Особенности инженерных подходов при конструировании в автоматизированном режиме

САПР – система автоматизированного проектирования. В данном случае мы рассматриваем автоматизированное проектирование одежды, то есть проектирование, где существенную часть работы инженера-конструктора можно выполнять с помощью средств и возможностей компьютерной техники и специального программного обеспечения.

Переходя вплотную к выполнению работ по проектированию одежды в автоматизированном режиме, следует провести сквозной анализ основных особенностей и отличий, которые отмечаются именно в работе с САПР по сравнению с ручным проектированием одежды.

Творческий проектно-конструкторский процесс носит характер последовательных приближений, где один за другим могут следовать возвраты к предыдущим опе­рациям и отходы в сторону, вызванные рассмотрением различных вопросов, имеющих действительную или фор­мальную связь с основной задачей [1]. Попытки формализа­ции деятельности проектировщиков и конструкторов и навязывания им строгой программы действий шаг за шагом в общем виде для творчества вредны. Однако выявление общих закономер­ностей проектно-конструкторского процесса, выделение общих этапов и разработка различных методов решения задач на этих этапах - необходимо для формализации предоставляемых средств систем автоматизированного проектирования (САПР).

Инженерное проектирование может подразделяться на три составляющих: изобретательство, инженерный анализ и принятие решений.

Изобретательство- способность получать хоро­шие, полезные идеи, которые можно использовать для решения инженерных задач. Изобретательство характери­зуется незавершенностью, и эффективность этой деятель­ности зависит от восприимчивости и опытности инженера, а также от способности и адаптивности САПР воспринять и зафиксировать идею на любом этапе формализации.

Здесь появляется выделение формального организационного этапа работы в САПР – формирование и обработка идеи-образа. Данный этап работы формируется в рамках создания проектировщиком технического задания и технического предложения. С точки зрения САПР, этот этап работы требует такой технической поддержки, как:

- программная среда в персональном компьютере, ориентированная на создание простых и сложных графических образов;

- специальные технические средства для оперативного фиксирования зрительной информации (цифровая фото- и видео техника и всевозможные сканирующие устройства);

- программы, позволяющие сохранять, обрабатывать и комбинировать собирательное представление из различных незаконченных идей, изображений, эскизов и цветов (программа распознавания образов.

То есть, выделяется связное звено организационно-технической структуры САПР «идея – фиксирование и сохранение идеи – модифицирование образа» – «средства фиксирования, создания, накопления и обработки графической информации».

Рассматривая далее методологию проектирования, следует выделить важнейший этап, который очень важно подчинить законам формализации.

Инженерный анализ - это получение имеющих смысл ответов на вопросы инженерного характера за приемлемое время и при допустимых затратах. Хотя процессу ин­женерного анализа и свойственны творческие черты, все же этот вид деятельности, опирающийся на здравый смысл и специальные знания, носит более узкий характер, чем изобретательство. Инженерный анализ предполагает построение физической или математической модели, ис­пользование основных физических принципов при анализе этой модели и истолкование полученных результатов.

Изобретательство и инженерный анализ различаются тем, что цель изобретательства состоит в получении большего числа возможных вариантов решений, а цель инженерного анализа - в поступлении одного фактиче­ского результата. Другими словами, изобретательство - это создание вариантов решений, а анализ - это иссле­дование одного варианта.

Закономерен вопрос - что мы имеем в плане организационно-технической основы САПР на данном этапе?

Здесь подключается логическая цепочка распределения информации и связи информационных ресурсов с запрашиваемыми вопросами.

Таким образом, потребуется персональный компьютер (ПК) и сетевые ресурсы для эффективного использования расширенного информационного фонда. Кроме того, потребуются логические блоки, которые лягут в основу программного обеспечения данного этапа работ в САПР, где принцип «и–или», «да-нет» «если-пока» позволят проводить итерационный цикл, постоянно сравнивая варианты ответов на необходимые вопросы.

