе САПР и называемом «системный подход».

Под системой мы обычно понимаем совокупность элементов (подсистем), тем или иным образом выделенных из окружающей среды, находящихся в существенных и строго определенных связях между собой. Существенным свойством системы является ее эмерджентность, то есть наличие некого свойства или свойств характерных только для системы в целом и отсутствующего у ее элементов по отдельности. Это свойство также называют интегративным.[1].

Наряду с интегративностью, систему характеризует «членимость» – возможность разделить на элементы, подсистемы. Следует отметить, что это деление не всегда бывает однозначным. То есть часто систему можно разделить на элементы разными способами. Каждый элемент системы в свою очередь можно рассматривать как систему, состоящую из более мелких элементов. Иными словами в системе может существовать иерархия: система, подсистема (элемент системы), подсистема подсистемы (элемент подсистемы) и так далее.

Элементы системы должны быть связанными между собой, причем сила связей элементов внутри системы должна быть больше, чем их связь с окружающей систему средой. Иначе возникает конфликт между «интересами» элементов и системы в целом.

Связи внутри системы должны создавать определенную структуру. Характерно, что системы, состоящие из одинаковых элементов, но имеющих разные структуры связей между элементами будут иметь и разные интегративные свойства.

Процесс проектирования является хорошим примером применения системного подхода. Если вернуться к материалу предыдущих лекций и рассмотреть его с точки зрения системного подхода, то станет ясно, что задачей ГИП’а является осознание цели и задач системы, которую можно назвать: «процесс проектирования предприятия» для чего он использует исходные данные для проектирования. Он же осуществляет «декомпозицию» этой системы. То есть разбивает комплекс работ по разработке проекта на отдельные блоки работы, устанавливает связи между ними, сроки исполнения и оформляет результат своей деятельности в виде ТГП, где каждая работа (подсистема) изображена в виде кружочка, а связи между подсистемами – в виде стрелок соединяющих эти кружочки.

Точно также процесс разработки материального и теплового баланса производства реализуется на основе системного подхода. Разбиение всего технологического процесса на отдельные стадии это «декомпозиция» системы на подсистемы, связями между которыми являются материальные потоки. Определение величин материальных и энергетических потоков между стадиями обеспечивает согласование характеристик системы, отсутствие конфликтов между отдельными частями - подсистемами. Разработка АХТС отдельных стадия является следующей ступенью в иерархии подсистем – декомпозицией подсистемы (стадии) на отдельные аппараты, трубопроводы, вспомогательное оборудование, которые являются элементами подсистемы «стадия технологического процесса».

В тех случаях, когда системный подход к проектированию удается формализовать, представить в виде набора однозначно трактуемых правил, простых действий, алгоритмов, может быть создана полноценная САПР.