
   МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ
                    (технический университет)

                                   На правах рукописи
     УДК 658.512:621.81            Для 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. Вакуумные  системы 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. ПРОГРАММНЫЕ  СРЕДСТВА 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 внедрение  новых вакуумных технологий в различные от-

расли промышленности предъявило  к  вакуумному  оборудованию  (ВО)

разнообразный диапазон требований,  который непрерывно расширяется

и ужесточается. Наряду с этим существенное повышение сложности ВО,

значительный рост  объемов  научно-технической  информации  ставят

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

ционными методами  прорабатывать  конструкции  с  учетом последних

достижений технического прогресса, что в конечном итоге приводит к

несоответствию принимаемых  им проектных решений уровню лучших ми-

ровых образцов.  Эти противоречивые факторы  заставляют  применять

новые методы  и средства труда конструктора,  позволяющие повысить

не только производительность труда  разработчика,  но  и  качество

принимаемых проектных решений.

     Наиболее перспективным выходом  из  рассматриваемой  ситуации

представляется  автоматизация  процесса  проектирования ВО на всех

стадиях разработки: от технического предложения до выпуска рабочей

документации.

     В настоящее  время  известен  ряд  работ  в области САПР  ва-

куумных  систем  (ВС).  Но  они  малоэффективны  при решении задач

структурно-параметрического синтеза на начальных этапах проектиро-


                              - 5 -

вания,  для  которых  характерны большая неопределенность исходных

данных и знаний, необходимых для  разработки ВС,  а  также  слабая

структуризация рассматриваемой предметной области.  В связи с этим

невозможна полная формализация основных  процедур  проектирования,

которым на верхних уровнях абстракции иерархического описания объ-

екта присущи интуитивно-логические рассуждения и представление си-

туаций на естественном языке.

     Решение поставленной проблемы осуществляется путем  использо-

вания  в  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  знаний  непосредственно

из  высококвалифицированных конструкторов с возможностью последую-

щего использования полученных знаний при эксплуатации САПР пользо-

вателями невысокой квалификации.

     Главная сложность здесь заключается в том,  что конструирова-

ние  ВС 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 поставленной  проблемы  требует  разработки системной

модели ВС как объекта  проектирования.  Введение  такого  высокого

уровня абстракции модели связано с необходимостью предварительного

структурирования предметной области  с  использованием  системного

подхода  как  метода,  учитывающего  многообразие сложных взаимных

связей и всесторонне раскрывающего все  аспекты  ВС,  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;

     - разработка  системной модели ВС как объекта проектирования;

     - выбор модели представления знаний о ВС,  обеспечивающей эф-

фективное формирование  и  манипулирование  знаниями  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 модели  процесса  выявления  экс-

пертных конструкторских знаний при формировании базы знаний интел-

лектуальной САПР ВС;

     - разработка математических моделей функционирования основных

структурных элементов ВС;

     - создание комплекса программных  средств  автоматизации  на-

чальных  этапов проектирования ВС,  реализующих указанные принципы

организации интеллектуальной САПР.

     На защиту выносятся:

     - системная модель ВС как объекта проектирования;

     - концептуальная модель процесса автоматизированного  выявле-

ния конструкторских знаний при наполнении базы экспертной поддерж-

ки САПР;

     - методика  структурно-параметрического  синтеза  конструкций


                              - 7 -

ВС верхних иерархических уровней описания;

     - концептуальная модель знаний в интеллектуальной САПР ВС;

     - математические модели функциональных элементов ВС;

     - структура  интеллектуальной  САПР  ВС с системой экспертной

поддержки основных процедур проектирования;

     - программные  средства выявления знаний и экспертного сопро-

вождения структурно-параметрического синтеза ВС на начальных  эта-

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,

где  бы  не 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).  Основными  элементами этого

оборудования  являются  вакуумные  средства откачки,  коммутацион-

но-регулирующая аппаратура,  измерительная техника и  ряд  типовых

функциональных устройств.

     Наибольшее развитие вакуумное оборудование получило в  техно-

логическом,  аналитическом  и  научном  оборудовании  производства

электронной техники (ЭТ),  что  определяется  высокой  сложностью,

прецизионностью и уникальностью используемого оборудования.

     Повышение производительности,  надежности, а также ужесточаю-

щиеся  требования к качеству изделий и технологической среды обус-

ловили эволюционное развитие вакуумного оборудования ЭТ в  направ-

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 полное  совмещение  рабочих  и  вспомогательных

операций основного технологического процесса [1,2].  Специфические

особенности вакуумного оборудования позволяют обеспечить непрерыв-

ность  технологического  процесса  лишь  с использованием шлюзовых
.
                              - 9 -







       ┌──────────────────────────────────────────────────┐
       │ Вакуумное технологическое и научное оборудование │
       └───────────────────────┬──┬───────────────────────┘
                               │  │
                               │  │
                               │  │
       ┌───────────────────┐   │  │   ┌───────────────────┐
       │Электронная техника│ 75 0──┤  ├── 76 0│ Химическая пром.  │
       └───────────────────┘   │  │   └───────────────────┘
                               │  │
       ┌───────────────────┐   │  │   ┌───────────────────┐
       │ Радио и связь     │ 75 0──┤  ├── 76 0│ Металлургия       │
       └───────────────────┘   │  │   └───────────────────┘
                               │  │
       ┌───────────────────┐   │  │   ┌───────────────────┐
       │Космическая техника│ 75 0──┤  ├── 76 0│ Авиация           │
       └───────────────────┘   │  │   └───────────────────┘
                               │  │
       ┌───────────────────┐   │  │   ┌───────────────────┐
       │ Материаловедение  │ 75 0──┤  ├── 76 0│ Медицинская пром. │
       └───────────────────┘   │  │   └───────────────────┘
                               │  │
       ┌───────────────────┐   │  │   ┌───────────────────┐
       │ Атомная техника   │ 75 0──┤  ├── 76 0│ Пищевая промышлен.│
       └───────────────────┘   │  │   └───────────────────┘
                               │  │
       ┌───────────────────┐   │  │   ┌───────────────────┐
       │ Физика эл. частиц │ 75 0──┤  ├── 76 0│ Легкая промышлен. │
       └───────────────────┘   │  │   └───────────────────┘
                               │  │
       ┌───────────────────┐   │  │   ┌───────────────────┐
       │ Ядерная физика    │ 75 0──┤  ├── 76 0│ Приборостроение   │
       └───────────────────┘   │  │   └───────────────────┘
                               │  │
       ┌───────────────────┐   │  │   ┌───────────────────┐
       │ Оборона           │ 75 0──┘  └── 76 0│ Транспорт         │
       └───────────────────┘          └───────────────────┘





