Разработка САПР (стр. 5 )

Стадии создания	Состав работы	Вид документации	Основание для производства работ
Изготовление, отладка и испытание	Подготовка предприятия к вводу в действие САПР. Изготовление (приобретение) и отладка компонентов САПР. Монтаж, наладка (отладка) и испытание комплекса средств САПР в целом и её подсистем	Акты сдачи компонентов САПР и комплекса средств САПР	Приказ по предприятию или Главному управлению
Ввод в действие	Опытное функционирование САПР с целью проверки работоспособности и взаимодействия подразделений, определение реальных технико-экономических показателей, корректировка документов.	Протокол опытного функционирования САПР и акт приёмки САПР в промышленную эксплуатацию	Приказ по предприятию или Главному управлению

Предпроектное обследование и обоснование создания САПР выполняется в два этапа: 1) обследование проектной организации; 2) разработка и оформление предварительных требований к системе. На первом этапе собирают данные о структуре и функциях организации и ее подразделений, объектах, процессах и обеспечении проектирования, а также данные о проектировщиках; выявляют и описывают существующую систему проектирования; оценивают эффективность функционирования и устанавливают проблемы проектной организации; выполняют диагностический анализ системы проектирования и обосновывают решение о создании САПР. На втором этапе разрабатывают и оформляют предварительные требования к системе в виде технико-экономического обоснования САПР, заявки на создание системы.

Разработка технического задания завершает комплекс предпроектных работ (исследований). Т3 является документом, исходным для создания САПР и обязательным при приемке системы. Оно должно содержать наиболее полные исходные данные и требования для создания САПР. Основные разделы документа: 1) наименование и область применения; 2) основание для создания САПР; 3) характеристика объектов проектирования; 4) цель и назначение САПР; 5) характеристика процесса проектирования; 6) требования к САПР; 7) технико-экономические показатели; 8) стадии и этапы создания САПР; 9) порядок испытания и ввода в действие.

Эскизное проектирование САПР включает следующие четыре этапа: 1) разработка вариантов построения САПР – предварительное описание общей постановки задачи, выделение функциональных задач и подсистем САПР, построение взаимосвязи для каждой функциональной подсистемы, разработка схемы деления САПР на уровни; 2) разработка основных решений по видам обеспечения САПР: техническое обеспечение – формирование вариантов структуры КТС; программное обеспечение – определение структуры ПО, выделение базового общесистемного и прикладного ПО, определение состава программных компонентов, ППП и ПМК; информационное обеспечение – определение состава информации и информационных потоков, формирование структуры ИО, определение способов организации данных, разработка концептуальной модели базы данных; организационное обеспечение – формирование структурной схемы подразделений организации-пользователя САПР, определение их функций и взаимосвязей между собой и с КСАП (комплексом средств автоматизации проектирования); 3) разработка решений по процессу функционирования САПР – уточнение функциональной и функционально-тополо-гической структуры САПР, уточнение технологии автоматизированного проектирования (описание взаимодействия проектировщика и КСАП при решении проектных задач), разработка режимов и регламента функционирования САПР и её составных частей (определение порядка работы пользователей и порядка решения основных и обеспечивающих задач), разработка общего алгоритма функционирования САПР (определение принципов и порядка взаимодействия составных частей системы между собой, а также с другими автоматизированными системами).

Техническое проектирование САПР включает пять этапов: 1) разработка окончательных решений по общесистемным вопросам – описание общей постановки задачи, уточнение решений по каждому варианту архитектуры САПР в целом и её частей, проведение сравнительного анализа вариантов по всем критериям качества САПР, обоснование выбора единственного варианта, наилучшим образом соответствующего требования Т3, составление частных Т3 на разработку видов обеспечения САПР; 2) разработка решений по видам обеспечения САПР: техническое обеспечение – описание выбранного варианта структуры КТС и взаимодействия технических средств, определение способов обеспечения требуемой надёжности КТС; программное обеспечение – детализация структуры программного обеспечения и порядка взаимодействия его компонентов, разработка (адаптация) компонентов базового общесистемного программного обеспечения, формирование исходных данных и требований на разработку прикладного программного обеспечения; информационное обеспечение – определение окончательного варианта структуры ИО, разработка логической и физической модели БД, выбор СУБД; организационное обеспечение (ОО) – описание выбранного варианта структура ОО, разработка плана мероприятий по подготовке организации-пользователя к вводу в действия САПР, определение исходных данных и требований на разработку документов ОО; математическое обеспечение – разработка и выбор методов и алгоритмов решения проектных задач; лингвистическое обеспечение – разработка входных и выходных форм, выбор (разработка) языков проектирования и программирования; методическое обеспечение – описание технологии автоматизированного проектирования, определение исходных данных и требований на разработку методического обеспечения; 3) разработка проектно-системной документации; 4) согласование решений по связи видов обеспечения между собой; 5) составление заказной документации.

