Разработка САПР вакуумных систем на начальных этапах проектирования


	Загрузить архив:
	Файл: sapr.zip (97kb [zip], Скачиваний: 43) скачать

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ

(технический университет)

На правах рукописи

УДК 658.512:621.81Для служебного пользования

Экз. N _______

1КОЖЕВНИКОВ АЛЕКСЕЙ ИВАНОВИЧ

2РАЗРАБОТКА САПР ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ НА НАЧАЛЬНЫХ ЭТАПАХ

2ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Специальность 05.13.12. - Системы автоматизации

проектирования (в промышленности)

Д и с с е р т а ц и я

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент

Львов Борис Глебович

Москва - 1994

- 2 -

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ....................................................4

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАБОТ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ВАКУУМНЫХ

СИСТЕМ ...................................................8

1.1. Вакуумныесистемы в технологическом оборудовании ...8

1.2. Анализ работ по структурному синтезу ................ 17

1.3. Анализ работ по автоматизации проектирования ВС ..... 27

1.4. Анализ способов представления конструкторских знаний. 32

Выводы ................................................... 37

2. КОНЦЕПТУАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ ................... 39

2.1. Системная модель ВС ................................. 39

2.2. Функции и структуры ВС .............................. 45

2.3. Свойства и признаки ВС и ее структурных составляющих. 63

2.4. Цели проектирования ВС .............................. 67

2.5. Концептуальная модель знаний ВС ..................... 71

Выводы ................................................... 77

3. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИНТЕЗА ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ ......... 79

3.1. Структура основных проектных процедур САПР ВС ....... 79

3.2. Методика синтеза ВС ................................. 82

3.3. Экспертная поддержка основных проектных процедур .... 92

3.4. Методика извлечения знаний .......................... 95

3.5. Моделирование функционирования ВС ...................102

Выводы ...................................................108

4. ПРОГРАММНЫЕСРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ .........................................110

4.1. Структура программных средств САПР ВС ...............110

4.2. Программные средства синтеза и анализа ВС ...........114

4.3. Подсистема выявления экспертных знаний ..............117

- 3 -

4.4. Подсистема моделирования функционирования ВС ........121

Выводы ...................................................124

Заключение ..................................................126

Литература ..................................................128

Приложения ..................................................144

- 4 -

ВВЕДЕНИЕ

Необходимость всесторонней интенсификации экономики неразрыв-

но связана с ускорением научно-технического прогресса, важнейшими

направлениями которого являются создание и освоение принципиально

новой техники и технологии, автоматизация и механизация производс-

тва. Выполнение этих задач требует,в частности, развития вакуум-

ной техники, оказывающей определяющее влияние на создание и произ-

водство изделий практически всех отраслей промышленности.

Широкое внедрениеновых вакуумных технологий в различные от-

расли промышленности предъявилоквакуумному оборудованию(ВО)

разнообразный диапазон требований,который непрерывно расширяется

и ужесточается. Наряду с этим существенное повышение сложности ВО,

значительный ростобъемовнаучно-техническойинформации ставят

конструктора в ситуацию, когда он становится не в состоянии тради-

ционными методамипрорабатыватьконструкции сучетом последних

достижений технического прогресса, что в конечном итоге приводит к

несоответствию принимаемыхим проектных решений уровню лучших ми-

ровых образцов.Эти противоречивые факторызаставляютприменять

новые методыи средства труда конструктора,позволяющие повысить

не только производительность труда разработчика,нои качество

принимаемых проектных решений.

Наиболее перспективным выходомиз рассматриваемойситуации

представляетсяавтоматизация процессапроектирования ВО на всех

стадиях разработки: от технического предложения до выпуска рабочей

документации.

В настоящеевремя известенрядработ в области САПРва-

куумныхсистем (ВС).Ноони малоэффективныпри решении задач

структурно-параметрического синтеза на начальных этапах проектиро-

- 5 -

вания,для которыххарактерны большая неопределенность исходных

данных и знаний, необходимых дляразработки ВС,а такжеслабая

структуризация рассматриваемой предметной области.В связи с этим

невозможна полная формализация основныхпроцедурпроектирования,

которым на верхних уровнях абстракции иерархического описания объ-

екта присущи интуитивно-логические рассуждения и представление си-

туаций на естественном языке.

Решение поставленной проблемы осуществляется путемиспользо-

ванияв разрабатываемой САПР ВС подсистемы экспертной поддержки,

реализующей не поддающиеся формализации процедуры творческого про-

цесса проектирования.При этом экспертная компонента САПР ВС поз-

воляет автоматизировать процесс выявления знанийнепосредственно

извысококвалифицированных конструкторов с возможностью последую-

щего использования полученных знаний при эксплуатации САПР пользо-

вателями невысокой квалификации.

Главная сложность здесь заключается в том,что конструирова-

ниеВС является слабоструктурированной проблемой.В связи с этим

для ее решения необходима структуризация ВС и ее элементов, заклю-

чающаяся в определении классов их принадлежности и нахождении опи-

сывающих предметную область множеств признаков, свойств и их шкал.

Решение поставленнойпроблемы требуетразработки системной

модели ВС как объектапроектирования.Введение такоговысокого

уровня абстракции модели связано с необходимостью предварительного

структурирования предметной областисиспользованиемсистемного

подходакак метода,учитывающегомногообразие сложных взаимных

связей и всесторонне раскрывающего все аспектыВС,рассмотрение

которых является необходимым и достаточным для реализации процесса

проектирования.

Изложенное определило цель настоящей работы,предусматриваю-

- 6 -

щей проработку научно обоснованной методологии автоматизированного

проектирования ВС с использованием экспертных компонент поддержки,

предусматривающих формирование базы знаний непосредственным извле-

чением знаний из экспертов вакуумного машиностроения.

Всесторонний анализ показал, что поставленные проблемы вызы-

вают необходимость решения следующих исследовательских задач:

- проведение концептуального анализа ВС;

- разработкасистемной модели ВС как объекта проектирования;

- выбор модели представления знаний о ВС,обеспечивающей эф-

фективное формированиеиманипулированиезнаниями конструктора

рассматриваемой предметной области;

- выявление основных процедур начальных стадий проектирования

ВС и необходимого состава знаний их экспертной поддержки;

- разработка принципов и методики структурно-параметрического

синтеза ВС с использованием экспертной компоненты;

- построение концептуальной моделипроцесса выявленияэкс-

пертных конструкторских знаний при формировании базы знаний интел-

лектуальной САПР ВС;

- разработка математических моделей функционирования основных

структурных элементов ВС;

- создание комплекса программныхсредств автоматизациина-

чальныхэтапов проектирования ВС,реализующих указанные принципы

организации интеллектуальной САПР.

На защиту выносятся:

- системная модель ВС как объекта проектирования;

- концептуальная модель процесса автоматизированноговыявле-

ния конструкторских знаний при наполнении базы экспертной поддерж-

ки САПР;

- методика структурно-параметрического синтезаконструкций

- 7 -

ВС верхних иерархических уровней описания;

- концептуальная модель знаний в интеллектуальной САПР ВС;

- математические модели функциональных элементов ВС;

- структураинтеллектуальнойСАПР ВС с системой экспертной

поддержки основных процедур проектирования;

- программныесредства выявления знаний и экспертного сопро-

вождения структурно-параметрического синтеза ВС на начальныхэта-

пах проектирования.

- 8 -

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАБОТ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ВАКУУМНЫХ

СИСТЕМ

1.1. Вакуумные системы в технологическом оборудовании.

Использование вакуума как технологической среды находит широ-

кое применение практически во всех отраслях промышленности. Трудно

сейчас указать на какие-либо отрасли современной науки и техники,

гдебыне использовались достижения вакуумной техники и техноло-

гии,которые охватывают широкую номенклатуру различного по назна-

чению оборудования,использующего вакуум в качестве технологичес-

кой или рабочей среды (см. рис. 1.1).Основнымиэлементами этого

оборудованияявляются вакуумныесредства откачки,коммутацион-

но-регулирующая аппаратура,измерительная техника иряд типовых

функциональных устройств.

Наибольшее развитие вакуумное оборудование получило втехно-

логическом,аналитическом инаучномоборудовании производства

электронной техники (ЭТ),чтоопределяется высокойсложностью,

прецизионностью и уникальностью используемого оборудования.

Повышение производительности,надежности, а также ужесточаю-

щиесятребования к качеству изделий и технологической среды обус-

ловили эволюционное развитие вакуумного оборудования ЭТ внаправ-

лении от установок периодического действия, требующих напуска ат-

мосферы и перезагрузки рабочей камеры каждый технологический цикл,

к установкам полунепрерывного и непрерывного действия, обеспечива-

ющих частичное или полноесовмещениерабочих ивспомогательных

операций основного технологического процесса [1,2]. Специфические

особенности вакуумного оборудования позволяют обеспечить непрерыв-

ностьтехнологическогопроцесса лишьс использованием шлюзовых

- 9 -

┌──────────────────────────────────────────────────┐

│ Вакуумное технологическое и научное оборудование │

└───────────────────────┬──┬───────────────────────┘

││

┌───────────────────┐ │ │ ┌───────────────────┐

│Электронная техника│750──┤├──760│ Химическая пром.│

└───────────────────┘ │ │ └───────────────────┘

││

┌───────────────────┐ │ │ ┌───────────────────┐

│ Радио и связь │750──┤├──760│ Металлургия │

└───────────────────┘ │ │ └───────────────────┘

││

┌───────────────────┐ │ │ ┌───────────────────┐

│Космическая техника│750──┤├──760│ Авиация │

└───────────────────┘ │ │ └───────────────────┘

││

┌───────────────────┐ │ │ ┌───────────────────┐

│ Материаловедение │750──┤├──760│ Медицинская пром. │

└───────────────────┘ │ │ └───────────────────┘

││

┌───────────────────┐ │ │ ┌───────────────────┐

│ Атомная техника │750──┤├──760│ Пищевая промышлен.│

└───────────────────┘ │ │ └───────────────────┘

││

┌───────────────────┐ │ │ ┌───────────────────┐

│ Физика эл. частиц │750──┤ ├──760│ Легкая промышлен. │

└───────────────────┘ │ │ └───────────────────┘

││

┌───────────────────┐ │ │ ┌───────────────────┐

│ Ядерная физика │750──┤├──760│ Приборостроение │

└───────────────────┘ │ │└───────────────────┘

││

┌───────────────────┐ │ │ ┌───────────────────┐

│ Оборона │750──┘└──760│ Транспорт │

└───────────────────┘ └───────────────────┘

Рис. 1.1. Основныеотрасли науки и техники,использующие

вакуумное технологическое и научное оборудование.

- 10 -

загрузочных систем [1] и дополнительных рабочих камер для проведе-

ния вспомогательных операций, что влечет за собой существенное ус-

ложнение структуры, а следовательно количественного и качественно-

го состава элементной базы вакуумных систем (ВС)[1,3,4].Таким

образом,динамика развития вакуумногооборудования предполагает

дальнейшее увеличение количества вакуумных рабочих камер, усложне-

ния ВС и как следствие - переход от однокамерных к двух- и много-

камерным ВС с различными системами шлюзования (см. табл. 1.1).

Многокамерные установки,несмотря навысокуюстоимость и

сложность,обладают рядом существенных преимуществ, обуславливаю-

щих их широкое и повсеместное внедрение в производство [5]. Основ-

ными достоинствами являются:

- высокая воспроизводимость технологического процесса, дости-

гаемая установившимися условиями вакуумной среды и предварительной

обработкой изделий во вспомогательных рабочих камерах;

- высокая производительность процесса, обусловленная одновре-

менным проведением различных технологических операций вотдельных

камерах;

- возможность использования различных физико-химическихвоз-

действий в вакуумно-изолированных камерах;

- увеличение выхода годных изделий за счетснижениявлияния

привносимой дефектности из-за отсутствия контакта с атмосферой при

транспортировке изделий из одной рабочей камеры в другую;

- возможностьавтоматизации технологического процесса путем

полного исключения ручных операций из технологического цикла обра-

ботки изделий;

- стабильность и надежность работы аналитических приборов при

отсутствии их контакта с технологической средой рабочей камеры.

Всесторонний анализ технологий и структурных схемразличного

- 11 -

Таблица 1.1.

Структурная эволюция вакуумного технологического

оборудования.

┌────────┬─────────────────────────────────┬─────┬──────┐

│ Группы │Структурная схема оборудования │ Тип │ │

├───┬────┼─────────────────────────────────┼─────┼──────┤

│ │ │101 0 ┌───────┐ │ │ │

│ │ │ 750───760│Т К │ │ │ │

│ │ │ └───────┘ │ │ │

│ ├────┼─────────────────────────────────┤ │ │

│ │ │ ┌───┐ ┌───────┐ │ │ │

│ │ │750─760│ШК │750─760│Т К │ │ │ │

│ │ │ └───┘ └───────┘ │ │ │

│ │ │ ┌───┐ 4 0┌───────┐ ┌───┐4 0│ 4 0 │ │

│ │ │750─760│ШК410│750─760│Т К │750─760│ШК420│750─7640│4 0 │ │

│ │ │ └───┘ └───────┘ └───┘ │ │ │

├───┼────┼─────────────────────────────────┤ │ │

│ │ │ ┌───┐ 4 0┌───────┐ ┌───┐4 0│ 4 0 │ │

│ │ │──760│ШК410├──760│Т К ├──760│ШК420├──7640│4 0 │ │

│ │ │ └───┘ └───────┘ └───┘ │ │ │

│ │ ├─────────────────────────────────┼─────┤ │

│ │ │ ┌───┐ ┌────┐ ┌────┐┌───┐4 0│ 4 0 │ │

│ │ │─760│ШК410├─760│ ТК410├760..760│ ТК4n0├─760│ШК420├760│ │ │

│ │ │ └───┘ └────┘ └────┘└───┘ │ │ │

│ │ │ 4 0│4 0 │ │

│ │ │ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │ │ │

│ │ ││ ТК410 │ .... │ ТК4l0 │ │ │ │

│ │ │└─┬──────┬─┘ └─┬──────┬─┘ │ │ │

│ │ │ ┌─┴─┐ ┌─┴─┐ ┌─┴─┐ ┌─┴─┐ │ │ │

│ │ │ │ШК410│ │ШК410│. . │ШК4l0│ │ШК4l0│ │ │ │

│ │ │ └─┬─┘ └─┬─┘ └─┬─┘ └─┬─┘ │ │ │

│ │ │ ┌─┴──────┴──────────┴──────┴─┐ │ │ │

│ │ ││ Р К│ │ │ │

│ │ │ └─┬──────┬──────────┬──────┬─┘ │ │ │

│ │ │ ┌─┴─┐ ┌─┴─┐ ┌─┴─┐ ┌─┴─┐ │ │ │

│ │ │ │ШК4m0│ │ШК4m0│. . │ШК4n0│ │ШК4n0│ │ │ │

│ │ │ └─┬─┘ └─┬─┘ └─┬─┘ └─┬─┘ │ │ │

│ │ │ ┌─┴──────┴─┐ ┌─┴──────┴─┐ │ │ │

│ │ ││ 4 0 ТК4m0 │ .... │ 4 0 ТК4n0 │ │ │ │

│ │ │ └──────────┘ └──────────┘ │ │ │

│ │ │ │ │ │

└───┴────┴─────────────────────────────────┴─────┴──────┘

Условные обозначения: ТК4i0 - технологическая камера;

ШК4i0, ШК4i0 - шлюзовые камеры; РК - распреде-

лительная вакуумная камера.

- 12 -

оборудования[6-21] выявил широкий спектр диапазонов рабочих дав-

лений вакуумных процессов,что позволило выделитьосновные типы

вакуумногооборудования иусловноклассифицировать его по ряду

технологических признаков и назначению (см. рис. 1.2).

Неотъемлемой частью вакуумного оборудования,во многом опре-

деляющей присущие ему свойства, является вакуумная система, основ-

ным функциональным назначением которой является обеспечение и под-

держание на заданном уровнетребуемыхусловий вакуумнойсреды.

Технологический процесс,структура и состав вакуумного оборудова-

нияопределяют основныепотребительскиесвойства (требования),

предъявляемыекВС в целом и отдельным технологическим камерам в

частности.Желаемое целевое состояние проектируемой ВС задается в

видетребований технического задания(ТЗ)на разработку.Пра-

вильность и степень оптимальности принимаемых проектных решений во

многомзависят отполнотыи непротиворечивости исходного ТЗ на

проектирование ВС.Именно на этапе формирования ТЗ наразработку

[22,23]закладывается качество будущих проектных решений - только

правильное, корректное, обоснование требуемых выходных параметров

ВС по основным целевым критериям позволит обеспечить эффективное и

надежное функционирование системы. В связи с этим ТЗ на проектиро-

вание ВС, включая в себя целый комплекс функциональных, эксплуата-

ционных, производственных и конструктивных требований, обязательно

должно содержать [24,25]:

- назначение, принцип работы и основные количественные харак-

теристики реализуемого на ВС технологического процесса;

- режим работы,временные характеристики подготовительныхи

рабочих циклов;

- требуемое давление остаточного газа и его парциальныйсос-

тав;

- диапазон возможных вариаций парциальных давленийкомпонен-

- 13 -

7% 0Давление

│ (Па)

105-110┼10-10-1┌┬┬┐0-1 ┌┬┬┐0-10-10-1 ┌┬┬┐0-1 0-1 0-1 0-1 0-10-1 ┌┬┬┐

│1 ├┼┼┤ ├┼┼┤ ├┼┼┤ ├┼┼┤

105-100┼10-10-1├┼┼┤0-1 ├┼┼┤0-10-10-1 ├┼┼┤0-10-10-10-10-10-1 ├┼┼┤

│1 ├┼┼┤ ├┼┼┤ ├┼┼┤ ├┼┼┤

105-90┼- - 1├┼┼┤0- 1├┼┼┤0-1 ┌┬┬┐0-1 ├┼┼┤0-1 0 -10-10-1 ┌┬┬┐┬┬┐┼┼┤┬┬┐

│1 ├┼┼┤ ├┼┼┤├┼┼┤├┼┼┤ ├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤

105-80┼ 1 0-10-1├┼┼┤0-1├┼┼┤0-1 ├┼┼┤0-1 ├┼┼┤0-1 ┌┬┬┐┬┬┐┬┬┐┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤

│1 ├┼┼┤ ├┼┼┤├┼┼┤├┼┼┤ ├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤

105-70┼-1 0 -1├┼┼┤0 1 0- 1├┼┼┤0-1 ├┼┼┤┬┬┐┼┼┤0- 1├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤

│ 1 ├┼┼┤0 1 ├┼┼┤0 1├┼┼┤┼┼┤┼┼┤01├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤

105-60┼ 1┌┬┬┐01├┼┼┤0- 1├┼┼┤0-1 ├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┬┬┐┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┴┴┘

│ 1├┼┼┤ ├┼┼┤ ├┼┼┤ ├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤0│

105-50┼1├┼┼┤0 1 ├┼┼┤ 0-1 ├┼┼┤┬┬┐┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤

│ 1├┼┼┤01├┼┼┤ ├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤0│

105-40┼ 1├┼┼┤┬┬┐┼┼┤┬┬┐┬┬┐┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┴┴┘┴┴┘┴┴┘┴┴┘┴┴┘┴┴┘┴┴┘

│ 1├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤0│1 0│40│1 0 │40│1 0 │││

105-30┼1┬┬┐┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┴┴┘┴┴┘

│1┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤0│10│10│10││1 0 ││1 0 ││ │

105-20┼1┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┴┴┘┴┴┘

│1┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤0│10│10│ 1 0│1 0│10│10│1 0 │40│1 0 │││

105-10┼1┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┴┴┘

│1┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤0 1 0│1 0│1 0│1 0│1 0│10│10││1 0 ││ │││

10500 ┼1┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┴┴┘┴┴┘

1├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤0│1 0 │1 0│1 0│1 0│1 0│1 0│1 0│1 0│1 0│1 0 │40││ ││

10510 ┼1┼┼┤┼┼┤┴┴┘┴┴┘

1├┼┼┤┼┼┤0│10││ │││ │││ │││ │││ ││

10520 ┼1┴┴┘┴┴┘

│ │││ │││ │││ │ │││ │ Тип оборудования

10530 ┼──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──

1 234 567 89 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Рис. 1.2. Диапазонырабочих давлений основных типов ваку-

умного технологическогооборудования.

Тип оборудования(технологическогопроцес-

са):1 - сушка изоляционной бумаги; 2 - изготов-

ление газоразрядных приборов;3 - сублимационная

сушка; 4 - исследование материалов; 5 - обезгажи-

вание расплавленногометала; 6-молекулярная

дистилляция;7 -исследования в области низких

температур; 8 - отжиг и прокаливание металла; 9 -

электроннолучеваяплавка; 10- зонная плавка и

выращивание кристаллов;11 - термоядерныереак-

ции; 12 - вакуумные спектрографы; 13 - изготовле-

ние электровакуумных приборов;14 - электронные

микроскопы;15 - масс-спектрометры; 16 - напыле-

ние тонких пленок;17 - аппаратура по молекуляр-

ным пучкам; 18 - имитация космоса; 19 - ускорите-

ли частиц.

- 14 -

тов остаточных газов;

- источники, величина, парциальный состав и кинетика газового

потокав камере, требуемого для реализации технологического про-

цесса;

- возможныеконструктивные материалы камеры,внутрикамерных

устройств и элементной базы ВС;

- характеристики тепловых и электромагнитных процессов;

- интенсивность и пространственно-временное распределение по-

токов корпускулярного и электромагнитного излучений;

- способы измерения и управления ВС;

- требования автоматизации технологического процесса;

- условия эксплуатации(климат, температура прогрева, ориен-

тация в пространстве, вибрации, механические нагрузки);

- стоимость, эксплуатационные расходы;

- параметры надежности;

- ограничения на отдельные типы элементной базы ВС;

- допустимые массо-габаритные характеристики;

- особые требования ("мягкая" откачка и т.п.).

Анализируя состав требований к ВС со стороны технологического

процесса и значения свойств существующего парка вакуумного обору-

дования можно выделить основные классификационные признаки разбие-

ния ВС на типы [24,26]:

А. Необходимая степень разрежения:

- форвакуумные ВС (предельное остаточное

давление > 0.1 Па);

- высоковакуумные ВС (диапазон остаточных

давлений 105-50 7_0 0.1 Па);

- сверхвысоковакуумные ВС (остаточное

давление < 105-50 Па).

- 15 -

Б. Состав остаточной среды:

- ВС с масляной остаточной средой;

- ВС с безмасляной остаточной средой.

В. Количество рабочих камер:

- однокамерные ВС;

- многокамерные ВС.

Г. Тип газовой нагрузки:

- ВСс сосредоточеннымипараметрами(по газовой

нагрузке и средствам откачки);

- ВС с распределенными параметрами.

Д. Газокинетический режим:

- статическиеВС (создание разряженияи отключе-

ние ВС);

- динамические ВС (непрерывная откачка );

Здесь также необходимо отметить некоторые структурные особен-

ности, присущие ВС как системе. Это, во-первых, динамичное измене-

ние структуры ВС при функционировании(результат коммутации ваку-

умной арматуры);и, во-вторых, дискретность свойств типового ряда

основных структурных элементов ВС (элементной базы).

Основными элементамилюбой ВС, определяющими принадлежность

ВС к тому или иному типу,являются вакуумные средства откачки,к

которымсо стороны ВС предъявляются следующие основные требования

[6,25]:быстрота действия по воздуху игазам; диапазонрабочих

давлений; предельное остаточное и парциальные давления газов; наи-

большее давление запуска насоса;длительность пусковогопериода;

содержание в остаточной среде углеводородов, паров воды, кислорода

и других активных газов;длительностьработы безпрофилактики;

масса и габариты; стоимость, простота и надежность в эксплуатации.

Выбор типа откачногосредства является весьма сложным и от-

- 16 -

ветственным этапом процесса проектирования ВС. Практика свидетель-

ствует,что зачастуюэтот выбор осуществляется конструктором на

основе использования метода аналогии, что не всегда обоснованно, и

обусловленоналичием узко очерченных рамок стереотипного мышления

конкретного проектировщика. Анализ показал [27], что 90% вакуумных

установок (как отечественных, так и зарубежных) содержат в качест-

ве средств откачки диффузионный насос с высоковакуумной ловушкой и

механический вращательный насос в форвакуумной магистрали. Лишь у

30% от общего числа установок предусмотрена возможность комплекта-

ции турбомолекулярными, криогенными или ионно-сорбционными насоса-

ми по индивидуальным заказам,а комбинация криогенного и цеолито-

вого насосов используется лишь в небольшом числе вакуумных устано-

вок.

Широкое использованиедиффузионных насосовобусловленоих

низкой стоимостью, небольшими массой и габаритами, простотой и на-

дежностью работы,а также повышенной устойчивостью функционирова-

ния при быстро меняющихся газовыхнагрузках[16,20,28]. Однако,

обеспечитьполностью безмасляную вакуумную среду возможно лишь с

использованием турбомолекулярных,криогенных и гетероионных насо-

сов, обладающих более высокими стоимостью, избирательностью по га-

зам и сложностью в эксплуатации. Правильный выбор откачных средств

предполагает также комбинирование насосов различных типов [29].

Анализ типовых структурных схемВС [1,6,7,9,10,15,17,19,21,

26,27,30-34]показал, что существуют функционально обусловленные

устойчивые сочетания различных типов откачных средств и элементной

базы ВС(например, диффузионный насос-ловушка; спаренные цеолито-

выеадсорбционные насосы; высоковакуумный-форвакуумный насосы;

криогенный насос-защитные тепловые экраны и т.п.). Таким образом,

структурный синтез ВС на качественном уровне может бытьвыполнен

каккомбинирование типовых последовательно-параллельных цепочек в

- 17 -

единую сетевую структуру ВС.

Все выше сказанное позволяет сделать вывод о том, что слож-

ность и многообразие возможных структур ВС, большое число жестких

и порой противоречивых требований к ВС и ограничений, накладывае-

мых технологическим процессом,возможность использования формаль-

ныхпредставлений там,гдезаканчивается интуитивное мышление,

проведение детального анализа как можно большего числа аналогови

прототиповВС, стремление к повышению эффективности разработок и

росту производительности труда конструктора требуют перехода к ав-

томатизированному проектированию ВС.

1.2. Анализ работ по структурному синтезу.

Задача синтеза структуры технического объекта - наиболееот-

ветственная и сложная для формализации процедура, качество реали-

зации которой во многом определяет качество будущего изделия.

Существующие САПР в большинстве случаев предполагают выполне-

ние этапа синтеза человеком, а ЭВМ используется лишь для верифика-

ции предлагаемых вариантов структуры.Однако, можно выделить нес-

колько наработанных подходов к автоматизации задачиструктурного

синтеза технического объекта(ТО)[34]: переборзаконченных

структур(отсутствие синтеза как такового);наращивание базовой

структуры ТО;выделение варианта из обобщенной структуры;транс-

формация описаний. В алгоритмах синтеза используются, как правило,

комбинации нескольких подходов.

При этом улучшение структуры-прототипа ТО подразумевает пять

основных операций:

- добавить новый элемент или отношение;

- удалить элемент или отношение из структуры;

- 18 -

- заменить элемент или отношение;

- объединить два и более элементов в один многофункциональный;

- разбить полифункциональный элемент на множество монофункци-

ональных.

Однако, применять процедуры объединения или разбиения необхо-

димо чрезвычайноосторожно,поскольку совмещение функций элемен-

тов, машин и механизмов в одном рабочем узле дает огромный эффект

лишь там,где этологическивытекает из структуры и назначения

проектируемого изделия. Между тем, опыт проектирования показывает

[36], чтослепая погонязамодной идеей совмещения функций по

принципу лишь бы выбросить дает отрицательный результат - нерацио-

нальные конструкции.

Анализ работс точки зрения методологии структурного синтеза

[35-51,55] позволил провести обобщенную классификацию основных ме-

тодов синтеза структуры (рис. 1.3).

Построенная классификация выделяет следующие основные принци-

пиальные подходы к задаче структурного синтеза ТО:

- полный переборзаконченных структур-прототипов или вариан-

тов структур,сгенерированных над множеством базовыхструктурных

элементов. Подобныйподход для реальных технических объектов тре-

бует огромных вычислительных ресурсов и, как следствие, на началь-

ных этапах проектирования не используются;

- декомпозиция задачина ряд более простыхзадачс целью

уменьшения размерности необходимого полного перебора;

- использованиеэвристических фактов иправил, позволяющих

проектировщику интуитивно выбирать удачные или наиболее рациональ-

ные направления синтеза структуры без полного перебора всехаль-

тернатив;

- анализ обобщенной(интегральной) гипотетическойструктуры

объекта и выделение на его основе структурных элементов, обеспечи-

- 19 -

┌──────────────────────────────────┐

│ Методы синтеза структуры объекта │

└───────────────┬──────────────────┘

│

┌─────┬──────┼──────┬───────┐

│ │ │ │ │

┌─────────┴──┐│ │ │ ┌────┴──────────┐

│ Методы ││ │ │ │ Эвристические │

│ перебора││ │ ││ методы │

└────────────┘│ │ │ └───────────────┘

│ │ │

┌──────────┴───┐│ ┌───┴──────────────┐

│ Методы │││ Интегрально-гипо-│

│ декомпозиции ││ │ тетические методы│

└──────────────┘│ └──────────────────┘

│

┌──────┴───────┐

│ Эволюционные │

│ методы │

└──────────────┘

Рис. 1.3. Основные методы структурного синтеза.

- 20 -

вающих оптимальное функционирование синтезируемой системы;

- эволюционныйсинтез структурыпутем коррекцииисходного

простейшего варианта эвристическими и/илиоптимизационнымимето-

дами.

Всесторонний анализ существующих разработок в области синтеза

структур реальных технических объектовпозволил выявить несколько

основных направлений развития методологии синтеза структуры.

Это, во-первых, методы поискового конструирования [35,37-42],

основанные на качественном синтезе структуры на уровнесовмести-

мости сопрягаемых структурных элементов по входным и выходным воз-

действиям.Как правило, формализация данного метода предполагает

представление вариантов технических решений в виде ориентированно-

го графа [22],в котором узлам соответствуютвозможные варианты

элементной базы, а дугам - возможные соединения их между собой ма-

териальными связями (рис. 1.4).

В данном случае задача структурного синтеза заключается в вы-

делении на графе множества возможных путей из условия качественной

и количественной совместимости взаимодействующих элементов, а так-

же поискеоптимального варианта (пути на графе)технического ре-

шения среди выделенных,обеспечивающего минимумцелевой функции

проектирования. Наличиелишь качественной совместимости элементов

при отсутствии количественной предполагает решение этойпроблемы

оптимизационными методами расшивки узких мест структуры, т.е. уве-

личением количественного состава элементов соответствующеготипа

[43].

Разнообразные методы направленного поиска путейна графовой

структуре(полный/направленный перебор, поискв глубину и т.п.)

широко известныидетально описаныв литературе [37,39,41,44].

Однако, реализация известных методов поиска для сложных структур с

- 21 -

┌ ─ ─ ─ ┐┌ ─ ─ ─ ┐┌ ─ ─ ─ ┐ ┌ ─ ─ ─ ┐

Тип 1 Тип 2 Тип 3 Тип m

│ │ │ ││ │ │ │

1┌┬┬┬┐01 0┌───┐ ┌───┐ 1┌┬┬┬┐

│ 1├01 11┤0─┼──┼760┤2 1├─┼──┼760┤3 1├─┼─760 . . . ──┼761├0m 11┤0 │

1└┴┴┴┘0 └───┘ └───┘ 1└┴┴┴┘

│ │ │ ││ │ │ │

┌───┐ 1┌┬┬┬┐0 1┌┬┬┬┐0 ┌───┐

│ │1 2├─┼──┼761├02 21┤0─┼──┼761├03 21┤0─┼─760. . . ──┼760┤m 2│ │

└───┘ 1└┴┴┴┘0 1└┴┴┴┘0 └───┘

│ . ││ . │4 0│4 0. │ .4 0│4 0. │

. . . .4 0.

│ . ││ . ││ . │ . │ . │

┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ ┌───┐

│ │1S410├─┼──┼760┤2S420├─┼──┼760┤3S430├─┼─760. . . ──┼760┤mS4m0│ │

└───┘ └───┘ └───┘ └───┘

└ ─ ─ ─ ┘└ ─ ─ ─ ┘└ ─ ─ ─ ┘ └ ─ ─ ─ ┘

Рис. 1.4. Граф вариантов технических решений:

┌───┐

│i j│- структурный элемент технического

└───┘ объекта; i - тип элемента, j - ва-

риант i-го типа;

m - число типов функциональных элементов;

S4i 0 - числовозможныхвариантов элемента

i-го типа;

1┌┬┬┬┐

1├0n k1┤0- элементы возможного варианта структу-

1└┴┴┴┘0 ры ТО.

- 22 -

большим числом элементов весьма затруднительна в силу большой раз-

мерности пространства поиска,что требует неприемлемо больших вы-

числительныхресурсов. Выходиз этой ситуации может быть найден

лишь путем перехода от поэлементного синтеза схемкгрупповому.

Структурные элементы здесь группируются в типовые блоки, а синтез

выполняется на уровне этих неделимых функциональных модулей. Такой

подходпозволяет существенно снизить вычислительные затраты и об-

легчить стыковку элементов между собой [45,46].

Данный метод структурного синтеза достаточно прост для форма-

лизации и практической реализации, исключительно прозрачен и поня-

тен проектировщику, но вместе с этим обладает следующими серьезны-

ми недостатками.

Во-первых, из рассмотрения автоматически могут быть исключены

потенциальнолучшие структуры,элементыкоторой имеют наиболее

приемлемые значения свойств,но оказались не совместимыми другс

другом по количественным или качественным признакам. Подобное усе-

чение множества возможных вариантов структур не всегда оправдано,

посколькупосредством включения дополнительных согласующих узлов

между несовместимыми элементами можно получить порой наиболеера-

циональную конструкцию ТО. И во-вторых, синтез объекта лишь на ос-

нове его одноуровневого представлениянегарантирует физическую

реализациювыбранного варианта структуры на нижних уровнях ее ие-

рархии.Это говорит о необходимости использования системного под-

хода к структурному синтезу.

Широко известнымиявляются такжеметодыпоследовательного

синтеза объектов,осуществляемые на основе двудольного графа, но-

сящего название И-ИЛИ дерева [23,37]. На нем в виде вершин изобра-

жаютсяструктурные элементы,в качестве которых в зависимости от

иерархического уровня абстрагирования могут выступать функциональ-

ные модули,узлы, детали или элементы деталей.На этом же графе

- 23 -

присутствуют вершины другого типа - признаковые вершины И/ИЛИ. Ду-

ги графа означают связи между структурными элементами.

И-ИЛИ дерево - удобное средство представления всего множества

технических решений и выбора на нем элементов, отвечающих требуе-

мым значениям признаков.Дерево техническихрешений имеетодну

корневуювершину, расположеннуюнасамом высоком иерархическом

уровне членения объекта.Эта вершина обозначает всю общность зак-

люченных в дереве технических решений:группу,вид, класс, род.

Для построения общего дерева используется три метода [47]:

- вначале по одному техническому решению строится дерево,а

затем оно достраивается по другим техническим решениям;

- строятся деревья по всем техническим решениям, а затем они

объединяются;

- множество технических решений разбивается на подмножества,

внутри каждого из которых строится дерево, а затем они объединяют-

ся.

Каждая комбинациявершин дерева одного иерархического уровня

(поддерево) представляет структуру определенного вариантатехни-

ческого решения,который может быть или уже известным, или новым,

определенным на множестве вершин прадерева.

Углубленный анализ показывает,что данный метод представляет

собой лишь иную формальную интерпретацию вышеописанныхпоисковых

методов синтеза, и следовательно их использование приводит пример-

но к равноценным результатам.

Еще один метод структурного синтеза,который является наибо-

лее развитым и широко используемым, основан на оптимизационно-ими-

тационном подходе[17,39,48-51],предполагающимнахождение гло-

бально-оптимальной структуры проектируемого объекта и значений пе-

ременных на этой структуре,т.е. проведение структурно-параметри-

- 24 -

ческой оптимизации.Задачи структурной оптимизации при проектиро-

вании имеютнекоторые особенности [35],а именно: одновременное

присутствие как дискретных,так и непрерывных переменных, которое

предполагает решениесмешанных задач математического программиро-

вания; структурные преобразования влекут за собой изменениечисла

и характера переменных,а следовательно функций ограничений и це-

лей.

Постановка задачиструктурной оптимизации начинается с опре-

деления набора рассматриваемых переменныхпоследующей методике

[35]: выбор таких переменных,которые могли бы описать по возмож-

ности все множество рациональных структур;выбор и анализ методов

преобразования структур,пополняяна ихосновеподмножествами

вновь синтезированных структур рассматриваемое вариантноепрост-

ранство, а следовательно - описывающий его набор переменных; выбор

вектора независимых переменных, варьируемых при поиске оптимальных

структур; разбиение вектора переменных на две составляющие,обес-

печивающие соответственно изменениеструктурыи параметрическую

оптимизацию в рамках заданной структуры.

При условии возможного разбиения общей структурыобъектана

определенныеустойчивые неварьируемыеучастки,для оптимизации

применима упрощенная схема динамического программирования, предпо-

лагающая в своей основе:

- расчленениеструктуры начасти,расположенные на разных

ступенях иерархии;

- локальная оптимизация в пределах каждой части, где примени-

мы методы полного перебора;

- взаимоувязка полученных локальных решений путем их согласо-

вания с общим критерием и системой ограничений.

Недостатки данногометода заключаются в необходимости полной

формализации процесса по каждому выделяемому участку структуры,а

- 25 -

также всубъективностикритериев оптимальности,определяемых на

основе регрессионного анализапредыдущегоопыта конструирования

объектов данного класса.

С другой стороны, выбор проектного решения не всегда осущест-

вим чисто математическими методами, что вызывает необходимость ис-

пользования экспертныхэвристическихприемов синтеза, основные

причины использования которых заключаются в следующем [22,52,53]:

- отсутствие в полном объеметребуемой исходнойинформации

при проектировании;

- отсутствие надежных единиц измерения для некоторых парамет-

ров свойств объектов проектирования (качественные признаки);

- необходимость в обосновании некоторых критериев оценкика-

чества проектирования и технологических ограничений;

- необходимость в проверке проектных решений, принятых на ос-

нове аналитических методов;

- отсутствие единой целевой функции припроектировании,что

вызывает необходимостьранжированияпроектных вариантов из конф-

ликтного множества проектных решений.

Следовательно, актуальной является задача формальной реализа-

циитеории экспертного оценивания для ее большей однозначности и

достоверности.

На основании вышесказанного можно сделать вывод,что оптими-

зационный подходк структурномусинтезу детально проработан и в

связи с этим находит широкое применение, однако в его основе лежат

требования полной определенности функций и их значений, что делает

его практически не применимым на начальныхэтапахпроектирования

ТО, где всегда присутствует большая неопределенность.

Таким образом,проведенный анализ различных подходов к зада-

чам структурногосинтезаи оптимизации показал практическое от-

- 26 -

сутствие приемлемых методов синтеза для начальных этапов проекти-

рования ТО. Выход из сложившейся ситуации может быть найден на ос-

нове комплексного совмещениявышеописанныхметодов структурного

синтеза. Последовательная генерация структур, носящая итеррацион-

ный характер [54],должна осуществляться поисковымиметодами на

основе эвристических правил синтеза, учитывающих существующую не-

определенность исходных данных,критериев, действий, функциональ-

ных и логических зависимостей,с последующим выбором рациональной

структуры оптимизационными методами. При этом в проектных задачах,

подразумевающих получение еще не существующего объекта, и с учетом

особенностей ВС наиболее приемлемым подходом к структурному синте-

зу является выделение базовой структурыизобобщенной моделис

дальнейшейее трансформацией на основе определенных эвристических

правил генерации структуры.

Следовательно, средства САПР,ориентированные на автоматиза-

цию процедур структурного синтеза, в той или иной мере должны опи-

раться на идеи и методы искусственного интеллекта [49,55].

Разнообразие систем искусственного интеллекта, используемых в

САПР, в основном исчерпываются следующими основными типами:

- информационно-поисковые системы с диалоговым интерфейсом на

естественном языке;

- интеллектуальные пакеты прикладных программ дляинженерных

расчетов;

- интеллектуальныепрограммно-методические комплексы для мо-

делирования и анализа систем;

- экспертные системы.