     Рис. 1.1.  Основные  отрасли 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 вакуумного  оборудования  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  на  высокую  стоимость  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 в  отдельных

камерах;

     - возможность использования различных физико-химических  воз-

действий в вакуумно-изолированных камерах;

     - увеличение выхода годных изделий за счет  снижения  влияния

привносимой дефектности из-за отсутствия контакта с атмосферой при

транспортировке изделий из одной рабочей камеры в другую;

     - возможность  автоматизации  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 схем  различного

.
                              - 11 -





                                                     Таблица 1.1.

               Структурная эволюция вакуумного технологического
                                оборудования.
         ┌────────┬─────────────────────────────────┬─────┬──────┐
         │ Группы │  Структурная схема оборудования │ Тип │      │
         ├───┬────┼─────────────────────────────────┼─────┼──────┤
         │   │    │ 1   0   1  0      ┌───────┐             │     │      │
         │   │    │       75 0─── 76 0│  Т К  │             │     │      │
         │   │    │           └───────┘             │     │      │
         │   ├────┼─────────────────────────────────┤     │      │
         │   │    │   ┌───┐   ┌───────┐             │     │      │
         │   │    │ 75 0─ 76 0│ШК │ 75 0─ 76 0│  Т К  │             │     │      │
         │   │    │   └───┘   └───────┘             │     │      │
         │   │    │   ┌───┐   4  0┌───────┐   ┌───┐ 4      0│  4    0 │      │
         │   │    │ 75 0─ 76 0│ШК 41 0│ 75 0─ 76 0│  Т К  │ 75 0─ 76 0│ШК 42 0│ 75 0─ 76 4   0│ 4     0 │      │
         │   │    │   └───┘   └───────┘   └───┘     │     │      │
         ├───┼────┼─────────────────────────────────┤     │      │
         │   │    │   ┌───┐   4  0┌───────┐   ┌───┐ 4      0│  4    0 │      │
         │   │    │── 76 0│ШК 41 0├── 76 0│  Т К  ├── 76 0│ШК 42 0├── 76 4   0│ 4     0 │      │
         │   │    │   └───┘   └───────┘   └───┘     │     │      │
         │   │    ├─────────────────────────────────┼─────┤      │
         │   │    │  ┌───┐  ┌────┐    ┌────┐  ┌───┐ 4  0│  4    0 │      │
         │   │    │─ 76 0│ШК 41 0├─ 76 0│ ТК 41 0├ 76 0.. 76 0│ ТК 4n 0├─ 76 0│ШК 42 0├ 76 0│     │      │
         │   │    │  └───┘  └────┘    └────┘  └───┘ │     │      │
         │   │    │                                4   0│ 4     0 │      │
         │   │    │  ┌──────────┐      ┌──────────┐ │     │      │
         │   │    │  │   ТК 41 0    │ .... │   ТК 4l 0    │ │     │      │
         │   │    │  └─┬──────┬─┘      └─┬──────┬─┘ │     │      │
         │   │    │  ┌─┴─┐  ┌─┴─┐      ┌─┴─┐  ┌─┴─┐ │     │      │
         │   │    │  │ШК 41 0│  │ШК 41 0│  . . │ШК 4l 0│  │ШК 4l 0│ │     │      │
         │   │    │  └─┬─┘  └─┬─┘      └─┬─┘  └─┬─┘ │     │      │
         │   │    │  ┌─┴──────┴──────────┴──────┴─┐ │     │      │
         │   │    │  │           Р   К            │ │     │      │
         │   │    │  └─┬──────┬──────────┬──────┬─┘ │     │      │
         │   │    │  ┌─┴─┐  ┌─┴─┐      ┌─┴─┐  ┌─┴─┐ │     │      │
         │   │    │  │ШК 4m 0│  │ШК 4m 0│  . . │ШК 4n 0│  │ШК 4n 0│ │     │      │
         │   │    │  └─┬─┘  └─┬─┘      └─┬─┘  └─┬─┘ │     │      │
         │   │    │  ┌─┴──────┴─┐      ┌─┴──────┴─┐ │     │      │
         │   │    │  │  4  0 ТК 4m 0    │ .... │  4  0 ТК 4n 0    │ │     │      │
         │   │    │  └──────────┘      └──────────┘ │     │      │
         │   │    │                                 │     │      │
         └───┴────┴─────────────────────────────────┴─────┴──────┘


                Условные обозначения: ТК 4i 0 - технологическая камера;
                         ШК 4i 0, ШК 4i 0 - шлюзовые камеры; РК - распреде-
                         лительная вакуумная камера.




                              - 12 -

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

лений вакуумных процессов,  что позволило выделить  основные  типы

вакуумного  оборудования  и  условно  классифицировать 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 уровне  требуемых  условий  вакуумной  среды.