Рабочий проект представляет собой совокупность проектных документов, по которым можно изготовить, ввести в действия и проконтролировать функциональные возможности САПР. На стадии рабочего проекта проводят следующие основные работы: 1) уточнение (детализация) структуры САПР и, при необходимости, взаимосвязи САПР с другими системами; 2) окончательное формирование технического, информационного, программного обеспечения САПР в целом и их подсистем; 3) уточнение (детализация) структуры подсистем САПР; 4) реализация решений по компонентам САПР; 5) реализация мероприятий по подготовке организации-пользователя к вводу в действия САПР; 6) разработка проектной документации: спецификации, документов поддержки и сопровождения технического, информационного, программного, методического и организационного обеспечения, программы и методики испытаний КСАП, программы и методики опытного функционирования системы.

В состав документов поддержки и сопровождения видов обеспечения САПР включается: 1) по техническому обеспечению – спецификация и комплект документов (структурная схема комплекса технических средств, схемы расположения устройств, схемы и монтажные чертежи кабельных соединений); 2) по методическому обеспечению – спецификация, общее описание САПР, паспорта унифицированных подсистем и компонентов, методика автоматизированного проектирования соответствующих объектов, унифицированные компоненты методического обеспечения автоматизируемых проектных процедур (методики решения проектных задач) и руководство технолога вычислительного процесса;

3) по информационному обеспечению – спецификация, описания и каталоги баз данных по унифицированным подсистемам; инструкции по заполнению баз и ведению массивов данных; 4) по программному обеспечению – спецификация всех программных средств, тексты программ и их описание, руководство системного программиста, программиста, оператора, описания языков, руководство по техническому обслуживанию и контрольные примеры; 5) по организационному обеспечению – спецификация документов организационного обеспечения САПР; описание технологии формирования текстовых документов графического ввода и вывода данных, алфавитно-цифрового и графического диалога; логико-информационные модели автоматизированного проектирования, реализуемые проектирующими подсистемами; программа подготовки специалистов пользователей САПР; положения о службе САПР и отдела автоматизированного проектирования.

На стадии изготовления, отладки и испытания САПР выполняются следующие работы: 1) изготовление компонентов КСАП; 2) автономная отладка и исследование компонентов КСАП; 3) подготовка организации к вводу в действие САПР (строительно-монтажные работы, комплектация САПР поставляемыми техническими и программными средствами, комплексами средств, пусконаладочные работы).

Ввод в действие (внедрение) САПР в практику конкретного проектирования включает в себя опытную эксплуатацию и приемочные испытания. Опытная эксплуатация проводится с целью определения фактической технико-экономической эффективности внедрения подсистем и их компонентов и готовности проектной организации к работе в условиях функционирования САПР. В процессе опытной эксплуатации проводятся: 1) испытание (опробование); монтаж и комплексная наладка внедряемых компонентов и подсистем; проверка работоспособности компонентов и подсистем на контрольных примерах; устранение дефектов методического, программного, информационного и организационного обеспечений, выявленных в процессе испытаний; обучение специалистов работе с подсистемами; 2) экспериментальное внедрение, в результате которого принимается решение о передаче компонента или подсистемы САПР на приемочные испытания.

Результаты приемочных испытаний и передача в промышленную эксплуатацию оформляется протоколом, актом приемки и приказом о передаче компонентов и подсистем в промышленную эксплуатацию.

Для определения соответствия подсистем и компонентов САПР требуемому научно-техническому уровню и действующим нормативам проводятся их периодические испытания, результатами которого являются: 1) оценка эффективности и качества проектов, реализованных с помощью разработанных подсистем (компонентов); 2) заключение о соответствии подсистем и компонентов САПР современному научно-техническому уровню и действующим нормативам; 3) рекомендации о разработке или модернизации подсистем или компонентов САПР.

