2.1.1. Использование объектно-ориентированного подхода в машиностроении

Стремительный прогресс вычислительной техники привел к росту объема и сложности решаемых задач в машиностроении. Пока вычислительная техника была относительно несложной, программное обеспечение создавалось с помощью неформальных приемов. В этих условиях программное обеспечение изначально рассматривалось как вспомогательное средство использования аппаратной части вычислительной системы. По мере увеличения вычислительной мощности аппаратуры возрастали и возможности программного обеспечения. Многие прикладные программы выросли в нечто гигантское и монолитное. Они используются не в полную мощь, плохо адаптируются к требованиям пользователя и их сложно сопровождать.

С самого начала вся история развития технологии программирования была направлена на борьбу с этой сложностью. Так структурное программирование появилось, как технология создания больших программных систем. В основе структурного программирования лежит методология нисходящего (сверху вниз) проектирования программ [1].

В настоящее время получила распространение объектно-ориентированная технология. Объектно-ориентированная (ОО) технология - это термин, за которым скрывается ряд новых методологий анализа, проектирования и программирования. При использовании ОО технологии анализ, проектирование и разработка системы проводятся с помощью отдельных объектов, существующих в рамках некоторой специальной программной среды. Под объектом понимается «разумный», самодостаточный агент, отвечающий за выполнение определенных задач [2,3].

Если при структурном программировании декомпозиция задачи воспринимается как обычное разделение алгоритмов, то при объектно-ориентированном проектировании в качестве критерия декомпозиции системы выбирается принадлежность ее элементов к различным абстракциям предметной области. Как правильно расчленять сложную систему - по алгоритмам или по объектам? И по алгоритмам, и по объектам. Опыт показывает, что полезнее сначала применить объектный подход. Это поможет лучше понять структуру будущей программной системы. Объектная декомпозиция уменьшает риск создания сверхсложных программных систем, так как она предполагает эволюционный путь развития системы на базе относительно небольших подсистем.

Основные методы решения конструкторско-технологических задач сложились задолго до появления средств вычислительной техники и имеют свою специфику. Главное в этой специфике связано с накопленным за многие десятилетия опытом проектирования из известных технических решений. Нормализованные технические решения - это варианты типовых конструкторских решений, рекомендованные для использования в одной из отраслей машиностроения или на данном предприятии. Стандартизованные технические решения рекомендуются для использования всем предприятиями машиностроения. Это связано с тем, что для большинства стандартных изделий налажен их серийный или массовый выпуск, что облегчает ремонт и эксплуатацию техники и удешевляет ее изготовление. При этом для стандартизованного технического решения характерно:

• наличие одного служебного назначения объекта;

• ограниченная вариантность конструктивного исполнения объекта;

• наличие правил выбора и расчета функциональных элементов;

• возможность использования унифицированных параметрических рядов.

При автоматизации проектирования технических объектов в машиностроении использование объектно-ориентированного подхода кажется наиболее оправданным. Здесь исторически сложились такие понятия как деталь, узел, сборочная единица, которые могут служить прототипами объектов, используемых в автоматизированном проектировании. Объектный подход применим при проектировании отдельных узлов из унифицированных конструктивных элементов - типовых решений на уровне узлов и деталей. В свою очередь, проектирование деталей также осуществляется из унифицированных конструктивно-технологических элементов низшего уровня (отверстия, канавки и т.д.). Таким образом, на всех стадиях проектирования (изделие/узел/деталь) используется единый подход. Суть этого подхода состоит в возможности формирования модели проектируемого изделия из заранее известного множества объектов низшего иерархического уровня и доработки последней до требуемого вида. Как следствие этого появляется возможность создания единой инфор­мационной модели предметной области, используемой в процессе проектирования (рис.2.1).

Предметная область

Объект

Словарь

свойств

объекта

Рис. 2.1. Схема представления информации о предметной области в САПИР