Технологический процесс,  структура и состав вакуумного оборудова-

ния  определяют  основные  потребительские  свойства (требования),

предъявляемые  к  ВС в целом и отдельным технологическим камерам в

частности.  Желаемое целевое состояние проектируемой ВС задается в

виде  требований  технического задания  (ТЗ)  на разработку.  Пра-

вильность и степень оптимальности принимаемых проектных решений во

многом  зависят  от  полноты  и непротиворечивости исходного ТЗ на

проектирование ВС.  Именно на этапе формирования ТЗ на  разработку

[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 подготовительных  и

рабочих циклов;

     - требуемое давление остаточного газа и его парциальный  сос-

     тав;

     - диапазон возможных вариаций парциальных давлений  компонен-
.
                              - 13 -



       7%  0Давление
      │   (Па)
 10 5-11 0┼ 1   0- 1   0- 1  ┌┬┬┐   0- 1  ┌┬┬┐ 0- 1   0- 1   0- 1 ┌┬┬┐ 0- 1   0- 1   0- 1   0- 1   0- 1   0- 1 ┌┬┬┐
      │ 1        ├┼┼┤     ├┼┼┤        ├┼┼┤                 ├┼┼┤
 10 5-10 0┼ 1   0- 1   0- 1  ├┼┼┤   0- 1  ├┼┼┤ 0- 1   0- 1   0- 1 ├┼┼┤ 0- 1   0- 1   0- 1   0- 1   0- 1   0- 1 ├┼┼┤
      │ 1        ├┼┼┤     ├┼┼┤        ├┼┼┤                 ├┼┼┤
  10 5-9 0┼  -  -   1├┼┼┤ 0  -   1├┼┼┤ 0- 1 ┌┬┬┐ 0- 1 ├┼┼┤ 0- 1  0 - 1   0- 1   0- 1 ┌┬┬┐┬┬┐┼┼┤┬┬┐
      │ 1        ├┼┼┤     ├┼┼┤  ├┼┼┤  ├┼┼┤           ├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤
  10 5-8 0┼  1  0- 1   0- 1  ├┼┼┤   0- 1  ├┼┼┤ 0- 1 ├┼┼┤ 0- 1 ├┼┼┤ 0- 1 ┌┬┬┐┬┬┐┬┬┐┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤
      │ 1        ├┼┼┤     ├┼┼┤  ├┼┼┤  ├┼┼┤  ├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤
  10 5-7 0┼  - 1  0 -   1├┼┼┤ 0  1  0-   1├┼┼┤ 0- 1 ├┼┼┤┬┬┐┼┼┤ 0-  1├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤
      │   1      ├┼┼┤ 0    1  ├┼┼┤ 0   1├┼┼┤┼┼┤┼┼┤ 0   1├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤
  10 5-6 0┼   1┌┬┬┐ 0   1├┼┼┤ 0  -   1├┼┼┤ 0- 1 ├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┬┬┐┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┴┴┘
      │   1├┼┼┤  ├┼┼┤     ├┼┼┤  ├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤ 0  │
  10 5-5 0┼   1├┼┼┤ 0  1 ├┼┼┤   0- 1  ├┼┼┤┬┬┐┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤
      │   1├┼┼┤ 0   1├┼┼┤     ├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤ 0  │
  10 5-4 0┼   1├┼┼┤┬┬┐┼┼┤┬┬┐┬┬┐┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┴┴┘┴┴┘┴┴┘┴┴┘┴┴┘┴┴┘┴┴┘
      │   1├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤   0│ 1   0│ 4   0│ 1  0 │ 4   0│ 1  0 │  │  │
  10 5-3 0┼ 1┬┬┐┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┴┴┘┴┴┘
      │ 1┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤   0│ 1   0│ 1   0│ 1   0│  │ 1  0 │  │ 1  0 │  │  │
  10 5-2 0┼ 1┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┴┴┘┴┴┘
      │ 1┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤   0│ 1   0│ 1   0│  1  0│ 1   0│ 1   0│ 1   0│ 1  0 │ 4   0│ 1  0 │  │  │
  10 5-1 0┼ 1┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┴┴┘
      │ 1┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤ 0  1  0│ 1   0│ 1   0│ 1   0│ 1   0│ 1   0│ 1   0│  │ 1  0 │  │  │  │  │
  10 50 0 ┼ 1┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤┴┴┘┴┴┘
       1├┼┼┤┼┼┤┼┼┤┼┼┤   0│ 1  0 │ 1   0│ 1   0│ 1   0│ 1   0│ 1   0│ 1   0│ 1   0│ 1   0│ 1  0 │ 4   0│  │  │  │
  10 51 0 ┼ 1┼┼┤┼┼┤┴┴┘┴┴┘
       1├┼┼┤┼┼┤   0│ 1   0│  │  │  │  │  │  │  │  │  │  │  │  │  │  │  │
  10 52 0 ┼ 1┴┴┘┴┴┘
      │  │  │  │  │  │  │  │  │  │  │  │  │  │  │ Тип оборудования
  10 53 0 ┼──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──
        1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19


       Рис. 1.2. Диапазоны  рабочих  давлений основных типов ваку-
                 умного  технологического  оборудования.

                      Тип оборудования  (технологического  процес-
                 са):  1 - сушка изоляционной бумаги; 2 - изготов-
                 ление газоразрядных приборов;  3 - сублимационная
                 сушка; 4 - исследование материалов; 5 - обезгажи-
                 вание расплавленного  метала;  6  -  молекулярная
                 дистилляция;  7  -  исследования в области низких
                 температур; 8 - отжиг и прокаливание металла; 9 -
                 электроннолучевая  плавка;  10  - зонная плавка и
                 выращивание кристаллов;  11 - термоядерные  реак-
                 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

потока  в камере,  требуемого для реализации технологического про-

цесса;

     - возможные  конструктивные 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 10 5-5 0  7_ 0 0.1 Па);

               - сверхвысоковакуумные ВС (остаточное

                 давление < 10 5-5 0 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:

               - ВС  с  сосредоточенными  параметрами  (по газовой

                 нагрузке и средствам откачки);

               - ВС с распределенными параметрами.