В системах структурного синтеза на начальных этапах проекти-

рования целесообразным и логически обоснованным является использо-

вание экспертныхкомпонентв разрабатываемых САПР,формализация

процедур которых осуществляется на основе формального представле-

- 27 -

ния коллективных знаний группы высококвалифицированных экспертов о

предметной области, к которой принадлежат синтезируемые объекты, и

в частности,вакуумные системы.

Следовательно, необходима разработка экспертной системыпод-

держки процедур синтеза проектируемого объекта, обеспечивающей эф-

фективное формирование,хранение и обработку эвристических знаний

конструкторов вакуумного машиностроения.

1.3. Анализ работ по автоматизации проектирования ВС.

Изучение вопросов,связанных с автоматизацией проектно-конс-

трукторской деятельности, и в частности, с созданием САПР, показа-

ло подробную проработку методических основ создания САПР, типовых

структур подсистем САПР, правил построения и организации различных

видов обеспечений САПР(математического, программного, информаци-

онного) и других теоретических аспектов автоматизированного про-

ектирования [23,49,56-58].Большое внимание уделено иаппаратным

средствам САПР [57,59]. Однако, проблемы создания конкретных прик-

ладных САПР достаточно полно решены лишь в областях электротехники

и радиоэлектроники [60-62].В разработке же САПР машиностроитель-

ных объектов,к которым относятся и вакуумныесистемы, основной

упор делаетсяна автоматизацию отдельных процедур,автоматизиро-

ванное проектирование отдельных элементов [63], автоматизацию тех-

нологической подготовкипроизводства и изготовленияконструктор-

ской документации [64,67]. При этом отмечается сложность выработки

единого универсального принципа конструирования технических объек-

тов машиностроения,основанного во многом натрудноформализуемом

творческом подходе [23,68] и неизбежность, в связи с этим, модифи-

кации типовых структур их САПР.

- 28 -

Проблеме автоматизациипроектированияВС посвященовесьма

незначительное число публикаций.Все они освещают лишь отдельные,

хотябезусловно необходимые и важные аспекты этого процесса(па-

раметрический синтез и оптимизация, моделирование течения газов по

каналам различной конфигурации и распределения молекул в вакуумных

объемах,вопросы графического отображения и документирования, вы-

бор и анализ элементной базы ВС).К сожалению,этап структурного

синтеза, от которого в наибольшей степени зависит качество будуще-

го объекта практически полностью не проработан [69-81].

Достаточно полно наработаны и исследованы вопросыпараметри-

ческого синтезаиоптимизации по стоимостному критерию принципи-

альных схем ВС [77-81]. Однако, в рассматриваемых работах проекти-

рование принципиальныхсхемпредлагается осуществлять на основе

жесткой структуры-прототипа,состоящейиз фиксированногочисла

функциональных элементов ВС. Множество различных структур в данном

случае формируется лишь заменой типоразмеров составныхэлементов

схемы в пределах систематизированного ряда элементов данного типа,

либо исключением определенныхэлементовиз структуры.Подобный

подход вбольшей степениотноситсяк вопросам параметрического

синтеза и синтезом структуры,как таковым,не является. Следова-

тельно, отсутствие возможности гибкого синтеза произвольной струк-

туры проектируемой ВС позволяет говорить о ее оптимальности лишь с

достаточной степеньюусловности,поскольку возможна только пара-

метрическая оптимизация ее структурных элементов в рамках наперед

заданной структурной схемы.

Однако, наиболее существенным недостатком существующих разра-

боток является отсутствие системного подхода к проблеме проектиро-

вания ВС,что означает отсутствие комплексногоанализа ВС как

объекта, являющегося неотъемлемой функциональной частью конкретной

технической системы,находящейся в непрерывномвзаимодействиис

- 29 -

факторами внешнего окружения.Необходимость проведения системного

анализа подтверждается тем,что оптимизация структуры ВС лишьпо

стоимостному критерию, предлагаемая в ряде работ [77-81], в подав-

ляющем большинстве случаев может привести к проектным ошибками,

как следствие,разработкенерациональных с точки зрения экономи-

ческой эффективности конструкцийВС.Это обусловленотем,что

учет, например,таких свойств технологического оборудования(со-

держащего ВС) как ресурс, надежность, производительность, выход

годных ит.п. можетпривести к тому,что экономически выгодней

разработать болеедорогостоящийвакуумный агрегат, обладающий

большими быстродействием и ресурсом. В данном случае рост произво-

дительности и надежности вакуумного технологического или научного

оборудования могутпривестик значительному росту экономической

эффективности использования более дорогого агрегата, чем дешевого,

но менеепроизводительногои надежного.

Наиболее типичноданный факторпроявляется в дорогостоящих

технологиях микроэлектронного производства, где отказ в технологи-

ческом процессе может привести к многомиллионным убыткам, не соиз-

меримымсо стоимостью вакуумной откачной системы.Таким образом,

оптимизация при проектировании ВС должна осуществляться на основе

комплексного критерия оптимальности, учитывающего как свойства ВС,

так и показатели качества вакуумного оборудования в целом [82].

Наибольшее число публикаций по вопросу автоматизации проекти-

рования ВС посвящено проблеме моделирования процесса функциониро-

ванияВС [69-73]. Однако и этот аспект полностью не проработан с

точки зрениявозможности эффективногоиспользованияв составе

САПР. Здесь выделяются несколько различных подходов к проблеме мо-

делирования. Первым и наиболее типичным является алгоритмизацияи

программная реализациявакуумных расчетов по известным инженерным

- 30 -

методикам [83,84]. Данный подход весьма прост, прозрачен для поль-

зователя(проектировщика вакуумного оборудования),требует мини-

мального объема исходной информации,но к сожалению, абсолютно не

приемлем в САПР в силу своей структурной ограниченности.

Наиболее точными методами,позволяющими моделировать газовые

процессы в системах любой конфигурации,являются имитационное мо-

делирование методом Монте-Карло различных режимов течения газов по

каналам произвольнойформы[69,70,73], а также различные методы

двух- и трехмерного моделирования распределениямолекулгазовых

компонентов в вакуумной системе [74]. Использование данных методов

позволяет получить результаты моделирования, наиболееадекватные

реальному эксперименту.

Однако, их прямое использование в действующих САПР весьма ог-

раничено по ряду причин.Это,во-первых, необходимость создания

сложнейшихматематических моделей геометрии вакуумного объема для

каждой конкретной компоновочной схемы и режимаработывакуумного

оборудования, что требует постоянного вмешательства высококвалифи-

цированного инженера-математикана каждыйслучайиспользования

САПР.Вторым, и не менее существенным недостатком данного подхода

к моделированию,является неприемлемо большие время получения ре-

зультата(до нескольких суток в сложных системах) и требуемые вы-

числительные ресурсы, на что в диалоговых САПР накладываются особо

жесткиеограничения. К тому же,трудоемкость учета столкновений

между молекулами газов не позволяет расчитывать на современных ЭВМ

реальныевакуумные системы(изучениюподдаются лишь упрощенные

случаи).С другой стороны, данные методы моделирования необходимо

использоватьв качестве вспомогательных подсистем, что позволит

осуществлять имитационное моделирование функционирования различных

типовыхивновьпоявляющихся элементов ВС,результаты которого

способствуют исследованию и созданию адекватных эмпирических функ-

- 31 -

циональных моделей элементной базы ВС, пригодных для использования

в интерактивных САПР.

Не менее интересными методами моделирования вакуумных процес-

сов в системах произвольной структуры, обладающими приемлемой эф-

фективностью сточки зрения трудоемкости и времени получения ре-

зультата, являются [71,72]. В их основу положена аналогия процес-

сов, протекающих в вакуумных и электрических системах. Данный под-

ход получил свое логическое завершение и практическую реализацию.

Однако, получаемые на их основе результаты моделирования приемлемы

лишь как первое приближение,поскольку основаны на большомчисле

условных допущений и упрощений.Причиной этому является тот факт,

что данные методы не позволяют учесть множество факторов,являю-

щихся специфическими для реальных вакуумных систем, а именно: га-

зовыделение и поглощение газов всеми стенками вакуумногообъема;

память многих материалов по газам, существенно влияющая на вид ма-

тематической модели элемента;напуск реакционныхтехнологических

газов, локальный нагрев и охлаждение отдельных частей ВС, а следо-

вательно - неоднородность газового состава по рабочему объемуВС.

Существенным недостаткомтакжеявляется возможность получения с

помощью электрической модели лишь частных решений дифференциальных

уравнений, чтонакладывает свои ограничения на множество приемле-

мых для рассмотрения структурных схем ВС.

Существенной особенностью, затрудняющей создание САПР ВС, яв-

ляется отсутствие многих количественных зависимостей между показа-

телями качества ВС и проектными параметрами, а также слабая струк-

туризация и формализация процессов проектирования, для которых ха-

рактерны логическиерассужденияи описания ситуаций или объектов

на естественном языке.Сложность созданияподобных зависимостей

заключается в необходимости проведения больших серий дорогостоящих

- 32 -

экспериментов, а также невозможности обработки эмпирических данных

вследствие малых серий,а иногда уникальности, выпускаемого ваку-

умного оборудования. Следовательно, решение проблемы автоматизации

начальных этапов проектирования ВС в большей степени базируются на

интуитивно-эмпирическом подходе.

Таким образом,детальный анализ накопленного опыта в области

автоматизации проектирования ВС позволил сделать вывод, что устра-

нить недостатки,препятствующиесозданию эффективнойСАПРВС,

обеспечить структурно-параметрический синтезимоделирование ВС

произвольной структурысвысокой степенью достоверности и опти-

мальности, возможно лишь создав высокоинтеллектуальную САПР,со-

держащую в своем составе экспертные компоненты,которые позволяют

формально представить и программно реализовать эмпирическиезна-

ния, а также эвристические правила и приемы, используемые высоко-

квалифицированными специалистами при разработке вакуумного обору-

дования в традиционном ручном проектировании.

1.4. Анализ способов представления конструкторских знаний.

Эффективная экспертнаяподдержка разрабатываемой интеллекту-

альной САПР ВС невозможна без выбора рационального способа предс-

тавления инженерных знаний конструктора данной предметной области.

Можно сформулироватьдве группы требований к системе предс-

тавления инженерных знаний [85].Требования первой группы предпо-

лагают: универсальность,целостность и открытость системыпредс-

тавления знаний.Эта группа требований способствует повышению эф-

фективности и высоким эксплуатационным характеристикам разрабаты-

ваемойсистемы. Вторая группа требований регламентирует функцио-

нальные возможности системы и является определяющей при практичес-

комиспользовании САПР.Требованиявторой группы подразумевают

- 33 -

обеспечение следующих факторов:

- адекватностиотображения предметной области,т.е. такого

описания, при котором возможно моделирование любых процессов, про-

исходящих вданной предметной области и существенных для выделен-

ного класса задач;

- естественной формы описания предметнойобластив системе

знаний,позволяющей создать удобный для человека интерфейс с вы-

числительной системой в процессе постановки и решения задач;

- многоуровневости описания предметной области,обеспечиваю-

щего решение сложных задач проектирования, характеризуемых динами-

ческим изменением системы знаний;

- сочетания процедурных и декларативных методов в однойсис-

теме знаний,позволяющей, с одной стороны, достаточно просто опи-

сать основные понятия и терминологию предметной области, а с дру-

гойстороны, задать функциональные зависимости и конструкторские

действия при принятии решений, характерных для данной области.

Различают два типа инженерных знаний, определяющих способы их

формального представления (декларативные и процедурные знания).

Декларативный подход к описанию знаний более понимаем экспер-

тами в конкретной предметной области, но вместе с тем требует соз-

дания процедур поиска решений в зависимости от поставленных целей.

Процедурный подходк представлениюзнанийпозволяет достаточно

просто получить требуемое решение,но вызывает необходимостьдо-

полнительнойработы экспертапосоответствующейинтерпретации

предметной области.Он также менее нагляден по сравнению с декла-

ративным.

К декларативному способу представления знанийможноотнести

логический методи семантическиесети.Типичным представителем

процедурного способаявляютсяпродукционные системы.Фреймовый

- 34 -

способ представлениязнанийопределенным образом сочетает в себе

декларативный и процедурный подходы.

Следовательно, выбортого илииногоспособа представления

знаний во многом определяется информационной спецификой описывае-

мой предметной области и того класса задач,которые предстоит ре-

шать с использованием создаваемой базы знаний.

Анализ литературных источников позволил выделитьминимальный

состав знаний,необходимых конструктору при проектировании техни-

ческих объектов практически любой предметной области:

- свойства объектов конструирования,окружения и пространс-

твенно-временные соотношения между ними;

- условия синтеза объектов конструирования, содержащих описа-

ния структурных элементов, образующих синтезируемый объект, их ок-

ружения,а также пространственно-временные отношения между ними и

порядок этих отношений;

- зависимости между свойствами объектов конструированиявсех

уровней иерархии;

- зависимости между свойствами,объектами ипространствен-

но-временными отношениями объектов.

Среди основных форм традиционного представленияконструктор-

ских знаний можно выделить следующие: текст, графическое изображе-

ние, формулы и таблицы.Более подробный семантический анализос-

новных формпредставления знанийвыделяет конкретные виды конс-

трукторских знаний (таблица 1.2).

При углубленном рассмотрении основных видов и форм традицион-

ного представленияинженерныхзнаний можно выделить следующие их

особенности:

- отсутствие универсальной теории, адекватно описывающей про-

цессы конструирования,не позволяет сформулировать знания о пред-

метной области в виде единой строгой математической модели и форме

- 35 -

Таблица 1.2.

Основные формытрадиционного представленияконструкторских

знаний.

┌───┬────────┬──────────┬───────────────────────────────────┐

│ N │ Формы│ Виды │ Содержание │

│п/п│ знаний │ знаний │ │

├───┼────────┼──────────┼───────────────────────────────────┤

│ 1 │ Текст│ Описание │ Наиболее распространенный вид │

│ │ │ │ знаний, используемый для задания│

│ │ │ │ объектов, их свойств и отношений│

│ │ │ │ между свойствами. │

│ │ ├──────────┼───────────────────────────────────┤

│ │ │ Утвержде-│ Является результатом анализа │

│ │ │ ние │ существующих закономерностей и │

│ │ │ │ содержит, как правило, условия │

│ │ │ │ синтеза объектов. │

│ │ ├──────────┼───────────────────────────────────┤

│ │ │ Пример │ Описание отношений между объектами│

│ │ │ │ с конкретными числовыми значениями│

├───┼────────┼──────────┼───────────────────────────────────┤

│ 2 │ Графи- │ Чертеж │ Отражает геометрические свойства│

│ │ ческое │ (схема, │ объектов и/или пространственные │

│ │ изобра-│ рисунок) │ отношения между ними. │

│ │ жение ├──────────┼───────────────────────────────────┤

│ │ │ График │ Содержит сведения об изменении │

│ │ │ │ свойств объектов в процессе прос- │

│ │ │ │ транственных и временных отношений│

│ │ ├──────────┼───────────────────────────────────┤

│ │ │ Фотогра- │ Является иллюстративным материалом│

│ │ │ фия │ в конструировании. │

├───┼────────┼──────────┼───────────────────────────────────┤

│ 3 │ Формула│ Теорети- │ Дает количественную оценку свойств│

│ │ │ ческая │ и отношений, а также отражает │

│ │ │ зависи-│ объективные закономерности взаимо-│

│ │ │ мость │ действия объектов. │

│ │ ├──────────┼───────────────────────────────────┤

│ │ │ Эмпири-│ Получается статистической обработ-│

│ │ │ ческая │ кой имеющихся экспериментальных │

│ │ │ завис. │ данных. │

├───┼────────┼──────────┼───────────────────────────────────┤

│ 4 │ Таблица│ │ Наиболее естественная форма хране-│

│ │ │ ──── │ ния эмпирических знаний об │

│ │ │ │объектах, их свойствах и отношениях│

└───┴────────┴──────────┴───────────────────────────────────┘

- 36 -

наиболее подходящей для машинной обработки;

- эмпирическийхарактер большинстваконструкторских знаний

ограничивает возможность их обобщения,снижает степень ихдосто-

верности и тем самым приводит к нечеткости знаний;

- зависимость количественных знаний от конкретныхпроизводс-

твенных условийсущественновлияет на проектное решение для раз-

личных производств;

- отсутствиенаучно-обоснованной систематизации и структури-

зации при изложении знаний конструирования в учебниках и моногра-

фиях;

- описание объектов и ситуаций на качественном языке,т.е. с

использованием смысловой информации,которая не может быть предс-

тавлена количественно;

- большой объем инженерных знаний, которые в различных источ-

никах зачастую неодинаковы,дублируют, дополняют, а иногда и про-

тиворечат друг другу;

- существование постоянного процесса эволюции конструкторских

знаний;

- преобладание декларативного характера описаниязнанийнад

процедурным;

- многозначность и многообразие терминов и отсутствиеединс-

тва по терминологическим вопросам.

Многообразие иособенности видов и форм знаний конструирова-

ния таковы,что невозможно указать единого способапредставления

знаний,эффективного для всех видов и форм знаний. Следовательно,

наиболее целесообразным являетсясмешанныйспособ представления

знаний, в котором одновременно присутствует декларативная и проце-

дурная информации. Наиболее логичным с этой точки зрения представ-

ляется способ организации знаний о предметной области в виде фрей-

- 37 -

мовых моделей, построенных над семантическими сетями, что позволя-

ет эффективно сочетать в модели знаний следующие преимущества раз-

личных систем представления.

- высокий уровень структуризации знаний, позволяющий доста-

точно просто описывать знания,содержащиеся в видеклассификато-

ров, иерархических структур и древообразных схем;

- естественностьформы иерархического представленияинаг-

лядность знаний, соответствующих семантике предметной области;

- высокие адаптационные свойства и гибкость базы знаний;

- объединениедекларативного и процедурного способов предс-

тавления знаний;

- возможность представления обобщенных знаний;

- возможность представления нечетких знаний о предметной об-

ласти.

Таким образом, актуальным является создание оригинальной сис-

темыпредставления иманипулирования конструкторскими знаниями,

позволяющая реализовать в себе все вышеописанные принципы построе-

ния системы знаний с учетом особенностей, присущих различным типам

инженерных знаний.

ВЫВОДЫ

1. Проанализированы характерные области и условияприменения

ВС в различных типах оборудования.Установлено, что в большинстве

случаев конструктивная реализация ВС определяет основныефункцио-

нальные свойства технологического оборудования в целом.

2. Обоснована необходимостьавтоматизации начальныхэтапов

проектирования ВС, во многом определяющих качество будущих проект-

ных решений (см. приложение 1).

3. Проведенанализ иклассификацияразличных подходовк

- 38 -

проблеме структурного синтеза. Установлено, что в условиях неопре-

деленности функций практическое их использование на начальных эта-

пах проектирования затруднено.

4. Определено,что сучетом особенностей ВС целесообразным

является разработка интеллектуальной САПР ВС с экспертной системой

поддержкиосновных процедур синтеза,предусматривающих выделение

базовой структуры из обобщенной модели с последующей ее трансфор-

мацией на основе определенных эвристических правил генерации.

5. Осуществлен анализ работ поавтоматизации проектирования

ВС. Вскрытынедостатки существующих разработок, заключающиеся в

отсутствии системного подхода к проблеме проектирования ВС и комп-

лексного анализа ВС как неотъемлемой функциональной части конкрет-

ной технической системы.

6. Определеныособенности автоматизациипроектирования ВС,

заключающиеся в слабой структуризациииформализации предметной

области и основных проектных процедур.

7. Вскрыты особенности представления инженерных знаний,зак-

лячающиеся в эмпирическом характере большинства знаний и невозмож-

ности представления конструкторских знаний о предметной областив

виде единой строгой математической модели.

8. Проведенанализ способовпредставленияконструкторских

знаний, показавший,что для вакуумного оборудования наиболее при-

емлемым является фреймовая модель представления знаний, построен-

ная над семантической сетью.

- 39 -

2. КОНЦЕПТУАЛЬНЫЙАНАЛИЗ ВАКУУМНЫХСИСТЕМ

2.1. Системная модель ВС.

Проведение целенаправленного рационального синтеза ВС, являю-

щейся сложной многоуровневой иерархической системой, требует сис-

темногоподхода к анализу ВС припроектировании,что позволяет

учесть всемногообразие взаимозависимых ичасто противоречивых

факторов [86].

Проведение концептуальногоанализа объекта проектирования

предполагает разрешение ряда проблем, а именно:

- декомпозиция ВС на типовые функциональные элементы и модули

(ФМ);

- выявление свойств выделенных элементов,а также параметров

и признаков их характеризующих;

- нахождение всех взаимосвязей свойств ВСи ееструктурных

элементов;

- построение на основе найденных зависимостей свойств матема-

тических моделей функционирования ВС в целом и ее ФМ в частности,

существенных целей и критериев;

- выявление существенных для процесса извлечения знаний приз-

наков и свойств описания объекта.

Необходимость решенияпоставленных задачтребуетсоздания

четкоструктурированногоописания ВСввиде системной модели,

всесторонне вскрывающей все необходимые для качественного проекти-

рования аспекты ВС.

Задача структурно-параметрического синтезаВСотносится к

начальным этапам процесса проектирования,на 70-80 %формирующим

облик будущего изделия [37]. Работа на начальных этапах ведется на

- 40 -

уровне технического предложения,не предусматривающегодетальной

проработки проектируемого объекта. Следовательно, достаточнорас-

сматриватьВСв виде двухуровневой системы"ВС - функциональные

модули".

Системная модель ВС, необходимая для выявления и раскрытия ее

системных характеристик,а также отношений между ними,в зависи-

мости от поставленной цели (описание,анализ или синтезобъекта)

на начальных этапах проектирования может быть двух видов [87]:

- системнаямодель, описывающая ВС как объект проектирования

(ВС4о0);

- системная модель ВС, как необходимая информация для процес-

са проектирования (ВС4п0);

Системная модель описания ВС как объекта проектированиясов-

мещает структурно-параметрическое (статическое-7S0) и функциональное

(динамическое-7F0) описания.

Причем, функциональноеописание (7F0)ВС полностью определя-

етсяее структурно-параметрическим описанием(7S0), поскольку

функциональные свойства любого объекта напрямую зависят от струк-

туры ТО, а также от значений свойств его структурных составляющих.

И наоборот, функциональное описание объекта неоднозначно определя-

ет его структурное описание, что является основой развивающегося в

конструировании функционального подхода. Следовательно, связь этих

описаний представляет собой однозначное соответствие f: 7S 0─76 F0.

Формально двухуровневую системную модельдляописания ВС

можно представить в виде следующих соотношений [87]:

720 {7 5k7S5i0 = < 5k0I,5k0F,5k0S,5k0П,5k0Z,5k0C >5i6,06 0k=0,1; i=1,n4k0 }

ВС4о7 0=7 *0 (2.1)

720 { 5k7F5i0 = < 5k0W4вх0,5k0W4вых0,5k0Z5ф0,5k0G,5k0H,T >5i6,0 k=0,1; i=1,n4k0 }

- 41 -

где индексы k = 0,1 - соответственно нулевой или первый уров-

ни членения, представляющие ВС как целое или на уровне ее функцио-

нальных модулей (ФМ);i - i-й ФМ, входящий вВС на первом уровне

членения; n4k0 - число ФМ на данном уровне членения (при k=0 - n4k0=1);

I -множество имен ФМ;F - множество функций ФМ;S - множество

структур;П - множество признаков, описывающих компоненты систем-

ной модели на качественном уровне; Z - множество свойств; С - мно-

жество отношений связи ВС (ФМ) с окружением;W4вх 0- входныедейс-

твияокружения на ВС (ФМ);W4вых 0- выходные действия системы (ФМ)

на окружение; Z5ф 0- состояние ВС (ФМ), описывающее значения свойств

объекта в данный момент времени;G - оператор выходов; Н - опера-

тор перехода; Т - время.

Первая строкасистемы отношений (2.1) описывает ВС и ФМ как

целое, вторая строка дает системное описание функционирования ВС и

ФМ как целостной структуры и как структурных составляющих.

Множество признаковП представляет собой объединение следую-

щих подмножеств:

П = 4f0П 7u0 4s0П 7u0 4z0П 7u0 4c0П ,

где 4f0П - множествофункциональных признаков;4s0П - множество

структурных признаков,характеризующих отношения;4z0П - множество

признаков свойств объекта; 4c0П - множество признаков связей.

Оператор выходов определяется следующим образом:

G: T 7&0 Z5ф0 7&0 W4вх0 ─760 W4вых0 ,

т.е. он позволяет определить параметры выходных процессов по

параметрам начального состояния и входных действий.

Оператор переходов представляет собой отображение:

Н: T 7&0 Z5ф0 7&0 W4вх0 ─760 Z5ф0 ,

5tо t

т.е. определяет состояниеВС (подсистемы) в момент времени t

по параметрам начального состояния (t4o0)4 0и входных воздействий.

- 42 -

Таким образом, с помощью этих операторов можно построить раз-

личные уравнения функционирования, зная содержание компонентов Z5ф0,

W4вх0, W4вых0 и отношения между ними.

Графическое представление двухуровневойсистемной модели,

объединяющей статическое (структурное)ифункциональное описания

ВС как объекта проектирования приведено на рис. 2.1.

Системная модель, представляющая информацию о ВС, необходимую

дляпроцессов проектированияи конструирования (ВС4п0) имеетне-

сколько иной вид. Это связано с тем, что установить функциональные

зависимости (операторы выходов и перехода)дляеще не существую-

щего объекта не представляется возможным, поскольку предполагается

вообще говоря,что структура объекта не известна. Однако, сущест-

вуют необходимые ресурсы (известные прототипы, типовые структурные

элементы), которые служат основой для модернизации и синтеза новых

решений при проектировании ВС.Следовательно,существует возмож-

ность раскрытия неизвестных операторов выходов и переходовчерез

функциональные элементы ВС на основе информации из системной моде-

ли, описывающей ВС как объект (модель ВС4о0).

Таким образом,для формирования требуемых зависимостейсис-

темная модель проектирования должна содержать еще компоненты, ха-

рактеризующие структуру процессафункционирования ВС (S4ф0), а

также все взаимосвязи между элементами, их свойствами и свойствами

окружения, чтопозволяетпостроить уравненияпроектированияи

функционирования, на основе которых осуществляется синтез проекти-

руемой системы.

Для выбора наилучшейструктуры из множества синтезированных

или прототипа ВС необходимо введение в модель критериев, позволяю-

щих оценить эффективность принимаемых проектных решений.

На основе вышесказанного системная модель ВС, как необходимая

информациядля процессовпроектированияи конструирования ВС,

- 43 -

20-й уровень

┌7 70 ──7 70 ── 77 0── 77 0── 77 0── 770 ── 77 0── 77 0── 77 0── 77 0── 77 0── 77 0── 77 0┐

77 0 7 7

│ o 5o0O │

77 07 % 0 7 7

│ 5o0C │ │

77 07 ^ 0 7 7

│ ╔═══════╤════════════════════════════════════════════════╗ │

77 0║5o0I (ВС)│7 0 7 0║7 7

│ ╟───────┘ ║ │

77 0║7 0 7 0║7 7

│ ║ ┌──────────────────────────────────────────┐ ║ │

77 0║7 0│7 0 5o7S0 7 0│7 0║7 7

│ ║ └──────────────────────────────────────────┘ ║ │

77 0║7 0 Структурно-параметрическое 7 0║7 7

│ ║ описание ║ │

77 0║7 0──────────────────────────────────7 0║7 7

│ ║ 7 0Функциональное ║ │

77 0║7 0 описание7 0║7 7

│ ║ ┌────────────────────────────────────────────────┐ ║ │

77 0║7 0│7 0 7 0 7 0│7 0║7 7

│ ║ │ 50 5o7F0 │ ║ │

77 0║7 0│7 0 7 21-й уровень07 0│7 0║7 7

│ ║ │┌ 77 0── 77 0── 77 0── 770 ── 77 0── 77 0── 77 0── 77 0── 770┐│ ║ │

77 0║7 0│770 7 0 4 o7 0 7 0 7 4o7 0 770 7 0│7 0║7 7

│ ║ ││ 510O5i0 7%0 510O5j0 7%0 │ │ ║ │

77 0║7 0│77 ^510C5i7 0 7 ^510C5j7 0 770 7 0│7 0║7 7

│ ║ ││ ╔═══╤═══════╗ ╔═══╤═══════╗ │ │ ║ │

77 0║7 0│77 0║510I5i0│ 7 0║7 0 7 0║510I5j0│5 7 0║ 77 0│7 0║7 7

│ ║ ││ ╟───┘ ║ ╟───┘5 0 ║ ││ ║ │

77 0║7 0│77 0║7 0┌───────┐7 0║7 0 70║ ┌───────┐7 0║7 70│7 0║7 7

│ ║ ││ ║ │ 517S5i0 │ ║ ║ │517S5j0│ ║ │ │ ║ │

77 0║7 0│77 0║7 0└───────┘7 0║7 0 7 0║7 0└───────┘7 0║7 70│7 0║7 7

│ ║ ││ ║ ───── ║ ║ ───── ║ ││ ║ │

4o0 ║ 70│ 41 i 0 ║ ┌───────┐ ║41 i 0 ║ ┌───────┐ ║ 41 j 0 │7 0║4o

W4вх0║ │ W4вх 0║ │ │ ║ W4вых0 4║0 │ │ ║W4вых0│ ║4 0W4вых

───────760┤7 0──────760┤7517F5i7 0├────760 7777 0───760┤7517F5j7 0├──────76 0├───────76

│ ║ ││ ║ └───────┘ ║ 510W5j0 ║ └───────┘ ║ │ │ ║ │

77 0║7 0│770╚═══════════╝ 5вх0╚═══════════╝7 7 0│7 0║7 7

│ ║ │└ 77 0── 77 0── 77 0── 770 ── 77 0── 77 0── 77 0── 77 0── 770┘│ ║ │

77 0║7 0│7 0 7 0│7 0║7 7

│ ║ └────────────────────────────────────────────────┘ ║ │

77 0║7 0 7 0║7 7

│ ╚════════════════════════════════════════════════════════╝ │

77 0 7 0 7 7

└ 770 ──7 70 ── 77 0── 77 0── 77 0── 770 ── 77 0── 77 0── 77 0── 77 0── 77 0── 77 0── 770 ┘

Рис. 2.1. Двухуровневая системная модель ВС.

- 44 -

должна иметь следующий вид [87]:

7(0 { 5k0L5i0,k=0,1; i=1,n4k0 }

720 {7 5k7S5i0 = < 5k0I,5k0F,5k0ТО5*0,5k0A,5k0G,5k0U,5k0П,5k0Z,5k0C,5k0W,5k0Q >5i6,

ВС4п7 0=7 *0k=0,1; i=1,n4k0 } (2.2)

720 { 5k7F5i0 = < 5k0W4вх0,5k0W4вых0, {5k+17F5i0} ,5k0S4ф0,5k0Z5ф0, {5k+10Z5ф0},5k0Z4ф,

725 0 5 i

790 5k0Z4о0,5k0R,T >5i6,0 k=0,1; i=1,n4k0 }

где L - множествоцелей проектированияВС(ФМ) на k-ом

иерархическом уровне;ТО5* 0- множество известных ТО на k-ом уровне

членения ВС; A - множество абстрактных функциональныхэлементов;

G - множество геометрических элементов, однозначно соответствующих

абстрактным; U - множествоотношениймежду элементами(следова-

ния,совместимости,включения и т.д.);W - множествосоответ-

ствий, определяющих уравнения проектирования, конструированияи

функционирования; Q- множество соответствий,оценивающих эффек-

тивность проектируемого объекта; {5k+17F5i0} - множество системных мо-

делейфункционированияна следующем(k+1 - ом) уровне членения

ВС(ФМ); S4ф0 - структура процесса функционирования объекта;

{5k+10Z5ф0}5 0- множество состояний технических подсистем; Z4ф 0- множест-

во свойств, характерных для процессов функционирования; Z4o 0-4 0мно-

жество свойств окружающей среды эксплуатации; R - множество усло-

вий существования и прекращения процесса; смысл других обозначений

был раскрыт ранее.

Проблема структурирования и формализации описания ВС выдвига-

ет в качестве основной задачи выявление логических, регрессионных

или функциональных зависимостей между свойствами ВС и его функцио-

нальных элементов, а также взаимосвязей их параметров и требований

с условиями внешнего окружения.

Построенная системная модель позволяет перейти к формализации

- 45 -

установленных отношений,используя широко известный аппарат мате-

матического анализа,дискретной математики и математической логи-

ки, для проведения структурно-параметрического синтеза конструкции

ВС. Методикаэтого процесса основана на детальном раскрытии и на-

полнении конкретным содержанием всех компонентов системной модели,

а такжетрансформации ее на этой основе всоответствующую (в за-

висимости от поставленных целей) концептуальную модель ВС [88].

Поскольку концептуальная модель (КМ), являясь обобщением мно-

жестваматематическихмоделей, описываетцелыеклассы ТО, то

формирование КМ должно осуществляться коллективом независимых экс-

пертов, взаимно дополняющих и уточняющих друг друга. Т.е. КМ - это

абстрактноеобобщение частныхКМразличных разработчиков одной

предметной области [89]. Разработанная таким образом КМ в дальней-

шем должна являться общей для всех специалистов, которые на основе

экспертных знаний настраивают ее на конкретные условия данного ок-

ружения.

2.2. Функции и структуры ВС.

2.2.1. Функции ВС.

Основным компонентом, являющимся ядром системноймодели ВС

(см. выражение (2.1))и характеризующимназначение технического

объекта любого уровня иерархии, является выполняемая ТО функция.

Понятие функцииF объекта определяется двояким образом,как

потребительская - F4п 0и техническая - F4т 0функции ТО [35,87].

Потребительская функция F4п 0- этопроизводимоеТО действие,

приводящее креализации интересующей человека потребности, т.е.

назначение ТО.

Техническая функцияF4т 0- описывает внутрисистемные действия

- 46 -

между элементами ТО,приводящие к реализации егопотребительской

функцииF4п 0путем преобразования некоторого входного воздействия,

т.е. однозначно описывается в виде оператора выходов:

F4т0: T 7& 0Z5ф 7&0 W4вх 0─76 0W4вых0.

Развивая работу [35], описание потребительской функции любого

ТО,и в частности ВС,можно представить в виде четверки множеств

следующего вида:

F = < D, X, H, 4f0П4 0> (2.3)

где D -множество действий,производимых ВС и приводящих к

желаемому результату; X - множествообъектов (операндов), нако-

торые эти действия направлены;H - множество особых условий и ог-

раничений выполняемыхдействий;4f0П- множествофункциональных

признаков, позволяющихконкретизировать и иерархически структури-

зовать описание функции ВС (ФМ).

В конкретномописании функции ТО любого уровня могут отсутс-

твовать компоненты H и 4f0П при условии, что их значения не лимити-

рованы или информация о них очевидна и однозначно вытекает из зна-

чений D и X.

Реализация обобщенной потребительской функции ВС 5о0F - "форми-

ровать вакуумную среду определенного состава" - через ее техничес-

кую функциюпозволила наосновепризнака "сложность функции" и

всестороннего анализа опыта конструирования разработчиков ВС раз-

личных отраслейвыделить множества действий -D = { D5i0, i=1,9 },

операндов-X = { X5i0, i=1,9 }и окружения-H = { H5i0, i=1,9 }

(таблица 2.1),характеризующихдевять рабочихфункцийпервого

иерархического уровня: 5o0F = { 510F5i0, i=1,9 }.

Дальнейшее разбиениепонятия функцииВСпризнаком "значи-

мость" формирует два подмножества рабочих функций - основные 510F4o 0и

вспомогательные 510F4в0: 510F = 510F4о0 7u 510F4в0,где 510F4о0 = { 510F4о0, i=1,5 },

- 47 -

Таблица 2.1.

Описание обобщенной функции ВС.

┌────┬───┬───────────────────────────────────────────────────────┐

│ │ │ К о м п о н е н т ы │

│ ТО │ N ├───────────┬──────────────┬──────────────┬─────────────┤

│ │п/п│ D │ X │ H │ П │

├────┼───┼───────────┼──────────────┼──────────────┼─────────────┤

│ │ 1 │Удалять │ Газы и пары│ Из вакуумного│ 4f0П: │

│ │ │ │ │ объема │- значимость;│

│ ├───┼───────────┼──────────────┼──────────────┤- важность.│

│ │ 2 │ Разобщать │ Полости эле- │ Вакуумно-гер-│ П4d0: │

│ │ │ и сообщать│ ментов ВС │ метично │- способ дей-│

│ ├───┼───────────┼──────────────┼──────────────┤ствия; │

│ │ 3 │ Напускать │ Газы и пары │ В/из вакуум- │- место дей- │

│ │ │ и │ │ной среды │ствия; │

│ │ │ выпускать │ │ дозированным │- степень │

│ │ │ │ │ потоком │действия;│

│ ├───┼───────────┼──────────────┼──────────────┤- характер │

│ ВС │ 4 │ Сообщать│ Полости эле- │ Вакуумно-гер-│ 7 0действия;│

│ │ │ │ ментов ВС │ метично │- режим дей- │

│ ├───┼───────────┼──────────────┼──────────────┤ствия. │

│ │ 5 │ Содержать │ Технологичес-│ Вакуумно-гер-│ П4x0: │

│ │ │ │ кие элементы │ метично │- тип операн-│

│ ├───┼───────────┼──────────────┼──────────────┤да; │

│ │ 6 │ Улавливать│ Газы и пары│ Между эле- │- вид операн-│

│ │ │ │ │ ментами ВС │ да; │

│ ├───┼───────────┼──────────────┼──────────────┤- состояние│

│ │ 7 │ Измерять│ Газы и пары│ Давление в │ операнда.│

│ │ │ │ │ вакуум. среде│ П4h0: │

│ ├───┼───────────┼──────────────┼──────────────┤- вид среды; │

│ │ 8 │ Передавать│ Энергию │ В вакуумную│- температура│

│ │ │ │ │ среду │среды; │

│ ├───┼───────────┼──────────────┼──────────────┤- характерис-│

│ │ 9 │ Удалять │ Газы и пары│ Из материала │тика среды.│

│ │ │ │ │ в вак. объем │ │

└────┴───┴───────────┴──────────────┴──────────────┴─────────────┘

- 48 -

510F4в0 = { 510F4в0, i=6,9 } (таблица 2.2).

Множество основных функций 510F4о 0первого уровня иерархии задает

принцип функционирования иобщуюструктуру ВС.Вспомогательные

функции 510F4в 0способствуют улучшению качества реализации основных и

подключаются в функциональную структуру ВС только по мере необхо-

димости.

Таким образом, глобальные функциональные признаки "сложность"

и "значимость"позволяют осуществить декомпозицию обобщенной пот-

ребительской функции ВС по уровням иерархии описания.

Конкретизация описательной формулировки функции любого уровня

членения,а также составление подробного словаря функций ВС и ее

ФМ осуществляются на основе анализа эволюционного развития ВС (см.

п.1.1) путем разбиения понятия функции признаками действия - П4d0,

операнда - П4x 0и объектов окружения, характеризующих условия выпол-

няемых действий - П4h0. Конкретное описание функции на данном уровне

ее иерархии определяется вектором значений указанных признаковв

пространстве П4d 7& 0П4x 7& 0П4h0.

Практически навсех уровнях функциональной конкретизации ВС

используются следующие множества инвариантных признаков П4d0, П4x0, П4h0:

П4d 0= < способ действия, место действия, степень действия, ха-

рактер действия, режим действия >;

(2.4)

П4x0 = < тип операнда, вид операнда, состояние операнда >;

П4h0 = < вид среды, температура среды, характеристика среды >.

Конкретные множества признаков, используемых для функциональ-

ного описания,сформированына базе инвариантных и представляют

собой модификацию множеств (2.4).

Множества существенных признаков П4d0, П4x0, П4h 0и их значений для

функций первого уровня функциональной иерархии ВС{ 510F5i0,i=1,9 }

представлены в таблице П.2 приложения 2.

Большая мощность множества конкретных функциональных формули-

- 49 -

Таблица 2.2.