2.12. Организация эксплуатации, обслуживания и развития САПР

Эксплуатацию САПР осуществляют персонал проектных подразделений и службы САПР. Персонал проектных подразделений выполняет следующие работы по эксплуатации САПР: 1) подготовка исходных данных для проектирования объекта, формализация их и ввод в систему с помощью терминального устройства либо передача в службу САПР для ввода; 2) запрос данных по аналогам проектируемого объекта либо непосредственно с терминала, либо через службу САПР, просмотр этих данных, анализ возможности использования аналогов, отбор аналогов, запись данных по аналогам в базу проектных решений; 3) подготовка и формирование моделей объектов и их частей, а также вариантов проектных решений с использованием типовых решений; 4) запрос нормативно-справочной информаций (из базы данных) непосредственно с терминала либо через службу САПР для формирования, оценки и принятия решений; 5) подготовка исходных данных для задач автоматизированного проектирования; 6) формирование критериев и ограничений для задач автоматизированного проектирования; 7) подготовка запросов на выполнение задач автоматизированного проектирования; 8) непосредственное участие в автоматизированном проектировании в интерактивном режиме, контроль хода процесса проектирования с целью корректировки его направленности в контролирующем режиме, наблюдения за ходом процесса проектирования в автоматическом режиме; 9) согласование принимаемых проектных решений со связанными с ними частными решениями и моделями; 10) поиск и формирования информации для БД; 11) подготовка запроса в службу САПР для дополнения, корректировки и удаления информации в БД; 12) формирование данных по типовым решениям и передача их в службу САПР для ввода в базу; 13) контроль выпущенной документации.

Персонал службы САПР выполняет следующие работы по эксплуатации САПР: 1) принимает от проектных подразделений данные и задания на выполнение информационных и проектных работ, проверяет правильность их оформления и передает на подготовку данных и ввод в ЭВМ; 2) подготавливает совместно с проектировщиками задания по особо сложным работам; 3) подготавливает данные на машинных носителях и вводит данные в ЭВМ; 4) запускает задание и контролирует его выполнение; 5) получает результаты выполнения заданий, контролирует их и передает в проектные подразделения; 6) непосредственно участвует в выполнении ряда проектных работ в интерактивном режиме совместно с проектировщиками; 7) подготавливает пакет заданий для работы в пакетном режиме; 8) составляет графики работы пользователей и осуществляет оперативную диспетчеризацию работ; 9) выводит проектную документацию и контролирует ее качество.

Обслуживание САПР осуществляет персонал службы САПР, который выполняет следующие работы: 1) создает базы данных и библиотеки типовых решений по заданию проектных подразделений; 2) сопровождает базы данных; 3) формирует и сопровождает библиотеку типовых решений; 4) тестирует и контролирует работу оборудования; 5) организует плановые профилактические и текущие ремонты совместно со специалистами региональных организаций по техническому обслуживанию оборудования; 6) проводит профилактические сервисные работы; 7) проводит работы по подготовке оборудования к эксплуатации; 8) генерирует программные системы СУБД, базовые и прикладные пакеты программ; 9) сопровождает общесистемное, базовое и прикладное программное обеспечение; 10) проверяет работоспособность программных средств; 11) подготавливает программные средства к работе; 12) разрабатывает, приобретает и внедряет сервисные программные средства.

Развитие САПР осуществляют подразделения управления созданием и развитием САПР в отрасли, службы САПР в головной организации, службы САПР проектной организации и проектные подразделения. Главный конструктор САПР предприятия – лицо, ответственное за техническую политику и координацию работ в области создания и развития САПР на предприятии. Для создания (развития) САПР на предприятии создаются подразделения в рамках службы САПР со следующими функциями: 1) группа системного проектирования САПР – выполнение предпроектных исследований, разработка ТЗ на САПР, методического и организационного обеспечения САПР, участие в сдаче САПР в эксплуатацию; 2) группа по разработке видов обеспечения САПР – разработка математического (алгоритмического), программного, информационного, лингвистического обеспечения, разработка технической документации по видам обеспечений, участие во внедрении САПР, модификации и совершенствовании программного обеспечения; 3) группа по координации разработки (развития) и внедрения САПР на предприятии – разработка общей идеологии САПР на предприятии, проведение предпроектных исследовании, разработка ТЗ на САПР, оценка эффективности САПР; 4) группа системных программистов – адаптация стандартных программных средств, внедрение всех видов обеспечений САПР.