     Д. Газокинетический режим:

               - статические  ВС (создание разряжения  и  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 элементами  любой ВС,  определяющими принадлежность

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

которым  со стороны ВС предъявляются следующие основные требования

[6,25]:  быстрота действия по воздуху и  газам;  диапазон  рабочих

давлений; предельное остаточное и парциальные давления газов; наи-

большее давление запуска насоса;  длительность пускового  периода;

содержание в остаточной среде углеводородов, паров воды, кислорода

и других активных газов;  длительность  работы  без  профилактики;

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

     Выбор типа  откачного  средства является весьма сложным и от-


                              - 16 -

ветственным этапом процесса проектирования ВС. Практика свидетель-

ствует,  что  зачастую  этот выбор осуществляется конструктором на

основе использования метода аналогии, что не всегда обоснованно, и

обусловлено  наличием 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 использование  диффузионных  насосов  обусловлено  их

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

дежностью работы,  а также повышенной устойчивостью функционирова-

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

обеспечить  полностью  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 схем  ВС  [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-

вые  адсорбционные  насосы;  высоковакуумный-форвакуумный  насосы;

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

структурный синтез ВС на качественном уровне может  быть  выполнен

как  комбинирование 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-

ных  представлений  там,  где  заканчивается интуитивное мышление,

проведение детального анализа как можно большего числа аналогов  и

прототипов  ВС,  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 - наиболее  от-

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  задачи  структурного

синтеза   технического  объекта  (ТО)  [34]:  перебор  законченных

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 чрезвычайно  осторожно,  поскольку совмещение функций элемен-

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

лишь там,  где  это  логически  вытекает из структуры и назначения

проектируемого изделия. Между тем, опыт проектирования  показывает

[36], что  слепая  погоня  за  модной  идеей совмещения функций по

принципу лишь бы выбросить дает отрицательный результат - нерацио-

нальные конструкции.

     Анализ работ  с 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 перебор  законченных структур-прототипов или вариан-

тов структур,  сгенерированных над множеством базовых  структурных

элементов. Подобный  подход для реальных технических объектов тре-

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

ных этапах проектирования не используются;

     - декомпозиция задачи  на ряд более  простых  задач  с  целью

уменьшения размерности необходимого полного перебора;

     - использование  эвристических фактов и  правил,  позволяющих

проектировщику интуитивно выбирать удачные или наиболее рациональ-

ные направления синтеза структуры без полного перебора  всех  аль-

тернатив;

     - анализ обобщенной  (интегральной) гипотетической  структуры

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;

     - эволюционный  синтез  структуры  путем коррекции  исходного

простейшего варианта эвристическими и/или  оптимизационными  мето-

дами.

     Всесторонний анализ существующих разработок в области синтеза

структур реальных технических объектов  позволил выявить несколько

основных направлений развития методологии синтеза структуры.

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

основанные на качественном синтезе структуры на  уровне  совмести-

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 соответствуют  возможные  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 поиске  оптимального варианта (пути на графе)  технического ре-

шения среди выделенных,  обеспечивающего минимум  целевой  функции

проектирования. Наличие  лишь качественной совместимости элементов

при отсутствии количественной предполагает решение  этой  проблемы

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

личением количественного состава элементов  соответствующего  типа

[43].

     Разнообразные методы направленного поиска путей  на  графовой

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

широко известны  и  детально описаны  в  литературе [37,39,41,44].

Однако, реализация известных методов поиска для сложных структур с

.
                              - 21 -









         ┌ ─ ─ ─ ┐  ┌ ─ ─ ─ ┐  ┌ ─ ─ ─ ┐             ┌ ─ ─ ─ ┐
           Тип 1      Тип 2      Тип 3                 Тип m
         │       │  │       │  │       │             │       │
            1┌┬┬┬┐ 0   1     0┌───┐      ┌───┐                  1┌┬┬┬┐
         │  1├ 01 1 1┤ 0─┼──┼ 76 0┤2 1├─┼──┼ 76 0┤3 1├─┼─ 76 0  . . .  ──┼ 76 1├ 0m 1 1┤ 0 │
            1└┴┴┴┘ 0      └───┘      └───┘                  1└┴┴┴┘
         │       │  │       │  │       │             │       │
           ┌───┐       1┌┬┬┬┐ 0       1┌┬┬┬┐ 0                 ┌───┐
         │ │1 2├─┼──┼ 76 1├ 02 2 1┤ 0─┼──┼ 76 1├ 03 2 1┤ 0─┼─ 76 0  . . .  ──┼ 76 0┤m 2│ │
           └───┘       1└┴┴┴┘ 0       1└┴┴┴┘ 0                 └───┘
         │   .   │  │   .   │ 4   0│ 4    0.   │      . 4       0│ 4    0.   │
             .          .          .          . 4           0.
         │   .   │  │   .   │  │   .   │      .      │   .   │
           ┌───┐      ┌───┐      ┌───┐                 ┌───┐
         │ │1S 41 0├─┼──┼ 76 0┤2S 42 0├─┼──┼ 76 0┤3S 43 0├─┼─ 76 0  . . .  ──┼ 76 0┤mS 4m 0│ │
           └───┘      └───┘      └───┘                 └───┘
         └ ─ ─ ─ ┘  └ ─ ─ ─ ┘  └ ─ ─ ─ ┘             └ ─ ─ ─ ┘




         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;

                   S 4i  0 - число  возможных  вариантов  элемента
                         i-го типа;
                 1┌┬┬┬┐
                 1├ 0n k 1┤ 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-

числительных  ресурсов.  Выход  из этой ситуации может быть найден

лишь путем перехода от поэлементного синтеза  схем  к  групповому.

Структурные элементы здесь группируются в типовые блоки,  а синтез

выполняется на уровне этих неделимых функциональных модулей. Такой

подход  позволяет 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

потенциально  лучшие  структуры,  элементы  которой имеют наиболее

приемлемые значения свойств,  но оказались не совместимыми друг  с

другом по количественным или качественным признакам. Подобное усе-

чение множества возможных вариантов структур не всегда  оправдано,

поскольку  посредством  включения дополнительных согласующих узлов

между несовместимыми элементами можно получить порой наиболее  ра-

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

нове его одноуровневого представления  не  гарантирует  физическую

реализацию  выбранного варианта структуры на нижних уровнях ее ие-

рархии.  Это говорит о необходимости использования системного под-

хода к структурному синтезу.