Рабочие функции первого уровня иерархии ВС.

┌─────────┬───┬────────────────────────────────┬─────────────────┐

│ Функция │ N │ Соподчиненные функции │ Соответствующий │

│ │п/п│ │ класс ТО - (ФМ) │

├─────────┼───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤

│ │ │ │ │

│ │ │ _Основные. │ │

│ ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤

│ │ 1 │510F510 - удалять газы и пары из │ Насосы │

│ │ │ 5о0 вакуумного объема │ │

│ ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤

│ │ 2 │510F520 - разобщать и сообщать гер- │ Вакууумная │

│ │ │ 5o0метично полости элеметов ВС│коммутационная │

│ │ │ │ аппаратура │

│ ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤

│ │ 3 │510F530 - напускать и выпускать газы│ │

│ │ │5o0и пары в/из вакуумной среды│ Натекатели │

│ │ │ дозированным потоком │ │

│ ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤

│ │ 4 │510F540 - сообщать полости элементов│ Коммуникации │

│ │ │ 5o0 ВС │ │

│ 5o0F ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤

│ │ 5 │510F550 - содержать вакуумно-герме- │ Рабочие │

│ │ │ 5o0 тично элементы технологи- │ камеры │

│ │ │ ческого процесса │ │

│ ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤

│ │ │ │ │

│ │ │ _Вспомогательные . │ │

│ ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤

│ │ 6 │510F560 - улавливать газы и пары │ Ловушки │

│ │ │ 5в0 между элементами ВС │ │

│ ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤

│ │ 7 │510F570 - измерять давление газов и │ Вакууметры │

│ │ │ 5в0 паров в вакуумной среде │ │

│ ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤

│ │ 8 │510F580 - передавать энергию в │ Вводы │

│ │ │ 5в0 вакуумную среду │ │

│ ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤

│ │ 9 │510F590 - удалять газы и пары из │ Нагреватели │

│ │ │ 5в0материала в вакуумный объем│ │

└─────────┴───┴────────────────────────────────┴─────────────────┘

- 50 -

ровокв пространстве признаков 4f0П 7& 0П4d 7& 0П4x 7& 0П4h 0даже для первого

иерархического уровня членения ВС вызывает необходимость использо-

вания методов комбинаторного анализа и, как следствие, не позволя-

ет привести в работе полный перечень функций этого этапа.

В качествепримераформирования представим детализацию ос-

новной функции 510F51 0" удалять газы и пары из вакуумногообъема ",

5о

конкретизируя ее формулировку следующим набором значений признаков

(см. табл. П.2 приложения 2):

П4d 0(Способ действия) = { механический, химический, физико-химичес-

кий, электрофизический };

П4d 0(Местодействия) = { непосредственного действия,удаленное от

объекта };

П4d 0(Степень действия) = { низкий вакуум, высокий вакуум, сверхвы-

сокий вакуум };

П4d0 (Характер действия) = { удалять, связывать };

П4d 0(Режимдействия)={ непрерывный,кратковременный,повтор-

но-кратковременный };

П4x0 (Тип операнда) = { газы, пары, газо-паровая смесь };

П4x0 (Вид операнда) = { химически активный, инертный, агрессивный };

П4x 0(Состояние операнда) = { вязкостный режим, молекулярно-вязкост-

ный режим, молекулярный режим };

П4x0 (Характеристика операнда) = { масляный, безмасляный };

П4h 0(Температура среды) = { прогреваемая, непрогреваемая, охлаждае-

мая };

П4h0 (Электромагнитные возмущения) = { есть, нет };

П4h0 (Вибрации) = { есть, нет }.

41 1

Подставляя значения признаков в абстрактную функциюF4o 0"уда-

лятьгазы ипары из вакуумного объема",имеем одно из описаний

следующего вида "непрерывно удалять механическим способом удален-

- 51 -

ную химическиактивную газо-паровуюсмесь в молекулярном режиме

течения до достижения в непрогреваемом объеме безмасляного высоко-

го вакуумапри отсутствии электромагнитных возмущений и допусти-

мости небольшой вибрации", что соответствует ТО "турбомолекулярный

высоковакуумный насос".

Вводя другиезначения признаков из признакового пространства

П4d 7& 0П4x 7& 0П4h 0 получают все множество конкретных описаний абстракт-

41 1

ной функции F4o0,а также множество соответствующихим ТО (сущест-

вующих или еще не созданных).Такимобразом можногенерировать

пространство возможныхфункциональных описаний ТО и анализировать

соответствие качественных описаний существующих ТО их виду.

Подобное разбиениепризнаками базовых рабочих функций позво-

ляет сформировать иерархическое дерево функций ВС, как необходимо-

го средствадля поиска и анализа технических решений.Графически

дерево функций представляет собой двудольный граф, имеющий в своем

составе вершины двухтипов (рис.2.2): вершины "И", описывающие

отношения включения множества функций более низкого уровня {5 i+10F5j0,

j = 1,n4l0 }в описаниесоответствующей функции надуровня 5i0F5l0, где

n4l 0- общее число соподчиненных функций рабочей функции 5i0F5l0, а так-

же вершины"ИЛИ",характеризующиеварианты конкретизированного

описанияфункции текущего уровня(родо-видовые отношения) 5i0F5l0:

4i l

{ 4j0F , j = 1,k4li 0}, где k4li 0- число конкретных описаний функции,

полученных разбиением функции 5i0F5l 0признаками 4f0П,П4d0,П4x0, П4h0. При

этом, путь по графу от вершины "И" до терминальнойвершинытипа

"ИЛИ" на данном уровне определяет конкретный ТО воплощения функции

5i0F5l0.

В свою очередь, свойство функции соответствовать определенным

объектам используется при поиске семействи классовВС (ФМ), ко-

торые различаются присваиваемыми им именами;т.е.существует од-

нозначное соответствие между классом,описываемым именем объектов

- 52 -

┌7 70 ──7 70 ── 77 0── 77 0── 77 0── 770 ── 77 0── 77 0── 77 0── 77 0── 77 0── 77 0── 77 0┐

77 00-й уровень7 0 7 7

│ ────────────────────────────────────────────────────────│

77 07 0 7 0 7 7

│ Обобщенная функция ВС 4о0 5o0F │

77 07 0 7 0 7 7

│ ──────────────────────────────────────────────────────── │

77 0 77

│ "сложность" ─760 750─ │

77 0 1-й уровень 7 7

│ ─────────────────────────────────── ──────────────│

77 0 -------------------------- -------7 7

│ 410 420 410 420 410 420410 420410 410 5 0 410 460 4 10 470 │

77 0 41x0F4o5 41n0F4o5 4110F4o5 0 410F4o0 F4o0 5 0F4в5 4 0 410F4в0 77

│ │

77 0 .. 5o0 ...5o 0 ...5o0 5o0 5 0 5o0 5o0 4 5o0...77

│ │

77 0 410 420 410 420 410 420410 420410 420 7 0410 4704 10 470 77

│ 41y0F4o0 5 41m0F4o5 4120F4o5 0 420F4o0 F4o0 5 0F4в5 0 4 20F4в0 │

77 0 7 0 77

│ ..5o0 ...5o 0 ...5o0 5o0 5 0 5o0 5o0 4 0 5o0...5 0│

77 0 7 0 7 0 7 0 7 0 7 0 7 0 7 7

│ ... ... ... │

77 0 7 0 70 7 7

│ 410 420410 450 410 490 4 0 │

77 0 ... 4k0F4o0 F4o0 F4в0 4 0 77

│ │

77 0 5o0 5 0 5 05o0 5o0 4 0 7 7

│ -------------------------- -------- │

77 0 410 410 420 410 410 7 7

│ .. П4h0 ... П4x0 ... П4d0 П4d0 П4d0... │

77 0 -------------------------- -------- 7 7

│7 0 7 0│

77 0 7 7

│7 0 Основные (базовые) Вспомогательные │

770 функции функции7 7

│────────────────────────────────── ─────────────── 7 0│

770 77

│ │

77 2Начальные этапы проектирования7 0 7 7

└ 770 ──7 70 ── 77 0── 77 0── 77 0── 770 ── 77 0── 77 0── 77 0── 77 0── 77 0── 77 0── 770 ┘

2-й уровень

────────────────────────────────── ──────────────────

... 427 417 0 7 4o7 4o0427 410 ...

F4o0 4 0 4 0F4в

... 4о

────────────────────────────────── ──────────────────

Рис. 2.2. Фрагмент функционального дерева ВС:

"4о0" - вершины типа "И"; "4о0" - вершины типа "ИЛИ".

- 53 -

I (см. выражения (2.1),(2.2)) и его функцией F (см. таблицу 2.2).

Таким образом,построенное дерево функций позволяет выделить

конкретные группы из классовФМВС, соответствующиеуточненным

значениям функций 510F5i0 (при двухуровневом анализе ВС).

Следовательно, функциональный подход к проблеме проектирова-

ния ВСпозволяет абстрагироватьсяотмыслительных стереотипов,

связанных с конкретным объектным воплощением ФМ, определить необ-

ходимые объекты и их свойства для формирования модели функциониро-

вания ТО,а также проводить поиск технических решений на функцио-

нально-логическом уровне, придавая конкретное объектное содержание

функциям лишь на заключительных этапах процесса синтеза ВС.

2.2.2. Структуры ВС.

Процесс проектированияВС наначальныхстадиях формально

представляет собой создание,поиск и преобразование различных ас-

пектовструктур ВС [87]. В связи с этим актуальной является зада-

ча определения полного множества структур различного вида на каж-

дом уровне иерархииВС(см. выражения (2.1), (2.2)), необходимо-

го и достаточного для отображения синтеза ВС как процесса поиска и

выбора структуры,обладающей качественной определенностью(функ-

цией) и требуемым набором значений свойств.

В общем случае структуру ВС на верхних уровнях иерархического

членения можно описать следующим множеством видов структур:

S = < S5*0, U5s0 >,

где S5* 0- множество структур откачных модулей ВС(структурных

единиц), представляющихсобойустойчивую совокупность вакуумного

средства откачки и необходимого набора ФМ, обеспечивающих достиже-

ние и поддержание требуемых вакуумных условий (форвакуумные, высо-

ковакуумные модули и их комбинации); U5s 0- множество отношений свя-

- 54 -

зи (временных и/или пространственных) откачных модулей.

Причем, S5*0 имеет семь аспектов описания:

S5*0 = < S4d0, S4ф0, S4а0, S4м0, S4в0, S4п0, S4г0 >, (2.5)

где S4d0, S4ф0, S4а0, S4м0, S4в0, S4п0, S4г0 4 0-соответственноструктура

действий, функциональная,абстрактная,морфологическая, вариант-

ная, пространственная, и геометрическая структуры.

Признаковое описание структурных элементов ВС,а такжемно-

жествоотношений между этими элементами определяют конкретный вид

структуры ВС,каждую из которых можно представить следующим обоб-

щенным выражением:

5n0 5n0 5n

8а0x 8е0 y4i0 ( 7L0 PQ (x,y4i0)7 0V PR (y4i0,y4j0)) ──760 8е7 m 0(PS(x,7m0)) (2.6)

4i=10 4i=10 4i=1

4j=i+1

где PQ - предикат, означающий, что объект "x" состоит из мно-

жества элементов { y4i0,i=1,n };PR - предикат,означающий, что

между элементами y4i 0и y4j 0существует отношение, имеющее в различных

видах структур разную сущность;PS -предикат, означающий,что

объект "x" имеет структуру S, описываемую матрицей смежности7 0"7m0".

В общем случае структуры различного вида характеризуются так-

же определеннымитипами, которые в порядке возрастания сложности

разделяются на: последовательные, параллельные, параллельно-после-

довательные, последовательно-параллельные, иерархические, сетевые

и смешанные. Как отмечалось в главе 1, ВС может иметь любой из пе-

речисленных типовструктур,причем более жестким и разнообразным

требованиям, предъявляемым к ВС,соответствует как правилоболее

сложный тип структуры.

Таким образом,начальные стадии проектирования ВС подразуме-

вают последовательныйсинтези преобразование структур S,т.е.

конкретизацию концептуальной модели ВС (см. выражения (2.1),(2.5))

первых двух иерархических уровней членения:

- 55 -

{5 k0S4d0 ─765 k0S4ф0 ─765 k0S4а0 ─765 k0S4м0 ─765 k0S4в0 ─765 k0S4п0 ─765 k0S4г0, k=0,1 }.

Структура действий S4d 0= < D, U5d 0> состоит из множества выпол-

няемых ВС или откачным модулем действий и отношений следования U5d0,

указывающих на порядок действий.Структура S4d 0строится в том слу-

чае, когдаконструктора не удовлетворяют известные функциональные

структуры и он ищет новые S4ф0.

На рис. 2.3 представлен мультиграф множества базовых типовых

структур откачного модуля ВС S4d0, где D4i0, i=1,9 - действия, реали-

зующие обобщеннуюфункциюВС (см. табл.2.1). Причем, реальная

структура S4d 0ВС, характеризующая типовой алгоритм функционирования

данного класса технологического оборудования, как правило, включа-

ет в себя несколько взаимосвязанных фрагментов из множестватипо-

вых структур S4d 0(данное замечание справедливо и для всех остальных

видов структур).

Предпосылкой генерациивсевозможных функциональных структур

S4ф 0из структуры S4d 0является отсутствие в последней какой-либоин-

формации о входах,выходах и операндах.Функциональная структура

S4ф 0может быть представлена в виде S4ф 0= < F, U5ф 0>, где F - множест-

во рабочихфункций ВС; U5ф 0- множество отношений следования.S4ф0,

как правило, строится исходя из дерева функций ВС, представленного

на рис. 2.2. Сформированное множество базовых структур S4ф 0типового

модуляоткачки, граф котороготопологическисовпадает с графом

структур S4d0, представлен на рис. 2.3. Здесь 510F5i0, i=1,9 - множество

рабочих функций первого уровня членения ВС (см. табл. 2.2).

Поскольку в общем случае ВС имеет сложную структуру смешанно-

го типа,включающую в себя на функциональном уровне множество ти-

повых структурных фрагментов S4ф 0откачных модулей, топостроение

обобщенного мультиграфавсевозможныхструктур S4ф 0для ВС в целом

(рис. 2.5) представляется возможным лишь с использованием средств

- 56 -

D415 0(510F510)

4о5 o

D425 0(510F520)

D495 0(510F590) 4о5 o

5в05о

D435 0(510F530)

D485 0(510F580) 4о0 5о o

5в

4о0 4о

D475 0(510F570) D445 0(510F540)

5в0 5o

5о о

D465 0(510F560) D455 0(510F550)

5в0 5o

4* 04*

Рис. 2.3. Множество типовых базовых структур S4d 0(S4ф0) откачно-

го модуля ВС.

┌─────┬1┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┐

│ 4*0│ 4 f0 41 70 1 ┤

│ S4фв0 │ U450 4о0F4в0 1 ┤

├─────┘ 4 0 40 4 1 6 0 40 4 1 2 0 40 4 0│1 ┤

1├0 41 10 4 04f04 0F4в0 4 0 4f 0 4 0F4о0 4 f0 1┌┬┬┬┬0│1┬┬┬┬┐0 410 481 ┤

1├0F4o0 4о0_____U410_____4о0______U420_____4о0____U430______4о0_______4о0 F4в1 ┤

1├0 │4f0 4 0 4 0 4 01├41 50 │ 4 0 1┤04 f1 ┤

1├0 U460 4 0 4 0 4 0 4 0 1├0 F4о0 │ 1┤0 U441 ┤

1├0 410 440 │ 1 ├ 0│1 ┤ ┤

1├0F4о0 4о0 1┌┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴0│1┴┴┴┴┤┴┴┴┴┴┴┴┘

1├0 │4f0 1┤0 4 1├4 1 0│4f1 ┤

1├0 U480 1┤ ├ 0U471 ┤

1├0 410 420 │4 1┤4 0 4 0 1├41 40 │ 1 ┤

1├0F4о0 4о0 4 1┤4 0 4 1├0 F4о о0 1 ┤

1├0 │4f0 1┤ ├ 0│1 ┤

1├0 U490 1┤ ├ 0│1 ┤

1┌┬┬┬┬├┬┬┬┬┬0│1┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┘4 0 │4f1 ┤

1├0 1├0 410 440 │ 1┤0 4 0 40 U4101┤

1├0 1├0F4о0 4о04f1 ┤ 0│1 ┤

1├0 1├0 │ U4111┤0 4 041 41 41 21 0│1 ┤

1├0 1└┴4f1┴┴┴0│/1┴┴┴┘0 4f0 4 0 F4о 0 4f1 4 0 F4о 0│ 1 ┤

1├0 4o0___U4120__4о0________U4130________4o0________U4140________4о0 1 ┤

1├41 30 410 410 4 0 4 04 04 0 1 ┤

1├0 F4o0 F4о04 0 40 4 0 1 0┌──────┤

1├ 0│10 4*10│

1├ 0│1 0 S4фф1 0│

1└┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴0┴──────┘

Рис. 2.4. Граф функциональной структуры (S4ф0) типовой ВС [26]:

4*01 0 4*

S4фв0, S4фф 0- соответственно,функциональные структуры

высоковакуумного и форвакуумного откачных модулей.

- 57 -

вычислительной техники. В качестве примера на рис. 2.4 представлен

граф S4ф 0реальной структуры типового варианта ВС оборудования нане-

сения тонкихпленок методом термического испарения [26]. Данный

граф является подмножеством обобщенного мультиграфа функциональных

структур ВС (см. рис. 2.5).

В свою очередь,каждой рабочей функции F5i 0структуры S4ф 0можно

поставить всоответствие некий реализующий ее обобщенный родовой

элемент - функциональный модуль,являющийся абстрактнымобъектом

A5i0, который обладает неким набором общих свойств и имеет множество

вариантов своего исполнения, наследующих общие свойства данного ФМ

и отличающихсяот него оригинальными свойствами. Таким образом,

абстрактная структура S4a 0= < A, U5a 0> имеет множество взаимосвязан-

ных родовых элементов A = { A5i0} (см. выражение (2.2)), исполняющих

функции { F5i0}, а также множество отношений связи U5a0.

Установим требуемое взаимнооднозначное соответствие F5i 750─76 0A5i

(см. табл. 2.2): 510F51 0-функциявакуумного средстваоткачки;

510A51 0- множество типов вакуумных насосов; 510F52 0- функциявакуумной

коммутационной аппаратуры;510A52 0- множество типов ВКА; 510F53 0- функ-

ция 5 0вакуумного5 0 натекателя;50 510A53 0- множество5 0 типов натекателей;

510F54 0- функция вакуумной коммуникации; 510A54 0- множество типов комму-

никаций (трубопроводов,распределительных камер );510F55 0- функция

рабочей камеры;510A550 - множествотиповвакуумных рабочих камер;

510F56 0- функция вакуумной ловушки; 510A56 0- множество типоввакуумных

5в

ловушек; 510F57 0- функция вакууметра; 510A57 0- множество типов вакуумет-

5в

ров; 510F58 0- функция вакуумного ввода; 510A58 0- множество типов вакуум-

5в

ных вводов;510F59 0- функция нагревателя; 510A59 0- множество типов наг-

5в

ревателей. На рис. 2.6 показан граф структуры S4a 0приведенного выше

примера S4ф0 (см. рис. 2.4).

Структура S4a 0является основой для построенияморфологической

структуры S4м 0ВС,которую,как отмечалосьвыше (см. п. 2.1), на

- 58 -

┌────── 770 ────────── 770 ─────┐

│ │

│ F510 │

│ F590 4o0 F520 │

770 4o0 4o0 77

│ │

4s0 │ │

U4120│ F584o0 4o0 F530 │

│ │

│ 4o04o0 │

770 F570 7 0 5 0 F540 77

┌────── 770 ────────── 770 ─────┐ │ 4o0 4o0 4┌────┤

│ │ │ F560 F550 │ 4*0│

│F510 │ │ │S4ф20 │

│ F590 4o0 F520 │ └────── 770 ────┬───── 770 ┴────┘

770 4o0 4o0 770 7%

│ │ │

│ │ .4s

│ F584o0 4o0 F530 │ . U42n

│ │ .

│ │ │

│ 4o04o0 │ │

770 F570 F540 770 7^

│ 4o0 4o0 4┌────┤0 ┌────── 770 ────┴───── 770 ─────┐

│ F560 F550 │ 4*0│ │ │

│ │S4ф10 │ │F510 │

└────── 770 ────────── 770 ┴────┘ │ F590 4o0 F520 │

77 4о7 4о7 7

│ │

. . . │ │

│ F584o0 4o0 F530 │

4s0 │ │

U41n0 │ │

│ 4o04o0 │

770 F570 F540 77

│ 4o0 4o0 4┌────┤

│ F560 F550 │ 4*0│

│ │S4фn0 │

└────── 770 ────────── 770 ┴────┘

Рис. 2.5. Обобщенный мультиграф функциональных структур (S4ф0)

ВС в целом.

- 59 -

начальных этапах проектирования необходимо и достаточнопредста-

вить в видедвухуровнегодерева. Морфологическаяструктура

S4м0 = < A 7u0 B , U410 7u0 U420 > имеет два подмножества5 0вершин:A = { A5i0}

- типы ФМ (вершины "И")иB = { B5i0} - множество вариантов техни-

ческого исполнения типов A5i 0(вершины "ИЛИ"),а также два подмно-

жества отношений: U410 - отношениявключения между элементами A5i0;

U420 - родовидовые отношения между элементами множеств A и B.

Структура S4м0ВСв виде двудольного дерева представлена на

рис. 2.7,где Н - вакуумный насос; ВКА - вакуумная коммутационная

аппаратура; Нт - вакуумный натекатель;Ком - вакуумная коммуника-

ция;К - рабочая камера;Л - ловушка; В - вакууметр;Вв - ва-

куумныйввод; Нг - нагреватель; "4о0" - вершины "И"; "4о0" - вершины

41 i 0 4 1 i

"ИЛИ"; 4s0П4j0- значения структурных признаков 4s0П ,характеризующих

j-е варианты исполнения i-го типа абстрактных элементов на первом

иерархическом уровнечленения.

Замена в структуре S4a 0на основе сформированного S4м 0абстракт-

ных элементов A5i 0конкретными вариантами их исполнения B4j0образует

вариантную структуру S4в 0= < B, U5в 0>, где U5в 0- конкретные отношения

соединения между вариантами исполнения B4j0 4 0(в отличие от абстракт-

ных отношений связи U5d0, U5ф0, U5a0, U5м 0.При этом декартово произве-

дение 720S4в72 0= П B4j 0определяет множество всевозможных вариантов ре-

5i,j

шений при проектировании ВС.

Мощность множества всевозможных вариантных структур S4в 0ВС ве-

лико и не поддается оценке, поэтому в качестве иллюстрации на рис.

2.8 приведен граф возможного варианта структуры S4в0, гдевершины:

510B51 0- "диффузионный высоковакуумный насос";510B510- "механический

51 2

вращательный насос"; 510B520 -"высоковакуумныйшиберный затвор";

510B520, 510B52 0- "электромеханический вакуумный клапан";510B53 0- "натека-

520 530 51

тель сручным приводом"; 510B55 0- "вакуумная камера";510B54 7_ 510B54 0-

510 51 4

- 60 -

┌─────┬1┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┐

│ 4*0│ 4 a04о1 701 ┤

│ S4ав0 │ 4 0 40 4 1 6 0 40 4 1 2 0 40 U450│ A 1 ┤

├─────┘ 4 04a04 0A 4 0 4a 0 4 0A 4 a0 1┌┬┬01┬0│1┬┬┬┬┐0 410 481 ┤

1├0 41 10 4о0_____U410_____4о0______U420_____4о0____U430______4о0_______4о0 A 1 ┤

1├0A │4a0 4 0 4 0 4 0 1├41 50 │ 4 01┤04 a1 ┤

1├0 U460 4 0 4 0 4 0 4 0 1├0 A│ 1┤0 U441 ┤

1├0 410 440 │ 1 ├ 0│1 ┤ ┤

1├0A 4о0 1┌┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴0│1┴┴┴┴┤┴┴┴┴┴┴┴┘

1├0 │4a0 1┤0 4 1├4 1 0│4a1 ┤

1├0 U480 1┤ ├ 0U471 ┤

1├0 410 420 │4 1┤4 0 4 0 1├0 41 40│ 1 ┤

1├0A 4о0 4 1┤4 0 4 1├0A 4о0 1 ┤

1├0 │4a0 1┤ ├ 0│1 ┤

1├0 U490 1┤ ├ 0│1 ┤

1┌┬┬┬┬├┬┬┬┬┬0│1┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┘4 0 │1 ┤

1├0 1├0 410 440 4о0 4a1 ┤ 0│4a1 ┤

1├0 1├0A │ U4111┤0 4 041 41 41 21 0U4101┤

1├0 1└┴4a1┴┴┴0│/1┴┴┴┘0 4a0 4 0 A 4 0 4a1 4 0 A 4 0│ 1 ┤

1├0 4o0___U4120__4о0________U4130________4o0________U4140________4о0 1 ┤

1├41 30 410 410 4 0 4 04 04 0 1 0┌───4*0──┤

1├0 A A 4 0 404 0 │10S4аф1 0│

1└┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴0┴──────┘

Рис. 2.6. Граф абстрактной структуры (S4а0) типовой ВС [26].

─────┬────┬─────────────────────────────────── 2Уровень 00 ──

о───┤ ВС │

───────┴────┴─────────── 41 i1 i0 ─────────────────────────

4s0П 4s0П4j

────────────────────────────────────────── 2Уровень 10 ───

┌─────┐ о о B4110 ┐ Множество вариантов

о───┤Н ├───о─────оB41k0 ┘ насосов

└─────┘

┌─────┐4 0о4 0о B4210 ┐ Множество вариантов

о───┤ ВКА ├───о─────оB42l0 ┘ ВКА

└─────┘

┌─────┐4 0о4 0о B4310 ┐ Множество вариантов

о───┤Нт ├───о─────оB43m0 ┘ натекателей

└─────┘

┌─────┐ о о B4410 ┐ Множество вариантов

о───┤ Ком ├───о─────оB44n0 ┘ коммуникаций

└─────┘

┌─────┐ о о B4510 ┐ Множество вариантов

о───┤К ├───о─────оB45p0 ┘ рабочих камер

└─────┘

┌─────┐ о о B4610 ┐ Множество вариантов

о───┤Л ├───о─────оB46q0 ┘ ловушек

└─────┘

┌─────┐ о о B4710 ┐ Множество вариантов

о───┤В ├───о─────оB47r0 ┘ вакууметров

└─────┘

┌─────┐ о о B4810 ┐ Множество вариантов

о───┤Вв ├───о─────оB48s0 ┘ вводов

└─────┘

┌─────┐ о о B4910 ┐ Множество вариантов

о───┤Нг ├───о─────оB49t0 ┘ нагревателей

└─────┘

───────────────────────────────────────────────────────

Рис. 2.7. Морфологическая структура (S4м0) ВС.

- 61 -

различные виды вакуумныхтрубопроводов;510B56 0- "азотная вакуумная

ловушка"; 510B570 - "тепловой вакууметр"; 510B580 - "контактныйввод дви-

51 1

жения".

Отличие структур S4в 0и S4a 0(см.рис.2.6) состоит в том,что

элементы в S4в 0имеют конкретные имена вместо абстрактныхв S4а0,а

абстрактные отношениясвязи заменены на конкретные отношения сое-

динения.

Пространственная структура S4п 0представляет собой развитие ва-

риантной структуры S4в0, отражающая компоновкуВС впространстве:

S4п 0=< B,U5п 0>,где U5п 0= 410U5п 7u 420U5п 7u 430U5п 0- множество пространс-

твенных отношений, представляющее собой объединение отношений трех

типов: взаимного расположения 410U5п0, принадлежности 420U5п 0и направле-

ния (ориентации) 430U5п0.

Эти отношения имеют следующие множества значений:

410U5п 0= { параллельное,соосное, перпендикулярное,симметричное,

сверху, снизу, справа, слева, спереди, сзади };

420U5п0 = { внутреннее, внешнее };

430U5п 0= { по l4x0,по l4y0,по l4z0,против l4x0, против l4y0, против l4z 0},

где l4x0, l4y0, l4z0 - оси декартовых координат.

Множество структур S4п 0для выбранного варианта S4в 0определяется

множеством значений U5п0. Конкретное описание пространственных отно-

шениймежду элементами множества B определяется вектором значений

отношений из пространства 410U5п 7& 420U5п 7& 430U5п0. Причем множество конк-

ретныхпространственных отношений,характеризующих структуру S4п0,

должно быть не противоречивым с точки зрения физической реализации

даннойструктуры (отсутствие возможных пересечений в пространстве

графических образов элементов ВС,ограничения на пространственное

расположение отдельных элементов).

Граф одного из вариантов пространственной структурырассмат-

риваемого примера ВС (см.рис.2.8) представлен на рис 2.9,где

- 62 -

┌─────┬1┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┐

│ 4*0│ 4 в0 41 70 1 ┤

│ S4вв0 │ U450 4о0B410 1 ┤

├─────┘ 4 0 40 4 1 6 0 40 4 1 2 0 40 4 0│1 ┤

1├0 41 10 4 04в04 0B410 4 0 4в 0 4 0B410 4 в0 1┌┬┬┬┬0│1┬┬┬┬┐0 410 481 ┤

1├0B410 4о0_____U410_____4о0______U420_____4о0____U430______4о0_______4о0 B411 ┤

1├0 │4в0 4 0 4 0 4 0 1├41 50 │ 4 01┤04 в1 ┤

1├0 U460 4 0 4 0 4 0 4 0 1├0 B410 │ 1┤0 U441 ┤

1├0 410 440 │ 1 ├ 0│1 ┤ ┤

1├0B410 4о0 1┌┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴0│1┴┴┴┴┤┴┴┴┴┴┴┴┘

1├0 │4в0 1┤0 4 1├4 1 0│4в1 ┤

1├0 U480 1┤ ├ 0U471 ┤

1├0 410 420 │4 1┤4 0 4 0 1├41 40 │ 1 ┤

1├0B420 4о0 4 1┤4 0 4 1├0 B43 о0 1 ┤

1├0 │4в0 1┤ ├ 0│1 ┤

1├0 U490 1┤ ├ 0│1 ┤

1┌┬┬┬┬├┬┬┬┬┬0│1┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┘4 0 │4в1 ┤

1├0 1├0 410 440 │ 1┤0 4 0 40 U4101┤

1├0 1├0B420 4о04в1 ┤ 0│1 ┤

1├0 1├0 │ U4111┤0 4 041 41 41 21 0│1 ┤

1├0 1└┴4в1┴┴┴0│/1┴┴┴┘0 4в0 4 0 B44 0 4в1 4 0 B43 0│ 1 ┤

1├0 4o0___U4120__4о0________U4130________4o0________U4140________4о0 1 ┤

1├41 30 410 410 4 0 4 04 04 0 1 ┤

1├0 B410 B4204 0 40 4 0 1 0┌──────┤

1├ 0│10 4*10│

1├ 0│1 0 S4вф1 0│

1└┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴0┴──────┘

Рис. 2.8. Граф вариантной структуры (S4в0) типовой ВС [26]:

┌─────┬1┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┐

│ 4*0│ 4 п0 41 70 1 ┤

│ S4пв0 │ U4504о0B410 1 ┤

├─────┘ 4 0 40 4 1 6 0 40 4 1 2 0 40 4 0│1 ┤

1├0 41 10 4 04п04 0B410 4 0 4п 0 4 0B410 4 п0 1┌┬┬┬┬0│1┬┬┬┬┐0 410 481 ┤

1├0B410 4о0_____U410_____4о0______U420_____4о0____U430______4о0_______4о0 B411 ┤

1├0 │4п0 4 0 4 0 4 0 1├41 50 │ 4 01┤04 п1 ┤

1├0 U460 4 0 4 0 4 0 4 0 1├0 B410 │ 1┤0 U441 ┤

1├0 410 440 │ 1 ├ 0│1 ┤ ┤

1├0B410 4о0 1┌┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴0│1┴┴┴┴┤┴┴┴┴┴┴┴┘

1├0 │4п0 1┤0 4 1├4 1 0│4п1 ┤

1├0 U480 1┤ ├ 0U471 ┤

1├0 410 420 │4 1┤4 0 4 0 1├41 40 │ 1 ┤

1├0B420 4о0 4 1┤4 0 4 1├0 B43 о0 1 ┤

1├0 │4п0 1┤ ├ 0│1 ┤

1├0 U490 1┤ ├ 0│1 ┤

1┌┬┬┬┬├┬┬┬┬┬0│1┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┘4 0 │4п1 ┤

1├0 1├0 410 440 │ 1┤0 4 0 40 U4101┤

1├0 1├0B420 4о04п1 ┤ 0│1 ┤

1├0 1├0 │ U4111┤0 4 041 41 41 21 0│1 ┤

1├0 1└┴4п1┴┴┴0│/1┴┴┴┘0 4п0 4 0 B44 0 4п1 4 0 B43 0│ 1 ┤

1├0 4o0___U4120__4о0________U4130________4o0________U4140________4о0 1 ┤

1├41 30 410 410 4 0 4 04 04 0 1 ┤

1├0 B410 B4204 0 40 4 0 1 0┌──────┤

1├ 0│10 4*10│

1├ 0│1 0 S4пф1 0│

1└┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴0┴──────┘

Рис. 2.9. Граф пространственной структуры (S4п0) типовой ВС [26].

- 63 -

множество пространственных отношений между элементами описывается

тройками следующего вида: { U5п0 ={соосно, внешняя, по l4z0}, i=1,5 };

U5п0 = { соосно, внешняя, против l4z0 }; U5п0 = {сверху, внешняя, по l4z0};

56 7

U5п 0= { справа,внешняя,по l4x 0}; { U5п 0= {соосно, внешняя, по l4x0},

58 i

i=9,11,12,14,18 }; { U5п 0= {соосно, внешняя, против l4x0}, i=10,13 }.

Таким образом, исходя из весьма абстрактных описаний структу-

ры ВС получено ее конкретное описание в виде некоторой понятийной

(семантической) модели, в которой каждый структурный элемент и от-

ношения имеют конкретные имена в терминах,понятныхразработчику

вакуумного оборудования.

Дальнейшая задача состоит в преобразовании этой модели в гра-

фическую структуруВС на основе функции соответствия понятия эле-

мента егографическому образу(компонент G в выражении(2.2)).

Любой реальный объект ВС отождествляется конструктором с некоторым

концептом, который описывается графической структурой. Графический

образ ВС как целостного ТО получают компоновкой структур ФМ на ба-

зе S4в0 и S4п0.

Геометрическая структураS4г 0введенадляреализации на ЭВМ

разработанных моделей структур в виде схемиличертежей иявно

конструктором не описывается.

Следующим этапом концептуального анализа ВС как объектапро-

ектирования является определениесоставаи взаимосвязейее

свойств, проявляющихся при взаимодействии ВС с окружением.

2.3. Свойства и признаки ВС и ее структурных составляющих.

Важным этапом построения концептуальной модели ВС как объекта

проектирования[87] является определение свойств Z (см. выражения

(2.1), (2.2)).

- 64 -

Свойства ВС характеризуются параметрами ипризнаками4z0П,а

также ихзначениями. Причем значение признака - это качественная

характеристика свойства объекта, в то время как значение параметра

имеет количественное выражение.

На основании того, что свойства ВС проявляются при ее взаимо-

действии с окружением, возникаетнеобходимостьконкретизации

свойств ВС путем анализа состава окружения,т.е. всего не принад-

лежащего ВСмножества техническихсистем, но связанного с ней и

оказывающего на нее существенное влияние.

Окружение ВС описывается следующим набором компонент:

5k0O = < 5k0O410, ..., 5k0O4i0, ..., 5k0O490 >, (2.7)

где соответственно: k - рассматриваемый уровень иерархическо-

го членения ВС;5k0O41 0- управляющие объекты (человек,робот, ЭВМ);

5k0O42 0- эксплуатация на всех стадиях существования ВС; 5k0O43 0- взаимо-

действующие (сопряженные) ТО; 5k0O44 0- производство; 5k0O45 0- технологи-

ческий процесс,которомуспособствует ВС;5k0O46 0- изготавливаемое

посредством технологического процесса в ВС изделие; 5k0O47 0- источник

энергии; 5k0O480-режимы функционирования; 5k0O49 0- окружающая среда

эксплуатации.

Взаимодействие ВС с окружением порождает множество связей 5k0C,

определяющих в свою очередь то или иное свойство ВС:

5k0C = 7u05k0ВС 7&0 5k0O4i0;5k0C = { 5k0C4i0,i=1,9 }.

5i=1

На рис. 2.10 показан мультиграф связей ВС с окружением, поз-

воляющий выявить множество соответствующих свойств ВС.

Описание свойств ВС любого уровня иерархии представляет собой

множество троек вида:

Z5i0 = < I5i0, P5i0, 4z0П5i0 >, i=1,n, (2.8)

где n - общеечислосвойств ТО; I5i0 - имясвойства Z5i0;

P5i 0= { P5i 0}, 4z0П = { 4z0П4j 0} - множества параметров и признаков, ха-

рактеризующих свойство Z5i0.

- 65 -

5k0O41

5k0O490 5k0O42

4o04 0 5k0C410 4o

5k0C490 5k0C42

5k0C480 5k0ВС

5k0O480 5о0 / 5о0 5k0O43

5o0 5k0C43

5k0C470 5k0C44

5k0O4705о0 4о05k0O44

5k0C460 5k0C45

4o0 4о

5k0O460 5k0O45

Рис. 2.10. Мультиграф связей ВС с окружением.

4f0Z 5о0 5о0 4h0Z

4k0Z 5o 0 5 0 4 5 0 5о0 4p0Z

Рис. 2.11. Мультиграф связей между классами свойств ВС.

- 66 -

С точки зрения проектирования наиболее важным являетсяприз-

нак "класс",отражающий взаимодействия ВС с окружением, в которых

проявляется рассматриваемоесвойство.Разбиение свойствданным

признаком позволяетсгруппироватьих по следующим основным клас-

сам: функциональные,эксплуатационные,производственные иконс-

4o o o o

труктивные свойства ВС (4f0Z, 4h0Z, 4p0Z, 4k0Z соответственно).

Основными функциональными свойствами 4f0Z ВС являютсяпроизво-

дительность, предельный вакуум и состав остаточной среды.

Основными свойствами 4h0Z являются:надежность, ремонтопригод-

ность, сохраняемость и эргономичность.

Производственные свойства 4p0Z ВС проявляются во взаимодействии

с производством.Сточки зрения конструирования к ним относятся

технические и экономические свойства, основными из которых являют-

ся трудоемкость, материалоемкость, энергоемкость.

Конструктивные свойства4k0Z ВС проявляются при взаимодействии

структурных составляющих ВС и во многом определяются конструктором.

Мультиграф связеймежду классамисвойств ВС представлен на

рис. 2.11.

Количественно всеклассы свойствВС описываются значениями

соответствующих наборов параметров (функциональных, эксплуатацион-

ных, производственныхиликонструктивных),приведенных втаб-

лице П.2 приложения.

Свойства ВС(5o0Z) определяются свойствами ее структурных сос-

тавляющих (ФМ) первого уровня членения (510Z), во многом отличающи-

мися от свойств,присущих ВС в целом,что обусловлено изменением

состава окружения ФМ4i 0по сравнению с ВС.При этом свойства ФМ4i 0ВС

описываются аналогичным образом:

510Z5i0= < 510Z5i0, 510Z5i0, 510Z5i0, 510Z5i0 >, (2.9)

5f 0 5h 0 5p0 5 k

- 67 -

где 510Z5i 0- множество свойств i-го ФМ; 510Z5i0, 510Z5i0, 510Z5i0, 510Z5i 0- со-

5f 0 5h 0 5p0 5 k

ответственно множествафункциональных,эксплуатационных,произ-

водственных иконструктивныхсвойств i-го ФМ;i = 1,9 - индекс

принадлежности соответствующему ФМ ВС (см. табл. 2.2).

Основные параметры свойств структурных составляющих ВС предс-

тавлены в таблице П.3 приложения 2. Взаимосвязи существенных пара-

метров ВС и ее структурных элементов представлены ввидеграфов

(рис. П.1-П.10) и таблицы П.4 приложения 2.