2.13. Определение характеристик и оценка качества САПР

Под качеством САПР понимается совокупность свойств системы, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением системы. Количественные характеристики одного или нескольких свойств называются показателями качествами системы. Существуют следующие группы показателей качества САПР: показатели назначения, функциональные показатели, эксплуатационные показатели, технологические показатели, экономические показатели, показатели стандартизации.

К показателям назначения относятся: область применения САПР, размерность решаемых задач проектирования, требуемые технические средства для реализации САПР.

Функциональные показатели (точность, надежность, устойчивость к искажающим воздействиям, время реакции системы) – свойства САПР, проявляющиеся непосредственно в процессе функционирования. Точность – показатель, который определяется следующими факторами: адекватностью математической модели проектирования и проектируемого объекта, погрешностью математических методов при решении задач оптимизации, погрешностью округления величин. Надежность – свойство системы не терять работоспособность при наличии отказов и сбоев в КТС САПР (аппаратная надежность) и при преобразовании определенного набора исходных данных из-за использовании при этом программ, содержащих ошибки (программная надежность). Устойчивость к искажающим воздействиям – способность системы выполнять своё функциональное назначение при наличии внешних и внутренних искажающих воздействий. Источниками внешних воздействий могут быть сети электропитания, неприспособленные для эксплуатации вычислительной техники помещения, ошибки в подготовке данных и т. п. Источниками внутренних воздействий могут быть сбои и отказы в самом КТС САПР, которые приводят к искажению кодов программы, результатов проектирования и т. п. Время реакции системы характеризуется временным интервалом между моментом поступления в КТС задания на проектирование и моментом выдачи соответствующей документации. Эта величина зависит от характеристик используемых вычислительных средств, периферийного оборудования и трансляторов, структуры программного и информационного обеспечения, структуры алгоритмов проектирования и размерности решаемых задач.

Эксплуатационные показатели – характеристики приспосабливаемости САПР к эксплуатации. К ним относятся: простота освоения и подготовки к работе, диагностируемость, количество и требуемая квалификация обслуживающего персонала, возможность внесения исправлений и доработок при изменении параметров проектируемых объектов и требований к проектированию.

К технологическим показателям относятся показатель распределения затрат ресурсов и времени на ввод САПР в эксплуатацию, поддержание ее работоспособности и сопровождения в специфических условиях конкретного пользователя.

К экономическим показателям относятся затраты на разработку и приобретение всех видов обеспечения САПР, создание и испытание опытного образца системы, тиражирование, освоение, обслуживание и сопровождение САПР.

Уровень стандартизации – степень соответствия документации по видам обеспечения САПР требованиям ГОСТ и других нормативных документов.

САПР представляет собой совокупность различных видов обеспечений, качество которых и определяет показатели качества всей системы. Показатели качества технического обеспечения САПР можно разделить на две группы (системные и пользовательские). Системные показатели отражают общие свойства технических средств (стоимость, производительность вычислительных средств, емкость памяти, число пользователей, число терминалов, загруженность отдельных устройств). Пользовательские показатели отражают специфические требования системы (режимы работы аппаратуры, применяемые языки, скорость и точность переработки информации, организация диалогового режима и др.)

Основные показатели качества технического обеспечения САПР определяются по следующим формулам:

1. Фактическая производительность ЭВМ, которая учитывает ее реальную загруженность

,

где Pном – номинальная производительность ЭВМ, тыс. операций/с; П – пропускная способность ЭВМ, заданий/сут.; Ti – время использования центрального процессора i– ым заданием, мин.

2. Процессорное время на усредненную задачу

,

где nij – число процессорных операций j – го типа при выполнении i – го задания; αj 1 – коэффициент сложности j – й операции; τ – время выполнения элементарной операции; Si – число типов процессорных операций в программе выполнения i– го задания; gi – относительная частота появления i – го задания

().

3. Стоимость обработки информации

C = S / P,

где S – стоимость КТС САПР; P – фактическая производительность ЭВМ.

4. Обобщенная степень загрузки оборудования

,

где Sj – стоимость j – го ресурса КТС; τiq – время использования q – го ресурса КТС i – м заданием; T = 1440 мин.; k – количество различных ресурсов КТС.

5. Коэффициент использования основного ресурса (центрального процессора)

,

где ТСЧ и TО – соответственно время нахождения центрального процессора в состоянии «счёт» и «ожидание».

6. Коэффициент загрузки центрального процессора полезной работой

.

7. Коэффициент загрузки центрального процессора программами операционной системы

,

где TОС – время выполнения программ операционной системы.