     Широко известными  являются  также  методы  последовательного

синтеза объектов,  осуществляемые на основе двудольного графа, но-

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

жаются  структурные 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 технических  решений  имеет  одну

корневую  вершину,  расположенную  на  самом 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 комбинация  вершин дерева одного иерархического уровня

(поддерево) представляет структуру определенного  варианта  техни-

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  вышеописанных  поисковых

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],  предполагающим  нахождение 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 имеют  некоторые особенности [35],  а именно:  одновременное

присутствие как дискретных,  так и непрерывных переменных, которое

предполагает решение  смешанных задач математического программиро-

вания; структурные преобразования влекут за собой изменение  числа

и характера переменных,  а следовательно функций ограничений и це-

лей.

     Постановка задачи  структурной оптимизации начинается с опре-

деления набора рассматриваемых переменных  по  следующей  методике

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

ности все множество рациональных структур;  выбор и анализ методов

преобразования структур,  пополняя  на  их  основе  подмножествами

вновь синтезированных структур рассматриваемое  вариантное  прост-

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 изменение  структуры  и  параметрическую

оптимизацию в рамках заданной структуры.

     При условии возможного разбиения общей структуры  объекта  на

определенные  устойчивые  неварьируемые  участки,  для оптимизации

применима упрощенная схема динамического программирования, предпо-

лагающая в своей основе:

     - расчленение  структуры  на  части,  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 данного  метода заключаются в необходимости полной

формализации процесса по каждому выделяемому участку структуры,  а

                              - 25 -

также в  субъективности  критериев оптимальности,  определяемых на

основе регрессионного анализа  предыдущего  опыта  конструирования

объектов данного класса.

     С другой стороны, выбор проектного решения не всегда осущест-

вим чисто математическими методами, что вызывает необходимость ис-

пользования экспертных  эвристических  приемов  синтеза,  основные

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

     - отсутствие в полном объеме  требуемой  исходной  информации

при проектировании;

     - отсутствие надежных единиц измерения для некоторых парамет-

ров свойств объектов проектирования (качественные признаки);

     - необходимость в обосновании некоторых критериев оценки  ка-

чества проектирования и технологических ограничений;

     - необходимость в проверке проектных решений, принятых на ос-

нове аналитических методов;

     - отсутствие единой целевой функции при  проектировании,  что

вызывает необходимость  ранжирования  проектных вариантов из конф-

ликтного множества проектных решений.

     Следовательно, актуальной является задача формальной реализа-

ции  теории  экспертного оценивания для ее большей однозначности и

достоверности.

     На основании вышесказанного можно сделать вывод,  что оптими-

зационный подход  к  структурному  синтезу 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 начальных  этапах  проектирования

ТО, где всегда присутствует большая неопределенность.

     Таким образом,  проведенный анализ различных подходов к зада-

чам структурного  синтеза  и  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 совмещения  вышеописанных  методов  структурного

синтеза. Последовательная генерация структур,  носящая итеррацион-

ный характер [54],  должна осуществляться поисковыми  методами  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 структуры  из  обобщенной  модели  с

дальнейшей  ее 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 для  инженерных

расчетов;

     - интеллектуальные  программно-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 экспертных  компонент  в 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 системы  под-

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 и  аппаратным

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 вакуумные  системы,  основной

упор делается  на автоматизацию отдельных процедур,  автоматизиро-

ванное проектирование отдельных элементов [63], автоматизацию тех-

нологической подготовки  производства и изготовления  конструктор-

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

единого универсального принципа конструирования технических объек-

тов машиностроения,  основанного во многом на  трудноформализуемом

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

кации типовых структур их САПР.


                              - 28 -

     Проблеме автоматизации  проектирования  ВС  посвящено  весьма

незначительное число публикаций.  Все они освещают лишь отдельные,

хотя  безусловно 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 вопросы  параметри-

ческого синтеза  и  оптимизации по стоимостному критерию принципи-

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

рование принципиальных  схем  предлагается  осуществлять на основе

жесткой структуры-прототипа,  состоящей  из  фиксированного  числа

функциональных элементов ВС. Множество различных структур в данном

случае формируется лишь заменой типоразмеров  составных  элементов

схемы в пределах систематизированного ряда элементов данного типа,

либо исключением определенных  элементов  из  структуры.  Подобный

подход в  большей  степени  относится  к 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 степенью  условности,  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 комплексного  анализа  ВС   как

объекта, являющегося неотъемлемой функциональной частью конкретной

технической системы,  находящейся в непрерывном  взаимодействии  с

                              - 29 -

факторами внешнего окружения.  Необходимость проведения системного

анализа подтверждается тем,  что оптимизация структуры ВС лишь  по

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

ляющем большинстве случаев может привести к проектным  ошибкам  и,

как следствие,  разработке  нерациональных с точки зрения экономи-

ческой эффективности конструкций  ВС.  Это  обусловлено  тем,  что

учет, например,  таких свойств технологического оборудования  (со-

держащего ВС)   как  ресурс, надежность, производительность, выход

годных и  т.п.  может  привести к тому,  что экономически выгодней

разработать более  дорогостоящий  вакуумный  агрегат,   обладающий

большими быстродействием и ресурсом. В данном случае рост произво-

дительности и надежности вакуумного технологического или  научного

оборудования могут  привести  к  значительному росту экономической

эффективности использования более дорогого агрегата, чем дешевого,

но менее  производительного  и надежного.

     Наиболее типично  данный  фактор  проявляется в дорогостоящих

технологиях микроэлектронного производства, где отказ в технологи-

ческом процессе может привести к многомиллионным убыткам, не соиз-

меримым  со 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-

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

точки зрения  возможности  эффективного  использования  в  составе

САПР. Здесь выделяются несколько различных подходов к проблеме мо-

делирования. Первым и наиболее типичным является алгоритмизация  и

программная реализация  вакуумных 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 произвольной  формы  [69,70,73],  а также различные методы

двух- и трехмерного моделирования  распределения  молекул  газовых

компонентов в вакуумной системе [74]. Использование данных методов

позволяет получить результаты моделирования,  наиболее  адекватные

реальному эксперименту.