Инвариантные значенияпризнаков 4z0П, описывающиепараметры

свойств ВС и ее функциональных модулей приведены в таблице П.3.

2.4. Цели проектирования ВС.

Важной системной характеристикой,описывающей процесс проек-

тирования ВС,является цель проектирования (компонент L в выраже-

нии (2.2)).

Желаемое целевое состояние ВС, которым должна обладать синте-

зируемая конструкция, задается техническими требованиями в ТЗ. Од-

нако самой цели как движущей силы процесса конструирования ВС в ТЗ

не содержится,т.к.среди существующих конструктивных воплощений

ВС(ТО5*0 в выражении (2.2))возможно наличие аналога, отвечающего

заданным техническим требованиям.

Исходя из выражения (2.1),конкретную конструкцию, реализую-

щую заданную функцию F и имеющую фиксированную структуру S, опишем

определенным набором параметров:

T4k0= < I, P, h >4k0 (2.10)

гдеI -множествоимен свойствВС;P - множество параметров

свойств ВС; h - множество значений параметров свойств ВС; k = 1,n

-номер рассматриваемой конструкции; n - число существующих кон-

струкций ВС.

- 68 -

ТЗ, в свою очередь,есть ни что иное,как подобное описание

требуемой конструкции:

ТЗ = < I5*0, P5*0, h5* 0> (2.11)

где I5*0, P5*0, h5*0 - соответственно требуемые имена свойств ВC , пара-

метры свойств и их значения (см. табл. П.4 приложения 2).

Поиск аналогов осуществляется сравнением характеристик

свойств выражения (2.10) для различных "k" с соответствующими зна-

чениям выражения (2.11). Эквивалентность имен (I4k 0и I5*0) и парамет-

ровсвойств ( P4k 0и P5*0), а также выполнение условия h4k7.0 h5* 0 (7.0 -

отношение "не хуже")означает,что конструкция подномером "k"

является аналогом для данного ТЗ. В противном случае, когда ни од-

на из известных конструкций ВC не удовлетворяет ТЗ по одномуили

нескольким параметрам свойств, можно говорить о возникновении пот-

ребительских целейпроектирования,как необходимостиизменения

значений параметров ВC или ее структурных составляющих, которые в

общем случае представимы в виде:

L410 = < T, И > (2.12)

где T - множество параметров ВC, не удовлетворяющихтребованиям

ТЗ; И- множествоотношенийтипа "изменить".Рассматриваемая

исходная конструкция в данном случае является прототипом.

Наличие взаимосвязей свойств ВCсо свойствами ее структурных

составляющих(см. п. 2.3) обуславливаетвозможностьдостижения

требуемых значений параметровВC за счет изменения свойств ее ФМ,

приводящего к изменению структурыВC, и определяет проектную цель

в виде: L420 = < S, И> (2.13)

Очевидно, чтодля достижениянеобходимыхзначений соот-

ветствующихпараметров свойств ВC - целей,необходимо выявить

связанные с ними ФМ ВCи параметры их свойств,которые, всвою

очередь, становятся целями (подцелями) и требуют выявления связан-

- 69 -

ных с ними параметров подсистем нижнего уровня. Выявленная иерар-

хия образует дерево целей проектирования,для построения которого

используется таблица связей параметров свойств (см. табл. П.4).

Анализ литературных источников , отражающих случаи конкретно-

го проектирования ВС [1-35], позволил выделить основные компоненты

множестваИ : И410 - "уменьшить (понизить)";И420 - "увеличить (по-

высить)"; И430 - "расширить"; И440 - "создать"; И450 - "изменить".

Цель проектирования L , сформулированная на основе требований

ТЗ как необходимость изменения соответствующих параметровсвойств

(5o0Z)выбранной конструкции-прототипаВС, позволяет на базе свя-

зей параметровсвойств(таблица П.4, рис. П.1 - П.10)сформиро-

ватьдерево целей, инвариантный фрагмент которого представлен на

рис. 2.12 , где 5o0Z - свойства ВС в целом; 510Z5i0 , i = 1,9 - свойства

соответствующих ФМ ВС;5o0S - структура ВС в целом; 510S5*0 , i = 1,n -

структурыоткачных модулей ВС; 510S5i0 , i = 1,9 - структуры (типы)

ФМ ВС.

Сложность структуры, а такжевзаимосвязейсвойств ВСи

свойств ее ФМ затрудняют построение обобщенного дерева целей. Его

целеообразноформировать для каждой конкретной ситуации с исполь-

зованием возможностей вычислительной техники.

Построенное дерево целей позволяет выявитьсущественныеот-

носительно поставленной цели Lпараметры,являющиеся ее подцеля-

ми:L= { L4i0 }.При этом путь на дереведовыбранной подцели

условно можно считать задачей проектирования.

Реализация подцелей часто приводит к возникновениювспомога-

тельныхфункций F4в0 .Причемвспомогательных функций может быть

несколько, выполняемых совместно или в определенной последователь-

ности.Цель может порождать и несколько альтернативных вспомога-

тельных функций,каждая из которых,в свою очередь,может быть

исполнена различными способами действий. Появление вспомогательных

- 70 -

L(цель проектирования)

Проектные цели (L420) Потребительские цели (L410)

20-й уровень

────────────────────────── ──────────────────────

5o0S4o 0 4 o0 5o0Z

────────────────────────── ──────────────────────

21-й уровень

────────────────────────── ──────────────────────────

41 *0 4 1 *

S410 S4n

4o 0.4 0.4 0.4 o

4o510Z514 o510Z524 0.4 0.4 0.4 o510Z59

4o0 510S510 4 o510S524 0 .4 0.4 0. 4 o510S59

────────────────────────── ──────────────────────────

22-й уровень

──────────────────────────── ────────────────────────────

4o520S514 0 4 o520S524 0 .4 0.4 0. 4 o520S5k4 0 4o520Z514 o520Z524 0.4 0.4 0.4o520Z5k

──────────────────────────── ────────────────────────────

Рис. 2.12. Инвариантный фрагмент дерева целей

проектирования ВС.

- 71 -

функций, которым могут быть поставлены в соответствие определенные

ФМ ( F4в7560 A ), приводит к изменениям в структуре ВС.

Таким образом,отношения между подцелью и головной целью по-

рождают множество функций,способствующих ее реализации, и позво-

ляя сформировать уточненную S4ф 0, являются основой получения ориги-

нальных проектных решений [90,91].

2.5. Концептуальная модель знаний ВС.

Необходимость созданияэффективно функционирующей высокоин-

теллектуальной САПР ВС выдвигает на первый план решение задач фор-

мирования ипредставления знаний о предметной области в виде кон-

цептуальной модели.

В данном аспекте формирование инженерных знанийпредставляет

собойпреобразованиеинформации, полученной от экспертов в виде

фактов и правил их использования, в форму, приемлемую для машинной

обработки. С этой целью к настоящему времени созданы и используют-

ся в действующих системах различные модели представлениязнаний.

Наиболееширокое распространениеполучилимодели представления

знаний в виде семантических сетей,систем продукций,фреймовых и

логических моделей [92].Выборрационального способа представле-

ния знаний о предметнойобластиявляется центральнойпроблемой

построения любой интеллектуальной САПР.

Представление знаний в интеллектуальной САПР ВС подразумевает

четкое разграничение экспертных конструкторских знаний обобъекте

проектирования(модели предметной области) и эвристических знаний

(правил и методов), используемых проектировщиком при выполнении им

основных проектных процедур над моделями предметной области.

Модель представления знаний о предметной области дляпроцес-

- 72 -

совпректирования и конструирования ВС формируется на основе ана-

лиза системной модели ВС (см. п. 2.1), иерархически структурирую-

щей предметную область.

Основой построения системы знаний служит функциональное дере-

во ВС [93],уточняемоепризнаковым разбиениемдо конкретного

функционального описания на различных уровнях иерархического чле-

нения объекта (см. табл. П2, рис. 2.2).

Сопоставление элементов функционального дерева с видовым мно-

жеством структур ВС позволяет построить концептуальную модель базы

знаний, наиболее полно представляющую все множество имеющихся зна-

ний об объекте проектирования,его структуре,свойствах, а также

отношениях их характеризующих. Укрупненная структурная схема орга-

низации конструкторских знаний о ВС показана на рис. 2.13.Данная

система с точки зрения теории построения баззнанийпредставляет

собой фреймовую модель,построенную над семантической сетью.При

этом все взаимосвязи между фреймами (слотами) организованывот-

дельномфрейме связей,позволяя тем самым использовать механизм

присоединенных процедур для обработки различных типов связей (таб-

лицы, формулы и т.п.) на базе возможностей известных аппаратов об-

работки фреймов и баз данных (язык FRL, CLIPPER и т.п.). Формируе-

мая модель предусматривает инвариантность представления и обработ-

ки знаний на всех уровнях иерархии,что обеспечивает операционную

гибкость и высокие адаптационные свойства системы.

Нулевой иерархический уровень базы знаний представляет инфор-

мациюо свойствах и поведении объекта в целом.Следующий уровень

иерархии характеризует свойства его структурных составляющих(см.

рис. 2.7). Каждый уровень декомпозиции объекта в свою очередь раз-

делен на четыре горизонтальных подуровня (плоскости)детализации

описания ранжированным множеством признаков (см. табл. П2), кото-

рые организуются в локальные признаковые фреймы. Введенные четыре

- 73 -

- 74 -

плоскости конкретизации описания ТО определяют объект проектирова-

ния на данном иерархическом уровне в терминах соответственно функ-

ций ТО, его типов, конструктивных вариантов и геометрических обра-

зов им соответствующих.Причем признаковое разбиение функциипо-

рождает множество типов родовых элементов, данную функцию выполня-

ющих,а декомпозиция типов - множество конструктивныхвоплощений

устройств данного типа. Конкретному конструктиву ТО однозначно со-

ответствует его геометрический образ.

Описание любого ТО (структурного элемента) вне зависимости от

положения в структуре знаний представляется в виде фрейма свойств

егохарактеризующих.Пример подобного фрейма представлен на рис.

2.14.

Фрейм свойств должен содержать информацию о свойствах объекта

(параметры,признаки) и их значениях (см.табл. П3), а также об

алгоритмефункционированияданного объекта (устройства).Данный

подход воплощает в себе принцип необходимости сочетания структур-

но-параметрическогои функционального описаний объекта (см.рис.

2.1). Все фреймы свойств объектов (устройств) в модели знаний о ВС

имеют инвариантную структуру.

Связи объектов в рамках горизонтального иерархического уровня

устанавливаютсяавтоматическимнаследованием свойств между поду-

ровнями, присущим фреймовой организации информации и, следователь-

но, в дополнительном определении не нуждаются.

Иерархические же связи между объектами разныхуровнейможно

разделить на две группы:

- структурные связи, описывающие отношения включения объектов

различных горизонтальных уровней;

- взаимосвязи их свойств.

При этом, структурные связи в различных плоскостях детализа-

- 75 -

┌──────────────────────────────────────────────────┐

│ Т И П В С │

├───────────────┬──────────────────────┬───────────┤

│ Свойства │ Параметры (признаки) │ Значения│

│ ├─┬────────────────────┼───────────┤

│ │1│... ... ... │ ... ... │

│ │2│... ... ...│ ... ... │

│ │.│... ... ... │ ... ... │

│ │N│... ... ... │ ... ... │

├───────────────┼─┴────────────────────┼───────────┤

│ Алгоритм функ-│ Параметры действия │ Значения │

│ ционирования ├─┬────────────────────┼───────────┤

│ │1│... ... ... │ ... ... │

│ │2│... ... ... │ ... ... │

│ │.│... ... ... │ ... ... │

│ │M│... ... ... │ ... ... │

└───────────────┴─┴────────────────────┴───────────┘

Рис 2.14. Фрейм свойств типа ВС.

ции уровня (функция,тип,конструктив, геометрия) характеризуют

соответствующиетипы структуробъекта на рассматриваемом уровне

иерархии - S4ф, 0S4а, 0S4в, 0S4п, 0S4г, 0детально описанные в п. 2.2.2.

Межуровневые связисвойств объектов могут иметь весьма раз-

личный вид представления (формулы,таблицы,семантичесие и логи-

ческие утверждения и т.п.).Это требует формирования взаимосвязей

свойств в виде отдельного фрейма,что предусматривает при необхо-

димости возможность подключения процедур обработки соответствующе-

го типа отношений. Фрейм отношений свойств объектов в общем случае

имеет вид, представленный на рис. 2.15.

В множестве отношений связей свойств выделены две группы:

- подмножество взаимосвязей свойств для одного объекта;

- подмножество межуровневых взаимосвязей свойствобъектовв

вертикальных плоскостяхиерархическогочленения объектов на рис.

2.13.

- 76 -

┌──────────────────────────────────────────────────────────┐

│ Взаимосвязи свойств объектов │

├─────────────────────────────┬────────────────────────────┤

│ Отношения свойств, характе- │ Отношения свойств объектов │

│ ризующих один объект │ различных уровней иерархии │

└────────────┬────────────────┴─────────────┬──────────────┘

│ │

│ ┌───────────────┴─────────────────┐

│ │ ... ...... │

│

┌───── │ ─────────────────────────────────────────────────┐

┌──────── │ ──────────────────────────────────┬─────────────┐│

│ │ │ 1-й уровень ││

┌────────────┴────────────────────────────────┬─────────────┐──┤│

│ ┌─────────────────┐ │ 0-й уровень │││

│ │... ... ... │ └─────────────┤││

│ ┌─────────────────┐ │ │││

│ │ Уровень типов │ │ │││

│ ┌─────────────────┐ │ ├───── ... │││

│ │ Уровень функций │ │ │ │││

│ ├───┬─────────────┤ ├───── ┌─────────────────┐ │ ││

│ │ 1 │ Объект 1 ├────────┤ Объект 1 │─┐ │││

│ ├───┼─────────────┤ │ ├───┬─────────────┤ │ │││

│ │ 2 │ Объект 2 │ │ │ 1 │ Отношение 1 ├───процедура│ ││

│ ├───┼─────────────┤─┘ ├───┼─────────────┤ │ │││

│ │...│ ... ... │ │ 2 │ Отношение 2 ├───процедура│ ││

│ └───┴─────────────┘ ├───┼─────────────┤ │ │││

│ │...│ ... ... ├───процедура││┘

│ └───┴─────────────┘ │ ││

│ └─────────────────┘ │──┘

│ │

└───────────────────────────────────────────────────────────┘

Рис. 2.15. Структура фрейма взаимосвязей свойств объектов.

- 77 -

Взаимоотношения свойствкаждого объекта организуются в виде

фреймов связей для соответствующего иерархического уровня. Каждому

объектусопоставляются соответствующие множества взаимосвязей его

свойств и типовых процедур обработкитребуемыхтипов отношений.

При этомподмножество отношений связи проектных свойств объекта с

фазовыми функциональными переменными (выходными параметрамидейс-

твия) характеризуют модель функционирования описываемого объекта.

Организация фреймовдля межуровневыхвзаимосвязейсвойств

различных объектов для всех уровней одинакова. Здесь ведущим явля-

ется объект более высокого уровня, для которого определяются связи

егосвойств сосвойствами структурных элементов нижнего уровня.

Различным видам отношенийсоответствуютпроцедуры ихобработки

(табличных, аналитических, логических, графических и т.п.).

Все фреймы отношенийнаполняютсяконкретным содержанием в

процессе извлечения знаний из экспертов, интерпретируясоответс-

твующиеабстрактные взаимосвязисвойств,представленные в виде

графов на рис. П1-П10 и табл. П4 приложения 2.

Взаимодействие ВС(ФМ) сокружением,описанное в п.2.3,

представляется в модели знаний отдельным фреймом, слотыкоторого

определяют процедуры обработки воздействий на объекты соответству-

ющих компонентов окружения 5k0О4i 0(см. рис. 2.10).

ВЫВОДЫ.

1. На основе системного подхода к анализу ВС с позиций решае-

мых задач разработаны инвариантные относительно введенных уровней

членениясистемные модели ВС как объекта конструирования и проек-

тирования, являющиеся основой создания методики извлечения знаний,

синтеза и моделирования ВС.

- 78 -

2. Сформировано множество базовых ивспомогательныхфункций

ВС,отмечена необходимостьфункционального анализа для эволюции

ВС.Рассмотрена взаимосвязь функции иструктуры ВС,определено

множествоструктур ВС, необходимое и достаточное для отображения

процесса функционального и схемотехнического проектирования.

3. Исследованы взаимосвязи ВС и ее структурных составляющих с

окружением и произведена структуризация выявленных свойств. На ос-

новеисследования взаимосвязей параметров свойств ВС и ее струк-

турных составляющих сформированы соответствующиетаблицысвязей

(см. приложение 2).

4. Введено понятие цели проектирования ВСи показанасвязь

целей проектирования с генерацией вспомогательных функций и струк-

турой ВС. На основе анализа разработанных таблиц связей параметров

свойств ВС определена структура дерева целей проектирования ВС.

5. На основе системной модели ВСразработана концептуальная

модель знаний ВС, которая представляет собой фреймовую организацию

предложенной структурированной информации о ВС, позволяющуюпод-

системе экспертнойподдержки эффективно формировать и манипулиро-

вать знаниями конструктора данной предметной области.

Проведенный системный анализ ВС позволяет перейти к разработ-

ке методик и формализации основных этапов функционального и схемо-

технического проектирования ВС.

- 79 -

3. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИНТЕЗА ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ

3.1. Структура основных проектных процедур САПР ВС.

Логическая структура предлагаемой САПР ВС основана нашироко

известных принципах теории управления [94]. Она достаточно инвари-

антна и может быть использована практически в любой предметной об-

ласти.Укрупненная структурная схема(рис. 3.1) включает в себя

следующие основныефункциональныеблоки: подсистемасинтеза ВС

(СВС); подсистемамоделированияфункционирования ВС произвольной

структуры (МФВС);модуль формирования исходных данныхТЗ(ФИД);

модуль формированияимодификации базы знаний (ФБЗ);подсистема

обработки и управления знаниями (ОУБЗ);база знаний и база данных

(БЗ/БД) [95].

В основе системы лежитследующий итерационныйалгоритмее

функционирования. Начальным этапом является формирование полного и

непротиворечивого ТЗна разработкуВС(блок ФИД).Наоснове

сформированных требований ТЗ и имеющихся в базе типовых алгоритмов

функционирования и принципиальных схем данного классавакуумного

оборудования формируется прототипструктурыпроектируемой ВС

(блок СВС).Результаты проведенного моделирования функционирова-

ния заданной структурной схемы ВС(блок МФВС)позволяют на осно-

ве имеющихся эвристических знанийопредметной области(БЗ/БД)

выработать определенные порождающие правила и управляющие воздейс-

твия(ОУБЗ), способствующиекорректировкетекущей структуры ВС

(блок СВС)и получению следующегоприближения синтезируемой

структуры. Итерационный процесс направленного синтеза заканчивает-

ся при достижении приемлемого варианта структуры ВС, имеющего наи-

большее соответствие свойств ВС с требованиями, лимитируемыми ТЗ,

- 80 -

╔═════════════╗ ╔═════════════╗

║ ║750────────────760║Обработка ║

┌─────760║Синтез ВС ║ ║ базы ║

│ ║ 1 0 ║750────── ║ 1 0 знаний ║

│ ╚═════════════╝ ╚═════════════╝

│ 7% 0 7%

│ │ │

╔═════════════╗ │ 7 0 7^

║ Формирование║ │ │ ╔════════════════════╗

║ исходных ║750───┼───┼──────────────760║ База знаний/данных ║

║ 1 0данных ║ │ │ ╚════════════════════╝

╚═════════════╝ │ │ 70 7%

7%0 │ │ 70 │

│ 7^0 7^0 7 0 7^

│ ╔═════════════╗ 7 0 ╔═════════════╗

│ ║Моделирование║750──────7 0 ║Формирование ║

└──────║ функциониро-║ ║и модификация║

║ вания ВС ║─────────────760║ базы знаний ║

╚═════════════╝ ╚═════════════╝

│

╔══════════════════╗

║ Документирование ║

╚══════════════════╝

Рис. 3.1.8 0Укрупненная структурная схема интеллектуальной

САПР ВС.

- 81 -

а также экстремальное значение комплексного технико-экономического

критериякачества, учитывающего факторы внесистемного окружения.

Выбор и параметрическая оптимизация элементной базы ВС, а также их

структурных связейявляются функцией подсистемы СВС.Модуль фор-

мирования и модификации знаний(ФБЗ)позволяет решить ряднеоб-

ходимых задач.Это, во-первых, возможность разрешения возникающих

в процессе функционирования системы критических ситуаций, реакция

на которые не предусмотрена в имеющейся базе знаний. В данном слу-

чае управление передается модулю ФБЗ и проектировщику предлагается

выступитьв качествеэкспертадля пополнения базы недостающими

знаниями.Таким образом, блок ФБЗ полностью реализует в себе воз-

можности СУБЗ и СУБД,а также интеллектуальный интерфейс извлече-

ния экспертных знаний и интеллектуальной поддержки информационных

банков.

Данный концептуальныйподход к проблеме автоматизированного

синтеза ВС позволяет не только устранить все вышеуказанные объек-

тивныетрудности вэтойобласти, но и формально представить и

практическиреализовать основныетрудноформализуемыепроцедуры

творческого процесса проектирования путем использования экспертных

компонент в САПР ВС.

Практическая реализация разрабатываемой интеллектуальной САПР

ВСподразумевает углубленнуютеоретическую,методологическую и

формальную проработку основных проектных процедур синтеза, форми-

рования/обработки базы знаний и моделирования (см. рис.3.1), обес-

печивающих возможность эффективного функционирования системы.

- 82 -

3.2. Методика синтеза ВС.

Процесс синтеза ВС на начальныхэтапах проектирования фор-

мально является последовательным поиском, созданием и преобразова-

нием различных структур ВС (см.п. 2.2.2), что в общем случае мо-

жет быть представлено ввиде,показанном на рис. 3.2.Здесь три

различных пути синтеза соответствуют ситуациям,возникающим при

решении конкретной задачи проектирования, а именно:

- требованиям ТЗ отвечает известный аналог ВС;

- требованиямТЗ частичноотвечает известный прототип ВС с

возможностью его дальнейшей модификации;

- известныетехнические решения не удовлетворяют предъявлен-

ным требованиям и необходим синтез оригинального ТО.

Необходимо отметить,что структураS4d0строится лишь в том

случае, когда конструктора не удовлетворяет ни однаизизвестных

функциональных структуринеобходим синтез принципиально нового

технического решения.

Укрупненный алгоритм, представляющий собой детализацию струк-

туры модуля синтеза ВС (см. рис. 3.1) и описывающий основные этапы

и информационные связи подсистемы синтеза, представлен на рис. 3.3.

Начальный этап синтеза подразумевает формирование ТЗ на осно-

ве данных о процессах в вакуумном технологическом или научном обо-

рудовании,являющимся дляВСобъектом болеевысокогоуровня

(блок 1, рис. 3.3). Исходная информация об оборудовании должна со-

держать данные о количестве и структурныхсвязяхтехнологических

камер (рабочих и вспомогательных), шлюзовых загрузочных устройств,

а также диапазоны значений параметров требуемых свойств, характе-

ризующих вакуумную технологическую среду в каждом вакуумном объеме.

Первым этапом собственно синтеза ВС являетсяпоисканалогов

на основе сформированных требованийТЗ на ВС(блок 2, рис. 3.3).

- 83 -

┌────────┐ ┌───────────────┐

│ 2АНАЛОГ0 │ 750──────────┤ Найден аналог │

/ └────────┘ └───────────────┘

E /

┌──┐E ┌────────┐L П440 П450 ┌───────────────┐

│2ТЗ0│────760│2ПРОТОТИП0│────760 S4в 0────760 S4п 0────760 2S4г0750──┤Найден прототип│

└──┘ └────────┘ └───────────────┘

П410 П420 П430 П440 П450 ┌───────────────┐

S4d 0──760 S4ф 0──760 S4a 0──760 S4в 0──760 S4п 0──760 2S4г0 750┤ Новое решение │

└───────────────┘

Рис. 3.2. Процесс синтеза ВС на начальных стадиях проектиро-

вания.

где E - процедура выбора аналогов и прототипов;

L - правила формирования соответствующих типов

структур на основе целей проектирования;

П4i0, i=1,5 - правила соответствующих преобразо-

ваний.

- 84 -

╔═════════════════════1═╗ ┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐

║ Формирование ТЗ на ВС ║───┤ Вакуумный тех. процесс, окружение │

╚═══════════════════════╝ └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘

│

╔══════════════════│════════════════════════════════════╤════════╗

║ ┌───────────────┤ │ Синтез ║

║│ 2 │ ВС ║

║│ нет Поиск есть └────────╢

║│ ┌─ аналога ──────────────────────────┐║

║│ │ ВС ┌──────────┴───────3─┐║

║│ 4 │ Поиск оптимального │║

║│ Анализ нет │ варианта аналога│║

║│ возможности ───┐ └─────────────────┬──┘║

║│ коррекции 6│ ║

║│ ТЗ Поиск > 1 │ ║

║│ прототипа ───────────────┐│ ║

║│ да │ ┌──────────┴───────7─┐│ ║

║│ │ │ Выбор оптимального │ │ ║

║ ┌┴───────┴5─┐ │ = 1 │ варианта прототипа ││ ║

║ │ Коррекция │ │ └────────────────────┘│ ║

║ │ ТЗ │ ├──────────────────────┘│ ║

║ └───────────┘ ┌─────┴──────────────────────8─┐ │ ║

║ │ Формирование потребительской │ │ ║

║ │ цели проектирования │ │ ║

║ └──────────────┬───────────────┘ │ ║

║ ┌──────────────┴─────────────9─┐ │ ║

║ │ Формирование алгоритма функ- │ │ ║

║ │ ционирования ВС │ │ ║

║ └──────────────┬───────────────┘ │ ║

║ ┌─────────┬ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ │ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─┐ │ ║

║ │ Цикл по │ ┌──────────────┴────────────10─┐ │ ║

║ │ S5*0 │ │ Синтез структуры действий ВС │ │ │ │ ║

║ ├─────────┘ └──────────────┬───────────────┘ │ │ ║

║ │ ┌────────────────┴────────────────11─┐│ │ │ ║

║ │ │ Синтез функциональной структуры ВС │ │ │ ║

║ │ │ └────────────────┬───────────────────┘│ │ │ ║

║ │ ┌───────────────┴──────────────12─┐ │ │ ║

║ │ │ │ Синтез абстрактной структуры ВС │ │ │ │ ║

║ │ └───────────────┬─────────────────┘ │ │ ║

║ │ │ ┌───────────────┴──────────────13─┐ │ │ │ ║

║ │ │ Синтез вариантной структуры ВС│ │ │ ║

║ │ │ └───────────────┬─────────────────┘ │ │ │ ║

║ │ 14 │ │ ║

║ │ │ нет Множество да │ │ │ ║

║ │ ┌──────── S4в 0 ──────────────┘ │ ║

║ │ │ │ пусто │ │ ║

║ │15 │ ║

║ │ │нет Отсутствие да │ │ ║

║ └── недопустимых ─────┐ │ ║

║ │ S4в0 │ │ │ ║

║ ├────────────────────────────┘ ║

║ └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ │ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─┘ ║

╚═════════════════════════════│══════════════════════════════════╝

│

╔═════════════════16═╗

║Моделирование ВС ║────── . . .

╚════════════════════╝

Рис. 3.3. Алгоритм синтеза структуры ВС.

- 85 -

Наличие данного этапа объясняется нецелесообразностьюразработки

новой конструкцииВСпри наличии среди существующих вариантов ВС

конструкции, полностью удовлетворяющей предъявленным требованиям.

При этомусловие существованияаналога формально записывается в

следующем виде:

5n m l n ml

8е0 x 8е0 I4i 8е0 P4ij 8е0 h4ijk 0( 7L4 0Pr410(x,I4i0) 7L4 0Pr410(x,P4ij0)4 7L4 0Pr410(x,h4ijk0) &

4ТО5*4 i=1j=1 k=1 i=1 j=1 k=1

(3.1)

5n0 4*0 4 5m4 *5l4 *

&7L4 0Eq(I4i0,I ) 7L4 0Eq(P4ij0,P4j0)4 7L4 0Pr420(h4ijk0,h4k0) ──760 Pr430(x) )

4i=1 0 4 j=1 k=1

где ТО5* 0- множество существующих конструкций ВС;I,P,h - со-

ответственно: множестваимен свойств ВС,параметров свойств и их

значений; I5*0,P5*0,h5* 0- соответственно имена,параметры изначения

параметров свойств,регламентируемых ТЗ; Pr41 0- предикат, означаю-

щий отношение принадлежности;Eq - предикат, означающий отношение

эквивалентности; Pr420- предикат,означающий отношение "не хуже";

Pr430 - предикат, означающий, что конструкция "х" является аналогом.

При нахождении множества возможных аналогов ВС процесс проек-

тирования завершается процедурой оптимизации для выбора рациональ-

ного варианта конструкции ВС (блок 3, рис. 3.3) на основе эксперт-

ного критерия качества,формируемого в блоке создания и модифика-

ции базы знаний (см. рис. 3.1)посредствомсистемы предпочтений

лица, принимающего решение [96].

Отсутствие аналоговвызывает необходимость более детального

анализа ТЗ для выявления возможности смягчения лимитирующих требо-

ваний (блоки 4,5,рис.3.3). Если данная процедура не приводит в

конечном итоге к нахождению аналога (ложность Pr420,Pr43 0ввыражении

(3.1)), то переходят к поиску прототипа - конструкции (или класса)

ВС, наиболееполно соответствующихтребованиямТЗ (блоки 6,7,

рис. 3.3).

- 86 -

Анализ соответствия параметрических свойств выбранного прото-

типа стребованиями ТЗпозволяет сформулировать потребительские

цели проектирования (L) ВС (блок 8, рис. 3.3) в виде необходимости

изменения соответствующих значений параметров ВС (I4i0, P4ij0, h4ijk 0в

выражении (3.1)) или структурных составляющих.Даннаяинформация

выводится спомощью правил на основе знаний об объекте проектиро-

вания, хранящихся в базе знаний системы.

Найденный прототип проектируемой ВС однозначно определяет ти-

повой алгоритм ее функционирования, характерный для данного класса

оборудования ивключающийв себяминимальное необходимое число

операционных воздействий. Типовой алгоритм функционирования на ос-

нове циклограммытехнологическихопераций (задана в ТЗ),целей

проектирования L,а также порождающих эвристических правил синте-

за, связывающих технологические процессы в оборудовании с функцио-

нальными действиями ВС, преобразуется в требуемый алгоритм функци-

онирования создаваемой конструкции ВС (блок 9, рис. 3.3).

Выделяя действия (D) и отношения следованиямеждуними, из

сформированного алгоритма функционирования синтезируется структура

действий S4d 0(см. п.2.2.2) проектируемой системы (блок 10, рис.3.3).

Причем наначальном этапе синтеза в качестве первого приближения

принимается одномодульная конфигурация ВС, т.е. анализируется воз-

можность реализацииВС в виде одного откачного модуля со структу-

рой S5*0 (см. выражение (2.5)).

Анализ выявленных рабочих функций ВС (см. п. 2.2.1) позволяет

преобразовать сформированную структуру действий S4d 0вфункциональ-

ную структуру S4ф0,включающую в себя минимально необходимый состав

рабочих функций ВС,а на ее основе,используя однозначноесоот-

ветствие функции обобщенномуродовому элементу-абстрактную

структуру S4a0 ВС (блоки 11,12, рис. 3.3).

- 87 -

Правила, реализующиеданные преобразования(П41 0и П42 0) на

языке логики предикатов выглядят следующим образом:

5n0 5 n n n

П410: 8а0 S4d0 8е0 D5i0 8е0 F5j 0 ( 7L 0Pr(S4d0,D5i0)7 L0 (5 0PQ410(D5i0,F5j0)&(i=j)5 0) ──76

4S04 i=1 0 4j=1 0 5 4i=1 0 4i,j=1

5n0 (3.2)

──760 8е0 S4ф0 ( 7L0 Pr(S4ф0,F5j0) );

4S 0 4j=1

5n0 5 n n n

П420: 8а0 S4ф0 8е0 F5i0 8е0 A5j 0 ( 7L 0Pr(S4ф0,F5i0)7 L0 (5 0PQ420(F5i0,A5j0)&(i=j)5 0) ──76

4S04 i=1 0 4j=1 0 5 4i=1 0 4i,j=1

5n0 (3.3)

──760 8е0 S4a0 ( 7L0 Pr(S4a0,A5j0) ),

4S 0 4j=1

где n - общеечислоэлементов вструктурах S4d0, S4ф0, S4a0;

Pr - предикат,означающий отношение включения; PQ41 0(PQ420) - преди-

каты, описывающиевзаимнооднозначныесоответствия D750─760F (F750─760A);

D - множество действий; F - множество функций; A - множество родо-

вых элементов; D = { D5i0 }; F = { F5i0 }; A = { A5i0 }.

Формирование вариантнойструктуры S4в 0проектируемой ВС (блок

13, рис. 3.3) подразумевает параметрический выбор вариантов испол-

нения структурных составляющих (ФМ),что влечет за собой проведе-

ние необходимых проектных расчетов для выработки частных техничес-

ких заданий на ФМ первого уровня иерархии ВС.Формализация выбора

вариантов структурныхсоставляющих ВС [97-101] выполнена на осно-

ве разработанныхсучетом морфологии ВС (S4м0) таблиц соответствия

(см. табл. П5 приложения 2) и представляет собой по существу широ-

коиспользуемую втеории экспертных систем задачу распознавания

образа объекта по значениям его свойств и признаков (правило П430):

4k0 5n0 5 m n 4k5 m4 k

П430: 8а0 5 0B4l0 8е0 7m4i0 8е0 7m4j5 0 ( 7L 0П(B4l0,7m4i0)7 L0 (5 0P(B4l0,7m4j0)5 0) ──76

B5k0 4 5 4i=1 0 4j=1 0 5 4i=1 0 4j=10 (3.4)

4kk

──760 8е0 A5k0 ( По(B4l0,A4 0) ),

где n (m) -число параметров(признаков),характеризующих

- 88 -

множество вариантов воплощения B5k0;П (P) - предикаты, означающие,

что конкретный вариант B4l 0рассматриваемого ФМ имеет значение приз-

нака (параметра) 7m4i 0(7m4j0); По - предикат, означающий принадлежность

B4l 0классу ТО A5k0; B5k 0- множество вариантов исполнения ФМ класса A5k0;

A - множество классов абстрактных родовых элементов ФМ ВС.

При синтезе множества S4в 0возможно получение пустого множест-

ва, чтоозначает невозможность осуществления требуемых ТЗ вакуум-

ных условий одним откачным модулем со структурой S5*0. В данном слу-

чае формируетсячастное техническое задание на дополнительный мо-

дуль. При этом требования к первому модулю смягчаются соответству-

ющим образом.Данныйпроцесс предполагает анализ критичных пара-

метров ТЗ (не удовлетворенных в конечном итоге) и выработку наих

основе локальных потребительских целей,что влечет за собой необ-

ходимость коррекции общей структуры действий S4d 0ВС,состоящей из

структур S4d 0откачных модулей,а также повторение наэтойоснове

этапов (8-14,рис.3.3)алгоритма синтеза уже для большего числа

откачных модулей.Данная процедура предусматриваетиспользование

экспертных знанийв виде порождающих правил реакции на соответс-

твующую проектную ситуацию.

Формируемое на основе правила П43 0множество всевозможных вари-

антов структур S4в 0подвергается анализу на совместимость элементов

и оптимизации для ранжирования структур S4в 0по признаку "рациональ-

ность". Наиболее рациональной считается структура, обладающая мак-

симальным значением критерия оптимальности и полной совместимостью

(качественной и количественной) элементов.

Качественная совместимостьэлементов вконкретном варианте

структуры S4в 0формально на языке предикатов проверяется всоответ-

ствии с правилом:

- 89 -

5n 0 50 5n 0 5 4 5n n

8а0 x4i 8е0 x4j5 8е0 П4k58е0 П4l5 0( 7a0 (x4i0,x4j0) 7L b0(x4i0,П4k0) 7L0 7b0(x4j0,П4l0) &

4B5i 4 0 4B5j4 0 4k=1 04l=1 04 5 4k=1 0 4 0 4l=1

(3.5)

& 7L0( Eq410(П4k0,П4l0)&(k=l) ) ──76 g410(x4i0,x4j0) ),

4k,l=1

где П4k0, П4l 0(k,l = 1,n) - множествакачественных признаков,

описывающих входные и выходные свойства сопрягаемых ФМ; 7a 0- преди-

кат, означающий отношение следования между ФМ; 7b 0- предикат, озна-

чающий отношение принадлежности признаков к ФМ; Eq410-предикат,

означающий отношение эквивалентности между признаками; 7g41 0- преди-

кат, означающий качественную совместимость сопрягаемых ФМ.

Параметрическая (количественная) совместимостьструктурных

элементов в структуре S4в 0 формально представляется следующим обра-

зом:

5n 0 4k505n 4 l5 0 5 4 5n 4k 5 n4 l

8а0 x4i 8е0 x4j5 8е0 W4вых58е0 W4вх5 0( 7a0 (x4i0,x4j0) 7L b0(x4i0,W4вых0) 7L0 7b0(x4j0,W4вх0)&

4B5i0 4 0 4B5j4 0 4k=1 0 4l=1 04 04 5 4k=1 0 4 0 4l=1

(3.6)

5n4 k l

& 7L0( Eq420(W4вых0,W4вх0)&(k=l) ) ──76 g420(x4i0,x4j0) ),

4k,l=1

где W4вх0,W4вых 0- соответственно значения параметров входных и

выходных свойств ФМ ВС;Eq42 0- предикат,означающий отношение "="

между значениями параметров;7g42 0- предикат,означающий количест-

венную совместимость сопрягаемых ФМ.

Причем отношения совместимости образуют следующее множество:

7g 0= { 4m7g4t0 (B4i0,B4j0) },

где l=1,4 - индекс, означающий соответственно отношение функ-

циональной, параметрической,эксплуатационнойи технологической

совместимости; m=1,n- номер сопряжения в структуре;t=1,2 - ин-

декс, означающий,соответственно: качественную или количественную

совместимость.

Структуры с несовместимыми элементами требуют введения допол-

- 90 -

нительных функций в структуру S4ф 0(т.е. согласующих элементов) для

устранения несовместимости (блок 14, рис. 3.3), что решается с ис-

пользованием экспертных знаний о предметной области из базы данных

системы.

При возникновенииситуации, когда по формулам (3.5) и (3.6)

выявляется несовместимость входных и выходных параметровсвойств

сопрягаемых структурных элементов ВС, необходимо включение вспомо-

гательного функционального элемента,согласующего этипараметры,

что формально записывается следующим образом:

5n 4l5 0 5n4m5 0 5 n4p5 0 5n4q

8а0 x4i08а0 x4j08е0 x4k0 8е0 W4вх0 5 0 5 8е0 W4вых0 8е0 W4вх0 8е0 W4вых

4B5i 0 4B5j 0 4B5k40 4l=1 5j0 5 4m=1 0 5i04p=1 05k04q=15 k

5n 4m5 0 5n 0 5 4l5 n4 0 4 p

(7 0 7a0 (x4i0,x4j0)7 L b0(x4i0,W4вых0 ) 7L b0(x4j0,W4вх0 )7L b0(x4k0,W4вх0 ) &

4m=1 5i4 0 4l=1 0 4 5j4p=15 0 5k

5n0 4q 5n40 4 m 0 4l

& 7L b0(x4k0,W4вых0 ) &V ─┐ ( Eq420(W4вых0 ,W4вх0 )&(m=l) ) &

4q=15 k4 m,l=15 i 0 5 j

5n4 5 4 m p0 45n40 4 q l

& 7L0( Eq420(W4вых0 ,W4вх0 )&(m=p) ) &7L0 ( Eq420(W4вых0 ,W4вх0 )&

4m,p=15 i 0 5 k0 4l,q=15 k0 5 j

544r 544r

&(q=l) ) ──76 L0 7g420(x4i0,x4k0) 7L0 7g420 (x4k0,x4j0) &7 a0(x4i0,x4k0) &7 a0(x4k0,x4j0) )

4r=1 r=1

4рац

Критерий оптимальности для выбора рациональной структуры S4в

из множества сформированных структур { S4в 0} формируетсяпользова-

телем по каждому классу технологического оборудования в отдельно-

сти в блоке создания и модификации базы знаний(см. рис. 3.1)на

основе системы предпочтений. Процесс ранжирования структур и выбор

4рац

из них наиболее рациональной ( S4в 0) завершается (блок 15, рис.3.3)

при отсутствии во множестве S4в 0недопустимых структур (имеющихне-

4рац

совместимые элементы). Окончательный выбор структуры S4в0 выполня-

етсяпользователем с учетом экспертных правил (П440,П450) формирова-

ния структурS4п0, S4г0, а на их основе из базы данных системы произ-

- 91 -

водится выборконкретныхтипоразмеров длякаждого структурного

4рац

элемента S4в 0.Причем,процедура выбора конкретных конструктивных

вариантов исполнения ФМ полностью аналогична соответствующейпро-

цедуредля этапа выборатипавариантной структуры (см.выраж.