Основными показателями качества программного обеспечения (ПО) являются:

1. Документированность – характеристика ПО, объединяющая свойства понятности, осмысленности и завершенности. Понятность – свойство, позволяющее пользователю понять назначение программных средств. Осмысленность – свойство, когда документация не содержит избыточной информации и не допускает многозначной интерпретации терминов и символов. Завершенность – это присутствие в ПО всех необходимых компонентов, каждый из которых разработан всесторонне.

2. Эффективность – свойство ПО выполнять требуемые функции без излишних затрат ресурсов. В качестве оценки эффективности можно принять характеристику программы, значение которой прямо пропорционально быстродействию и обратно пропорционально объёму используемых ресурсов.

3. Надёжность – свойство ПО устойчиво выполнять необходимые функции. Надежность – это, в первую очередь, отсутствие ошибок в программе, а так же возможность легко исправить ошибки при наличии качественной программной документации.

4. Простота использования – свойство ПО нормально функционировать в четко определенной области его применения.

5. Удобство эксплуатации – свойство ПО адаптироваться в соответствии с вновь появившимися требованиями. Удобство эксплуатации предполагает понятность, оцениваемость и простоту внесения изменений.

6. Мобильность – свойство ПО, заключающееся в его приспособленности к переносу на ЭВМ иного типа, чем тот, для которого ПО разрабатывалось, а также к смене операционной системы.

7. Совместимость – свойство ПО, состоящее в том, что ПО или входящие в него программы могут выполняться в технической, информационной и программной среде иного типа, чем та, для которой оно непосредственно предназначено.

8. Испытуемость – свойство ПО, заключающееся в наличие возможности достаточно просто оценивать правильность функционирования программы в условиях конкретной среды.

9. Стоимость ПО.

Основными показателями качества лингвистического обеспечения (ЛО) являются: 1) простота – легкопонимаемость, единообразие в символике, целостность основных концепций; 2) надежность – вероятность безошибочного написания и трансляции программы заданного размера; 3) быстрота трансляции – скорость трансляции; 4) эффективность объектного кода – наличие оптимизирующего компилятора; 5) удобочитаемость; 6) блочность структуры.

Одним из основных функциональных показателей качества САПР является надежность (аппаратная и программная). Аппаратная надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, ремонта, хранения и транспортирования.

Надежность программного обеспечения представляет собой вероятность его работы без отказов в течение определенного периода времени, рассчитанная с учетом весомости отказа для пользователя, т. е. надежность ПО определяется не только частотой отказов, но и последствиями, к которым они приводят.

Функциональная надежность – свойство системы обеспечить получение достоверного результата или выполнение функционального задания в директивное время. Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта. Сбой – кратковременный самоустраняющийся отказ. Для САПР отказы подразделяются на отказы аппаратных средств и программного обеспечения.

Обесценивающие сбои и отказы аппаратных средств – это такие сбои и отказы, вследствие которых происходит искажение исходных данных или прикладной программы в целом. В результате таких сбоев и отказов дальнейшее выполнение программы становится невозможным, что ведет к необходимости повторного просчета. К ним относятся: остановка выполнения программы, искажение или полная потеря информации о состоянии вычислительного процесса, зацикливание и т. д.

Надежность характеризуется следующими параметрами: среднее время наработки на отказ, коэффициент готовности, среднее время восстановления, коэффициент технического использования. Коэффициент готовности – вероятность того, что система работоспособна в произвольный момент времени

где– То время исправной работы между отказами; Тв – среднее время восстановления системы.

Коэффициент оперативной готовности – вероятность того, что система будет работоспособна в произвольный момент времени t и безотказно проработает заданное время t3

,

где R( t3) – вероятность того, что система будет работоспособна в течение времени t3.

Коэффициент технического использования – относительная доля времени выполнения системой заданных функций

где То – время выполнения заданных функций (время работы); Тв – время восстановления появляющихся неисправностей; Трегл – время проведения регламентных работ; Тп – время проведения профилактических работ.

2.14. Технико-экономическая эффективность САПР

Величину годового экономического эффекта от использования САПР можно определить следующим образом:

,

где ∆с – общее снижение себестоимости выполнения проектных работ за счет использования САПР; Эк – годовая экономия от повышения качества проектных решений при использовании САПР; ∆к – величина дополнительных капитальных затрат при внедрении САПР; КП – величина предпроизводственных затрат на создание САПР; ЕН – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (для каждой отрасли имеет определенное значение).