     Однако, их прямое использование в действующих САПР весьма ог-

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

сложнейших  математических моделей геометрии вакуумного объема для

каждой конкретной компоновочной схемы и режима  работы  вакуумного

оборудования, что требует постоянного вмешательства высококвалифи-

цированного инженера-математика  на  каждый  случай  использования

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

жесткие  ограничения.  К тому же,  трудоемкость учета столкновений

между молекулами газов не позволяет расчитывать на современных ЭВМ

реальные  вакуумные  системы  (изучению  поддаются лишь упрощенные

случаи).  С другой стороны, данные методы моделирования необходимо

использовать  в  качестве вспомогательных подсистем,  что позволит

осуществлять имитационное моделирование функционирования различных

типовых  и  вновь  появляющихся 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 с  точки  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 большом  числе

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  вакуумного  объема;

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

тематической модели элемента;  напуск реакционных  технологических

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

вательно - неоднородность газового состава по рабочему объему  ВС.

Существенным недостатком  также  является  возможность получения с

помощью электрической модели лишь частных решений дифференциальных

уравнений, что  накладывает 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 логические  рассуждения  и описания ситуаций или объектов

на естественном языке.  Сложность создания  подобных  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,  препятствующие  созданию  эффективной  САПР  ВС,

обеспечить структурно-параметрический синтез  и  моделирование  ВС

произвольной структуры  с  высокой  степенью достоверности и опти-

мальности, возможно лишь создав высокоинтеллектуальную  САПР,  со-

держащую в своем составе экспертные компоненты,  которые позволяют

формально представить и программно реализовать  эмпирические  зна-

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 экспертная  поддержка разрабатываемой интеллекту-

альной САПР ВС невозможна без выбора рационального способа  предс-

тавления инженерных знаний конструктора данной предметной области.

     Можно сформулировать  две  группы требований к системе предс-

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

лагают: универсальность,  целостность и открытость системы  предс-

тавления знаний.  Эта группа требований способствует повышению эф-

фективности и высоким эксплуатационным характеристикам  разрабаты-

ваемой  системы.  Вторая группа требований регламентирует функцио-

нальные возможности системы и является определяющей при практичес-

ком  использовании  САПР.  Требования  второй группы подразумевают

                              - 33 -

обеспечение следующих факторов:

     - адекватности  отображения предметной области,  т.е.  такого

описания, при котором возможно моделирование любых процессов, про-

исходящих в  данной предметной области и существенных для выделен-

ного класса задач;

     - естественной формы описания предметной  области  в  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 одной  сис-

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

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

гой  стороны,  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 подход  к  представлению  знаний  позволяет достаточно

просто получить требуемое решение,  но вызывает необходимость  до-

полнительной  работы  эксперта  по  соответствующей  интерпретации

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

ративным.

     К декларативному способу представления знаний  можно  отнести

логический метод  и  семантические  сети.  Типичным представителем

процедурного способа  являются  продукционные  системы.  Фреймовый


                              - 34 -

способ представления  знаний  определенным образом сочетает в себе

декларативный и процедурный подходы.

     Следовательно, выбор  того  или  иного  способа 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 выделить  минимальный

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 конструирования  всех

уровней иерархии;

     - зависимости между свойствами,  объектами  и  пространствен-

но-временными отношениями объектов.

     Среди основных форм традиционного представления  конструктор-

ских знаний можно выделить следующие: текст, графическое изображе-

ние, формулы и таблицы.  Более подробный семантический анализ  ос-

новных форм  представления  знаний  выделяет конкретные виды конс-

трукторских знаний (таблица 1.2).

     При углубленном рассмотрении основных видов и форм традицион-

ного представления  инженерных  знаний 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 формы  традиционного  представления  конструкторских
                             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;

     - эмпирический  характер  большинства  конструкторских знаний

ограничивает возможность их обобщения,  снижает степень их  досто-

верности и тем самым приводит к нечеткости знаний;

     - зависимость количественных знаний от конкретных  производс-

твенных условий  существенно  влияет на проектное решение для раз-

личных производств;

     - отсутствие  научно-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 описания  знаний  над

процедурным;

     - многозначность и многообразие терминов и отсутствие  единс-

тва по терминологическим вопросам.

     Многообразие и  особенности видов и форм знаний конструирова-

ния таковы,  что невозможно указать единого способа  представления

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

наиболее целесообразным является  смешанный  способ  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 виде  классификато-

ров, иерархических структур и древообразных схем;

     - естественность  формы иерархического представления  и  наг-

лядность знаний, соответствующих семантике предметной области;

     - высокие адаптационные свойства и гибкость базы знаний;

     - объединение  декларативного 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-

темы  представления  и  манипулирования 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 условия  применения

ВС в различных типах оборудования.  Установлено, что в большинстве

случаев конструктивная реализация ВС определяет основные  функцио-

нальные свойства технологического оборудования в целом.

     2. Обоснована необходимость  автоматизации  начальных  этапов

проектирования ВС, во многом определяющих качество будущих проект-

ных решений (см. приложение 1).

     3. Проведен  анализ  и  классификация  различных  подходов  к

                              - 38 -

проблеме структурного синтеза. Установлено, что в условиях неопре-

деленности функций практическое их использование на начальных эта-

пах проектирования затруднено.

     4. Определено,  что  с  учетом особенностей ВС целесообразным

является разработка интеллектуальной САПР ВС с экспертной системой

поддержки  основных процедур синтеза,  предусматривающих выделение

базовой структуры из обобщенной модели с последующей ее  трансфор-

мацией на основе определенных эвристических правил генерации.

     5. Осуществлен анализ работ по  автоматизации  проектирования

ВС. Вскрыты  недостатки  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. Определены  особенности  автоматизации  проектирования ВС,

заключающиеся в слабой структуризации  и  формализации  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 области  в

виде единой строгой математической модели.

     8. Проведен  анализ  способов  представления  конструкторских

знаний, показавший,  что для вакуумного оборудования наиболее при-

емлемым является фреймовая модель представления знаний,  построен-

ная над семантической сетью.
.
                              - 39 -

     2. КОНЦЕПТУАЛЬНЫЙ  АНАЛИЗ  ВАКУУМНЫХ  СИСТЕМ



     2.1. Системная модель ВС.