(3.4)) и подразумевает анализ параметрической совместимостиэле-

ментов и оптимизацию по комплексному стоимостному критерию, форми-

руемому экспертами при наполнении базы знаний.

Данный этапявляется заключительным для синтеза ВС на первом

иерархическом уровне члененияпроектируемогообъекта. Следующим

шагом функционирования системы является имитационное моделирование

работоспособности синтезируемого варианта ВС(блок 16, рис. 3.3).

Анализ результатовмоделированияможет поставить новые локальные

потребительские цели (при неверном функционировании), чтовлечет

за собой требования изменения структуры действий (добавление новых

функций и соответствующих им функциональных модулей), либо коррек-

цию ТЗ при недопустимости изменения структуры.

Все вышеизложенное позволяет сделать вывод о наличие большого

числа экспертных процедур на каждом этапе синтеза, а также необхо-

димости гибкого изменения содержания базы знаний под каждое конк-

ретное окружениепользователем, абсолютноне знакомым с теорией

экспертных систем и методами представления знаний. Этим обусловле-

на необходимость включения в структуру разрабатываемой САПР специ-

ализированного модуля формирования и извлечения знаний из экспер-

тов, функционирующегоисключительно в терминах предметной области

проектировщика вакуумного оборудования.

- 92 -

3.3. Экспертная поддержка основных проектных процедур.

Экспертные конструкторские знания опроцессе проектирования

ВС (процедурные знания) формируются в соответствии с поставленными

потребительскими целями на основе концептуальной модели знанийо

предметной области(декларативныхзнаний конструктора).Данная

операция предусматривает динамическое формированиедеревацелей

(см. п.2.4), набазекоторого формулируются основные эвристи-

ческие правила и приемы требуемыхуправляющихвоздействий конс-

труктора присоответствующих видоизменениях описания формируемого

проектного решения.Множество сформированных правил(процедурных

знаний) включаютсявбиблиотеку эвристическихприемов основных

проектных процедур.

Проектные процедурысоставляют алгоритмическижесткое ядро

САПР, настраиваемое соответствующими знаниямиэкспертов.Состав

необходимыхэкспертных знаний поддержки определяется функциональ-

ным назначением конкретной процедуры САПР.

Основные проектныепроцедуры начальных стадий проектирования

любого объекта описываются фреймом следующих инвариантных задач:

- выработка потребительской цели проектирования;

- структурно-параметрический синтез;

- анализ и оптимально-компромиссный выбор;

- пространственная компоновка объекта;

- моделирование функционирования ТО.

Каждая задача проектирования распадается на множество частных

подзадач, которые в свою очередь,определяют соответствующий сос-

тав необходимых для ее функционирования экспертных знаний. Состав

подзадач основныхпроцедурпроектирования и экспертных знаний их

поддержки представлены в таблице 3.1.

Информационный интерфейс между инвариантными задачами (блока-

- 93 -

Таблица 3.1.

Основные проектные процедуры и экспертные знания их поддержки.

┌──────────────────────────────────┬─────────────────────────────┐

│ Проектная процедура /подзадачи/│Экспертные знания поддержки│

├──────────────────────────────────┴─────────────────────────────┤

│ 1.Выработка потребительских целей и подцелей (дерева целей) │

├─┬────────────────────────────────┬─────────────────────────────┤

│ │ 1.1. Формирование потребитель- │ Правила формирования целей │

│ │ ской цели на основе сопо- │проектирования.│

│ │ ставления реальных свойств│ │

│ │ ТО с требованиями ТЗ. │ │

│ ├────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤

│ │ 1.2. Определение множеств су- │Правила и процедуры выде-│

│ │ щественных свойств и приз-│ления существенных свойств.│

│ │ наков. │ │

│ ├────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤

│ │ 1.3. Формирование ТЗ/ЧТЗ на │Правила формирования ТЗ/ЧТЗ│

│ │ основе поставленной цели. │по поставленной цели. │

├─┴────────────────────────────────┴─────────────────────────────┤

│ 2. Структурно-параметрический синтез │

├─┬────────────────────────────────┬─────────────────────────────┤

│ │ 2.1. Синтез алгоритма функци-│ - Правила формирования мно- │

│ │ онирования объекта. │ жеств структурных элемен- │

│ ├────────────────────────────────┤ тов. │

│ │ 2.2. Синтез S4d0. │ - Правила синтеза структур. │

│ ├────────────────────────────────┤ - Правила преобразования │

│ │ 2.3. Синтез S4ф0. │ структур при реализации │

│ ├────────────────────────────────┤ потребительских целей. │

│ │ 2.4. Синтез S4a0. │ │

│ ├────────────────────────────────┤ │

│ │ 2.5. Синтез S4в0. │ │

├─┴────────────────────────────────┴─────────────────────────────┤

│ 3. Анализ и выбор. │

├─┬────────────────────────────────┬─────────────────────────────┤

│ │ 3.1. Поиск аналогов и прототи- │ - Правила поиска и формиро- │

│ │ пов. │ вания множеств аналогов и │

│ │ │ прототипов. │

│ │ │ - База данных существующих │

│ │ │ конструктивных вариантов. │

│ │ │ - Таблицы решений. │

│ ├────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤

│ │ 3.2. Структурно-параметрическая│ - Методы оптимизации. │

│ │ оптимизация и выбор рацио-│ - Правила формирования кри- │

│ │ нального варианта. │ териев оптимальности │

│ │ │ - Правила выявления противо-│

│ │ │ речивых критериев. │

│ │ │ - Правила формирования диа- │

│ │ │ пазонов варьирования. │

└─┴────────────────────────────────┴─────────────────────────────┘

- 94 -

Продолжение таблицы 3.1.

┌──────────────────────────────────┬─────────────────────────────┐

│ Проектная процедура /подзадачи/│Экспертные знания поддержки│

├──────────────────────────────────┴─────────────────────────────┤

│ 4. Пространственная компоновка. │

├─┬────────────────────────────────┬─────────────────────────────┤

│ │ 4.1. Формирование S4г0. │ - Геометрическая база данных│

│ │ │ ТО (ФМ). │

│ │ │ - Геометрические образы │

│ │ │ структурных элементов. │

│ │ │ - Правила синтеза простран- │

│ │ │ ственных структур. │

│ ├────────────────────────────────┤ - Правила анализа на прост- │

│ │ 4.2. Формирование S4п0. │ ранственную совместимость.│

│ │ │ - Правила преобразования │

│ │ │ структур. │

│ │ │ - Правила формирования мно- │

│ │ │ жеств элементов простран- │

│ │ │ ственных структур. │

├─┴────────────────────────────────┴─────────────────────────────┤

│ 5. Моделирование функционирования. │

├─┬────────────────────────────────┬─────────────────────────────┤

│ │ 5.1. Формирование математичес- │ - Правила формирования функ-│

│ │ ких моделей функциональных│ циональных, табличных, │

│ │ элементов. │ графических и др. зависи- │

│ │ │ мостей, связывающих фазо- │

│ │ │ вые и проектные перемен-│

│ │ │ ные. │

│ ├────────────────────────────────┼─────────────────────────────│

│ │ 5.2. Формирование математичес- │ - Методы формирования общей │

│ │ кой модели ВС на основе │ математической модели ВС│

│ │ частных макромоделей эле- │ из макромоделей элементов.│

│ │ ментов и данных о струк-│ │

│ │ туре ВС. │ │

│ ├────────────────────────────────┼─────────────────────────────│

│ │ 5.3. Решение общей математичес-│ - База численных методов │

│ │ кой модели объекта в ре-│ решения систем уравнений. │

│ │ альном масштабе времени.│ │

└─┴────────────────────────────────┴─────────────────────────────┘

- 95 -

ми САПР) и поддерживающими их экспертными компонентами обеспечива-

ет оперативный доступ к необходимым знаниям на любом шаге выполня-

емого алгоритма проектирования ВС.

Наполнение процедурных экспертных знаний конкретнымсодержа-

ниемможно осуществитьавтоматически или с участием эксперта на

основе сформированных концептуальных знаний о конкретнойпредмет-

ной области инженерной деятельности.Если данный процесс невозмо-

жен (при недостаточной полноте сформированных концептуальныхзна-

ний), то знания извлекаются из конструктора непосредственно в про-

цедурной форме (в виде готовых экспертных правил).

3.4. Методика извлечения знаний.

Решение проблемы приобретения знаний,необходимых для напол-

ненияи обогащенияэкспертной системы,является одним из узких

мест при разработке любой интеллектуальной системы.Внастоящее

время для этого практически не существует автоматизированных мето-

дов. Известные попытки [102] создания систем извлечения экспертных

знаний ориентированы в основном на решение задач, структура проб-

лем которых (множества свойств, признаков и решений) считается из-

вестнойи поэтому,кзадачам проектирования,где присутствует

большая неопределенность знаний,исходных данных и функций объек-

тов,практически неприемлемы.Важным недостатком существующих

систем является также то,что методы их построения не гарантируют

полнойклассификации каждого исследуемого объекта,а чаще всего

подобная задача вообще не ставится. Очевидно, что постановка зада-

чи классификации не возможна без проведения предварительной струк-

туризации предметной области на основе системной модели (см. главу

2).

- 96 -

В существующих экспертных системах (MYSIN,TEIRESIAS, ROGET,

SEEK,RULEMASTER, TIMM и т.п.) формирование базы знаний осущест-

вляется на основе заранее сформулированных цепочек логических рас-

сужденийэксперта [103] или на конкретных практических примерах.

Такие системы требуют использования либо инженера по знаниям между

специалистоми программистом,либо эксперту приходится решать не

свойственные для него задачи синтеза своих знаний и представления

ихв виделогическихправил, лексика и аксиоматика которых не

всегда емупонятны. Известнотакже,что способностьэксперта

представлять свои знания в виде четких правил (процедурных знаний)

всегда ограничена.

Следовательно, для достижения большей психологической и эрго-

номической совместимости конструктора и автоматизированной системы

для выявления знаний необходим диалог с пользователем в привычных

для него категориях предметной области, с последующей возможностью

автоматического формирования системой требующихся экспертных пра-

вил. В данном случае, с целью исключения возможности дублирования,

противоречивости или незамкнутости формируемой базы знаний, диалог

эксперта с системой должен быть пассивным, принуждающим его отве-

чать на конкретные вопросы. При этом, алгоритм опроса эксперта оп-

ределен логикой декомпозиции объекта проектирования по уровням ие-

рархии,а также множествами классов объектов,их свойств и взаи-

мосвязями свойств.

На основании вышеизложенного логично заключить,что извлече-

ниеэкспертных знаний из конструктора предпочтительно (хотя и не

обязательно) выполнять в декларативной форме в терминах его пред-

метной области с возможностью последующей автоматической трансфор-

мации системой полученных знаний к процедурному виду, необходимому

для функционирования интеллектуальной системы.

- 97 -

Процесс извлечения декларативных знаний предполагает, во-пер-

вых, формирование концептуальной модели знаний объекта проектиро-

вания и, во-вторых, наполнение ее экспертом конкретным содержанием

на основе анализа предъявляемой ему информации. При этом необходи-

мо помнить,что запрашиваемая информация должна быть дозированной

(обозримой по объему) и функционально ориентированной (направлен-

ной на решение конкретной задачи).

Подобная постановка проблемы требует проведениядекомпозиции

задачи формирования знаний,структуризации необходимой информации

и определения порядка ее предъявления.

Данный подход на любом уровне иерархического членения объекта

проектирования подразумевает выполнение следующих основных этапов

при диалоге с экспертом.

А. Определение множеств структурных элементовобъектарасс-

матриваемого уровня иерархии.

Б. Определение состава свойств каждого структурногоэлемента

и его окружения.

В. Формирование множеств отношений между свойствами и выявле-

ние истинных отношений.

Этап А - формирование множеств структурных элементовразлич-

ныхуровней (морфологического дерева) - осуществляется на основе

иерархии предлагаемых эксперту классификационных признаков. Данная

процедурапредусматривает выбор конструктором признаков разбиения

рассматриваемого уровня описания объекта из множества, предложен-

ногосистемой (табл.П2 приложения 2),установление их иерархии

(признаки действия ──76 0операнда ──76 0среды окружения ──76 0и т.п.), а

такжеопределение множестввозможных значений каждого признака.

Морфологическое дерево ВС,как основапостроения концептуальной

модели знаний, формируется признаковым разбиением описания каждого

- 98 -

структурного элемента (см.п. 2.3), что в свою очередь определяет

фреймовую структуру формируемой базы знаний.

Этап Б - определение состава свойств структурных элементови

егоокружения - распадается по группам параметров окружения в об-

щем случае на четыре подэтапа:определение, соответственно, функ-

циональных,эксплуатационных,производственныхи конструктивных

свойств объектов.В зависимости от уровня абстракции (типа струк-

туры) множество групп свойств описания объекта соответствующим об-

разом усекается.Подобное разбиение продиктовано логикой восприя-

тия конструктором предметной области,а также требованиями умень-

шения размерности предъявляемой эксперту информации.

Исходными даннымиздесь являются множества свойств описания

объектов различных уровней иерархии, которые предъявляются экспер-

ту системой для анализа (см. табл. П3 приложения 2). При этом, по-

рядок предоставления информации эксперту определяетсяотношением

частичного порядкагруппсвойств объекта.Следующим шагом конс-

труктор обязан выделить подмножества существенных свойств в каждой

группе. Привозникновении затрудненийэксперт имеет возможность

воспользоваться средствами соответствующей служебной процедурой и

с еепомощью ранжироватьмножества свойств и признаков объекта,

а также шкалы их значений.Сформированная информационная база яв-

ляется основойнаполненияфреймов свойствобъектов и окружения

принятой модели знаний ВС.

Этап В -формирование множеств отношений между свойствами -

осуществляется на основе синтеза экспертом соответствующих таблиц

связей свойствобъектов различных уровней иерархии.Каждая взаи-

мосвязь в дальнейшем конкретизируется конструкторомдореальной

зависимости (при условии ее наличия) - аналитической, логической,

табличной. Причем,реальная зависимость может описывать отношения

- 99 -

двух и более параметров одновременно. На данном этапе определяются

фреймы взаимосвязей свойств объектов и окружения формируемой моде-

ли знаний ВС (см. рис. 2.13).

Процесс диалога конструктора с системой для каждоговышеопи-

санного этапаформированиядекларативной базы знаний зависит от

уровня абстракции объекта и определяется системной моделью процес-

са выявления экспертных знаний. Модель, детально описывающая конк-

ретную последовательность операций взаимодействия системы с проек-

тировщиком, представляетсобойсложную и достаточно объемную ин-

формационную структуру, включающую в себя множество устойчивых ин-

вариантных блоков.

Типовой фрагмент модели,который используется практически на

всех уровнях иерархии ВС,легко проиллюстрировать на примере опи-

сания процесса диалогового взаимодействия эксперта с системой при

наполнениибазы знаний типов вакуумных средств откачки - ФМ410 (см.

рис. 2.13).

Реальный диалогв данном случае подразумевает следующую пос-

ледовательность действий эксперта.

а). Выбор и ранжирование классификационных признаков объекта

по следующим основным группам (см. табл. П2 приложения 2):

- признаки действия (П4d0): способ действия;место действия;

степень действия; характер действия; режим действия.

- признаки операнда (П4x0): тип операнда; вид операнда; состоя-

ние операнда; характеристика операнда.

- признаки окружения (П4h0):температура среды; электромагнит-

ные возмущения; вибрации.

б). Определениемножеств возможных значений по каждому приз-

наку, например (см. табл. П2 приложения 2):

- способ действия:механический; химический; физико-химичес-

- 100 -

кий; электрофизический и т.п.

в). Автоматическаягенерация полногопространства значений

признаковых описаний (П4d7&0П4x7&0П4h0),характеризующих формируемые типы

рассматриваемого функционального модуля.

Элементы пространства составляют множество описательныхфор-

мулировок,например следующего вида:"Непрерывно удалять механи-

ческим способом удаленную химически активную газо-паровую смесь в

молекулярномрежиме течения до достижения в непрогреваемом объеме

безмасляного высокого вакуума при отсутствии электромагнитных воз-

мущений и допустимости невысокой вибрации".

г). Анализ соответствия сформированных качественныхописаний

типов и существующей традиционной классификации конструктивных ва-

риантов ТО.Выявление и формулировка типов,ранее не охваченных

классификацией.

д). Выделение основных групп свойств описания типа ФМ, харак-

теризующих различные аспекты его окружения (см. п. 2.3): функцио-

нальные (4f0Z), эксплуатационные(4h0Z), производственные (4p0Z), конс-

труктивные свойства (4k0Z).

е). Определение состава групп свойств, рассматриваемого типа

ФМ, например (см. табл. П3, приложения 2):

- функциональные свойства:быстрота действия по газовым сос-

тавляющим; предельное остаточное давление; наибольшее рабочее дав-

ление; наибольшее давление запуска;время запуска; устойчивость к

перегрузкам.

- эксплуатационные свойства:необходимость регенерации после

откачки; наличие электромагнитных возмущений и т.д.

ж). Ранжирование свойств по критерию "важность"ивыделение

на егооснове подмножествасущественных свойств в каждой группе

(4f0Z, 4h0Z, 4p0Z, 4k0Z).

- 101 -

з). Определение шкал идиапазоновварьирования значений

выбранных свойств.Формирование на их основе окончательной струк-

туры фреймовой модели знаний рассматриваемого уровня иерархии (см.

рис. 2.13).

и). Наполнение сформированной информационной структуры (фрей-

ма свойств) конкретными значениями параметров свойстввыявленных

типов ФМ.

к). Построениетаблиц взаимосвязейслотов сформированных

фреймов свойствсосвойствами объектов более высокого уровня ие-

рархии.

л). Интерпретацияэкспертом установленных отношений свойств

до конкретных зависимостей (аналитических,логических или таблич-

ных) при помощи соответствующей сервисной процедуры.

Описанный фрагмент диалога является характерным для системной

модели выявления экспертных знаний и на конкретном примере показы-

вает практическое воплощение инвариантных принципов (этапы А,Б,В)

наполнения конструкторской базы знаний ВС.При этом, на всех эта-

пах диалога эксперту предоставлены широкие возможности по выбору и

корректировке предлагаемых системой альтернатив.

Таким образом, последовательное выполнение трех вышеописанных

этапов для каждого уровня иерархического членения объекта заверша-

ет формирование базы знаний о предметной области в видедеклара-

тивной информационной модели ВС.Трансформация знаний к процедур-

ному виду, пригодному для оперативного использования системой, яв-

ляется функциейсоответствующейподсистемы синтезапроцедурных

знаний.

В свою очередь, подсистема экспертной поддержки основных про-

цедур проектирования (см. п. 3.3) также требует наполнения. Данная

операциятребует от администратора системы (инженера по знаниям)

- 102 -

предварительной формализации основных эвристических правил (прие-

мов) и занесения их средствами стандартной СУБЗ в библиотеку соот-

ветствующей процедуры проектирования.

Действия экспертана данномэтапе заключаются в последова-

тельной оценке и выборе из библиотек наиболее приемлемых и эффек-

тивных сего точки зрения эвристических приемов выполнения соот-

ветствующих проектных процедур.

3.5. Моделирование функционирования ВС.

На начальных этапах проектирования ВС,где имеетсябольшая

неопределенность функциональных зависимостей,знанийи исходных

данных,строгое математическое моделирование процессов функциони-

рования исследуемого объекта практически не применимо.

В данной ситуации, когда анализируемая система еще не сущест-

вует,аналитическое описание исследуемого процесса отсутствует, а

проведение реальных экспериментов требует больших материальныхи

временныхзатрат, наиболее целесообразным является использование

системы имитационного моделирования.

Известные системы имитационного моделирования,ориентирован-

ные на анализ функционирования дискретных, дискретно-непрерывных и

непрерывных систем, могут лишь частично использоваться для модели-

рования ВС, поскольку не позволяют учесть ряд существенных особен-

ностей, присущих реальным вакуумным процессам (газовыделение и га-

зопоглащение,напуск реакционных газов, локальный нагрев и охлаж-

дениеВС, неоднородностьгазовогосостава по объему системы и

т.п.). В частности, использование дискретных систем (Симула, Симс-

крипт,Аспол, GPSS) [104] при моделировании ВС могут применяться

лишь на метауровне,т.е.на уровне обмена информацией между эле-

- 103 -

ментамибез анализа физических процессов в них.Данное упрощение

приводит к недопустимому снижению точности моделей. Всвоюоче-

редь,большинство дискретно-непрерывных (Недис,GASP, Слам, Сим-

фор) [105,106] и непрерывных систем(COSMO,Динамо) [107]дают

возможность учета физических особенностей процессов, но базируются

на глобальном одноуровневомпредставленииобъектов, позволяющем

производитьлишь параметрический анализ и оптимизацию системы без

учета ее структуры.

Методика синтезаВСна начальных этапах проектирования (см.

п. 3.1), предусматривающая нахождение рационального проектного ре-

шенияна каждом уровне иерархии путем последовательных итераций,

подразумевает конкретизацию математических моделей элементов поня-

тиями, не учтенными на предшествующих уровнях.

Проблема неопределенностиматематическогоописания моделей

элементовна верхних уровнях иерархии объектов разрешается на ос-

нове использования аппаратов дисперсионного и регрессионногоана-

лиза эмпирических знаний конструктора, доопределяя тем самым упро-

щенные аналитические зависимости, применяемые конструктором в тра-

диционном ручном проектировании.При двухуровневом анализе ВС,в

качествепервого приближения использовались математические модели

функциональных элементов, представленных многополюсниками и описы-

ваемых системами дифференциальных уравнений первого порядка с рас-

читываемыми переменными коэффициентами(табл.3.2). Неизвестные

коэффициенты моделей расчитываются по известным инженерным методи-

кам [83,84], которые позволяют отрабатывать в процессе моделирова-

ния практически любые управляющие воздействия.

При этом, реализация итерационного подхода к синтезу ВС долж-

на обеспечивать формирование,сравнение, модификацию и накаплива-

ниематематических моделей функциональных элементов для различных

- 104 -

Таблица 3.2.

Математические моделифункциональныхэлементов ВСпервого

уровня иерархии.

┌─────────┬──────┬────────────────────────┬──────────────────────┐

│ФМ │Число │ Математическая │4 0Расчетные параметры│

│ │полюс.│ модель │ │

├─────────┼──────┼────────────────────────┼──────────────────────┤

│ │ │ │ 7(0S (1-P4о0/P), P < P4з0│

│ │ │ │S4н0=7*0 │

│Насос │ │ │ 790 0 , P > P4з0 │

│ │ │ dP 4 0 │ │

│ однопо- │1 │V4н0── + S4н0P + Q + Q4газ0= 0│S4н0 - быстрота действия│

│ │ │ dt 4 0 │P4о0 - предельное оста- │

│ люсный│ │ │ точное давление; │

│ │ │ │P4з0 - давление запуска.│

│ │ │ │Q4газ 0- поток газовы-│

│ │ │ │ деления; │

│ │ │ │V4н0 - объем насоса. │

├─────────┼──────┼────────────────────────┼──────────────────────┤

│ │ │ 4 0 dP 4 0 │ │

│Вакууметр│1 │4 0V4в0── + Q = 04 0│V4в0 - объем вакууметра.│

│ │ │ 4 0dt 4 0 │ │

├─────────┼──────┼────────────────────────┼──────────────────────┤

│ Натека- │1 │ Q = Q4нап0 │Q4нап0 - напускаемый │

│ тель │ │ │ поток газа. │

├─────────┼──────┼────────────────────────┼──────────────────────┤

│ │ │ dP 4 0 │ │

│Насос │ │ 7(0 V4н0── + Q410+Q420+Q4газ0= 0 │ │

│ │ │ 720 dt 4 0 │Q4газ0, V4н0 - см. для │

│двух- │2 │ 7*0 │однополюсного насоса│

│ │ │ 720 │ │

│ полюсный│ │ 790 S4н770P + Q410 = 0 │ │

├─────────┼──────┼────────────────────────┼──────────────────────┤

│ │ │ dP 4 0 │Q4газ0 - поток газовыде-│

│Ловушка, │ │ 7(0 V770── + Q410+Q420+Q4газ0= 0 │ ления; │

│ │ │ 720 dt 4 0 │U - проводимость, как │

│трубопро-│2 │ 7*0 │ функция от давле- │

│ │ │ 720 │ ния, вида газа, │

│вод, ВКА │ │ 790 U770P410+ Q410 - U770P420 = 0 │ температуры и гео-│

│ │ │ │ метрии ФМ; │

│ │ │ │V - объем ФМ. │

├─────────┼──────┼────────────────────────┼──────────────────────┤

│ │ │ dP 4 0 │ │

│ │ │ 7(0 V4к0── + 7S0Q4i 0+4 0Q4газ0= 0 │Q4газ0 - поток газовыде-│

│Камера │ 1..6 │ 720 dt 4 0 │ ления; │

│ │ │ 7*0 │ │

│ │ │ 720 │V4к0 - объем камеры. │

│ │ │ 790 P41 0= P420 = ... = P460 │ │

└─────────┴──────┴────────────────────────┴──────────────────────┘

Примечание.Фазовые переменные моделей:

Q, Q4i0 - газовые потоки в полюсах ФМ;

P, P4i0 - давление газа на полюсах ФМ.

- 105 -

моментов итерации [108,109]. Модель ВС каждого последующего уровня

иерархии уточняется включением новых более сложных подмоделей. Та-

ким образом,необходимо включение в систему имитационного модели-

рования средств,обеспечивающих оперативную корректировку и уточ-

нение (доопределение) математических моделей объектов ВС.

Используемый объектно-ориентированныйподход к моделированию

ВС основан на расширении средств существующих СУБД и обеспечивает

использованиеновой информационной технологии при создании имита-

ционных моделей рассматриваемой предметной области [110-112]. Про-

цессописания моделей в нем представляется в виде структур данных

и способов манипулирования над ними.Причем, соединение аппаратов

имитационного моделирования и СУБД позволяет решить задачи как ис-

пользования методов искусственногоинтеллектапри интерпретации

результатов моделирования,организации управления экспериментом и

построения банка моделей.В данном подходе математическиемодели

функциональныхэлементов формируютсяи модифицируются на основе

базы знаний об объектахпредметнойобласти (см.п.2.3).

Таким образом,программная реализация объектно-ориентирован-

ного подхода должна предусматривать средства описания моделейлю-

бого ФМ в терминах сформированной базы знаний ВС, проведения ими-

тационного эксперимента и накаплениябанкаданных моделей.При

этом,формирование имодификация модели любого ФМ подразумевает

выделение из базы знаний отношений связи фазовых переменных и про-

ектных параметров данного структурного элемента.Изменение модели

сводится к выявлению отношений более низкого уровня абстракции ТО,

либок манипуляциям над отношениями базы знаний.В свою очередь,

непременным условием присоздаваниибанка моделейдолжнобыть

обеспечение их модификации без перепрограммирования.

Формирование модели ВС и управлениепроцессом моделирования

- 106 -

осуществляетсяна основе системы планирования эксперимента авто-

матного типа. При этом, описание внутреннего представления моделей

ФМосуществляется на языке имитационного моделирования в его опе-

раторной форме. Формирование общей модели ВС на основе ее структу-

ры и банка моделей ФМ,а также управление процессом имитации осу-

ществляется в диалоге с пользователем на проблемно-ориентированном

языке рассматриваемой предметной области.

Язык имитационного моделирования, используемый для внутренне-

го представления программ имитации функционирования, в операторной

форме представляет собой следующую последовательность операторов.

Ini(no,maxin,maxp,ni,nou,nta),

где no - количество элементов моделируемой схемы; maxin - об-

щее количество входов элементов,входящих в схему;maxp - общее

количество параметров элементов, входящих в схему; ni - число вхо-

дов схемы; nou - число выходов схемы; nta - число тактов моделиро-

вания.

Характеристики моделируемой схемы ВС задаются следующейпос-

ледовательностью операторов.

Declare a[n],b[n],c[m]

.....

a[i]=t

.....

b[i]=k

.....

c[j]=r

.....

где: n - число входов элемента;r - начальное значение внут-

реннего параметра; m - число внутренних параметров.

Каждый элемент схемы определяется следующей конструкцией.

Defobj(nclass,a,b,c,d),

где: nclass- имя класса элементов вакуумной системы:pump1

(однополюсный насос),vacuummetr (вакуумметр), pump2 (двуполюсный

насос),valve (клапан), pipe (трубопровод), сhamber (камера); a -

- 107 -

массив типов входных полюсов; b - массив входных полюсов; с - мас-

сив внутренних параметров объекта;d - номер входа схемы, с кото-

рым соединен выход элемента.

Здесь:

7(0 .T. (истина), если входной полюс элемента - вход схемы,

a[i]= 7*

790 .F. (ложь), в противном случае.

7(0 номер входа, если входной полюс элемента - вход схемы,

b[i]= 7*

790 номер элемента

Такая конструкция встречается в описании модели столькораз,

сколько элементов содержится в схеме.

Declare d[l]

.....

d[q]=p

.....

Definp(ninp,d),

где d - массив значений входов схемы;l - количество тактов;

p - значение входа на такте q; ninp - номер входа схемы. Эта конс-

трукция встречается столько раз, сколько входов у схемы. В резуль-

тате ее определяется вход схемы.

Сause(nta,kta,sc1,sc2,deb),

где nta - начальный такт;kta - количество тактов выполнения

модели;sc1 - шаг выдачи реального времени;sc2 - интервал между

выдачей тактов; deb - управление отладчиком;

7(0 .T. (истина), если выполнение идет в режиме отладки,

deb7 0=7 *

790 .F. (ложь), в противном случае.

Данный оператор осуществляет запуск модели на выполнение.

Используемый диалоговый интерфейс языка имитации ориентирован

на пользователя, умеющего описывать модель в терминах имитации, но

не являющегося программистом, и позволяет формировать общую модель

ВС, последовательно вводя информацию, определяющую структуру моде-

лируемой системы.

- 108 -

Конечный пользователь взаимодействует с системоймоделирова-

ния на проблемно-ориентированном уровне языка моделирования и име-

ет возможность манипулировать процессом моделирования в привычных

терминах предметной области.Реализация этого уровня основывается

на средствах системы управления базой знаний.

Таким образом,проектировщик имеет возможность эффективного

формирования моделей ВС произвольной структуры, а также диалогово-

го управления процессом моделирования в реальном масштабе времени.

Для подготовленного пользователя,владеющего аппаратом языка ими-

тации описываемой системы,доступны также средства формирования и

модификации моделей функциональных элементов банка данныхлюбого

уровня иерархии.

ВЫВОДЫ.

1. Разработана логическая структура предлагаемой САПР ВС, ос-

нованная на итерационном алгоритмецеленаправленногосинтеза,

обеспечивающем формализацию основных трудноформализуемых процедур

творческогопроцесса проектирования путем использования в системе

экспертных компонент поддержки задач принятия решений. Описано ин-

формационное взаимодействие основных проектных процедур системы.

2. Обоснована необходимость углубленной теоретической,мето-

дологической иформальнойпроработки основных процедур синтеза,

формирования/обработки базы знаний и моделирования функционирова-

ния ВС.

3. Предложена обобщенная модельсинтеза ВС,представляющая

собой упорядоченнуюпоследовательность необходимых действий конс-

труктора, позволяющих в зависимости от конкретной задачи проекти-

рования достичь поставленной цели.

- 109 -

4. Разработан алгоритм синтеза структурыВС,обеспечивающий

генерацию инахождение удовлетворяющего ТЗ технического решения.

Предложены основные правилагенерации,преобразованияи выбора

синтезируемых структур ВС.

5. Определены основные проектные процедурыначальныхстадий

проектирования ВС и состав необходимых для эффективного функциони-

рования экспертных знаний их поддержки.

6. Сформулированыосновные принципы диалогового взаимодейс-

твия с конструктором при формировании экспертной базы знаний.Оп-

ределены этапы, последовательность действий и порядок предъявления

информации эксперту при работе с подсистемой выявления экспертных

конструкторских знаний.

7. Проанализированы недостатки известных методовмоделирова-

нияфункционированияобъектов, обосновано использование объект-

но-ориентированного похода в имитационном моделировании ВС. Разра-

ботаныматематические модели основных функциональных элементов ВС

и описание на языке имитационного моделирования системы общей мо-

дели ВС первого уровня иерархического членения.

- 110 -

4. ПРОГРАММНЫЕСРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ

4.1. Структура программных средств САПР ВС.

Практическая реализация интеллектуальной САПР ВС,содержащей

формализуемые и эвристические программные процедуры, предполагает

эффективное информационное взаимодействие разрабатываемой эксперт-

ной компоненты с традиционными подсистемами САПР [113-115]. Струк-

тура создаваемогопрограммного обеспечения во многом определяется

возможностью формализации модельного представления объекта проек-

тирования и основных проектных процедур.

Проектные процедуры системы составляют алгоритмически жесткое

ядро,гибко настраиваемоесоответствующимизнаниями экспертов.

Составнеобходимых экспертных знаний поддержки определяется функ-

циональным назначением конкретной процедуры САПР.

На рис. 4.1 укрупненно показаны основные программныемодули

системы, каждыйизкоторых в свою очередь,представляется более

"тонкой" структурой.Логическая организация программныхсредств,

содержащих экспертную компоненту поддержки, предусматривает вклю-

чение в "жестко" организованную структуру программного обеспечения

(ядра) САПРВС эвристическойподсистемы,обладающей свойствами

адаптации к условиям применения в зависимости от взаимодействующе-

го с ней модуля основной структуры.

Обеспечение указанного взаимодействия основныхпроектирующих

подсистем (блоки1-6,рис. 4.1) с экспертной компоненты их под-

держки является функцией системы управления, формирующей на основе

метазнаний (методическогообеспечения)о процессе проектирования

(блок 16,рис. 4.1) задание на использование процедур ядра САПР,

- 111 -

4┌────────────────────────────────────────────────0 2Ядро САПР0 4─┐

4│0 4│

4│0 ┌────────────1─┐ ┌────────────3─┐ ┌────────────5─┐4│

4│0 │ Формирование │ │ Анализ и вы- │ │ Моделирование│4│

4│0 │цели проектир.│ │ бор объектов │ │ функциониров.│4│

4│0 └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘4│

4│0 4│

4│0 ┌────────────2─┐ ┌────────────4─┐ ┌────────────6─┐4│

4│0 │Синтез │ │ Оптимизация│ │ Пространстве-│ 4│

4│0 │объектов │ │ │ │ нная компон. │4│

4│0 └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘4│

4└────────────────────────────────────────────────────────────┘

1┼

4┌────────────0 2Экспертная компонента0 4─┐01┼04┌────────0 2Сервис0 4─┐

4│0 4│0 1┼0 4│0 4│

4│0 ┌──────────7─┐ ┌────────────8─┐ 4│0 1┼0 4│0 ┌─────────11─┐4│

4│0│ Выявление │ │ Формирование │ 4│1┼┼┼┼┼4│0 │ Диалоговый │4│

4│0│ экспертных │ │ процедурных │ 4│01┼04│0 │ интерфейс│4│

4│0│ знаний │ │ знаний │ 4│0 1┼0 4│0 └────────────┘4│

4│0└─────┬──────┘ └──────┬───────┘ 1┼0 4│

4│0 │ │ 3┌┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┐0 ┌─────────12─┐4│

4│0 │ ┌─────────────┘ 3├0 2 Система3┤0 │ Графические│4│

4│0 │ │ 3├0 2управления3┤0 │ средства│4│

4│0 7^0 7^0 3└┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┘0 └────────────┘4│

4│0 ┌───────────9─┐ ┌───────────10─┐ 1┼0 4│

4│0 │Манипулирова-│ │ Формирование │ 4│0 1┼0 4│0 ┌─────────13─┐4│

4│0 │ние знаниями │750──┤ моделей │ 4│0 1┼0 4│0 │Средства│4│

4│0 │и данными │ │ объектов │ 4│1┼┼┼┼┼4│0 │ документир.│4│

4│0 └──────┬──────┘ └──────────────┘ 4│0 1┼0 4│0 └────────────┘4│

4│0 │ 4│01┼04│0 4│

4└────────0│4───────────────────────────┘01┼0 4└─────────────────┘

│5 1┼

4┌────────0│4─────────────────────────0 2База знаний0 2/0 2данных0 4────┐

4│0 │ 4│

4│0 ├────────────────────────────────────┐ 4│

4│0 ┌────────────────────────14──┐ ┌──────────────────15──┐4│

4│0│ С У Б З ││ С У Б Д │4│

4│0 └──────────────┬─────────────┘ └────────────┬─────────┘4│

4│0 ┌────────┼────────┐ │4│

4│0 ┌────────16─┐│ ┌────────17─┐ │4│

4│0│ Метазнания││ │ БЗ │ │4│

4│0│ о процессе││ │ предметной│ 7^0 4│

4│0│ проектир. ││ │области│ ┌────────19─┐ 4│

4│0 └───────────┘│ └───────────┘ │ База │ 4│

4│0 7^0 │данных │ 4│

4│0 ┌───────────────────18─┐ └───────────┘ 4│

4│0 │ БЗ экспертного сопро-│ 4│

4│0 │ вождения проектных │ 4│

4│0 │ процедур │ 4│

4│0 └──────────────────────┘ 4│

4│0 4│

4└────────────────────────────────────────────────────────────┘

Рис. 4.1. Структура программных средств САПР ВС.

- 112 -

реализуя тем самым текущий маршрут проектирования (см. рис. 3.2).

Подсистемы ядра выполняют функции, отличающиеся от традицион-

ных лишь спецификой их применения в САПР ВС.При этом, формирова-

ние и динамическая модификация ТЗ на разработку ВС осуществляется

в процессеитерационного синтезаподсистемойформирования цели

проектирования (блок 1,рис.4.1). Решение задачи структурного и

параметрического синтеза объектов любого уровня иерархии, удовлет-

воряющих требованиям сформированного ТЗ, выполняет соответствующая

проектная процедура САПР (блок 2,рис. 4.1). В данном случае сог-

ласованное функционирование подсистем ядра 3 и 4 (рис. 4.1) позво-

ляет осуществить многовариантный анализ и оптимально-компромиссный

выбор на его основе с учетом комплексного критерия качества, тео-

ретически иэкспериментальноразработанномудля данного класса

технических объектов.Анализработоспособностисинтезированного

объекта ивыявление соответствия выходных характеристик ТО требо-

ваниям технического задания осуществляет подсистема имитационного

моделирования функционирования ВС (блок 5, рис. 4.1). Геометричес-

кий образ проектируемого объекта формирует система пространствен-

ной компоновки (блок 6, рис. 4.1).

Совместимость данных сгруппированных по разделампрограммных

модулей различного назначения достигается путем использования еди-

ной системы управления САПР ВС.Управление процессом проектирова-

ния осуществляетсяпроектантом через диалоговый интерфейс системы

(блок 11,рис. 4.1), обеспечивающий реализацию сценария диалога в

терминах предметной области.

Центральным блоком экспертнойкомпоненты САПРВСявляется

подсистема манипулирования знаниями и данными (блок 9, рис. 4.1),

обеспечивающая выполнение следующих основных функций:

- анализ на полноту и непротиворечивость базы знаний/данных;

- обработка запросов отподсистем нанеобходимыеоперации

- 113 -

СУБЗ/СУБД (блоки 14, 15, рис. 4.1) по генерации, занесению и моди-

фикации требуемых знаний и данных на любом шаге маршрута пректиро-

вания;

- работа с базами моделей, методов и критериев качества.

