Введение. 1 Интерфейс пользователяВВЕДЕНИЕ.. 3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.. 3 1 Интерфейс пользователя.. 4 2 Создание формул.. 5 3 Графики.. 6 4 СимвольнИЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ.. 15 5 ДЕЙСТВИЯ С МАТРИЦАМИ.. 16 6 нахоЖДЕНИЕ корНЕЙ УРАВНЕНИЯ, РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЙ И СИСТЕМ УРАВНЕНИЙ.. 17 7 ВЫЧИСЛЕНИЕ ПРОИЗВОДНЫХ И ИНТЕГРАЛОВ.. 18 8 ВЫЧИСЛЕНИЕ ОБЫЧНЫХ дифФеренцИальнЫх УРАВНЕНИЙ.. 20 9 ПрограмМИРОВАНИЕ в MathCad.. 21 10 ОбрАБОТКА данНЫх СРЕДСТВАМИ MathCad.. 22 Лабораторная работа №1 Нахождение корней уравнения в MathCad. 23 Лабораторная работа №2 Действия с матрицами в MathCad. 29 Лабораторная работа №3 Нахождение решений системы линейных уравнений в MathCad. 32 Лабораторная работа №4 Нахождение решений системы нелинейных уравнений в MathCad. 40 Лабораторная работа № 5 Символьные действия математического анализа в MathCad. 43 Лабораторная работа №6 Вычисление производных в задачах геометрии и частных производных. 46 Лабораторная работа №7 Вычисление интегралов в задачах геометрии и механики. 52 Лабораторная работа №8 Решение обычных дифференциальных уравнений в MathCad. 55 Лабораторная работа № 9 Интерполяция экспериментальных данных в MathCad. 59 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 62 Разработка интегрированных САПР/АСТПП Проект лабораторного практикума для студентов специальности 40 01 02-01 ”Информационные технологии в производстве и управлении”
Минск 2013 г. Настоящий материал предназначен для использования в качестве методических указаний при изучении дисциплины: «Разработка интегрированных САПР/АСТПП».
Составитель: к.т.н. доцент В.А. Кочуров Рецензент:
Введение Существование предприятий в современных условиях невозможно без наукоемких компьютерных технологий проектирования (CAD-технологии), инженерного анализа (CAE-технологии), подготовки производства (CAM-технологии), управления данными об изделии на протяжении всего жизненного цикла продукции (PDM-технологии), планирования производственных ресурсов (ERP, MRP-технологии), а также информационного сопровождения изделия после изготовления. Все эти технологии составляют инструментальную среду, так называемых, CALS (Computer Acquisition and Life-cycle Support) технологий. Принятое в настоящее время название: " Computer Acquisition and Life-cycle Support" - «Непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукции» — это стратегия систематического повышения эффективности, производительности и рентабельности процессов хозяйственной деятельности предприятий и корпораций за счет внедрения современных методов информационного взаимодействия всех участников жизненного цикла продукта. Напомним основные принципы CALS: § контроль и управление информацией об изделии и его окружающей среде в течение всего жизненного цикла (ЖЦИ); § понятие ЖЦИ, как совокупности этапов, через которые проходит изделие за время своего существования: маркетинговые исследования, составление технического задания, проектирование, технологическая подготовка производства, изготовление, поставка, эксплуатация, утилизация; § обеспечение единого информационного пространства для всех участников жизненного цикла изделия, построенного на совокупности распределенных баз данных, содержащих сведения об изделиях, производственной среде, ресурсах и процессах предприятия; § обеспечение единообразных способов информационного взаимодействия всех участников ЖЦИ посредством единого информационного пространства; § обеспечение обмена информацией между всеми участниками ЖЦИ преимущественно посредством электронного обмена данными. Концепция CALS предполагает последовательное, непрерывное изменение и совершенствование бизнес-процессов: проектирования, производства и эксплуатации изделия. Для этого используется набор разнообразных методов, в т.ч. реинжиниринг бизнес-процессов. Обратим внимание здесь на три момента: · в процессе проектирования объектом проектирования является изделие; · процесс проектирования изделия относится к классу бизнес-процессов; · при реинжиниринге бизнес-процессов процесс проектирования сам становится объектом проектирования. В самом деле, при анализе какого-либо бизнес-процесса имеется объект исследования/проектирования - исследуемый бизнес-процесс, обладающий определённой структурой. Для представления структуры бизнес-процессов используется методологии структурного анализа: · DFD (DataFlowDiagrams) — диаграммы потоков данных совместно со словарями данных и спецификациями процессов; · ERD (Entity-Relationship Diagrams) — диаграммы “сущность — связь”; · STD (State Transition Diagrams) — диаграммы переходов состояний; · программные продукты CASE-технологий. Имеется цель исследования – получить (спроектировать) бизнес-процесс с лучшими характеристиками, т.е. найти новую структуру или изменить характеристики существующей структуры. Результатами реинжиниринга являются: · функциональные модели бизнес-процессов ЖЦ изделия " как есть сейчас" в виде технической документации, оформленной в соответствии со стандартом IDEF0;
В свою очередь, результатом проектирования изделия является:
По своей логической структуре одна и другая документация мало отличается друг от друга. Прежде всего, следует дать укрупнённое определение проектирования как комплекса взаимосвязанных работ по созданию, дополнению и преобразованию модели объекта проектирования (изделия или процесса) со всей необходимой для целей его изготовления (реализации) или обслуживания информационной полнотой. Элементы информации, характеризующие создаваемые конструкции или процессы в той или ином состоянии их разработки и определяющие выбор нового состояния, мысленно объединяются проектировщиком или аналитиком в информационные модели состояний объектов проектирования. Переход от одного состояния к последующему состоянию осуществляется посредством принятия решений. Под решением здесь понимается либо конкретный элемент производной информации, либо указание – какой элемент информации необходимо формировать в данных условиях и как его формировать. Главный вывод из вышеизложенного заключается в том, что как при проектировании изделия, так и реинжиниринге бизнес процесса имеется процесс проектирования, целью которого является создание нового или совершенствование существующего объекта проектирования. Для достижения цели в процессе проектирования исполнители принимают решения, используя определённую информационную среду. Принятие решений в различных сферах человеческой деятельности (при автоматизации управленческой деятельности, в задачах проектирования, при принятии личностных решений и т.д.) осуществляется на основе информационных моделей состояний процесса достижения цели посредством систем поддержки принятия решений (СППР). Принятие решений заключается в выборе лицом, принимающим решения (ЛПР), последовательности действий (альтернатив) для перевода анализируемого объекта из текущего состояния в желаемое состояние. В случае интеллектуальной деятельности - перевода модели анализируемого объекта из текущего состояния в новое состояние, причём последовательность смены состояний должна привести к конечному состоянию с заданными свойствами. При этом на каждом шаге имеется ряд альтернатив перехода в новое состояние. Для сравнения между собой различных альтернатив нужно иметь возможность оценивать получаемые состояния с помощью некоторых критериев качества. Этот процесс осуществляется в рамках некоторой системы поддержки принятия решений (СППР). Отметим ещё одно важное обстоятельство – большая часть инженерных, в частности конструкторских, технологических и управленческих знаний, представлена в справочно-нормативной документации (СНД) в и стандартах всех категорий. Однако, кроме этого, на любом предприятии, заводе, фабрике, компании работает инженерно-технический персонал – носители индивидуальных знаний, в том числе носители и умения получать знания из СНД. Обратим внимание, что все эти знания рассредоточены, как по специалистам, так и по подразделениям предприятия. Однако - компания успешно работает, когда знания её сотрудников надлежащим образом объединяются в единое пространство знаний. Также заметим, что рассмотренные выше информационные технологии OLAP (аналитическая обработка данных) и Data Mining (интеллектуальный анализ данных) расширяют поле анализируемых факторов, но не увеличивают поле знаний – не содержат рекомендаций, как использовать предоставленные этими технологиями факторы для принятия решений. Отсюда следует необходимость наличия программного приложения базы данных, предназначенного для управления специальной моделью данных (предметной моделью), которую можно назвать базой знаний. СИЛТ и представляет такое приложение базы данных, а база ресурсов – физическую реализацию базы знаний. Сервер информационно-логических таблиц (СИЛТ) Программную реализацию СППР в САПР и АСТПП может обеспечивать в определённой степени Сервер Информационно-Логических Таблиц (СИЛТ) – программно-информационный комплекс, обобщающий процессы семантического анализа текстовых документов с целью выявления справочно-методической информации, её корректировки, выделению элементов этой информации и передачи их в базу знаний. Взаимодействие с последним осуществляться по архитектуре “Клиент-Сервер” из любых программных продуктов, расположенных, в том числе, и на удалённых компьютерах. СИЛТобеспечивает как визуальный, так программный интерфейс взаимодействия с ИЛТ – моделями для всех категорий пользователей. СИЛТ - это активный сервер приложений, управляющий базами информационных ресурсов, объединяемых по функционально-структурным признакам. Например, это могут быть информационные ресурсы для решения задач статистического анализа, обеспечения расчёта по деталям машин или решения задач оптимизации в определённой предметной области. В структурном плане СИЛТ содержит в своём составе центральное ядро, представленное обработчиком информационно-логических таблиц и реализованного в форме WCF-службы (Windows Communication Foundation Services), которая экспонирует объекты, находящиеся под управлением СИЛТ-а, а также WCF-клиент, который обеспечивает доступ к информационным ресурсам других серверов (рис. 1). Источниками данных для СИЛТ могут служить:
Рис. 1. Структура СИЛТ
|