Общее снижение себестоимости выполнения проектных работ за счет использования САПР

,

где ∆Q – изменение трудозатрат на выполнение проектных работ, ; ∆QТ – изменение трудозатрат за счет сокращения продолжительности выполнения проектных работ; ∆QN – изменение трудозатрат за счет сокращения численности проектировщиков при использовании САПР; З – среднегодовая заработная плата проектировщика; Сm – стоимость машинного времени, необходимого для эксплуатации САПР.

Годовая экономия от повышения качества проектных решений при использовании САПР

,

где Эс – экономия от снижения сметной стоимости объекта проектирования; Ээ – экономия от снижения эксплуатационных расходов при эксплуатации объекта проектирования.

Величина дополнительных капитальных затрат при внедрении САПР

,

где кТС – дополнительные капитальные затраты на вычислительную технику, оргтехнику и т. д.; кСТР – капитальные затраты на строительство, связанное с внедрением САПР.

Величина предпроизводительных затрат на создание САПР

,

где – где заработная плата разработчиков САПР; – затраты на отладку программного обеспечения САПР; – затраты на обучение пользователей САПР; – прочие прямые расходы на создание САПР.

Вопросы для самоконтроля

1.  Дайте определение САПР. Какие требования предъявляются к объектам проектирования по их технологичности с позиции САПР?

2.  В чем особенности технологического процесса проектирования в условиях функционирования САПР?

3.  Какими средствами при создании САПР достигается управляемость процессами проектирования, информационное единство, непрерывность развития и оптимизация проектных решений?

4.  На какие классификационные группы подразделяются САПР по типу объектов и уровню автоматизации проектирования?

5.  Дайте определение комплексу средств автоматизированного проектирования. В чем состоит функциональное назначение комплексов средств ПМК и ПТК?

6.  Назовите классификационные признаки деления математических моделей. Какими критериями оценивается точность и адекватность математических моделей?

7.  Дайте определение лингвистическому обеспечению САПР. Что понимается под языком проектирования?

8.  Перечислите состав и функции программного обеспечения САПР, задачи, решаемые на стадиях эскизного и технического проектирования. Какими показателями оперирует проектировщик при оценке качества программного обеспечения?

9.  Сформулируйте основные требования, предъявляемые к информационному обеспечению САПР. Задачи проектирования, решаемые на стадии технического задания? Какие две составляющие содержит информационная база САПР?

10.  Перечислите требования к техническому обеспечению САПР. Исходя из чего, устанавливают количественный и качественный состав КТС?

11.  Каков состав и порядок выполняемых мероприятий на стадиях проектирования, предусмотренных в методике разработки САПР?

12.  Каким образом осуществляется организация эксплуатации, обслуживания и развития САПР?

13.  По каким показателям осуществляется оценка экономической эффективности и качества САПР?

3. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АСПЕКТЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

3.1. Автоматизация функционального проектирования.
Задачи функционального проектирования

Функциональное проектирование включает в себя решение трудоемких задач, связанных с определением принципов построения объектов проектирования и оценкой их свойств на основе исследования процессов их функционирования. Автоматизация функционального проектирования предполагает решение этих задач с помощью функциональных математических модулей (ММ) объектов проектирования на микро-, макро-, и метауровнях.

Основой функционального проектирования является одновариантный анализ объектов проектирования – определение выходных параметров объекта при заданных значениях внутренних и внешних параметров. Большинство задач одновариантного анализа (моделирование переходных процессов, статических режимов, частотных характеристик и др.) сводится к решению систем обыкновенных дифференцированных уравнений (ОДУ), а также систем нелинейных и линейных алгебраических уравнений (АУ). В связи с этим эффективность автоматизации функционального проектирования будет в значительной степени определяться эффективностью методов и алгоритмов для численного решения этих систем.

Успешное решение задач одновариантного анализа создает предпосылки для постановки и решения задач многовариантного анализа, т. е. исследования поведения объекта проектирования при изменении его внутренних и внешних параметров.

Важнейшей задачей функционального проектирования является поиск оптимальных значений внутренних параметров объекта при заданном техническом задании. Эту задачу призвана решать параметрическая оптимизация, объединяющая два важных аспекта: постановки задачи и выбора методов ее решения. Среди задач функционального проектирования определение структуры объекта (структурный синтез) наименее формализовано.