Формирование информационнойбазы осуществляет подсистема вы-

явления знаний (блок 7,рис.4.1), которая обеспечивает порядок

предъявления экспертунеобходимойдля анализа информации в соот-

ветствии с системной моделью извлечения знаний (см.п.3.4), а

также формируетсоответствующие запросы к подсистемам манипулиро-

вания (блок 9) и диалогового взаимодействия (блок 11).

Отсутствие вбазе знаний сопровождения (блок 18) необходимых

экспертных правил поддержки выполняемой проектной процедуры влечет

за собой запрос системы управления к модулю формирования процедур-

ных знаний (блок 8) на генерацию соответствующих правил конструи-

рования. При этом,процедурные знания формируются путем трансфор-

мации имеющихся в базе декларативных знаний об объектах предметной

области (блок17)к необходимому для использования процедурному

виду.

Информационное обеспечениеСАПР ВС[116,117] реализовано в

базе знаний/данных экспертнойкомпонентыи содержитбиблиотеки

маршрутов (блок 16) и объектов проектирования (блок 17), библиоте-

ки эвристических процедур и данных (блок 18),которые администри-

руются средствами СУБЗ/СУБД от сеанса к сеансу и от пользователя к

пользователю.

База данных математических моделей объектов различных уровней

иерархии ВС формируется пользователем в автоматизированном режиме

на основепостроенной БЗ предметной области при помощи соответс-

твующей подсистемы экспертной компоненты (блок 10, рис. 4.1), поз-

воляющей установитьвзаимосвязивходных и выходных характеристик

- 114 -

объекта с его конструктивными (проектными) параметрами.

Управление информационным обеспечением осуществляется либо на

стандартных языках управления знаниями/данными СУБЗ/СУБД, либо за

счет запросов, генерируемых подсистемой манипулирования знаниями и

данными (блок 9, рис. 4.1).

Сервисные средстваСАПР ВСреализуют удобную форму диалога

проектировщика с системой (блок 11) и позволяют получать стандарт-

ную формупредставления результатов проектирования (блоки 12, 13)

в соответствии с требованиями единой системы конструкторской доку-

ментации [118-120].

4.2. Программные средства синтеза и анализа ВС.

Ведущее место в системе автоматизированного проектирования ВС

занимают подсистемы структурно-параметрического синтеза и анализа,

процесс функционированиякоторыхреализует алгоритм синтеза ВС,

детально изложенный в п. 3.2 (см. рис. 3.3).

Следует отметить,что предлагаемая методология синтеза может

быть положена в основу практической реализации программногопро-

дукта для различных устройств разрабатываемого вакуумного оборудо-

вания [100,121,122].Логическое взаимодействие основных подсистем

ядраСАПР ВС и экспертной компоненты при этом будет инвариантным

вне зависимости от типа, иерахического уровня абстракции описания,

а такжепредметной области использования рассматриваемого техни-

ческого объекта.

Структура информационныхсвязей основныхмодулейсистемы,

участвующих в реализации процедур синтеза и анализа, представлена

на рис. 4.2 (блоки пронумерованы в соответствии с рис. 4.1). Акти-

визацию функционирования модулей осуществляет системауправления

- 115 -

┌────────────────────────────── 1 ─┐

┌──────────760│ Формирование цели проектирования │

│ └──────────────────────────────────┘

│ 7%0 7%0 7%

┌┴┐ ┌┴┐ ┌┴┐ ┌┴┐

│А│ │Б│ │В│ │Г│

└┬┘ └┬┘ └┬┘ └┬┘

│ │ │ │

│ 7^0 │ 7^

│ ┌───────────── 2 ─┐ ┌─┐│ ┌──────────── 3 ─┐

│ │ Синтез │750──┤Д├──┼──────760│ Анализ и выбор │

│ │ объектов │ └─┘ │ │ объектов │

│ └─────────────────┘ │ └────────────────┘

│ 7%0 7%0 │ 7%0 7%

│ │ │ ┌──────────┴───── 5 ┐ │ │

│ │ │ │ Моделирование │ │ │

│ │ │ └───────────────────┘ │ │

│ │ ┌┴┐ 7%0 ┌┴┐ │

│ │ │Е├───┐ │ ┌─┤Ж│ │

│ │ └─┘ 7^0 │ 7^0 └─┘ │

│ ┌┴┐ ┌───────────┴───── 4 ─┐ ┌┴┐

│ │З│ │ Оптимизация │ │И│

│ └┬┘ └─────────────────────┘ └┬┘

│ │ 7%0 │

│ │ ┌┴┐ │

│ │ │К│ │

└─────┐ │ └┬┘ │

7^0 7^0 7^0 7^

┌──────────────────────────────────── 14/15 ────┐

│ С У Б З / С У Б Д│

└────────────────────────┬──────────────────────┘

│

┌─────────────────────┼───────────────────────┐

7^0 7^0 7^

┌──────────────── 16 ─┐ ┌────────────────── 18 ─┐ ┌──── 19 ┐

│Метазнания о процессе││База знаний экспертного│ │База │

│ проектирования │ │сопровождения проектных│ │ данных │

└─────────────────────┘│ процедур │ └────────┘

└───────────────────────┘

Рис. 4.2. Информационные взаимосвязи подсистем при синтезе и

анализе ВС:

┌┴┐

│i│ - функции системы управления САПР ВС.

└┬┘

- 116 -

(СУ).На рис.4.2 соответствующие функции СУ обозначены буквами

русского алфавита ("А"-"К"). Взаимодействие подсистем определяется

текущиммаршрутом проектирования и осуществляется следующим обра-

зом.

На основе исходных данных о вакуумном технологическом процес-

се формируется потребительская цель проектирования ВС, а на ее ос-

нове - соответствующее ТЗ на разработку (блок 1, рис. 4.2). Необ-

ходимые правила генерациидеревацелей, описывающегоразличные

альтернативы их достижения, извлекаются из базы знаний экспертного

сопровождения (блок 18,рис.4.2) после соответствующего запроса

системы управления (функция "А" на рис. 4.2). Выбор возможных пу-

тей реализации поставленных целей (см.рис.3.2) осуществляется

системой управления на основе метазнаний о процессе проектирования

(блок 16, рис. 4.2).

Поиск аналогов или прототипов ВС (ФМ), полностью или частично

удовлетворяющих предъявленным ТЗ требованиям, являетсяоднойиз

функций модуля анализа и выбора объектов (блок 3,рис. 4.2). Зап-

рос правил выбора при этомосуществляетсоответствующаяфункция

системы управления (функция "И", рис. 4.2). Ранжирование выбранных

альтернативных вариантов с целью выявления наиболее рационального

из нихвыполняет подсистемаоптимизации (блок 4,рис. 4.2) по

функциональному запросу ("Ж", рис. 4.2) системы управления.

Частичное смягчениетребований ТЗ в случае пустого множества

поиска возможных аналогов,а также формирование частныхпотреби-

тельскихцелей и ТЗ на модификацию выбранного прототипа осущест-

вляет подсистема формирования целей проектирования (блок 1,рис.

4.2), которая инициируется по соответствующему запросу системы уп-

равления (функция "Г" СУ).

Локальные целимодернизации найденного прототипа определяют

- 117 -

(связь "Б", рис. 4.2) дальнейший маршрут проектирования, предпола-

гающийпроведение последовательногосинтеза структур различного

типа (см.рис. 3.2).Подсистема синтеза при этом (блок 2,рис.

4.2) генерируетмножествовозможных структур объектов различных

уровней иерархии ВС. Доступ к базовому множеству элементов и соот-

ветствующим правилам формирования структур (см. п.3.2) осущест-

вляется через систему управления ("З", рис. 4.2).

Анализ синтезированного множества допустимых структур объекта

(блок 3, функциональная связь "Д") с целью выявления из него раци-

онального варианта(блок 4,связь "Е") выполняется на базе комп-

лексного функционально-стоимостного критерия качества. Методы оп-

тимального поиска и сформированные критерии содержит база знаний,

взаимодействующая с подсистемой оптимизации через СУ (связь"К",

рис. 4.2).

Оценка работоспособности выбранного оптимально-компромиссного

варианта синтезируемой ВС (подсистема моделирования - блок 5) поз-

воляет при неверном функционировании системы сформулироватьсоот-

ветствующие локальные потребительские цели (связь "В",рис. 4.2),

инициирующие очередной виток итерационного синтеза объекта с целью

улучшения получаемого проектного решения. При этом, централизован-

ная организация системы позволяет проектировщику осуществлять опе-

ративное управление процессом проектирования на любом этапе выпол-

няемого алгоритма синтеза ВС.

4.3. Подсистема выявления экспертных знаний.

Программные средствавыявления экспертных знаний из высокок-

валифицированных экспертов (см. рис. 4.1, блок 7) представляют со-

бой функционально законченную подсистему САПР ВС [123], обеспечи-

- 118 -

вающую формирование декларативной базы инженерных знаний (см. рис.

4.1, блок 17) начальных этапов проектирования ВС.

Знания о предметной области представляются всоответствиис

концептуальной моделью знаний (см. рис. 2.13) в виде иерархической

структуры фреймов, построенных над семантической сетью.

Логическая структураинформационного взаимодействия функцио-

нальных модулей подсистемы показана на рис.4.3. Методика выявле-

ния знаний,описанная в п. 3.4, реализуется здесь подсистемой уп-

равления на базе системной модели,составляющейметазнания экс-

пертной компоненты САПР ВС.

Декларативная база знаний о предметной области создается пос-

ледовательнымформированием и наполнением фреймов концептуальной

модели знаний рассматриваемой предметной области (см. рис. 2.13).

Данный процесс повторяется на всех уровнях иерархии ВС для каждого

горизонтального подуровня декомпозиции описания объека(функция,

тип, конструктив, геометрия - см. рис. 2.13).

На первом этапе формирования декларативной базы знаний выпол-

няется структурированиеинформациио классах ТО рассматриваемого

уровня. Данная функция, выполняемая модулем классификации объектов

(блок "1", рис. 4.3), предусматривает следующую последовательность

операций при взаимодействии с экспертом (см. п. 3.4):

- выбор и ранжирование классификационных признаков объекта из

системной базы знаний системы (метазнания о процессе проектирова-

ния - рис. 4.3).

- определение множеств возможных значений каждого классифика-

ционного признака рассматриваемого ТО;

- генерация признакового пространства классификации;

- анализ соответствияполученныхописаний исуществующей

классификации ТО, а также выявление ранее не описанных классов.

- 119 -

┌───────────2 Выявление экспертных знаний 0──┐┌──────── 2Сервис0 ─┐

│ ││ │

│ ┌──────────── 1 ┐ ││ ┌────────────┐ │

│ │ Классификация │ ││ │ Диалоговый │ │

│ │ объектов │2─────────────────────┐0 │││ интерфейс│ │

│ └─────────┬─────┘ 2│0 │ │ └────────────┘ │

│ 7%0 7^0 2│0 │ └─────── 2│0 ───────┘

│ │ ┌────────── 2 ┐ 2│0 │ 2│

│ │ │ Определение │ 2│0 │ 2│

│ │ │ свойств │2───────────────────┤0 │ 2│

│ │ └────────┬────┘ 2│0 │ 2│

│ │ 7%0 7^0 2│0 │ 2│

│ │ │ ┌──────────────── 3 ┐ 2│0 │ 3┌┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┐

│ │ │ │5 0Выявление5 0сущест- │2─────────┼───────3├0 2Подсистема3┤

│ │ │ │венных свойств │ 2│0 │ 3├0 2управления3┤

│ │ │ └───────────┬───────┘ 2│0 │ 3└┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┘

│ │ │ 7%0 7^0 2│0 │ 2│

│ │ │ │ ┌────────────── 4 ┐ 2│0 │ 2│

│ │ │ │ │Формирование │2───────┤0 │ 2│

│ │ │ │ │ фреймов свойств │ 2│0 │ 2│

│ │ │ │ └───────────┬─────┘ 2│0 │ 2│

│ │ │ │ 7%0 7^0 2│0 │ 2│

│ │ │ │ │ ┌──────────────── 5 ┐ 2│0 │ 2│

│ │ │ │ │ │ Формирование фрей-│2─┘0 │ 2│

│ │ │ │ │ │мов взаимосвязей │ │ 2│

│ │ │ │ │ └───────────────────┘ │ 2│

└────│───│───│───│────7%0────────────────────┘ 2│

│ │ │ │ │ 2│

7^ ^ ^ ^ ^ 2│

┌──────────────────────────────────────────────────────────┐

│Манипулирование знаниями и данными│

└────────────────────────────┬─────────────────────────────┘

│

┌──────────────────────────────│─── 2База знаний0 2/0 2данных0 ────┐

│ │ │

│ ┌─────────────────────┴──────────────┐ │

│ ┌─────┴──────────────────────┐ ┌──────────┴───────────┐│

│ │ С У Б З ││ С У Б Д ││

│ └──────────────┬─────────────┘ └────────────┬─────────┘│

│ ┌────────┴────────┐ ││

│ ┌─────┴─────┐ ┌─────┴─────┐ ┌─────┴─────┐ │

│ │ Метазнания│ │ БЗ │ │ База │ │

│ │ о процессе│ │ предметной│ │данных │ │

│ │ проектир. │ │области│ └───────────┘ │

│ └───────────┘ └───────────┘ │

│ │

└────────────────────────────────────────────────────────────┘

Рис. 4.3. Логическаяструктура подсистемы выявления

экспертных знаний.

- 120 -

При этом, описательные формулировки, предъявляемые эксперту

для анализа,формируются в терминах предметной области проектанта

(функция диалогового интерфейса системы).

Проведенная классификация позволяет подсистемеманипулирова-

ниязнаниями иданнымисформировать фрагмент базовой структуры

фреймовой модели знаний рассматриваемого уровня иерархии.

Следующим этапом диалогового взаимодействия подсистемы с экс-

пертом является определение состава свойствобъектовпостроенной

фреймовой структуры (блок 2, рис. 4.3). Выделение множеств свойств

осуществляется по основным группам (функциональные, эксплуатацион-

ные, производственные и конструктивные) на базе информации, содер-

жащейся в системной базе знаний опредметнойобласти. Вданном

случаеэксперту предоставляетсявозможностьвыбора свойств (из

числа предлагаемых системой),которые по его мнению наилучшим об-

разом характеризуют описываемый объект.

Выявление существенных свойств из сформированных множеств вы-

полняет соответствующий функциональный модуль (блок 3, рис. 4.3).

При этом,методы ранжирования свойств по критерию "важность" сос-

тавляют метазнания системы.

Упорядоченные по значимостиописательные множествасвойств

объектовдоопределяются значениями шкал и диапазонов варьирования

параметров (блок 4,рис. 4.3).Сформированные подобнымобразом

множества свойств и шкал их значений являются исходной информацией

для системы манипулирования знаниями,которая позволяет построить

окончательную структуру фреймовой модели декларативной базы знаний

ВС рассматриваемого уровня иерархии.

Наполнение сформированной информационной структуры конкретны-

ми значениями параметров свойствосуществляетсяэкспертом через

систему диалогового взаимодействия.

Процесс выявлениязнаний завершаетсяформированиемфрейма

- 121 -

взаимосвязей свойствобъектов различных уровней иерархии (блок 5,

рис. 4.3).Данная процедура требует от эксперта последовательного

построения бинарных таблиц отношений свойств, а также их интерпре-

тации до конкретных зависимостей (аналитических,логическихили

табличных). Конкретныйвидвзаимосвязи формируется экспертом при

помощи соответствующей функции модуля "5" в диалоговом режиме вза-

имодействия.

Таким образом, последовательная инициализация подсистемой уп-

равления вышеописанных функциональных модулей для всех уровней ие-

рархии ВС предоставляет эксперту возможность формирования полной и

непротиворечивой декларативной базы знаний, обеспечивающей эффек-

тивную поддержку основных процедурпректированияразрабатываемой

интеллектуальной САПР ВС.

4.4. Подсистема моделирования функционирования ВС.

Используемый проблемно-ориентированныйподходк построению

программных средствимитационногомоделирования [124] позволяет,

используя привычную для проектировщика терминологию, оценить рабо-

тоспособность синтезируемой конструкции ВС, легко настраиваясь при

этом на конкретное окружение рассматриваемой предметной области.

Структурные связиосновных модулей подсистемы моделирования

укрупненно показана на рис. 4.4.

Базовым программныммодулем,выполняющим функциимонитора

системы, является подсистема управления (ПУ) процессом моделирова-

ния.Основной функциейПУявляется обеспечение информационного

взаимодействия блоков подсистемы,а также - через диалоговыйин-

терфейс - системы и проектировщика.

Исходными данными для имитацииявляются описанияструктуры

- 122 -

┌──────────────────────── 2Моделирование0 ───┐ ┌──────── 2Сервис0 ─┐

│ ││ │

│ ┌──────────── 1 ┐ ││ ┌────────────┐ │

│ │ Интерпретатор │ ││ │ Диалоговый │ │

│ │ директив │2─────────────────────┐0 │││ интерфейс│ │

│ │ конструктора│ 2│0 ││ └────────────┘ │

│ └─┬─────────────┘ 2│0 ││ ┌────────────┐ │

│ │ 2│0 │ ││ Графические│ │

│ │ 2│0 │││ средства│ │

│ │ 2 │0 │ │ └────────────┘ │

│ │ ┌────────── 2 ┐ 2│0 ││ ┌────────────┐ │

│ │ │Коррекция │2───────────────────┤0 │││ Средства│ │

│ │ │модели ВС│ 2│0 │││ документир.│ │

│ │ └─┬──────┬────┘ 2 │0 ││ └────────────┘ │

│ │ │ │ 2│0 │ └─────────────────┘

│ │ │ │ 2│0 │2 │

│ │ │ 7^0 2│0 │2 │

│ │ │ ┌─────────── 3 ┐ 2│0 │2 │

│ │ │ │5 0Формирование │ 2│0 │ 2│

│ │ │ │ имитационной │2──────────────┤0 │2 │

│ │ │ │модели ВС │ 2 │0 │2 │

│ │ │ └──┬────────┬──┘ 2│0 │ 3┌┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┐

│ │ │ │ │ 2├───────3├0 2Подсистема3┤

│ │ │ │ │ 2│0 │ 3├0 2управления3┤

│ │ │ │ 7^0 2│0 │ 3└┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┘

│ │ │ │ ┌───────────────── 4 ┐2 │0 │2 │

│ │ │ │ │ Программа-имитатор │2───┘0 │2 │

│ │ │ │ └─────┬──────────────┘ │2 │

└────│───│────│───────│────────────────────┘ 2│

│ │ │ │ 2│

┌────│───│────│───────│──────────── 2База знаний0 2/0 2данных0 ────┐

│ 7^ ^ 0 7^0 7 ^0 │

│ ┌┴───┴────┴───────┴───────────────────────┐ │

│ ┌┴──────────────────────────────┐ ┌───────┴────────┐ │

│ │ С У Б З ││ С У Б Д │ │

│ └────────────────┬──────────────┘ └─────────┬──────┘ │

│ ┌──────────┴───────────┐ ││

│ ┌─────┴──────────┐ ┌─────┴─────┐ ┌─────┴─────┐ │

│ │ БЗ экспертного │ │ БЗ │ │ База │ │

│ │сопровождения │ │ предметной│ │данных │ │

│ │ проектных проц.│ │области│ └───────────┘ │

│ └────────────────┘ └───────────┘ │

│ │

└────────────────────────────────────────────────────────────┘

Рис. 4.4. Структура подсистемы имитационного моделирования

функционирования ВС.

- 123 -

ВС, свойствее структурных составляющих и алгоритма ее функциони-

рования (плана эксперимента). Необходимая для этого информация оп-

ределяется в результате функционирования процедур синтеза и анали-

за ВС (см.рис. 4.2) и передается в подсистему моделирования при

ее инициализации.Связь пользователя с ЭВМ осуществляется через

проблемно-ориентированный язык манипулирования моделями,описание

которых ввиде словаря понятий,набора параметров и их функцио-

нальных взаимосвязей,формируется на базе знаний об объектах исс-

ледуемой предметной области.

Оперативное управлениепроцессом моделированиявыполняется

конструктором через интерпретатор директив (блок 1, рис. 4.4). При

этом, изменение структуры моделируемой системы, коммутация состоя-

ний активности элементов,а также варьирование значений описываю-

щих их конструктивных параметров, осуществляется пользователем при

взаимодействии с модулем коррекции модели ВС (блок 2, рис. 4.4).

Имитационная модель функционирования ВС произвольной структу-

ры формируется на основе композиции макромоделей функционально за-

конченных элементов, доопределенных конкретными значениями проект-

ных параметров описываемой системы (блок 3,рис.4.4). Соответс-

твующие правила генерации математической моделиВСсодержатся в

базе знаний экспертного сопровождения процедуры моделирования.

Действия, выполняемые любым структурным элементом(объектом)

в модели ВС, программно реализованы в виде соответствующих присое-

диненных процедур фреймов взаимосвязей свойств базы знаний о пред-

метной области (см. рис. 2.15).

Таким образом,построение общей имитационной модели ВСосу-

ществляетсяна основеиспользованиямножества описанных в базе

знаний моделирующих элементов с учетом исходных данных о структуре

ВСи информации об условиях использования элементов в каждом узле

- 124 -

моделируемой схемы.

Библиотека моделейфункциональныхструктурных элементов со-

держит макромодели типовых устройств, представленных проектировщи-

ком вописании базызнанийрассматриваемой предметной области.

Библиотека формируется в автоматическом режиме при функционирова-

нии соответствующейподсистемы экспертной компоненты САПР ВС (см.

блок 10,рис. 4.1).

Набор элементов,используемых вкачестве компонент,может

быть расширен средствами соответствующих функций СУБЗ/СУБД. В сис-

тему могут включаться новые элементы или, наоборот, исключаться те

из них, необходимость в использовании которых отпала.Приэтом,

разные пользователимогут создавать и работать с различнымипод-

множествами библиотеки моделей имитационной системы.

Генерация программыимитации и ее запуск осуществляются под-

системой моделированияавтоматически.Анализ работоспособности

синтезируемой ВСосуществляетсяпрограммой-имитатором(блок 4,

рис. 4.4) в реальном масштабе времени, позволяя тем самым проекти-

ровщику визуальнонаблюдатьза протекающими в системе вакуумными

процессами и, при необходимости, оперативно на них реагировать.

Наглядное представление результатов моделирования в виде гра-

фиков, таблиц или текстовой документации осуществляют соответству-

ющие сервисные программные средства (см. рис. 4.4).

ВЫВОДЫ.

1. Разработана структура программных средств САПР ВС,реали-

зующих вышеизложенный подход к интеллектуализации процесса автома-

тизированного проектирования вакуумных систем. Выделеныосновные

проектирующие модули системы и описаны принципы их информационного

- 125 -

взаимодействия.

2. Создан комплекс программных средств структурно-параметри-

ческого синтеза и анализа,реализующий предлагаемый алгоритм син-

теза конструкций ВС.

3. Предложены программные средства формированиябазызнаний

конструирования ВС, обеспечивающие выявление знаний непосредствен-

но из высококвалифицированных экспертов в процессе пассивного диа-

лога. Приведена логическая структура взаимодействия основных прог-

раммных модулей системы.

4. Представлено описание подсистемы имитационного моделирова-

ния функционирования ВС произвольной структуры. Показано функцио-

нальное взаимодействиеосновных процедурныхблоков и экспертной

компоненты системы.

5. Сформулированыосновные принципы диалогового взаимодейс-

твия пользователя в процессе эксплуатации САПР ВС.

6. Отмечено,что разработанное программное обеспечение инва-

риантно по отношению к предметной области и после предварительной

настройки можетбыть использовано практически в любой сфере инже-

нерной деятельности.

- 126 -

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненный комплекс теоретических, исследовательских и прак-

тических работ и полученные на их основе результаты позволяют сде-

лать следующие выводы:

1. На основе анализа требований и эволюции вакуумного техно-

логического оборудования выявленапотребностьавтоматизации на-

чальных этапов проектирования ВС.Показана необходимость примене-

ния новых подходов к построению САПР конструирования, предусматри-

вающих включение экспертных компонент поддержки основных проектных

процедур структурно-параметрического синтеза ВС.

2. Проведен концептуальный анализ ВС, позволивший разработать

инвариантные относительно введенных уровней членения системные мо-

дели ВС как объекта конструирования и проектирования, которые яв-

ляются основойсозданияметодики выявленияэкспертныхзнаний,

структурно-параметрического синтеза и моделирования ВС.На основе

системного анализа выполненаструктуризацияпредметной области,

позволившая сформировать классы принадлежности объектов и выделить

описывающие их множества свойств и признаков.

3. Предложенаобобщенная модель структурно-параметрического

синтеза ВС,представляющая собой упорядоченную последовательность

необходимых действий конструктора, приводящих к достижению постав-

ленной цели проектирования.

4. Разработана методика непосредственного выявления знаний из

высококвалифицированных экспертов, представляющаяконструктору

возможность диалогового формирования базы знаний подсистемыэкс-

пертной поддержки САПР рассматриваемой предметной области.

5. Сформированаконцептуальная модель знаний, обеспечивающая

возможность эффективного формирования и манипулированиязнаниями

- 127 -

подсистемой экспертного сопровождения САПР ВС.

6. Выявлены основныепроектные процедурыначальныхстадий

проектированияВС, атакжесостав необходимых для эффективного

функционирования САПР экспертных знаний их поддержки.

7. Предложена логическая структура создаваемой САПР ВС,поз-

воляющая реализовать основные трудноформализуемые процедурытвор-

ческогопроцесса проектирования на основе использования в системе

экспертных компонент поддержки принимаемых конструктором решений.

8. Разработаны математические модели функционирования базовых

структурных элементов ВС, являющиеся основой проведения имитацион-

ного моделирование протекающих вакуумных процессов в ВС произволь-

ной структуры.

9. Создан комплекс программных средств, обеспечивающих реали-

зацию указанного подхода к автоматизации основных этаповсинтеза

на начальных этапах проектирования ВС.

Результаты работы внедрены в НПО "Вакууммашприбор" (г.Моск-

ва), в НИИ точного машиностроения (г. Зеленоград) и Московском го-

сударственном институте электроники и математики.

- 128 -

ЛИТЕРАТУРА

1. Блинов И.Г.,Мелехин Ю.Я., Панфилов Ю.В. Процессы и обору-

дование для нанесения тонких пленок в вакууме. Уч. пособие.

- М.: Изд. МИЭТа, 1987. - 72 с.

2. Одиноков В.В. Шлюзовые системыв вакуумномоборудовании.

Уч. пособие. - М.: Высшая школа, 1981. - 55 с.

3. Вакуумные системы и применяемые в них материалы и компонен-

ты / MurakamiYoshio // Синку = Journal of Vacuum Society

of Japan. - 1987, - 30, N2, - с. 964 - 967.

4. Оборудование для обработки в вакууме. Заявка 643170 Япония,

МКИ54 0С23 С14/56 / Дзе Хидэтака, Ватанабэ Осаму, Окумура Ка-

цуя; К.К. Токуда сэйсакусе, К.К. Тосиба. - N5o062, -188029 //

Кокай токке кохо. - 1989. - с. 391 - 396.

5. Thin film deposition apparatus including a vacuum transport

mechanism. Пат. 4763602 США, МКИ540 С23 С14 /00/Madan Arun,

Roeden Bolko Von;Glasstech Solar Inc.- N5o018617.Опубл.

18.08.1988. НКИ 118/719.

6. Данилин Б.С.Вакуумные технологические процессы и оборудо-

вание микроэлектроники. - М.: Машиностроение, 1987. - 71 с.

7. Sharma J.K.N. Vacuum systems for ion implantation equipment

// Solid State Technol. - V. 17, N5o012, 1974.

8. Тихонов А.Н.Особенности проектированиявакуумных систем

современногомикрозондовогооборудования. / Межвузовский

сборник."Электронное машиностроение,робототехника, техно-

логия ЭВП". - М.: МИЭМ, 1984. - с. 123 - 128.

9. Попов В.Ф. Ионно-лучевые установки. - Л.: Энергоиздат, 1981.

- 136 с.

10. Попов В.Ф., Горин Ю.Н. Процессы и установки электронно-ион-

- 129 -

ной технологии. - М.: Высшая школа, 1988. - 255 с.

11. Фигнер А.И. Высоковакуумная техника. / Сборник "Электроника

и ее применение". - М.: 1978.

12. Ивановский Г.Ф., Петров В.И. Ионно-плазменная обработка ма-

териалов. - М.: Радио и связь. 1986. - 232 с.

13. Данилин Б.С.,КиреевВ.Ю. Применение низкотемпературной

плазмы для травления и очистки материалов. - М.: Энергоато-

миздат, 1987. - 264 с.

14. Микролитография второй половины 80-х годов.- ЦНИИ "Элект-

роника", вып. 21, 1985. - 5 с.

15. Пипко А.И. Вакуумно-термическое оборудование в производстве

изделий электронной техники.- М.:Машиностроение,1986.- 55с.

16. Ковалев Л.К.Вакуумное оборудование для производстватон-

копленочныхструктур квантовой электроники.// Обзоры по

ЭТ, серия 11 "Лазерная техника и оптоэлектроника". - 1982,

вып. 2 (886). - 83 с.

17. Симонов В.В.,Корнилов Л.А., Шашелев А.В., Шокин Е.В. Обо-

рудованиеионной имплантации.- М.: Радио и связь, 1988.

- 184 с.

18. Блинов И.Г.,Кожитов Л.В. Оборудование полупроводникового

производства. - М.: Машиностроение, 1986. - 264 с.

19. Денисов А.Г.,Кузнецов Н.А.,Макаренко В.А.Оборудование

для молекулярно-лучевой эпитаксии. // Обзоры по ЭТ, серия 7

" Технология,организация производстваи оборудование ".

- 1981, вып. 17 (828). - 52 с.

20. Данилин Б.С. Получение тонкопленочных элементовмикросхем.

- М.: Энергия, 1977. - 136 с.

21. Панфилов Ю.В., Рябов В.Т., Цветков Ю.Б. Оборудование произ-

водства интегральных схем и промышленные роботы.- М.: Ра-

- 130 -

дио и связь, 1988. - 320 с.

22. Сысоев В.В. Автоматизированное проектирование линий и комп-

лектов оборудованияполупроводникового и микроэлектронного

производства. - М.: Радио и связь, 1982. - 120 с.

23. Быков В.П."Методическое обеспечение САПРв машинострое-

нии", Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1989. - 255 с.

24. Саксаганский Г.Л. Основы расчета и проектирования вакуумной

аппаратуры. - М.: Машиностроение, 1978. - 76 с.

25. Вакуумная технология / Oshima chuhei // Хэмэн кагаку =J.

Surface Sci. Soc. Jap. - 1989. - 10, N5o010, - c. 884 - 890.

26. Минайчев В.Е. Вакуумное оборудование для нанесенияпленок.

- М.: Машиностроение, 1978. - 60 с.

27. Введенский В.Д.,Рязанкин В.П.,Салищев Г.С. Современные

установки для нанесения оптических покрытий в вакууме мето-

дами термического испарения./ " Оптико-механическаяпро-

мышленность ", - 1987, N5o09, - с. 47 - 54.

28. Diffusion, cryogenic and turbo pumping // European Semicon-

ductor Design and Production Assembly. - 1989.- 11,N5o01,

- c. 28.

29. Today's ultrahigh vacuum limits: Sci. e. tech. / Bernardini

M. // Vuoto: Sci. e. tech. - 1989, - 19, N5o02, - p. 50 - 52.

30. Проспект фирмы RIBER ( Франция ).Молекулярно-лучевая эпи-

таксия, - 1977. - 5 p.

31. Проспект фирмы VARIAN ( США ).Молекулярно-лучевая эпитак-

сия, - 1978. - 4 р.

32. Проспект фирмы Leybold-Heraeus (ФРГ ).UHV - Autdamp-

funlage PU-450, - 1978. - 4 p.

33. КотельниковЮ.Н. Автоматизация вакуумно-технологических

процессов и оборудования. - М.: Машиностроение,1987. - 55с.

- 131 -

34. Норенков И.П.,Маничев В.Б. Основы теории и проектирования

САПР: Учебник для втузов. - М.: Высшая школа,1990. - 335 с.

35. ПоловинкинА.И. Основыинженерноготворчества: Учебное

пособие для студентов втузов. - М.: Машиностроение, 1988.

- 368 с.

36. Андреев Л.В. О совместительстве в мире конструкций. / Маши-

ностроитель, - 1991. - N5o04, - c. 6 - 9.

37. Автоматизация поискового конструирования (искусственный ин-

теллект в машинном проектировании). / Под. ред. Половинкина

А.И. - М.: Радио и связь, 1981. - 344 с.

38. Батищев Д.И. Поисковые методы оптимальногопроектирования.

- М.: Советское радио, 1975. - 216 с.

39. Остапенко О.Г.Анализ и синтезлинейных радиоэлектронных

цепей с помощьюграфов: Аналоговыеицифровые фильтры.

- М.: Радио и связь, 1985. - 280 с.

40. Половинкин А.И. Методы инженерного творчества. - Волгоград,

1984. - 365 с.

41. Вермишев Ю.Х.Методы автоматическогопоиска решенийпри

проектированиисложных технических систем.- М.: Радио и

связь, 1982. - 152 с.

42. Батищев Д.И. Поисковые методы оптимального проектирования.

- М.: Советское радио, 1975. - 216 с.

43. МасленниковП.Н., Сысоев В.В.Оптимизация структуры линий

полунепрерывного производства при их проектировании.- Во-

ронеж: ВГУ, 1979. - 108 с.

44. Райцын Т.Н.Синтез систем автоматического управления мето-

дом направленных графов. - Л.: Энергия, 1970. - 96 с.

45. Тащина А.Г.,Бродянский В.М., Синявский Ю.В. Принципы син-

теза и оптимизациисхемкриогенных установокна основе

- 132 -

группировки их элементов.// Труды МЭИ. Исследование и со-

вершенствование теплоэнергетическихи криогенныхсистем.

- 1975, вып. 249, - с. 100 - 107.

46. Тащина А.Г. Алгоритм автоматизированного синтеза схем крио-

генных установок.// Труды МЭИ. - 1978, вып. 386, - с. 149

- 154.

47. Дворянкин А.М., Половинкин А.И., Соболев А.Н. Методы синте-

за технических решений. - М.: Наука, 1977. - 104 с.

48. Цвиркун А.Д. Основы синтеза структуры сложных систем. - М.:

Наука, 1982. - 200 с.

49. Корячко В.П.,Курейчик В.М.,Норенков И.П. Теоретические

основы САПР. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 400 с.

50. Цвиркун А.Д.,Акинфиев В.К. и др. Имитационное моделирова-

ние в задачах синтеза структуры сложных систем: Оптимизаци-

онно-имитационный подход. - М.: Наука, 1985. - 173 с.

51. Волчкевич Л.И.,Кузнецов Н.А. Выбор оптимальной структуры

многопозиционных автоматовэлектронной промышленности.//

Электронная техника, Сер. 7. Технология, организация произ-

водства и оборудование. Вып. 3 (82). - 1977. - с. 61 - 74.

52. Добров Е.М.,Ершов Ю.В., Левин Е.И., Смирнов Л.П. Эксперт-

ные оценки внаучно-техническомпрогнозировании.- Киев:

Наукова думка, 1974. - 160 с.

53. Бешелев С.Д.,Гурвич Ф.Г. Математико-статистичекие методы

экспертных оценок. - М.: Статистика, 1980. - 263 с.

54. Бажин И.И., Беренгард Ю.Г., Гайцгори М.М. и др. Автоматизи-

рованное проектирование машиностроительного гидропривода. /

Под ред. Ермакова С.А. - М.: Машиностроение, 1988. - 312 с.

55. Чичварин Н.В. Экспертные компоненты САПР. - М.: Машиностро-

ение, 1991. - 240 с.

- 133 -

56. Аветисян Д.А.,Башмаков И.А.,Геминтер В.И. и др. Системы

автоматизированного проектирования: Типовые элементы, мето-

ды и процессы. - М.:Издательство стандартов, 1985. - 179 с.

57. Норенков И.П.Введение в автоматизированное проектирование

технических устройств и систем. - М.: Высшая школа, 1980.

- 311 с.

58. Норенков И.П.Системы автоматизированного проектирования:

Принципы построения и структура. Кн. 1. - М.: Высшая школа,

1986. - 127 с.

59. Жук Д.М.,Мартынюк В.А., Сомов П.А. Технические средства и

операционные системы.САПР. Кн. 2. - Минск: Высшая школа,

1988. - 156 с.

60. Кулон Ж.-Л., Сабоннадьер Ж.-К. САПР в электротехнике. - М.:

Мир, 1988. - 208 с.

61. САПР в радиотехнике. Справочник. / Под ред И.П. Норенкова.

- М.: Радио и связь, 1986. - 368 с.

62. Ильин В.Н.,Фролкин В.Г., Бутко А.И.и др. Автоматизация

схемотехнического проектирования.- М.:Радиои связь,

1987. - 368 с.

63. Dow M.R.Algoritmsfor integrated calculation models and

drafting in building services pipework design. / Computer -

aided design. - Vol. 19, - N5o09, - 1987. - p. 479 - 484.

64. Капустин Н.М., Васильев Г.Н. Автоматизация конструкторского

и технологического проектирования.САПР. Кн.6. - Минск:

Вышэйшая школа, 1988. - 191 с.

65. Керимов З.Г.,Багиров С.А. Автоматизированное проектирова-

ние конструкций. - М.: Машиностроение, 1985.

66. САПР изделий и технологических процессов в машиностроении.

Справочник./ Под ред. Аллик Р.А.- Л.:Машиностроение,

- 134 -

1986. - 319 с.

67. Челищев Б.Е., Боброва И.В., Гонсалес-Сабатер А. Автоматиза-

ция проектирования технологии в машиностроении. - М.: Маши-

ностроение, 1987. - 264 с.

68. Дризовский Л.М.,Киселева Э.В.,Буторина Т.С. Состояние и

перспективы развития САПР. // Приборы и системы управления.

N5o011, 1983. - с. 15 - 17.

69. МалиновскийЭ.В., Жилнин В.С.Расчет методом Монте-Карло

пропускной способности цилиндрических труб при молекулярном

режиме течения газа.// ЭТ., Сер.4 " Электровакуумные и

газоразрядные приборы ": Научно-технический сборник /ЦНИИ

" Электроника ", - 1989. - Вып. 2, - с. 45.

70. Малиновский Э.В.Влияние шероховатости поверхностистенок

каналов на их пропускную способность при молекулярном режи-

ме течения газа. // ЭТ., Сер. 4 " Электровакуумные игазо-

разрядныеприборы ":Научно-техническийсборник /ЦНИИ

" Электроника ", - 1990. - Вып. 1, - с. 72 - 75.

71. YoshimuraNagamitsu. VacuumCircuit Composed of Elements

with Characteristic Values Corresponding to ThoseofHigh

Vacuum System. " IONICS,Ion Sci. and Technol. ", 1985,

N5o0112, p. 23 - 28.

72. YoshimuraNagamitsu. AnalysisofPressure Distributions

based on Vacuum Circuits. " IONICS, Ion Sci. and Technol. ",

1984, N5o027, p. 471 - 473.

73. Разработкаспособов расчета вакуумных системпроизвольной

геометрии:НТО /НИИ ПМК при ГГУим. Н.И. Лобачевского.

Горький, 1983. - 23 с. N5o0ГР. 01821000681.

74. Моделирование вакуумной системы методом конечных разностей.

Itoh Akiko, Nakazava Masaru, Ueda Sinjiro. " Синку, Journal

- 135 -

of Vacuum of Society of Japan ", 1987, 30, N5o05, p. 420-424.

75. Сырчин В.К.,Ручнов С.В. Моделирование и расчетшлюзовых

систем вакуумного технологического оборудования. // Сборник

научных трудов МИЭТа " Моделирование и расчетэлементови

устройств технологического оборудования микроэлектроники ".

- М.: изд. МИЭТа, 1985. - с. 9 - 21.

76. Arbel Ami, Shapira Yoran. A dicision framework forevalua-

ting vacuum pumping technology.// "Journalof Vacuum

Science and Technology ", 1986, 4, N5o02, p. 230 - 236.