     Проведение целенаправленного рационального синтеза ВС, являю-

щейся сложной многоуровневой иерархической системой,  требует сис-

темного  подхода к анализу ВС при  проектировании,  что  позволяет

учесть все  многообразие  взаимозависимых  и  часто противоречивых

факторов [86].

     Проведение концептуального  анализа  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 ВС  и  ее  структурных

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 решения  поставленных  задач  требует  создания

четко  структурированного  описания  ВС  в  виде системной модели,

всесторонне вскрывающей все необходимые для качественного проекти-

рования аспекты ВС.

     Задача  структурно-параметрического  синтеза  ВС  относится к

начальным этапам процесса проектирования,  на 70-80 %  формирующим

облик будущего изделия [37]. Работа на начальных этапах ведется на

                              - 40 -

уровне технического предложения,  не предусматривающего  детальной

проработки проектируемого объекта. Следовательно, достаточно  рас-

сматривать  ВС  в 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 синтез  объекта)

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

     - системная  модель, описывающая ВС как объект проектирования

(ВС 4о 0);

     - системная модель ВС, как необходимая информация для процес-

са проектирования (ВС 4п 0);

     Системная модель описания ВС как объекта проектирования  сов-

мещает структурно-параметрическое (статическое- 7S 0) и функциональное

(динамическое- 7F 0) описания.

     Причем, функциональное  описание ( 7F 0)  ВС  полностью определя-

ется  ее  структурно-параметрическим   описанием  ( 7S 0),   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 F 0.

     Формально  двухуровневую системную  модель  для  описания  ВС

можно представить в виде следующих соотношений [87]:


       7(
       72 0 { 7  5k 7S 5i 0 = <  5k 0I, 5k 0F, 5k 0S, 5k 0П, 5k 0Z, 5k 0C > 5i 6, 0   6     0k=0,1; i=1,n 4k 0 }
ВС 4о 7  0= 7 * 0                                                      (2.1)
       72 0 {  5k 7F 5i 0 = <  5k 0W 4вх 0, 5k 0W 4вых 0, 5k 0Z 5ф 0, 5k 0G, 5k 0H,T > 5i 6, 0 k=0,1; i=1,n 4k 0 }
       79


                              - 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 в  ВС на первом уровне

членения; n 4k 0 - число ФМ на данном уровне членения (при k=0 - n 4k 0=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;  W 4вх  0- входные  дейс-

твия  окружения на ВС (ФМ);  W 4вых  0- выходные действия системы (ФМ)

на окружение; Z 5ф  0- состояние ВС (ФМ), описывающее значения свойств

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

тор перехода; Т - время.

     Первая  строка  системы 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 признаков  П представляет собой объединение следую-

щих подмножеств:

                     П =  4f 0П  7u 0  4s 0П  7u 0  4z 0П  7u 0  4c 0П ,

     где  4f 0П - множество  функциональных признаков;   4s 0П - множество

структурных признаков,  характеризующих отношения;   4z 0П - множество

признаков свойств объекта;  4c 0П - множество признаков связей.

     Оператор выходов определяется следующим образом:

                    G: T  7& 0 Z 5ф 0  7& 0 W 4вх 0 ─ 76 0 W 4вых 0 ,

     т.е. он  позволяет определить параметры выходных процессов по

параметрам начального состояния и входных действий.

     Оператор переходов представляет собой отображение:

                    Н: T  7& 0 Z 5ф 0  7& 0 W 4вх 0 ─ 76 0 Z 5ф   0 ,
                             5tо          t

     т.е. определяет состояние  ВС (подсистемы) в момент времени t

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


                              - 42 -

     Таким образом, с помощью этих операторов можно построить раз-

личные уравнения функционирования, зная содержание компонентов Z 5ф 0,

W 4вх 0, W 4вых 0 и отношения между ними.

     Графическое представление   двухуровневой  системной  модели,

объединяющей статическое (структурное)  и  функциональное описания

ВС как объекта проектирования приведено на рис. 2.1.

     Системная модель, представляющая информацию о ВС, необходимую

для  процессов проектирования  и  конструирования (ВС 4п 0) имеет  не-

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

зависимости (операторы выходов и перехода)  для  еще 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  переходов  через

функциональные элементы ВС на основе информации из системной моде-

ли, описывающей ВС как объект (модель ВС 4о 0).

     Таким образом,  для формирования требуемых зависимостей  сис-

темная модель проектирования должна содержать еще компоненты,  ха-

рактеризующие   структуру  процесса  функционирования   ВС (S 4ф 0), а

также все взаимосвязи между элементами, их свойствами и свойствами

окружения, что  позволяет  построить  уравнения  проектирования  и

функционирования, на основе которых осуществляется синтез проекти-

руемой системы.

     Для выбора  наилучшей  структуры 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

информация  для  процессов  проектирования  и  конструирования ВС,
.
                              - 43 -


