Иерархия конструкций

Современное состояние ИП и конструирования.

Для того, чтобы решить, каковы возможности разрешения проблемы оптимального проектирования РЭС, продолжим рассмотрение изменения РЭС и процессов ее создания. Заметим при этом, что ряд специалистов в области конструирования РЭС утверждают, о невозможности глобальной оптимизации конструкций. Однако существует и другой факт: говорят об определенном упрощении конструкций современных РЭС. Известны и достижения в использовании ЭВМ при решении некоторых задач конструирования.

Для определения предпосылок оптимального проектирования конструкций современных РЭС будем продолжать рассмотрение с позиций ранее использованной системной методологии двух основных явлений: изменение самого объекта проектирования (конструкции) в течение некоторого исторического периода и изменение процесса проектирования.

Результатом изменения является появление априорной информации о построении будущей конструкции. Эта информация упрощает задачу проектирования и зачастую приводит её к задаче нижнего уровня сложности, требующей определения только оптимальных параметров системы. Такая задача может быть решена формализовано, с привлечением методов параметрической оптимизации.

Ранее было указано, что в РЭ, в частности, наблюдаются две тенденции: за счет возрастания требований к качеству РЭС и усложнения условий их эксплуатации, усложнение задачи проектирования РЭС, и вторая тенденция - попытки разработчиков как-то упростить задачу, ослабить первую тенденцию. Начальным шагом на этом пути было применение принципа деления аппарата на части, о чем говорилось ранее. Разделение единой системы (конструкции), на части позволяло упростить пространственную систему Sпр конструкции РЭС и задать некоторую априорную информацию о построении конструкции.

Следующим этапом развития указанной тенденции упрощения конструкций было появление типовых, базовых и нормализованных узлов (модулей), т.е. использование преемственности. Такого рода модули имели типовые схемы, одинаковые или кратные размеры, единую конструкцию выводов и креплений. Функциональные узлы такого рода объединялись в субблоки, которые в свою очередь, объединялись в блоки.

Таким образом достигалась типизация конструктивных решений на уровне блоков. Возникла иерархическая структура конструкций РЭС на основе модулей различного уровня сложности.

Рис. 5.6. Иерархия конструктивных единиц РЭС.

Исходя из введенных ранее представлений, можно заметить, что унификация конструкций модулей привела к уменьшению разнообразия форм и значений размеров элементов конструкций Г, т.е. к уменьшению возможных структур унарных Qпр1 отношений и к уменьшению множества конституэнт Епр1 унарных отношений в пространственной подсистеме.

Появилась определенная повторяемость (регулярность) пространственных связей однотипных элементов от конструкции к конструкции. Особенно это стало заметно после появления печатной платы (ПП), как элемента конструкции, объединяющего элементы и компоненты электрически, механически и пространственно. Следствием использования ПП стало появление основного принципа построения пространственной подсистемы модулей 1-го и 2-го уровней - объединение элементов на плоскости. В результате произошло уменьшение разнообразия пространственных структур конструкции (пр за счет иерархической организации РЭС и уменьшение множества конституэнт отношений Епр за счет некоторого сокращения разнообразия значений параметров элементов Г пространственных подсистем.

Однако не всегда можно было применять только унифицированные модули: для построения функционально законченной РЭС необходимо было использовать широкий набор конструктивно разнообразных электрорадиоэлементов. Следовательно, в определенной степени сохранялись особенности более ранних этапов конструирования. Кроме того, в связи с возникшими противоречиями в развитии РЭ, появилась необходимость учета условий и ограничений, налагаемых обществом на процесс жизни РЭС. Поэтому конструкции не могли по-прежнему быть созданы путем выполнения только строгих формализованных процедур. Опять опыт и интуиция конкретного конструктора определяли конкретную реализацию конструкции блоков, субблоков, узлов РЭС, хотя некоторые приемы и методы стали достоянием всех конструкторов. Таким образом с одной стороны развивалась тенденция к упрощению пространственной подсистемы конструкции РЭС, однако, с другой утвердилась необходимость учитывать в процессе проектирования РЭС ее системный характер, что усложняло процесс проектирования конструкций.