77. Разработка основных методов построенияфункциональныхин-

формационно-проектирующих систем узлов машиностроенияи

приборостроения: Отчет о НИР / ЛПИ; Руководитель Л.Н. Роза-

нов. - N5o0ГР. 01880027791. - Л., 1989. - 361 с.

78. Розанов Л.Н.,Дзельтен Г.П., Печатников Ю.М. Автоматизация

проектирования принципиальных вакуумных схем.// Вакуумная

техника и технология, 1991, N5o01, с. 8 - 11.

79. Розанов Л.Н.,Щемев В.В.,Печатников Ю.М.Автоматизация

проектирования вакуумных агрегатов./ Автоматизация проек-

тирования в машиностроении: Межвузовский сборник. - Л.:ЛПИ,

1987. - с. 45 - 48.

80. Розанов Л.Н.,Печатников Ю.М., Донская М.М. Подсистема ав-

томатического проектирования вакуумных агрегатов. / Автома-

тизация проектирования в машиностроении: Межвузовский сбор-

ник. - Л.: ЛПИ, 1987. - с. 48 - 53.

81. Розанов Л.Н. Автоматизация проектирования вакуумных агрега-

тов. / Тезисы докладов ВНТК " Состояние и перспективы раз-

вития вакуумной техники ", ч.1. - Казань, 1991. - с. 6 - 7.

82. Кожевников А.И., Батраков В.Б., Львов Б.Г. Структурно-пара-

метрический синтез вакуумных систем технологического обору-

- 136 -

дования. / Тезисы доклада ВНТК "Состояниеиперспективы

развития вакуумной техники" ("Вакуум-91"), ч.1.- Казань:

1991. - с. 53 - 54.

83. Пипко А.И., Плисковский В.Я., Пенчко Е.А. Конструирование и

расчет вакуумных систем. - М.: Энергия, 1979. - 504 с.

84. Розанов Л.Н. Вакуумная техника: Учебник для вузов поспец.

" Вакуумная техника ". - М.: Высшая школа, 1990. - 320 с.

85. Любарский Ю.Я. Интеллектуальныеинформационныесистемы.

- М.: Наука, 1990. - 232 с.

86. Тамм Б.Г., Пуусепп М.Э., Таваст Р.Р. Анализ и моделирование

производственных систем. - М.: Финансы и статистика,1987.

- 191 с.

87. Львов Б.Г. Основы теории технических систем.- М.: МИЭМ,

1991. - 136 с.

88. Кожевников А.И., Батраков В.Б., Барашкова Г.Н. Формирование

концептуальных моделей объекта в САПР вакуумнойкоммутаци-

онно-регулирующейаппаратуры. / Тезисы доклада ВНТС "САПР

в машиностроении". - Ульяновск: 1990г. - с. 59.

89. Арменский Е.В., Львов Б.Г., Митрофанов С.А. Стратегия пост-

роения концептуальной модели технического объекта. / Межву-

зовский сборник "Методы моделирования и оптимизации в САПР

конструкторско-технологических работ". - М.:1989. - с. 3-6.

90. А.с. N5o01514998 (СССР). Сверхвысоковакуумный затвор с элект-

ромеханическим приводом./ Кожевников А.И., Батраков В.Б.,

Львов Б.Г.,Павлова Т.С., Самойлов Ю.С. - Опубл.вБ.И.

N5o038, 1989.

91. А.с. N5o01566156 (СССР). Сверхвысоковакуумный затвор./ Кожев-

ников А.И.,Батраков В.Б.,Барашкова Г.Н.,Львов Б.Г. -

Опубл. в Б.И. N5o019, 1990.

- 137 -

92. Ревунов Г.И., Самохвалов Э.Н., Чистов В.В. Базыи банки

данных и знаний. - М.: Высшая школа, 1992. - 367 с.

93. Кожевников А.И., Львов Б.Г., Батраков В.Б.Построение базы

знаний проектированиявакуумного оборудования./Тезисы

доклада ВСС "Проектирование и эксплуатация баз данных и баз

знаний". - Симферополь, 1991. - с. 43.

94. Поспелов Д.А.Логико-лингвистические модели в системах уп-

равления. - М.: Энергоиздат, 1981. - 231 с.

95. Кожевников А.И., Львов Б.Г., Батраков В.Б. Интеллектуализа-

ция САПР вакуумных систем./ Вакуумная техника и техноло-

гия, 1993, N5o01, т. 3, с. 19 - 23.

96. Кожевников А.И., Батраков В.Б., Львов Б.Г.Метод автомати-

зированного выбораоптимального конструктивноговарианта

детали. / Тезисы доклада Московской городской НТК " Автома-

тизация производственных процессов и управление качеством".

- М.: 1986. - с. 38. ДСП.

97. Кожевников А.И.,Львов Б.Г., Шиленко Е.С. Автоматизирован-

ный выбор высоковакуумных насосов. - М.: МИЭМ, 1988. - 20 с.

98. Кожевников А.И., Батраков В.Б., Львов Б.Г. Автоматизирован-

ный выбор элементной базы вакуумных систем. / Тезисы докла-

да отраслевой НТК "Автоматизация конструкторской и техноло-

гической подготовки производства в условиях ГПС".- Ужго-

род: 1988. - с. 19 - 26.

99. Кожевников А.И., Батраков В.Б., Львов Б.Г. и др. Разработка

ППП выбора и оценки элементной базы ВС; структурного синте-

за и кинематического анализа механизмов ВКРА./ В кн. "Ав-

томатизация конструкторскойи технологическойподготовки

ГПС". - НТО МИЭМ,N5o0 ГР.01840047751. Деп. ВНТИЦ. Инв. N5o

02890021379. - М.: 1988. - с. 17 - 36. ДСП.

- 138 -

100. Кожевников А.И., БатраковВ.Б., Львов Б.Г.Формализация

проектирования вакуумных манометров на этапе выбора ФПД./

Тезисы доклада II ВСМУиС "Датчики, преобразователи информа-

ции систем измерения, контроля и управления" - Симферополь:

1990. - с. 36.

101. Кожевников А.И. Формализация выбора вакуумных шлюзовых сис-

тем. / Тезисы доклада ВНТК "Состояние и перспективы разви-

тия вакуумной техники" ("Вакуум-91"), ч.2.- Казань: 1991.

- с. 82 - 83.

102. Ларичев О.И., Мечитов А.И., Мошкович Е.М.,Фуремс Е.М.

Выявление экспертных знаний (процедуры и реализации). - М.:

Наука, 1989. - 128 с.

103. Элти Дж., Кумбс М. Экспертные системы: концепции и примеры.

- М.: Финансы и статистика, 1987. - 191 с.

104. Шрайбер Т.Дж.Моделирование на GPSS. - М.:Машиностроение,

1980. - 590 с.

105. Азаров С.С., Шамшур А.В. Моделирование непрерывных и диск-

ретных систем с использованием пакета GASP-IV/ИК АН УССР -

Киев: 1973. - 36 с.

106. Прицкер Б. Введение в ИМ и язык СЛАМ - М.:Мир, 1987.-644с.

107. Киндлер Е.Языки моделирования.-М.: Энергоатомиздат,

1985, 288 с.

108. Кожевников А.И.,Львов Б.Г., Батраков В.Б. Моделирование

функционирования вакуумных системпроизвольной структуры.

// Межвузовский сб.научных трудов "Автоматическое обору-

дование и технология производства изделий электронной тех-

ники". - М.: МИЭМ, 1991. - с. 48 - 51.

109. Кожевников А.И.,Львов Б.Г., Батраков В.Б. Автоматизация

моделирования функционирования вакуумных систем произволь-

- 139 -

ной структуры. / Тезисы доклада ВШС "Пути повышения интел-

лектуализации САПР". - Симферополь, 1991. - с. 50.

110. Солодовников И.В. Языки, программное обеспечение и органи-

зация систем имитационного моделирования.- М.: Машиност-

роение, 1982. - 48 с.

111. Солодовников И.В.Системы имитационного моделирования как

структуры данных. // Приборостроение. Т.ХХХI, N5o08, 1988.

- с. 8-12.

112. Солодовников И.В. Реализация систем планирования средства-

ми баз данных. // Автоматизированные системы управленияи

приборы автоматики,вып. 95, - Харьков, Вища школа, 1990.

- с. 124-129.

113. Кожевников А.И., Львов Б.Г., Батраков В.Б. и др. Разработка

программных средствавтоматизации проектирования вакуумных

систем оборудования электронной техники. - НТО МИЭМ, N5o0 ГР.

01920005471. Деп. ВНТИЦ. Инв. N5o0 02920005913. - М.: 1991. -

53 с.

114. Кожевников А.И.,Львов Б.Г., Батраков В.Б. и др. Программ-

ные средства автоматизированногопроектированиявакуумных

систем. - НТО МИЭМ, N5o0 ГР. 01900042547. Деп. ВНТИЦ. Инв. N5o

02910000044. - М.: 1990. - 48 с.

115. Кожевников А.И.,Львов Б.Г., Батраков В.Б., Витушкин П.И.

САПР вакуумныхсистем оборудованияпроизводстваизделий

электронной техники./ Тезисы доклада ВССМУС "Разработка и

оптимизация САПР и ГАП изделий электронной техники набазе

высокопроизводительных мини и микро ЭВМ".- Воронеж: 1989.

- с. 176.

116. Кожевников А.И., Львов Б.Г. и др. Разработка информационно-

го и программного обеспечений САПР вакуумного оборудования.

- 140 -

/ В кн."РазработкаСАПР вакуумного оборудования и САПР

систем автоматизированного управления",НТО МИЭМ,N5o0ГР.

01890052063. Деп.ВНТИЦ. Инв. N5o0 02900008823. - М.: 1989.

с. 8 - 34. ДСП.

117. КожевниковА.И., Львов Б.Г.,Батраков В.Б.Информацион-

но-программное обеспечение автоматизации проектирования ва-

куумных систем./ ТезисыдокладаВНТК "Информационное и

программное обеспечение САПР", - Ужгород: 1990. с. 16 - 17.

118. Кожевников А.И., Батраков В.Б., Витушкин П.И. Автоматизиро-

ванная системаграфического изображения принципиальных

схем. / Тезисыдоклада XIV МГНТК,посвященной дню Радио,

Союз НИО СССР. - М.: 1988.

119. Кожевников А.И.,Батраков В.Б. и др. Программные средства

отображения принципиальных схем вакуумных систем сисполь-

зованием графопостроителей. / Тезисы доклада ВСНТК "Автома-

тизация проектирования и конструирования в электронномма-

шиностроении". - М.: 1988. с. 38 - 39. ДСП.

120. Кожевников А.И.,Львов Б.Г., Батраков В.Б.,Павлова Т.С.

Автоматизация конструкторскихработ припроектировании

ВКРА. / Тезисы доклада ВНТК "Информационное ипрограммное

обеспечение САПР". - М.: 1989. - с. 101.

121. Кожевников А.И.,Львов Б.Г., Батраков В.Б.,ПетровЮ.А.

Разработка ППП синтеза и анализа механизмов вакуумно-комму-

тационной аппаратуры. - НТО КнАПИ и МИЭМ. N5o0 ГР 01880018619

Деп. ВНТИЦ. Инв. N5o0 02890019044. - М.: 1989. - 262 с.

122. Кожевников А.И., Львов Б.Г., Батраков В.Б. и др. Подсистема

параметрического выбора и анализа ВКРА / В кн. "Автоматиза-

ция конструкторской и технологическойподготовкиГПС". -

НТО МИЭМ. N5o0 ГР 01840047751. Деп.ВНТИЦ. Инв.N5o

- 141 -

02880012444. - М.: 1987. - с. 22 - 31. ДСП.

123. Кожевников А.И.,Львов Б.Г. и др.Разработка программных

средств формирования базы знанийпроектированиявакуумных

систем. - НТО МГИЭМ (ТУ).50N5o0 ГР 01940000737. - М.: 1993. -

88 с.

124. Кожевников А.И., Львов Б.Г., Солодовников И.В. и др. Анализ

и выбор инструментальных программных средств информационной

системы поддержкирешений.-НТОМГИЭМ (ТУ).N5o0 ГР

01940000736. - М.: 1993 - 56 с.

125. Havenstein A., Schwarzzkopf W. Arbeitsbereich Konstruktion,

VDI-Z, 1984, N5o020, s. 753 - 759.

126. Kissling U.Praxisgerechtemaschinenbauberechnungenauf

Computer. // Techn. Rdsch., 1979, N5o039, s. 90 - 93.

127. Klein B. CAP, CAD, CAM im Konstruktionsbereich. // "Maschi-

nenbau", 1988, 17, s. 13 - 27.

128. Martin L.R.CAD/CAM An Even Fuller Menn Anead.// Manuf.

Eng. ( USA ), 1987, 99, N5o06, p. 43 - 49.

129. Hales H.L. Producibilityand Integration:aWinning

Combination. // Manuf. Eng. ( USA ), 1987, 99, N5o02, p. 14 -

18.

130. Parthier U. CAE auf PC - Basis Electronik - CAD bei MBB. //

Hard and Soft, 1987, N5o011-12, p. 26 - 27.

131. Тэцуо И., Идзуми М., Норихито К. Современное состояние при-

менения САПР/АСТПП.// " Дзудок гидзюцу,Mech.Autom ",

1987, 19, N5o06, с. 89 - 93.

132. Kunne B.,JordenW. Kosteneigparung durch systematische

Verwendung von Halbzeugen. // Konstruktion,1988, 40, N5o06,

s. 239 - 244.

133. Darrow B. CAD/CAM: the best is yet to come. // "Des. News",

- 142 -

1987, 43, N5o020, p. 74 - 78.

134. Linke S. Ingenieurdatenbank furdieUnterstutz undvon

Entwicklung und Konstruktion.// " ZwF ",1987, 82, N5o011,

s. 632 - 636.

135. Hohne Gunter.Verbindung von Konstruktionsmethoden und CAD

im Konstruktionsprozess. // Maschinenbautechnik, 1988,37,

N5o03, s. 122 - 124.

136. Profil, CAD - Konstruktion inderBlechverarbeitung.//

Blech, Rohre, Profile, 84, N5o06, 1987, s. 476 - 477.

137. Аветисян Д.А.Основыавтоматизированногопроектирования

электромеханических преобразователей.- М.:Высшая школа,

1988. - 271 с.

138. Интеллектуальные системы автоматизированного проектирования

больших и сверхбольших интегральных схем./ Под.ред. Ми-

щенко В.А. - М.: Радио и связь, 1988. - 272 с.

139. Шпур Г., Краузе Ф.Л.Автоматизированное проектированиев

машиностроении. - М.: Машиностроение, 1988. - 648 с.

140. Григоренко В.П.,Дерменжи П.Г.,Кузьмин В.А., Мнацаканов

Т.Г. Моделированиеи автоматизация проектирования силовых

полупроводниковыхприборов. - М.: Энергоатомиздат,1988.

- 280 с.

141. Егер С.М.,Лисейцев Н.К., Самойлович О.С. Основы автомати-

зированного проектирования самолетов. - М.: Машиностроение,

1986. - 232 с.

142. Автоматизация проектирования оптико-электронных приборов. /

Под. ред. Лазарева Л.П. - М.: Машиностроение, 1986. - 216с.

143. Практикум по автоматизации проектирования оптико-механичес-

ких приборов./ Под. ред. Малинина В.В. - М.: Машинострое-

ние, 1989. - 272 с.

- 143 -

144. Общеотраслевые методические материалы по определению эконо-

мической эффективностисистем автоматизированного проекти-

рования в проектных,проектно-конструкторских и технологи-

ческих организациях,в основном производстве и капитальном

строительстве. - М.: ГКНТ, 1985. - 57 с.

145. Типовые нормывремени на разработку конструкторской доку-

ментации. - М.: ЦБНТ при НИИтруда.

- 144 -

2П Р И Л О Ж Е Н И Я

- 145 -

2Приложение 1.

Обоснование эффективностиавтоматизированногосинтеза ВС на

начальных этапах проектирования.

Несмотря на очевидные преимущества реализации САПР, ихвнед-

рение осуществляется весьма медленно. Причем, проблема состоитне

только в трудностях создания САПР машиностроительных объектов,но

и в рентабельности САПР.Высокая стоимость программно-технических

средств и значительное время, затрачиваемое собственно конструкто-

ром в диалоге с ЭВМ,делают систему малоэффективной,особенно в

отечественных конструкторских бюро,в которых отношение стоимости

машинного часа работы к среднечасовой заработной плате конструкто-

ра оченьвелико. Всвязис этим возникают задачи рационального

распределения функций между проектировщиком и ЭВМ, выявления сос-

тава проектныхпроцедур,обеспечивающихрентабельность системы,

максимальной степени автоматизации всех проектных операций.

Так проведенный анализ использования САПР на машиностроитель-

ных предприятиях ФРГ [125] показал, что в основном ЭВМ используют-

ся при автоматизации проектно-конструкторских расчетов ( 48-78 %

предприятий), составленииспецификацийконструкций (45-65 %), в

то жевремя автоматизация чертежно-графических работ используется

лишь на 18 %предприятий. В работе [126] делается вывод, что для

большинства мелкихи среднихпредприятийЭВМ недоступна из-за

больших затрат на программное и техническое обеспечение. Вместе с

тем в [127] показано, что затраты на САПР окупятся за счет сокра-

щения сроков внедрения нововведений, обеспечивая высокую конкурен-

тоспособность предприятия.

- 146 -

Прогноз развития САПР в США до 2000 г. [128]определяет сни-

жение стоимости программно-технических средств на порядок и широ-

коеиспользование САПРс трехмерной машинной графикой на основе

экспертных систем и систем искусственного интеллекта, обеспечиваю-

щих получение сложных конструкторских решений пользователями с ми-

нимальной подготовкой.Вработах [129-136], посвященных анализу

применения САПР за рубежом, отмечается, чтосущественным фактором

внедрения САПР на предприятиях является ее рентабельность и в свя-

зи с этим выделяется составэкономическивыгодных проектно-кон-

структорских работ: концептуальное и эскизное проектирование тех-

нических объектов; автоматизация чертежных работ; проведение кон-

структорских проектных и поверочных расчетов; внесение оперативных

изменений в техническую документацию; хранение и поиск информации;

документирование результатов конструирования.

Таким образом,целесообразность автоматизации синтеза техни-

ческих решений,и в частности вакуумных систем,требует экономи-

ческого обоснования,что особенно актуально вусловияхперехода

предприятий страны на новые экономические отношения.

Анализ работ [54,56,137-143], посвященных созданиюСАПР тех-

нических систем, показалнасерьезные трудности, возникающие при

расчете эффективности разработки САПР.Это связано сосложностью

определения таких показателей эффективности,как изменение себес-

тоимости проектирования,повышение качества проектирования,уро-

вень автоматизации проектно-конструкторских работ, условное сокра-

щение численности конструкторов,работающих впроектно-конструк-

торской организации, и др.

Вместе с тем вуказанных работахнадекларативном уровне

вскрыты основные источники экономической эффективности автоматиза-

ции проектирования:

- повышение производительности труда конструктора, основанное

- 147 -

на значительном ускорении процессов поиска, обработки и выдачи ин-

формации,существенной экономии времени выполнения расчетных опе-

раций, увеличении скорости выполнения чертежно-графических работ,

формирования текстовойдокументациии внесения изменений в доку-

ментацию, замене экспериментальныхисследованийи макетирования

моделированием на ЭВМ,исключении или существенном уменьшении до-

работок проекта;

- повышение качества разрабатываемых проектов,основанное на

использовании методов многовариантного проектирования и оптимиза-

ции для поиска рациональных вариантов и принятия решений, повыше-

нии доли творческого труда за счет автоматизации рутинныхработ,

повышении качества проектно-конструкторской документации, высокой

точности и возможности проведения любых расчетов, совершенствова-

нии управления процессом разработки проектов.

Повышение качества проектирования приводит к уменьшениюобъ-

ема испытанийпридоводке опытных образцов,а также экономии в

процессе производства и эксплуатации технического объекта засчет

ускорения периода освоения изделий,экономии производственных ре-

сурсов, обеспечения высокой технологичности,сокращениявремени

ввода в эксплуатацию, улучшения эксплуатационных качеств.

Внедрение методов автоматизированного проектированиясоздает

сопутствующие факторы повышения эффективности разработок:

- систематизация проектно-конструкторских работ;

- повышениекачества проектирования специалистами невысокой

квалификации за счет использования в САПР коллективного опыта вы-

сококвалифицированных разработчиков;

- унификация и стандартизация проектно-конструкторскихреше-

ний и элементной базы проектирования.

В настоящее время эффективность использования САПРопределя-

- 148 -

ется в соответствии с методикой [144].К общим показателям эконо-

мической эффективности САПР относятся годовая экономия - Э,годо-

вой экономический эффект - Э4год0,срок окупаемости - Т4ок0.Годовая

экономия от использования САПР получается в сферах проектирования,

производства спроектированных объектов и использования результатов

производства. В работе [66] на основе методики [144]рассмотрены

методыопределения уровней автоматизации проектирования и расче-

та экономической эффективности использования САПР.

В основу определения экономической эффективности САПР положе-

но сопоставление технико-экономических показателей "ручного" и ав-

томатизированного способов проектирования.

Годовой экономический эффект Э4год0 определяется по формуле:

Э4год0 = Э7 0-7 0(7D0К + К4l0)7 7 0Е4н 0, (П.1)

где Э -общаягодовая экономияотиспользования САПР,

т.руб./год; 7D0К - дополнительные капитальные затраты в проектирова-

нии,связанные с соединением и внедрениемрассматриваемойСАПР,

т.руб./год;К4l 0- производственные затраты на создание оцениваемой

САПР,т.руб.; Е4н 0- нормативный коэффициент сравнительной экономи-

ческой эффективности капитальных вложений, 1/год.

Э =7 D0С + Э4к 0+ Э4соц0 , (П.2)

где 7D0С- снижениесебестоимости проектирования в расчетном

году, т.руб./год; Э4к 0- годовая экономия от повышения качества про-

ектных решений в расчетном году, т.руб./год; Э4соц 0- годовая эконо-

мия общественных фондов потребления и затрат социально-культурного

и бытового назначения, т.руб./год.

Основным источником предполагаемой годовой экономии при авто-

матизации начальных стадий проектирования является снижение себес-

тоимости 7D0С,поскольку расчет составляющих Э4к 0и Э4соц 0весьмазат-

руднителен из-за того, что проектируемый с помощью средств автома-

тизации объект еще не существует.

- 149 -

Следовательно, учитывая(П.2) выражение (П.1) можно предста-

вить в виде:

Э4год0 = 7D0С - (7D0К + К4l0)7 7 0Е4н 0 (П.3)

Срок окупаемости Т4ок0 расчитывается по формуле:

Т4ок0 = ─── , (П.4)

Е4р

где Е4р 0- расчетный коэффициент общей экономическойэффектив-

ности, определяющийэкономию,полученную на 1 рубль капитальных

затрат. Э

Е4р0 = ─────── (П.5)

7D0К + К4l

Система считается достаточно эффективной при условии:

Е4р0 7.0 Е4н0 (П.6)

Найдем условиеэффективности автоматизации начальных стадий

проектирования технического объекта. Полагая Э = 7D0С и учитывая ус-

ловие (П.6) приведем выражение (П.5) к следующему виду:

7D0С

───────7.0Е4н0 , (П.7)

7D0К + К4l

7D0С =5р0С -5а0С5 0, (П.8)

7D0К =5а0К -5р0К , (П.9)

где 5р0С, 5а0С - соответственносебестоимость при традиционном и

автоматизированном проектировании;5а0К, 5р0К - соответственнокапи-

тальные затратыприавтоматизированноми традиционном способах

проектирования.

Себестоимости5р0С и 5а0С определяются следующими выражениями:

5р0С = З5к 775 р0Т5 0, (П.10)

5а0С = (5 0З5к 0+5 0З5э 0)5 775 а0Т, (П.11)

где З5к 0- усредненная среднечасовая заработная плата конструк-

тора, руб./час;З5э 0- стоимость часа машинного времени,руб./час;

5р0Т, 5а0Т - нормы времени на разработку соответственно при традицион-

- 150 -

ном и автоматизированном проектировании, час.

Стоимость часа машинного времени:

0,18 770 Ц4э

З5э7 ~ 0─────────+ З5а0, (П.12)

Т4ф

где Ц4э 0- цена ЭВМ, руб.; Т4ф 0- годовой фонд работы ЭВМ и кон-

структора ( при работе в интерактивном режиме они совпадают), час;

З5а 0- среднечасовая заработная плата обслуживающего персоналаЭВМ,

руб./час.

Капитальные затраты [77]:

7(0 К4э7 0 7)0 5а0Т

5а0К = 720 ──7 7 0Ц4э0 4 0+Ц41770 V4э0 720 770 ───, (П.13)

79 0n4к70 700 Т4ф

где К4э 0- коэффициент,учитывающий дополнительные капитальные

затраты на транспортировку, монтаж и ввод в действие ЭВМ и вспомо-

гательногооборудования (в укрупненныхрасчетах -К4э7 ~ 01,21);

n4к 0- число конструкторов, одновременно использующих ЭВМ(учитывая

современную ориентацию на персональнуютехнику - n4к 0= 1); Ц410-

стоимость 1 м530 здания, руб./м530; V4э0 - объем,занимаемый ЭВМ, м53

( с учетом того, что персональная ЭВМ расположена на рабочем месте

конструктора и не требует для себя дополнительной площади - V4э0=0).

Таким образом, выражение (П.13) принимает вид:

5а0Т

5а0К = 1,21 770 Ц4э0 770 ─── (П.14)

Т4ф

Капитальные затраты при традиционном проектировании определя-

ются из выражения (П.15):

5р0Т

5р0К = Ц410 770 V4к0 770───40,4 0 (П.15)

Т4ф

где V4к0 - объем здания, занимаемый рабочим местом конструктора.

Предварительные затраты К4l0 определим как:

5а0Т

К4l0 = Ц4п0 770 ───, (П.16)

Т4ф

- 151 -

где Ц4п 0- стоимость информационно-программного обеспечения,руб.

Учитывая выражения (П.8)-(П.12),(П.14)-(П.16) запишем отно-

шение (П.7) в следующем виде:

5р0Т 770 З5к0 - 5а0Т 770 ( З5к0 + З5э0 )

───────────────────────────────────────────7 0 7.0 1 ,(П.17)

7(0 5а0Т 5р0Т 5а0Т7)

720 1,21770Ц4э770─── - Ц41770V4к770─── + Ц4п770─── 720 770 0,15

790 Т4ф0 Т4ф0 Т4ф0 70

где Е4н0 принято равным 0,15.

5р0Т

Введем коэффициент7a 0= ───, (П.18)

5а0Т

показывающий во сколько раз производительность автоматизированного

труда конструктора больше производительности его трудатрадицион-

ным способом.

Подставив коэффициент 7a 0в выражение(П.17)получим оконча-

тельный видотношения для оценки эффективности автоматизации про-

ектных работ:

[ (7a0 - 1)770З5к0 - З5э0 ] 770 Т4ф

────────────────────────────────── 7.01 (П.19)

0,15 770 ( 1,21770Ц4э0 - Ц41770V4к77a0 + Ц4п0 )

Для оценки целесообразностиавтоматизации процессасинтеза

вакуумных системнеобходимоозначить все неизвестные величины в

выражении (П.19).Основную сложностьвызывает определениенорм

времени 5а0Ти5р0Т,которые в первом приближении можно оценить ис-

пользуя дифференцированные нормативы трудоемкости, используемые в

машиностроении [145].

Содержание работ по синтезу технических решений наначальных

стадиях проектирования определяется стадией технического предложе-

ния конструкторской разработки техническогообъекта,его слож-

ностью и техническим заданием. Укрупненные виды работ, выполняемые

на этапе проработки технического предложения для синтеза вакуумных

схем, атакже значениясоответствующихим типовых норм времени

приведены в таблице П.1.

- 152 -

Таблица П.1.

Нормы времени основных стадий проектирования вакуумных

систем на стадии "Техническое предложение" [145]5*0.

┌───┬───────────────────────────────┬─────┬────────┬────────┐

│ N │ Основные этапы │Объем│5р0t4i0 │ 5а0t4j0 │

│п/п│ │(ед.)│ (час)│ (час)│

├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤

│ 1 │ Научно-исследовательские и │ ─── │ 1,3775р0Т │ ─── │

│ │ опытно-конструкторские работы │ │ │ │

├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤

│ 2 │ Разработка ТЗ │ А4│ 3 │0,08 │

├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤

│ 3 │ Рассмотрение технической доку-│ А4│ 1 │0,02│

│ │ ментации и выдача предложений │ │ │ │

├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤

│ 4 │ Разработка принципиальных, │ А1│ 80,1│ 3 │

│ │ структурных, функциональных │ │ │ │

│ │ схем │ │ │ │

├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤

│ 5 │ Проведение технических │ А4│ 6,8 │0,08 │

│ │ расчетов │ │ │ │

├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤

│ 6 │ Составление пояснительной │ А4│ 6,8 │0,01 │

│ │ записки │ │ │ │

├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤

│ 7 │ Разработка чертежей общего │ А1│ 115 │ 5 │

│ │ вида │ │ │ │

├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤

│ 8 │ Разработка эскизной конструк- │ А4│2,26 │ ─── │

│ │ торской документации │ │ │ │

├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤

│ 9 │ Разработка чертежей деталей │ А4│ 1,96│0,5 │

├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤

│10 │ Составление спецификаций │ А4│ 1,7 │0,04 │

├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤

│11 │ Сверка подлинника с оригиналом│ А4│0,15 │ ─── │

│ │ чертежа │ │ │ │

├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤

│12 │ Сверка и исправление доку- │ А4│ 0,15│─── │

│ │ ментов │ │ │ │

├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤

│13 │ Проведение работ по унификации│ А4│ 4 │ ─── │

├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤

│14 │ Разработка текстовой докумен- │ А4│5,75 │0,1 │

│ │ тации │ │ │ │

├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤

│15 │ Испытание и отладка опытного│ ─── │ 1,1775р0Т │ 0,5 │

│ │ образца │ │ │ │

├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤

│16 │ Корректировка документации │ ─── │1,35775р0Т │ 0,04│

│ │ после испытаний образца │ │ │ │

├───┴───────────────────────────────┴─────┼────────┼────────┤

│ Итого: │5р0Т=457,4│5а0Т=9,37 │

└─────────────────────────────────────────┴────────┴────────┘

5*0Примечание. Трудоемкость указана по средней группе сложности

на единицу объема каждой стадии проектирования(т.е. рассматрива-

ется удельная трудоемкость).

- 153 -

Основываясь на данных таблицы П.1 из выражения (П.18) опреде-

ляем значение коэффициента 7a0:

7S0 5р0t4i5 р0Т 457,4

7a0 = ─────── = ──── = ───── = 48,8

7S0 5а0t4j5 а0Т 9,37

Учитывая современный уровень цен и данные нормативныхисточ-

ников приняты следующие значения требуемых величин:

З5к0 = 2,25770105-20 770 З4min0 ( руб./час );

З5э0 = 2,5770105-20 770 З4min0 (руб./час);

Т4ф0 = 2000 (час);

Ц4э0 = 200 770 З4min0 (руб.);

Ц410 = 0,25 770 З4min0 (руб./м530);

V4к0 = 3 (м530);

Ц4п0 = 50 770 З4min0 (руб.);

где З4min0 - минимальная месячная заработная плата.

Подставляя все известные значения в (П.19) получаем:

[ (48,8 - 1)7702,25770105-2770З4min0 - 2,5770105-2770З4min0 ] 770 2000

────────────────────────────────────────────────────── = 5,5 7.0 1

0,15 770 ( 1,21770201870З4min0 - 0,25770З4min770377048,8 + 50770З4min0 )

Таким образом, выполнение отношения (П.19) убеждает в целесо-

образности проведенияавтоматизации начальных этапов синтеза тех-

нических решений при проектировании вакуумных систем.

- 154 -

2Приложение 2.

Взаимосвязи свойств и признаков функциональных модулей ВС.

Таблица П.2.

Множества существенных признаков П4d, 0П4x, 0П4h 0первого уровня

функциональной конкретизации ВС.

┌─┬───────┬────────────────────────────────────────────────────────┐

│N│Функция│ ПР И ЗНА КИ │

│ │ ├──────────────────┬──────────────────┬──────────────────┤

│п│510F5i0│ Действия ( П4d0 )│ Операнда ( П4x0 ) │ Окружения ( П4h0 ) │

│п│(класс ├───────┬──────────┼───────┬──────────┼───────┬──────────┤

│ │ФМ)│Признак│ Значения │Признак│ Значения │Признак│ Значения │

├─┼───────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤

│ │ │ │-механи-│ │ - газы;│ │-прогрева-│

│ │ │ │ ческий;│ │ │ │ емая; │

│ │ │ Способ│-химичес- │Тип│ - пары;│ Темпе-│ │

│ │ │дей- │ кий; │ опе- │ │ ратура│-непрогре-│

│ │ │ ствия │-физикохи-│ ранда │ - газо- │ среды │ ваемая; │

│ │ │ │ мический;│ │ паровая│ │ │

│ │ │ │-электро- │ │ смесь. │ │-охлажда- │

│ │ │ │ физичес- │ │ │ │ емая. │

│ │ ┌───┐ │ │ кий. │ │ │ │ │

│1│ │510F510│ ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤

│ │ │5o0│ │ │-непосред-│ │-химически│ │ │

│ │ └───┘ │ Место │ ственного│Вид │ активный;│ Элек- │ - есть;│

│ │ │дей- │ действия;│опе- │-инертный;│тромаг-│ │

│ │ 510D510:│ ствия │-удаленное│ ранда │-агрессив-│нитные │ - нет. │

│ │удалять│ │ от │ │ ный. │возму- │ │

│ │ │ │ объекта. │ │ │щения│ │

│ │ 510X510: ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤

│ │газы и │ │-низкий │ │-вязкост- │ │ │

│ │пары │ │ вакуум;│ │ ный режим│ │ │

│ │ │Степень│-высокий │ Состо-│-молеку- │ Вибра-│ - есть; │

│ │ 510H510: │дей- │ вакуум;│ яние │ лярновяз-│ ции│ │

│ │вакуум-│ ствия │-сверхвы- │опе- │ костный│ │ - нет. │

│ │ ный │ │ сокий ва-│ ранда │ режим; │ │ │

│ │объем│ │ куум. │ │-молеку-│ │ │

│ │ │ │ │ │ лярный │ │ │

│ │ │ │ │ │ режим. │ │ │

│ │ ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┴──────────┤

│ │ │ │ │ │ │ │

│ │ФМ:│ Харак-│-удалять; │ Харак-│-масляный;│ │

│ │───────│тер │ │ терис-│ │ │

│ │ НАСОСЫ│дей- │-связывать│ тика │-безмасля-│ │

│ │───────│ ствия │ │ опе-│ ный. │ │

│ │ │ │ │ ранда │ │ │

│ │ ├───────┼──────────┼───────┴──────────┤ │

│ │ │ │-непрерыв-│ │ │

│ │ │ │ ный; │ │ │

│ │ │ Режим │-кратко-│ │ │

│ │ │дей- │ временный│ │ │

│ │ │ ствия │-повторно-│ │ │

│ │ │ │ кратко-│ │ │

│ │ │ │ временный│ │ │

└─┴───────┴───────┴──────────┴──────────────────┴──────────────────┘

- 155 -

Продолжение таблицы П.2.

│N│Функция│ ПР ИЗН АКИ │

│ │ ├──────────────────┬──────────────────┬──────────────────┤

│п│510F5i0│ Действия ( П4d0 )│ Операнда ( П4x0 ) │ Окружения ( П4h0 ) │

│п│(класс ├───────┬──────────┼───────┬──────────┼───────┬──────────┤

│ │ФМ)│Признак│ Значения │Признак│ Значения │Признак│ Значения │

│ │ │ │-механи-│ │ │ │ │

│ │ │ │ ческий;│ │-соосное; │ │-химически│

│ │ │ Способ│-физикохи-│ Взаим-│ │Вид│ активная;│

│ │ │дей- │ мический;│ное │-несоосное│ среды │-инертная;│

│ │ │ ствия │-электро- │ поло- │ │ │-агрессив-│

│ │ │ │ физичес- │ жение │-угловое. │ │ ная. │

│ │ │ │ кий. │ │ │ │ │

│ │ ┌───┐ ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤

│2│ │510F520│ │ │-непосред-│ │-низкий;│ │-прогрева-│

│ │ │5o0│ │ Место │ ственного│Глубина│-высокий; │ Темпе-│ емая; │

│ │ └───┘ │ дей- │ действия;│вакуума│-сверхвы- │ ратура│-непрогре-│

│ │ │ ствия │-опосредо-│ │ сокий. │ среды │ ваемая; │

│ │ 510D520: │ │ ванно. │ │ │ │-охлажда- │

│ │разоб- │ │ │ │ │ │ емая. │

│ │щать и ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤

│ │сооб-│ │-низкий │ │ │ │ │

│ │щать │ │ вакуум;│Перепад│-низкий;│ Элек- │ - есть;│

│ │ │Степень│-высокий │давле- │-высокий; │тромаг-│ │

│ │ 510X520: │дей- │ вакуум;│ний в │-сверхвы- │нитные │ - нет. │

│ │полости│ ствия │-сверхвы- │поло- │ сокий. │возму- │ │

│ │ВС │ │ сокий ва-│стях │ │щения│ │

│ │ │ │ куум. │ │ │ │ │

│ │ 510H520: ├───────┼──────────┼───────┴──────────┼───────┼──────────┤

│ │вакуум-│ │-ручной;│ │ │ │

│ │ ный │Тип │-электро- │ │ │ │

│ │объем│энергии│ механи-│ │ Вибра-│ - есть;│

│ │ │привода│ ческий;│ │ции │ │

│ │ │ │-магнитный│ │ │ - нет. │

│ │ │ │-пневмати-│ │ │ │

│ │ФМ:│ │ ческий.│ │ │ │

│ │───────├───────┼──────────┤ ├───────┴──────────┤

│ │ВКА│ │-непрерыв-│ │ │

│ │───────│ │ ный; │ │ │

│ │ │ Режим │-кратко-│ │ │

│ │ │дей- │ временный│ │ │

│ │ │ ствия │-повторно-│ │ │

│ │ │ │ кратко-│ │ │

│ │ │ │ временный│ │ │

- 156 -

Продолжение таблицы П.2.