Например, требуется проанализировать придуманный эскиз модели мужской куртки. Он уже внесен в информационный фонд САПР, имеет несколько изображений, удобных для восприятия и анализа. Что далее? Необходимо проанализировать это изображение (эти изображения) и искать ответы на собственные вопросы: отвечает ли оно своему назначению? Учтены ли основные обязательные элементы, выполняющие в изделии неизменные целевые функции, можно ли считать внешний вид сбалансированным и отвечающим тенденциям моды и т.п. Для формализации таких задач САПР может содержать информационные ресурсы, в которых выделены, например, критерии принадлежности к ассортиментной группе, критерии конструктивной сбалансированности, перечень минимально необходимых элементов по ассортиментным группам, цветовые группы сочетаний и т.п.[5] Используя такие ресурсы, по принципу итерационного поиска могут быть выбраны усредненные ответы на интересующие вопросы, которые позволят устранить долю субъективности и хаотичности процесса инженерного анализа. Кроме того, автоматизация данной работы позволяет определить с высокой точностью выбранный силуэт изделия, а если речь идет о проектировании по индивидуальным заказам населения, то и протестировать ожидаемую форму нового изделия на модели виртуального манекена.

То есть, выделяется следующее связное звено организационно-технической структуры САПР: графическое описание объекта проектирования – его всесторонний анализ – определение степени оптимальности графического объекта средствами компьютерной графики - логические блоки сравнения качеств объекта с критериями и показателями эталона - получение условной оценки соответствия или несоответствия объекта.

Принятие решений - это выбор наилучшего решения из множества возможных вариантов.

Инженер сталкивается с необходимостью одновременно изобретать, анализировать, и принимать решения. Эти три совершенно различных вида деятельности и являются показателем квалификации инженера-проектировщика. Для качественного выполнения работы в рамках САПР швейных изделий следует выделить такую организационно-техническую структуру на автоматизированном рабочем месте проектировщика, как диалогово - аналитическим режим работы, предусматривающий следующую цепочку: «запрос-получение информации» – «информационные ресурсы – программное обеспечение обработки данных» - «вывод результатов».

Существует подход, где выделяются три этапа инженерного проектирования:

- оценка осуществимости, — восприятие исходной информации, отыскание или создание комплекса, подда­ющихся осуществлению концепций, т. е. вариантов реше­ний изделия в целом;

- эскизное проектирование — отбор и разработка оптимальной концепции, т. е. отбор лучшего решения;

- рабочее конструирование — инженерное описание конструкции, где существенную роль играет оценка и изменение концепции в соответствии с требованиями производства, эксплуатации и ликвидации использован­ного изделия.

В свою очередь, процесс конструирования можно разделить на два этапа: эскизное проектирование и рабочее проектирование. При эскизном проектиро­вании определяется принцип действия будущего техни­ческого средства, а при рабочем проектировании выдается полная доку­ментация для изготовления изделия. При этом творческая деятельность конструктора может быть расчленена и на следующие операции [4]:

- выбор конструкции — выбор параметров изделия, его основной схемы и типа конструкции; схему предлагается выбирать на основании параллельного анализа несколь­ких вариантов;

- эскизное компонование — разработка правильных размеров и формы деталей; определения наиболее целесо­образного взаимного их расположения;

- техническое компонование — рабочая компоновка изделия, уточняющая конструкцию изделия и слу­жащая исходным материалом для рабочего проектирования;

- рабочее проектирование — окончательная проработка из­делия его узлов и деталей, оформление всей рабочей доку­ментации для изготовления и эксплуатации.

В рамках автоматизированного проектирования, с учетом рассмотренных выше шагов проектных работ, формируется организационно-техническая цепочка: «выбор конструктивной базы – выполнение инженерных операций – отработка полученных решений на технологичность и экономичность – создание рабочих документов для внедрения модели в материале» – «информационный ресурс конструктивных основ изделий – логическая среда поиска и выбора необходимой информации в диалоговом режиме посредством ПК – математические, программные и технические ресурсы для выполнения расчетно-графических операций конструирования – программные средства для выделения поэлементных составляющих и нормирования полученных решений – графические редакторы для оформления единиц рабочей документации».

Таким образом, проанализировав последовательно методологию процесса проектирования швейных изделий как объектов проектирования в целом, были выделены этапы работы и соответствующие им организационно-технические средства САПР.