Завдання синтезу і аналізу

Під синтезом розуміються проектні процедури, направлені на отримання нових описів проектованого об’єкту відповідно до заданих показників його функціонування.

Аналіз - це проектні процедури, що мають на меті отримання інформації про властивості проектованого об’єкту по заданому опису.

Завдання синтезу пов’язані із створенням проектних документів і самого проекту, а завдання аналізу пов’язані з оцінкою проектних документів.

Процедури синтезу діляться на процедури структурного і параметричного синтезу.

Пошук раціонального технічного рішення при вибраному фізичному принципі дії здійснюється методами структурного синтезу.

Визначення оптимальних значень параметрів елементів технічної системи відомої структури є завданням параметричного синтезу, або параметричної оптимізації.

Метою структурного синтезу є визначення структури об’єкту - переліку типів елементів, які складають об’єкт і способу зв’язку елементів між собою у складі об’єкту.

Параметричний синтез полягає у визначенні числових значень параметрів елементів при заданих структурі і умовах працездатності, що впливають на вихідні параметри об’єкту, тобто при параметричному синтезі потрібно знайти точку або область в просторі внутрішніх параметрів у яких будуть виконуватися певні умови (зазвичай умови працездатності).

Класифікація проектних процедур приведена на рисунку 5.2.

Рис.5.2 Класифікація проектних процедур

Процедури аналізу діляться на процедури одно- і багатоваріант­ного аналізу. При одно варіантному аналізу задані значення внутрі­шніх і зовнішніх параметрів, потрібно визначити значення вихідних параметрів об’єкту. Зручно використовувати геометричну інтерпре­тацію цього завдання пов’язану з поняттям простору внутрішніх параметрів; це i-мірний простір, в якому для кожного з n внутрішніх параметрів виділена координатна вісь. При одноваріантному аналізі задається також деяка точка у просторі внутрішніх параметрів в якій потрібно визначити значення вихідних параметрів. Подібне за­вдання зазвичай зводиться до одноразового вирішення рівнянь, які є складовими математичної моделі, що обумовлює назву даного виду аналізу.

Багатоваріантний аналіз полягає у дослідженні властивостей об’єкту в деякій області простору внутрішніх параметрів. Такий аналіз вимагає багатократного рішення систем рівнянь (багатократ­ного виконання одноваріантного аналізу).

Синтез називається оптимізацією, якщо визначаються найкращі структура і значення параметрів. При розрахунках оптимальних значень параметрів із заданою структурою говорять про параметри­чну оптимізацію. Завдання вибору оптимальної структури назива­ють структурною оптимізацією.

Постановка завдання оптимізації має змістовний сенс тільки у тому випадку, коли з’являється необхідність вибору одного з кон­куруючих варіантів, одержаних при обмеженості ресурсів. Технічне проектування завжди ведеться в умовах жорстких обмежень на ма­теріальні, енергетичні, часові та інші види ресурсів. Разом з тим за­соби САПР дозволяють виконати розробку декількох альтернатив­них варіантів, тому остаточний вибір технічного об’єкту (ухвалення рішення) необхідно проводити з урахуванням вироблених правил переваг на підставі встановлених критеріїв. Вибір критерію є одним з важливих етапів постановки завдання оптимізації, оскільки всі по­дальші дії направлені на пошук об’єкту, який буде найбільш близь­ким до оптимального за вибраним критерієм.

У основі побудови правил переваг лежить цільова функція, що кількісно виражає якість об’єкту і тому також називається функцією якості, або критерієм оптимальності. Формування цільової функ­ції завжди виконується з урахуванням різних вихідних параметрів проектованого пристрою. Залежно від змістовного сенсу цих пара­метрів і вибраного способу їх поєднання в цільовій функції якість об’єкту буде тим вище, чим більше її значення (максимізація) або чим менше її значення (мінімізація).

Вибір цільової функції носить суб’єктивний характер і тому об’єкт може бути оптимальний тільки в сенсі даного критерію. У більшості підходів до оцінки технічного об’єкту прийнято орі­єнтуватися на еталонні зразки, на думку провідних фахівців галузі (експертні оцінки) або на техніко-економічні показники, які визна­чаються технічним завданням (ТЗ) на проектування. При підготовці ТЗ зазвичай враховуються досягнення, одержані в світовій практи­ці, а також в тій чи іншій мірі експертні оцінки, тому об’єктивнішою варто рахувати орієнтацію на ТЗ.