│N│Функция│ ПР ИЗН АКИ │

│ │ ├──────────────────┬──────────────────┬──────────────────┤

│п│510F5i0│ Действия ( П4d0 )│ Операнда ( П4x0 ) │ Окружения ( П4h0 ) │

│п│(класс ├───────┬──────────┼───────┬──────────┼───────┬──────────┤

│ │ФМ)│Признак│ Значения │Признак│ Значения │Признак│ Значения │

│ │ │ │-механи-│ │ - газы;│ │ │

│ │ │ │ ческий;│ │ │ │-прогрева-│

│ │ ┌───┐ │ Способ│-физикохи-│Тип │ - пары;│ Темпе-│ емая; │

│3│ │510F530│ │дей- │ мический;│опе- │ │ ратура│-непрогре-│

│ │ │5o0│ │ ствия │-электро- │ ранда │ - газо-│ среды │ ваемая;│

│ │ └───┘ │ │ физичес- │ │ паровая│ │-охлажда- │

│ │ │ │ кий. │ │ смесь. │ │ емая. │

│ │ 510D530: ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤

│ │напус- │ │-непосред-│ │-химически│ │ │

│ │кать и │ Место │ ственного│Вид │ активный;│ Элек- │ - есть;│

│ │выпус- │дей- │ действия;│опе- │-инертный;│тромаг-│ │

│ │кать │ ствия │-опосредо-│ ранда │-агрессив-│нитные │ - нет. │

│ │ │ │ ванно. │ │ ный. │возму- │ │

│ │ 510X530: │ │ │ │ │щения│ │

│ │газы и ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤

│ │пары │ │-ручной;│ │-вязкост- │ │ │

│ │ │Тип │-электро- │ │ ный режим│ │ │

│ │ 510H530: │энергии│ механи- │ Состо-│-молеку- │ Вибра-│ - есть; │

│ │вакуум-│привода│ ческий;│яние │ лярновяз-│ции │ │

│ │ ный │ │-магнитный│опе- │ костный│ │ - нет. │

│ │объем│ │-пневмати-│ ранда │ режим; │ │ │

│ │ │ │ ческий.│ │-молеку-│ │ │

│ │ │ │ │ │ лярный │ │ │

│ │ │ │ │ │ режим. │ │ │

│ │ФМ: ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┴──────────┤

│ │───────│ │-непрерыв-│ │ │ │

│ │НАТЕКА-│ │ ный; │ Харак-│-масляный;│ │

│ │ ТЕЛИ│ Режим │-кратко-│ терис-│ │ │

│ │───────│дей- │ временный│ тика│-безмасля-│ │

│ │ │ ствия │-повторно-│ опе-│ ный. │ │

│ │ │ │ кратко-│ ранда │ │ │

│ │ │ │ временный│ │ │ │

╞═╪═══════╪═══════╪══════════╪═══════╪══════════╪═══════╤══════════╡

│ │ ┌───┐ │ │-низкий │ │ │ │ │

│4│ │510F540│ │ │ вакуум;│ │-соосное; │ │-химически│

│ │ │5o0│ │Степень│-высокий│ Взаим-│ │Вид │ активная;│

│ │ └───┘ │ дей- │ вакуум;│ное │-несоосное│ среды │-инертная;│

│ │ 510D540:│ ствия │-сверхвы- │ поло- │ │ │-агрессив-│

│ │сообщать │ сокий ва-│ жение │-угловое. │ │ ная. │

│ │ 510X540: │ │ куум. │ │ │ │ │

│ │полости├───────┴──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤

│ │ 510H540: │ │ │ │ │ │

│ │вак.об.│ │ │-низкий;│ │-прогрева-│

│ │ │ │Глубина│-высокий; │ Темпе-│ емая; │

│ │ФМ:│ │вакуума│-сверхвы- │ ратура│-непрогре-│

│ │───────│ │ │ сокий. │ среды │ ваемая;│

│ │КОММУ- │ │ │ │ │-охлажда- │

│ │НИКАЦИИ│ │ │ │ │ емая. │

│ │───────│ │ │ │ │ │

└─┴───────┴──────────────────┴───────┴──────────┴───────┴──────────┘

- 157 -

Продолжение таблицы П.2.

│N│Функция│ ПР ИЗН АКИ │

│ │ ├──────────────────┬──────────────────┬──────────────────┤

│п│510F5i0│ Действия ( П4d0 )│ Операнда ( П4x0 ) │ Окружения ( П4h0 ) │

│п│(класс ├───────┬──────────┼───────┬──────────┼───────┬──────────┤

│ │ФМ)│Признак│ Значения │Признак│ Значения │Признак│ Значения │

│ │ ┌───┐ │ │-механи-│ │ │ │ │

│5│ │510F550│ │ │ ческий;│ │-соосное; │ │-химически│

│ │ │5o0│ │ Способ│-физикохи-│ Взаим-│ │Вид │ активная;│

│ │ └───┘ │ дей- │ мический;│ ное│-несоосное│ среды │-инертная;│

│ │ 510D550:│ ствия │-электро- │ поло- │ │ │-агрессив-│

│ │содер- │ │ физичес- │ жение │-угловое. │ │ ная. │

│ │жать │ │ кий. │ │ │ │ │

│ │ ├───────┼──────────┼───────┴──────────┼───────┼──────────┤

│ │ 510X550: │ │-низкий │ │ │-прогрева-│

│ │технол.│Степень│ вакуум; │ │ Темпе-│ емая; │

│ │элемент│дей- │-высокий│ │ ратура│-непрогре-│

│ │ │ ствия │ вакуум;│ │ среды │ ваемая;│

│ │ 510H550: │ │-сверхвы- │ │ │-охлажда- │

│ │вакуум.│ │ сокий ва-│ │ │ емая. │

│ │объем│ │ куум. │ │ │ │

│ │ ├───────┼──────────┤ ├───────┴──────────┤

│ │ФМ:│ Харак-│-разъемное│ │ │

│ │───────│тер │ │ │ │

│ │КАМЕРА │дей- │-неразъем-│ │ │

│ │───────│ ствия │ ное │ │ │

╞═╪═══════╪═══════╪══════════╪═══════╤══════════╪═══════╤══════════╡

│ │ │ │-механи-│ │ - газы;│ │-прогрева-│

│ │ ┌───┐ │ │ ческий;│ │ - пары;│ │ емая; │

│6│ │510F560│ │ Способ│-физикохи-│Тип│ - газо-│ Темпе-│-непрогре-│

│ │ │5в0│ │дей- │ мический;│опе- │ паровая│ ратура│ ваемая;│

│ │ └───┘ │ ствия │-электро- │ ранда │ смесь│ среды │-охлажда- │

│ │ │ │ физическ.│ │ │ │ емая. │

│ │ 510D560: ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤

│ │улавли-│ │-непосред-│ │-химически│ Элек- │ │

│ │вать │ Место │ ственного│Вид│ активный;│тромаг-│ - есть;│

│ │ │дей- │ действия;│опе- │-инертный;│нитные │ │

│ │ 510X560:│ ствия │-удаленное│ ранда │-агрессив-│возму- │ - нет. │

│ │газы и │ │ от объек.│ │ ный. │щения│ │

│ │пары ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤

│ │ │ │-низкий │ │-вязкост- │ │ │

│ │ 510H560: │ │ вакуум;│ │ ный режим│ │ │

│ │вакуум-│Степень│-высокий │ Состо-│-молеку- │ Вибра-│ - есть; │

│ │ ный │дей- │ вакуум;│ яние │ лярновяз-│ ции│ │

│ │объем│ ствия │-сверхвы- │опе- │ костный│ │ - нет. │

│ │ │ │ сокий ва-│ ранда │ режим; │ │ │

│ │ │ │ куум. │ │-молеку-│ │ │

│ │ФМ:│ │ │ │ лярный │ │ │

│ │───────│ │ │ │ режим. │ │ │

│ │ЛОВУШКИ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┴──────────┤

│ │───────│ Режим │-непрерыв.│Харак- │-масляный;│ │

│ │ │дей- │-кратковр.│терис- │-безмасля-│ │

│ │ │ ствия │-повторно-│тика │ ный. │ │

│ │ │ │ кратков. │опер-да│ │ │

└─┴───────┴───────┴──────────┴───────┴──────────┴──────────────────┘

- 158 -

Продолжение таблицы П.2.

│N│Функция│ ПР ИЗН АКИ │

│ │ ├──────────────────┬──────────────────┬──────────────────┤

│п│510F5i0│ Действия ( П4d0 )│ Операнда ( П4x0 ) │ Окружения ( П4h0 ) │

│п│(класс ├───────┬──────────┼───────┬──────────┼───────┬──────────┤

│ │ФМ)│Признак│ Значения │Признак│ Значения │Признак│ Значения │

│ │ ┌───┐ │ │-абсолют- │ │ - газы;│ │-прогрева-│

│7│ │510F570│ │ │ ного дей-│ │ - пары;│ │ емая; │

│ │ │5в0│ │ Способ│ ствия; │Тип │ - газо-│ Темпе-│-непрогре-│

│ │ └───┘ │ дей- │-косвен-│опе- │ паровая│ ратура│ ваемая; │

│ │ │ ствия │ ного дей-│ ранда │ смесь│ среды │-охлажда- │

│ │ 510D570: │ │ ствия. │ │ │ │ емая. │

│ │изме- ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤

│ │рять │ │-низкий │ │-химически│ Элек- │ │

│ │давлен.│Степень│ вакуум; │Вид│ активный;│тромаг-│ - есть;│

│ │ │ дей- │-высокий│опе- │-инертный;│нитные │ │

│ │ 510X570:│ ствия │ вакуум;│ ранда │-агрессив-│возму- │ - нет. │

│ │газы и │ │-сверхвы- │ │ ный. │щения│ │

│ │пары │ │ сокий ва-│ │ │ │ │

│ │ │ │ куум. │ │ │ │ │

│ │ 510H570: ├───────┴──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤

│ │вакуум.│ │ │-вязкост- │ │ │

│ │объем│ │ │ ный режим│ │ - есть;│

│ │ │ │ Состо-│-молеку-│ Вибра-│ │

│ │ФМ:│ │яние │ лярновяз-│ции │ - нет. │

│ │───────│ │опе- │ костный│ │ │

│ │ВАКУУ- │ │ ранда │ режим; │ │ │

│ │МЕТРЫ│ │ │-молеку-│ │ │

│ │───────│ │ │ лярный │ │ │

│ │ │ │ │ режим. │ │ │

╞═╪═══════╪═══════╤══════════╪═══════╪══════════╪═══════╪══════════╡

│ │ ┌───┐ │ │-механи-│ │-электри- │ │-низкова- │

│8│ │510F580│ │ │ ческий;│ │ ческая │ │ куумная; │

│ │ │5в0│ │ Способ│-электро- │Тип│ энергия; │Вид │-высокова-│

│ │ └───┘ │ дей- │физический│ опе- │-магнитная│ среды │ куумная; │

│ │ │ ствия │-пневмати-│ ранда │ энергия; │ │-сверхвы- │

│ │ 510D580: │ │ ческий.│ │-механич. │ │ соковаку-│

│ │переда-│ │ │ │ энергия. │ │ умная. │

│ │вать ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤

│ │ │ │-непосред-│ │ │ │-прогрева-│

│ │ │ Место │ ственного│ │-малая; │ │ емая; │

│ │ 510X580: │дей- │ действия;│ Мощ-│ │ Темпе-│-непрогре-│

│ │энергию│ ствия │-опосредо-│ ность │-высокая. │ ратура│ ваемая;│

│ │ │ │ ванно. │ │ │ среды │-охлажда- │

│ │ │ │ │ │ │ │ емая. │

│ │ 510H580: ├───────┼──────────┼───────┴──────────┼───────┼──────────┤

│ │вакуум.│ │-непрерыв-│ │ Элек- │ │

│ │объем│ │ ный; │ │тромаг-│ - есть;│

│ │ │ Режим │-кратко-│ │нитные │ │

│ │ФМ:│ дей- │ временный│ │возму- │ - нет. │

│ │───────│ ствия │-повторно-│ │щения│ │

│ │ ВВОДЫ │ │ кратко-│ │ │ │

│ │───────│ │ временный│ │ │ │

│ │ ├───────┴──────────┤ ├───────┼──────────┤

│ │ │ │ │ Вибра-│ - есть;│

│ │ │ │ │ции │ - нет. │

└─┴───────┴──────────────────┴──────────────────┴───────┴──────────┘

- 159 -

Продолжение таблицы П.2.

│N│Функция│ ПР ИЗН АКИ │

│ │ ├──────────────────┬──────────────────┬──────────────────┤

│п│510F5i0│ Действия ( П4d0 )│ Операнда ( П4x0 ) │ Окружения ( П4h0 ) │

│п│(класс ├───────┬──────────┼───────┬──────────┼───────┬──────────┤

│ │ФМ)│Признак│ Значения │Признак│ Значения │Признак│ Значения │

│ │ │ │-механи-│ │ │ │-низкова- │

│ │ │ │ ческий;│ │ - газы;│ │ куумная; │

│ │ ┌───┐ │ Способ│-электро- │Тип │ - пары;│Вид │-высокова-│

│9│ │510F590│ │дей- │физический│опе- │ - газо-│ среды │ куумная; │

│ │ │5в0│ │ ствия │-химичес- │ ранда │ паровая│ │-сверхвы- │

│ │ └───┘ │ │ кий. │ │ смесь│ │ соковаку-│

│ │ │ │ │ │ │ │ умная. │

│ │ 510D590: ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤

│ │удалять│ │-непосред-│ │-химически│ │-прогрева-│

│ │из ма- │ Место │ ственного│ Вид│ активный;│ │ емая; │

│ │териала│дей- │ действия;│опе- │-инертный;│ Темпе-│-непрогре-│

│ │ │ ствия │-удаленное│ ранда │-агрессив-│ ратура│ ваемая;│

│ │ 510X590: │ │ от │ │ ный. │ среды │-охлажда- │

│ │газы и │ │ объекта. │ │ │ │ емая. │

│ │пары ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤

│ │ │ │-непрерыв-│ │-вязкост- │ │ │

│ │ 510H590: │ │ ный; │ │ ный режим│ │ │

│ │вакуум.│ Режим │-кратко- │ Состо-│-молеку- │ Элек- │ - есть; │

│ │объем│дей- │ временный│яние │ лярновяз-│тромаг-│ │

│ │ │ ствия │-повторно-│опе- │ костный│нитные │ - нет. │

│ │ФМ:│ │ кратко-│ ранда │ режим; │возму- │ │

│ │───────│ │ временный│ │-молеку-│щения │ │

│ │НАГРЕ- │ │ │ │ лярный │ │ │

│ │ВАТЕЛЬ │ │ │ │ режим. │ │ │

│ │───────├───────┴──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤

│ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │ │ Харак-│-масляный;│ Вибра-│ - есть;│

│ │ │ │ терис-│ │ции │ │

│ │ │ │ тика│-безмасля-│ │ - нет. │

│ │ │ │ опе-│ ный. │ │ │

│ │ │ │ ранда │ │ │ │

│ │ │ │ │ │ │ │

- 160 -

Таблица П.3.

Основные параметры свойств ВС и ее структурных составляющих.

┌──────┬────────────────────────────────────────┬─────────────────┐

│ │ Параметры свойств │ Признаки │

│ Т О ├───┬────────────────────────────────────┼────┬─────┬──────┤

│ │Об.│ Параметр │Зна-│ Тип │Улучш.│

│ │ │ │чим.│знач.│ │

├──────┼───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│1 │ 2 │ 3 │ 4│ 5│6 │

│ │4o0│ Эффективная скорость откачки по │ │ │ │

│──────│4f0Z410│ газовым составляющим │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ В С│4o0│ │ │ │ │

│ │4f0Z420│ Предельное остаточное давление │ +│ кол │- │

│──────├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ │ │ │ │

│ │4f0Z430│ Наибольшее рабочее давление │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ │ │ │ │

│ │4f0Z440│ Наибольшее давление запуска │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ Масс-спектрометрический состав │ │ │ │

│ │4f0Z450│ остаточной среды │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ Время достижения предельного │ │ │ │

│ │4f0Z460│ давления │ +│ кол │ - │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ │ │ │ │

│ │4h0Z410│ Средний ресурс │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ │ │ │ │

│ │4h0Z420│ Наработка на отказ │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ │ │ │ │

│ │4h0Z430│ Среднее время восстановления │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ Периодичность профилактических │ │ │ │

│ │4h0Z440│ ремонтов │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ │ │ │ │

│ │4h0Z450│ Допускаемая температура прогрева │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ │ │ │ │

│ │4h0Z460│ Потебляемая мощность │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ │ │ │ │

│ │4h0Z470│ Затраты на эксплуатацию│ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ │ │ │ │

│ │4p0Z410│ Трудоемкость изготовления │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ │ │ │ │

│ │4p0Z420│ Коэффициент унификации │ -│ кол │+ │

└──────┴───┴────────────────────────────────────┴────┴─────┴──────┘

- 161 -

Продолжение таблицы П.3.

┌──────┬───┬────────────────────────────────────┬────┬─────┬──────┐

│1 │ 2 │ 3 │ 4│ 5│6 │

│ │4o0│ │ │ │ │

│ │4p0Z430│ Стоимость │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ │ │ │ │

│ │4p0Z440│ Экономическая эффективность │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ Диаметр условного прохода │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ Масса │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │4o0│ │ │ │ │

│ │4k0Z430│ Габариты │ +│ кол │- │

╞══════╪═══╪════════════════════════════════════╪════╪═════╪══════╡

│ │410 410│ Быстрота действия по газовым │ │ │ │

│ФМ410 │4f0Z410│ составляющим │ +│ кол │+ │

│ваку- │410 410│ │ │ │ │

│умный │4f0Z420│ Предельное остаточное давление │ +│ кол │- │

│насос ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│──────│410 410│ │ │ │ │

│ │4f0Z430│ Наибольшее рабочее давление │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4f0Z440│ Наибольшее давление запуска │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4f0Z450│ Время запуска (отключения) │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4f0Z460│ Устойчивость к перегрузкам │ -│ кач │неопр.│

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ Необходимость регенерации после │ │ │ │

│ │4h0Z410│ откачки │ -│ кач │неопр.│

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4h0Z420│ Наличие электромагнитных возмущений│ - │ кач │неопр.│

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4h0Z430│ Наличие вибраций │ -│ кач │неопр.│

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4h0Z440│ Допускаемая температура прогрева │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4h0Z450│ Средний ресурс │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4h0Z460│ Наработка на отказ │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4h0Z470│ Среднее время восстановления │ -│ кол │- │

- 162 -

Продолжение таблицы П.3.

│1 │ 2 │ 3 │ 4│ 5│6 │

│ │410 410│ Периодичность профилактических │ │ │ │

│ │4h0Z480│ ремонтов │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4h0Z490│ Потребляемая мощность │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4h0Z4100 Затраты на эксплуатацию │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4p0Z410│ Трудоемкость изготовления │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4p0Z420│ Коэффициент унификации │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4p0Z430│ Стоимость │ + │ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4p0Z440│ Экономическая эффективность │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ Диаметр условного прохода │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ Масса │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 410│ │ │ │ │

│ │4k0Z430│ Габариты │ +│ кол │- │

│ │410 420│ │ │ │ │

│ФМ420 │4f0Z410│ Проводимость │ +│ кол │+ │

│ │410 420│ │ │ │ │

│В К А │4f0Z420│ Натекание │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│──────│410 420│ │ │ │ │

│ │4f0Z430│ Быстрота срабатывания │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4h0Z410│ Предел применения по вакууму │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4h0Z420│ Допустимая частота включения │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4h0Z430│ Возможность работы в любом положении -│ кач │неопр.│

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4h0Z440│ Возможность аварийного срабатывания│ -│ кач │неопр.│

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4h0Z450│ Допускаемая температура прогрева │ +│ кол │+ │

- 163 -

Продолжение таблицы П.3.

│1 │ 2 │ 3 │ 4│ 5│6 │

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4h0Z460│ Средний ресурс │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4h0Z470│ Наработка на отказ │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4h0Z480│ Среднее время восстановления │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ Периодичность профилактических │ │ │ │

│ │4h0Z490│ ремонтов │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4h0Z4100 Потребляемая мощность │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4h0Z4110 Затраты на эксплуатацию │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4p0Z410│ Трудоемкость изготовления │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4p0Z420│ Коэффициент унификации │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4p0Z430│ Стоимость │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4p0Z440│ Экономическая эффективность │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ Диаметр условного прохода │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ Масса │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 420│ │ │ │ │

│ │4k0Z430│ Габариты │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │41 20│ Взаимное расположение осей │ │ │ │

│ │4k0Z440│ проходных отверстий │ +│ кач │неопр.│

│ │410 430│ │ │ │ │

│ФМ430 │4f0Z410│ Максимальный регулируемый поток │ +│ кол │+ │

│нате- │410 430│ │ │ │ │

│катель│4f0Z420│ Минимальный регулируемый поток │ +│ кол │- │

│ │410 430│ │ │ │ │

│ │4f0Z430│ Быстрота срабатывания │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 430│ │ │ │ │

│ │4h0Z410│ Предел применения по вакууму │ -│ кол │- │

- 164 -

Продолжение таблицы П.3.

│1 │ 2 │ 3 │ 4│ 5│6 │

│ │410 430│ │ │ │ │

│ │4h0Z420│ Возможность работы в любом положении -│ кач │неопр.│

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 430│ │ │ │ │

│ │4h0Z430│ Допускаемая температура прогрева │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 430│ │ │ │ │

│ │4h0Z440│ Средний ресурс │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 430│ │ │ │ │

│ │4h0Z450│ Наработка на отказ │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 430│ │ │ │ │

│ │4h0Z460│ Среднее время восстановления │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 430│ Периодичность профилактических │ │ │ │

│ │4h0Z470│ ремонтов │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 430│ │ │ │ │

│ │4h0Z480│ Потребляемая мощность │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 430│ │ │ │ │

│ │4h0Z490│ Затраты на эксплуатацию│ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 430│ │ │ │ │

│ │4p0Z410│ Трудоемкость изготовления │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 430│ │ │ │ │

│ │4p0Z420│ Коэффициент унификации │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 430│ │ │ │ │

│ │4p0Z430│ Стоимость │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 430│ │ │ │ │

│ │4p0Z440│ Экономическая эффективность │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 430│ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ Диаметр условного прохода │ + │ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 430│ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ Масса │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 430│ │ │ │ │

│ │4k0Z430│ Габариты │ +│ кол │- │

│ │410 440│ │ │ │ │

│ФМ440 │4f0Z410│ Поток газовыделения │ +│ кол │- │

│комму-│410 440│ │ │ │ │

│ ника-│4f0Z420│ Натекание │ +│ кол │- │

│ ции ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│──────│410 440│ │ │ │ │

│ │4f0Z430│ Проводимость │ +│ кол │+ │

- 165 -

Продолжение таблицы П.3.

│1 │ 2 │ 3 │ 4│ 5│6 │

│ │410 440│ │ │ │ │

│ │4h0Z410│ Допускаемая температура прогрева │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 440│ │ │ │ │

│ │4h0Z420│ Средний ресурс │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 440│ │ │ │ │

│ │4h0Z430│ Наработка на отказ │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 440│ │ │ │ │

│ │4h0Z440│ Среднее время восстановления │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 440│ Периодичность профилактических │ │ │ │

│ │4h0Z450│ ремонтов │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 440│ │ │ │ │

│ │4h0Z460│ Затраты на эксплуатацию│ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 440│ │ │ │ │

│ │4p0Z410│ Трудоемкость изготовления │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 440│ │ │ │ │

│ │4p0Z420│ Стоимость │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 440│ │ │ │ │

│ │4p0Z430│ Экономическая эффективность │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 440│ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ Диаметр условного прохода │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 440│ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ Масса │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 440│ │ │ │ │

│ │4k0Z430│ Габариты │ +│ кол │- │

│ │410 450│ │ │ │ │

│ФМ450 │4f0Z410│ Поток газовыделения │ + │ кол │- │

│ рабо-│410 450│ │ │ │ │

│ чая│4f0Z420│ Натекание │ +│ кол │- │

│камера├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│──────│410 450│ │ │ │ │

│ │4h0Z410│ Предел применения по вакууму │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 450│ Воздействие на состав остаточной │ │ │ │

│ │4h0Z420│ среды │ -│ кач │неопр.│

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 450│ Периодичность профилактических │ │ │ │

│ │4h0Z430│ ремонтов │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 450│ │ │ │ │

│ │4h0Z440│ Допускаемая температура прогрева │ +│ кол │+ │

- 166 -

Продолжение таблицы П.3.

│1 │ 2 │ 3 │ 4│ 5│6 │

│ │410 450│ │ │ │ │

│ │4h0Z450│ Средний ресурс │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 450│ │ │ │ │

│ │4h0Z460│ Наработка на отказ │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 450│ │ │ │ │

│ │4h0Z470│ Затраты на эксплуатацию│ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 450│ │ │ │ │

│ │4p0Z410│ Трудоемкость изготовления │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 450│ │ │ │ │

│ │4p0Z420│ Стоимость │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 450│ │ │ │ │

│ │4p0Z430│ Экономическая эффективность │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 450│ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ Диаметр условного прохода │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 450│ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ Масса │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 450│ │ │ │ │

│ │4k0Z430│ Габариты │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 450│ Площадь поверхности, обращенной │ │ │ │

│ │4k0Z440│ в вакуум │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 450│ │ │ │ │

│ │4k0Z450│ Материал 4 0│ -│ кач │неопр.│

│ │410 460│ │ │ │ │

│ФМ460 │4f0Z410│ Поток газовыделения │ +│ кол │- │

│ловуш-│410 460│ │ │ │ │

│ка │4f0Z420│ Натекание │ +│ кол │- │

│ │410 460│ │ │ │ │

│ │4f0Z430│ Проводимость │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 460│ │ │ │ │

│ │4h0Z410│ Допускаемая температура прогрева │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 460│ │ │ │ │

│ │4h0Z420│ Средний ресурс │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 460│ │ │ │ │

│ │4h0Z430│ Наработка на отказ │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 460│ │ │ │ │

│ │4h0Z440│ Среднее время восстановления │ -│ кол │- │

- 167 -

Продолжение таблицы П.3.

│1 │ 2 │ 3 │ 4│ 5│6 │

│ │410 460│ Периодичность профилактических │ │ │ │

│ │4h0Z450│ ремонтов │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 460│ │ │ │ │

│ │4h0Z460│ Затраты на эксплуатацию│ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 460│ │ │ │ │

│ │4p0Z410│ Трудоемкость изготовления │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 460│ │ │ │ │

│ │4p0Z420│ Стоимость │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 460│ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ Диаметр условного прохода │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 460│ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ Масса │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 460│ │ │ │ │

│ │4k0Z430│ Габариты │ +│ кол │- │

│ │410 470│ │ │ │ │

│ФМ470 │4f0Z410│ Диапазон измеряемого давления │ +│ кол │+ │

│вакуу-│410 470│ │ │ │ │

│ метр │4f0Z420│ Относительная погрешность измерения│ -│ кол │- │

│ │410 470│ │ │ │ │

│ │4f0Z430│ Быстрота действия │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 470│ Коэффициент относительной │ │ │ │

│ │4f0Z440│ чувствительности по газам │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 470│ │ │ │ │

│ │4h0Z410│ Наличие электромагнитных возмущений│ -│ кач │неопр.│

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 470│ │ │ │ │

│ │4h0Z420│ Средний ресурс │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 470│ │ │ │ │

│ │4h0Z430│ Наработка на отказ │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 470│ │ │ │ │

│ │4h0Z440│ Потребляемая мощность │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 470│ │ │ │ │

│ │4h0Z450│ Затраты на эксплуатацию│ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 470│ │ │ │ │

│ │4p0Z410│ Трудоемкость изготовления │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │41 70│ │ │ │ │

│ │4p0Z420│ Коэффициент унификации │ -│ кол │+ │

- 168 -

Продолжение таблицы П.3.

│1 │ 2 │ 3 │ 4│ 5│6 │

│ │410 470│ │ │ │ │

│ │4p0Z430│ Стоимость │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 470│ │ │ │ │

│ │4p0Z440│ Экономическая эффективность │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 470│ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ Масса │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 470│ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ Габариты │ +│ кол │- │

│ │410 480│ │ │ │ │

│ФМ480 │4f0Z410│ Передаваемое усилие (момент) │ +│ кол │+ │

│ ввод │410 480│ │ │ │ │

│──────│4f0Z420│ Величина перемещения (поворота) │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 480│ Скорость перемещения │ │ │ │

│ │4f0Z430│ (частота вращения) │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 480│ │ │ │ │

│ │4h0Z410│ Допускаемая температура прогрева │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 480│ │ │ │ │

│ │4h0Z420│ Натекание через уплотнение │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │41 80│ Воздействие на состав остаточной │ │ │ │

│ │4h0Z430│ среды │ -│ кач │неопр.│

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 480│ │ │ │ │

│ │4h0Z440│ Средний ресурс │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 480│ │ │ │ │

│ │4h0Z450│ Наработка на отказ │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 480│ │ │ │ │

│ │4h0Z460│ Затраты на эксплуатацию│ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 480│ │ │ │ │

│ │4p0Z410│ Трудоемкость изготовления │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │41 80│ │ │ │ │

│ │4p0Z420│ Коэффициент унификации │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 480│ │ │ │ │

│ │4p0Z430│ Стоимость │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 480│ │ │ │ │

│ │4p0Z440│ Экономическая эффективность │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │41 80│ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ Расположение осей вала или штока │ -│ кач │неопр.│

- 169 -

Продолжение таблицы П.3.

│1 │ 2 │ 3 │ 4│ 5│6 │

│ │41 80│ Вид и направление передаваемого │ │ │ │

│ │4k0Z420│ движения │ +│ кач │неопр.│

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 480│ │ │ │ │

│ │4k0Z430│ Масса │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 480│ │ │ │ │

│ │4k0Z440│ Габариты │ + │ кол │- │

│ │410 490│ │ │ │ │

│ФМ490 │4f0Z410│ Максимальная полезная мощность │ +│ кол │+ │

│нагре-│410 490│ │ │ │ │

│ватель│4f0Z420│ Время выхода на рабочий режим │ -│ кол │- │

│ │410 490│ │ │ │ │

│ │4f0Z430│ Максимальная температура нагрева │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 490│ │ │ │ │

│ │4h0Z410│ Средний ресурс │ +│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 490│ │ │ │ │

│ │4h0Z420│ Наработка на отказ │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 490│ │ │ │ │

│ │4h0Z430│ Затраты на эксплуатацию│ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 490│ │ │ │ │

│ │4p0Z410│ Трудоемкость изготовления │ -│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 490│ │ │ │ │

│ │4p0Z420│ Стоимость │ + │ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 490│ │ │ │ │

│ │4p0Z430│ Экономическая эффективность │ -│ кол │+ │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 490│ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ Масса │ +│ кол │- │

│ ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤

│ │410 490│ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ Габариты │ +│ кол │- │

Условные обозначения: +/- - существенный/несущественный; мак-

симизируемый/минимизируемый параметр; кол/кач - количественный/ка-

чественный параметр.

- 170 -

4f0Z41

4o0 4о o

4k0Z430 4f0Z42

4o04 04o

4o0 4o

4k0Z420 5о0 5о0 4f0Z45

4o0 4o

4k0Z410 5о0 5о0 4f0Z46

4o0 4o0 4 0 4 0 4o o

4p0Z430 4h0Z41

4h0Z45

Рис. П.1. Граф связей существенных параметров свойств ВС.

41 1

4f0Z41

410 410 4о 1 1

4k0Z430 4f0Z42

4o04 04o

410 410 41 1

4k0Z420 5о0 5о0 4f0Z43

410 410 41 1

4k0Z410 5о0 4о04f0Z44

4o0 4о

410 410 41 1

4p0Z430 4h0Z45

Рис. П.2. Граф связей существенных параметров свойств

ФМ410 - насос.

- 171 -

41 2

4f0Z41

410 420 4о 1 2

4k0Z440 4f0Z42

4о0 5о

41 2

410 420 4f0Z43

4k0Z430 4о

5о

4о 1 2

410 420 4о0 4h0Z45

4k0Z42

4о 1 2

410 420 5о 0 4h0Z46

4k0Z41

4o0 4o

410 420 41 2

4p0Z430 4h0Z410

Рис. П.3. Граф связей существенных параметров свойств

ФМ420 - ВКА.

41 3

4f0Z41

410 430 4о 1 3

4k0Z430 4f0Z42

4o04 04o

410 430 41 3

4k0Z420 5о0 5о0 4f0Z43

410 430 41 3

4k0Z410 5о0 5о0 4h0Z43

410 430 4o0 4 0 4 0 4o 1 3

4p0Z430 4h0Z44

41 3

4h0Z48

Рис. П.4. Граф связей существенных параметров свойств

ФМ430 - натекатель.

- 172 -

41 4

4f0Z41

410 440 4о 1 4

4k0Z430 4f0Z42

4o04 04o

410 440 41 4

4k0Z420 5о0 5о0 4f0Z43

410 440 41 4

4k0Z410 5о0 4о04h0Z41

4o0 4о

410 440 41 4

4p0Z420 4h0Z42

Рис. П.5. Граф связей существенных параметров свойств

ФМ440 - коммуникации.

41 5

4f0Z41

410 450 4о 1 5

4k0Z450 4f0Z42

4о0 5о

41 5

410 450 4h0Z41

4k0Z440 4о

5о

4о 1 5

410 450 4о0 4h0Z44

4k0Z43

4о 1 5

410 450 5о 0 4h0Z45

4k0Z42

4o0 4o

410 450 41 5

4k0Z410 4p0Z42

Рис. П.6. Граф связей существенных параметров свойств

ФМ450 - рабочая камера.

- 173 -

41 6

4f0Z41

4о

410 460 41 6

4k0Z430 4f0Z42

5о0 5о

410 460 41 6

4k0Z420 5о0 4 0 5o0 4f0Z43

410 460 5о 0 4 5 о4 1 6

4k0Z410 4h0Z42

41 6

4p0Z42

Рис. П.7. Граф связей существенных параметров свойств

ФМ460 - ловушка.

41 7

4f0Z41

4о

410 470 41 7

4k0Z420 5о0 5о0 4h0Z42

410 470 4o0 4 0 4o 1 7

4k0Z410 4p0Z43

Рис. П.8. Граф связей существенных параметров свойств

ФМ470 - вакууметр.

- 174 -

410 48

4f0Z41

410 480 4о 1 8

4k0Z440 4f0Z42

4o04 04o

410 480 41 8

4k0Z430 5о0 5о0 4f0Z43

410 480 41 8

4k0Z420 5о0 5о0 4h0Z41

410 480 4o0 4 0 4 0 4o 1 8

4p0Z430 4h0Z42

41 8

4h0Z44

Рис. П.9. Граф связей существенных параметров свойств

ФМ480 - ввод.

41 9

4f0Z41

4о

410 490 41 9

4k0Z420 4о0 4о0 4f0Z43

410 490 41 9

4k0Z410 5о0 5о0 4h0Z41

41 9

4p0Z42

Рис. П.10. Граф свяэей существенных параметров свойств

ФМ490 - нагреватель.

- 175 -

Таблица П.4.

Таблица связей существенных свойств ВС со свойствами ее ФМ.

┌──────────┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐

│ ВС│4o0│4o0│4o0│4o0│4o0│4o0│4o0│4o0│4o0│4o0│

│ФМ │4f0Z410│4f0Z420│4f0Z450│4f0Z460│4h0Z410│4h0Z450│4p0Z430│4k0Z410│4k0Z420│4k0Z430│

├──────┬───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│1 │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │ 6 │ 7 │ 8 │ 9 │ 10│ 11│ 12│

├──────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 410│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ФМ410 │4f0Z410│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │

│──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ваку- │410 410│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│умный │4f0Z420│ 0 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │

│насос ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│──────│410 410│ │ │ ││ │ │ │ │ │ │

│ │4f0Z430│ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 410│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4f0Z440│ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 410│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4h0Z450│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 410│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4p0Z430│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 410│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 410│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 410│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z430│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │

╞══════╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╡

│ │410 420│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ФМ420 │4f0Z410│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 420│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│В К А │4f0Z420│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│──────│410 420│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4f0Z430│ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 420│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4h0Z450│ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 420│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4h0Z460│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 420│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4h0Z410│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 420│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4p0Z430│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │

└──────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

- 176 -

Продолжение таблицы П.4.

┌──────┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐

│1 │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │ 6 │ 7 │ 8 │ 9 │ 10│ 11│ 12│

├──────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 420│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 420│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 420│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z430│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │41 20│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z440│ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

╞══════╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╡

│ │410 430│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ФМ430 │4f0Z410│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│нате- │410 430│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│катель│4f0Z420│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 430│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4f0Z430│ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 430││ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4h0Z430│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 430│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4h0Z440│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 430│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4h0Z480│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 430│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4p0Z430│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 430│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 430│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 430│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z430│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │

╞══════╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╡

│ │410 440│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ФМ440 │4f0Z410│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│комму-│410 440│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ ника-│4f0Z420│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ции ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│──────│410 440│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4f0Z430│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 440│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4h0Z410│ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

└──────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

- 177 -

Продолжение таблицы П.4.

┌──────┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐

│1 │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │ 6 │ 7 │ 8 │ 9 │ 10│ 11│ 12│

├──────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 440│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4h0Z420│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 440│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4p0Z420│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 440│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 440│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 440│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z430│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │

╞══════╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╡

│ │410 450│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ ФМ450 │4f0Z410│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│рабо- │410 450│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│чая │4f0Z420│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│камера├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│──────│410 450│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4h0Z410│ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 450│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4h0Z440│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 450│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4h0Z450│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 450│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4p0Z420│ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 450│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 450│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 450│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z430│ 0 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 450│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z440│ 0 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 450│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z450│ 0 │ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

╞══════╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╡

│ФМ460 │410 460│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│──────│4f0Z410│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ловуш-├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ка │410 460│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│──────│4f0Z420│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

└──────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

- 178 -

Продолжение таблицы П.4.

┌──────┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐

│1 │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │ 6 │ 7 │ 8 │ 9 │ 10│ 11│ 12│

├──────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 460│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4f0Z430│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 460│ │ │ │ ││ │ │ │ │ │

│ │4h0Z420│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 460│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4p0Z420│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 460│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 460│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 460│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z430│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │

╞══════╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╡

│ │410 470│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ФМ470 │4f0Z410│ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ваку- │410 470│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│уметр │4h0Z420│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 470│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4p0Z430│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 470│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 470│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │

╞══════╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╡

│ │410 480│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ФМ480 │4f0Z410│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ ввод │410 480│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│──────│4f0Z420│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 480│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4f0Z430│ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 480│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4h0Z410│ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 480│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4h0Z420│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 480│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4h0Z440│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 480│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4p0Z430│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │

└──────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

- 179 -

Продолжение таблицы П.4.

┌──────┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐

│1 │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │ 6 │ 7 │ 8 │ 9 │ 10│ 11│ 12│

├──────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │41 80│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 480│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z430│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 480│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z440│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │

╞══════╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╡

│ │410 490│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ФМ490 │4f0Z410│ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│нагре-│410 490││ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ватель│4f0Z430│ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 490│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4h0Z410│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 490│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4p0Z420│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 490│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z410│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │

│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤

│ │410 490│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │4k0Z420│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │

└──────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

- 180 -

Таблица П5.

Фрагмент таблицысоответствия для выбора типа высоковакуумного

насоса (ФМ410).

┌───────────────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┐

│ Тип ФМ410 │Диффу-│Бустер│Крио- │Магни-│Ионно-│Испар.│Турбо-│

│Значен. │зионн.│ ный │генный│тораз.│геттер│геттер│молек.│

│параметров │насос │насос │насос │насос │насос │насос │насос │

├───┬───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │ 1 - 10│1 │0 │ 0 │1 │0 │ 0 │0 │

│ ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │ 10 - 100 │1 │ 0 │0 │1 │ 0 │0 │0 │

│ ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │ 100 - 500 │1 │0 │ 1 │1 │0 │ 0 │1 │

│410 410├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│4f0Z410│ 500 - 1000│1 │ 1 │0 │1 │ 0 │0 │1 │

│ ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │1000 - 5000│1 │1 │ 0 │1 │1 │ 1 │1 │

│ ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │5000 -277010540│ 1 │1 │0 │ 0 │1 │1 │ 0 │

│ ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │277010540-177010550│1 │0 │ 0 │0 │1 │ 1 │0 │

├───┼───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │ < 105-40 │1 │ 1 │1 │1 │ 1 │1 │1 │

│ ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │ < 105-50 │1 │ 0 │1 │1 │ 1 │1 │1│

│ ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │ < 105-60 │0 │ 0 │1 │1 │ 1 │1 │1 │

│410 410├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│4f0Z420│< 105-70 │ 0 │0 │1 │ 1 │1 │1 │ 1 │

│ ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │ < 105-80 │0 │ 0 │1 │1 │ 1 │1 │0 │

│ ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │ < 105-90 │0 │ 0 │1 │0 │ 0 │1 │0 │

│ ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │ < 105-100 │0 │ 0 │1 │0 │ 0 │0 │0 │

├───┼───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │ 105-10- 105-30│1 │ 1 │1 │0 │ 0 │0 │1 │

│ ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │ 105-30- 105-50│1 │ 0 │1 │1 │ 0 │0 │1 │

│410 410├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│4f0Z430│ 105-50- 105-70│ 0 │0 │1 │ 1 │1 │1 │ 1 │

│ ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │ 105-70- 105-90│0 │ 0 │1│ 1 │1 │1 │ 0 │

│ ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │ 105-90-105-110│ 0 │0 │1 │ 0 │0 │1 │ 0 │

├───┼───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │ 200 - 20│ 1 │1 │0 │ 0 │0 │0 │ 0 │

│ ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│410 410│20 - 1 │ 1 │1 │0 │ 1 │1 │0 │ 1 │

│4f0Z440├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │ 1 - 0.1 │1 │ 1 │0 │1 │ 1 │0 │1 │

│ ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │ 105-10- 105-30│1 │ 1 │1 │1 │ 1 │1 │1 │

├───┼───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ │

│... ... ... ... ... ... ... ... ...│

│ │

└────────────────────────────────────────────────────────────────┘