                                                      20-й уровень
 ┌ 7 7 0 ── 7 7 0 ──  77  0──  77  0──  77  0──  77 0 ──  77  0──  77  0──  77  0──  77  0──  77  0──  77  0──  77  0┐
  77                            0      7                               7
 │                              o  5o 0O                             │
  77                            0   7 %    0    7                          7
 │                            5o 0C │                                │
  77                            0   7 ^    0    7                          7
 │  ╔═══════╤════════════════════════════════════════════════╗   │
  77   0║ 5o 0I (ВС)│ 7                 0      7                            0║ 7   7
 │  ╟───────┘                                                ║   │
  77   0║ 7                         0      7                            0║ 7   7
 │  ║      ┌──────────────────────────────────────────┐      ║   │
  77   0║ 7       0│ 7                  0   5o 7S 0    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  0            Функциональное                     ║   │
  77   0║ 7                      0   описание   7                       0║ 7   7
 │  ║   ┌────────────────────────────────────────────────┐   ║   │
  77   0║ 7    0│ 7                     0      7                 0       7  0│ 7    0║ 7   7
 │  ║   │                  5   0    5o 7F 0                        │   ║   │
  77   0║ 7    0│ 7                     0      7          21-й уровень 0   7  0│ 7    0║ 7   7
 │  ║   │  ┌  77  0──  77  0──  77  0──  77 0 ──  77  0──  77  0──  77  0──  77  0──  77 0┐  │   ║   │
  77   0║ 7    0│ 7  7   0   7  0    4 o 7        0      7        0    7  4o 7     0     77 0  7  0│ 7    0║ 7   7
 │  ║   │  │      51 0O 5i 0  7% 0                    51 0O 5j 0  7% 0        │  │   ║   │
  77   0║ 7    0│ 7  7         ^ 51 0C 5i 7     0      7           ^ 51 0C 5j 7  0     77 0  7  0│ 7    0║ 7   7
 │  ║   │  │   ╔═══╤═══════╗          ╔═══╤═══════╗   │  │   ║   │
  77   0║ 7    0│ 7  7    0║ 51 0I 5i 0│     7    0║ 7  0      7     0║ 51 0I 5j 0│ 5     7  0  ║    77   0│ 7    0║ 7   7
 │  ║   │  │   ╟───┘       ║          ╟───┘ 5     0   ║   │  │   ║   │
  77   0║ 7    0│ 7  7    0║ 7  0┌───────┐ 7  0║ 7  0      7   0  ║ ┌───────┐ 7  0║ 7   7   0│ 7    0║ 7   7
 │  ║   │  │   ║ │   51 7S 5i 0  │ ║          ║ │   51 7S 5j 0  │ ║   │  │   ║   │
  77   0║ 7    0│ 7  7    0║ 7  0└───────┘ 7  0║ 7  0      7     0║ 7  0└───────┘ 7  0║ 7   7   0│ 7    0║ 7   7
 │  ║   │  │   ║   ─────   ║          ║   ─────   ║   │  │   ║   │
 4o 0   ║  7   0│  41 i  0 ║ ┌───────┐ ║ 41 i  0      ║ ┌───────┐ ║  41 j  0 │   7  0║ 4o
 W 4вх 0║   │  W 4вх  0║ │       │ ║ W 4вых 0      4║ 0 │       │ ║  W 4вых 0│   ║ 4  0W 4вых
─────── 76 0┤ 7  0────── 76 0┤ 7   51 7F 5i 7   0├──── 76 0  7777  0─── 76 0┤ 7   51 7F 5j 7   0├────── 76  0├─────── 76
 │  ║   │  │   ║ └───────┘ ║       51 0W 5j 0 ║ └───────┘ ║   │  │   ║   │
  77   0║ 7    0│ 7  7    0╚═══════════╝         5вх 0╚═══════════╝ 7   7   0│ 7    0║ 7   7
 │  ║   │  └  77  0──  77  0──  77  0──  77 0 ──  77  0──  77  0──  77  0──  77  0──  77 0┘  │   ║   │
  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
 └  77 0 ── 7 7 0 ──  77  0──  77  0──  77  0──  77 0 ──  77  0──  77  0──  77  0──  77  0──  77  0──  77  0──  77 0 ┘




       Рис. 2.1. Двухуровневая системная модель ВС.


                              - 44 -

должна иметь следующий вид [87]:


       7( 0 {  5k 0L 5i 0  ,  k=0,1; i=1,n 4k 0 }
       72
       72 0 { 7  5k 7S 5i 0 = <  5k 0I, 5k 0F, 5k 0ТО 5* 0, 5k 0A, 5k 0G, 5k 0U, 5k 0П, 5k 0Z, 5k 0C, 5k 0W, 5k 0Q > 5i 6,
       72
ВС 4п 7  0= 7 * 0                                 k=0,1; i=1,n 4k 0 }      (2.2)
       72
       72 0 {  5k 7F 5i 0 = <  5k 0W 4вх 0, 5k 0W 4вых 0, { 5k+1 7F 5i 0} , 5k 0S 4ф 0, 5k 0Z 5ф 0, { 5k+1 0Z 5ф 0}, 5k 0Z 4ф,
       72 5                                           0    5 i
       79 0                      5k 0Z 4о 0, 5k 0R,T > 5i 6, 0 k=0,1; i=1,n 4k 0 }


     где L - множество  целей  проектирования  ВС  (ФМ)  на   k-ом

иерархическом уровне;  ТО 5*  0- множество известных ТО на k-ом уровне

членения ВС; A - множество абстрактных  функциональных  элементов;

G - множество геометрических элементов, однозначно соответствующих

абстрактным; U - множество  отношений  между элементами  (следова-

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

ствий, определяющих уравнения  проектирования,  конструирования  и

функционирования; Q  - множество соответствий,  оценивающих эффек-

тивность проектируемого объекта; { 5k+1 7F 5i 0} - множество системных мо-

делей  функционирования  на  следующем  (k+1 - ом) уровне членения

ВС  (ФМ);  S 4ф 0 - структура   процесса   функционирования   объекта;

{ 5k+1 0Z 5ф 0} 5  0- множество состояний технических подсистем; Z 4ф  0- множест-

во свойств, характерных для процессов  функционирования; Z 4o  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. Методика  этого процесса основана на детальном раскрытии и на-

полнении конкретным содержанием всех компонентов системной модели,

а также  трансформации ее на этой основе в  соответствующую (в за-

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

     Поскольку концептуальная модель (КМ), являясь обобщением мно-

жества  математических  моделей,  описывает  целые  классы  ТО, то

формирование КМ должно осуществляться коллективом независимых экс-

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

абстрактное  обобщение  частных  КМ  различных 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 системной  модели  ВС

(см. выражение (2.1))  и  характеризующим  назначение технического

объекта любого уровня иерархии, является выполняемая ТО функция.

     Понятие функции  F объекта определяется двояким образом,  как

потребительская - F 4п  0и техническая - F 4т  0функции ТО [35,87].

     Потребительская функция F 4п  0- это  производимое  ТО  действие,

приводящее к  реализации  интересующей человека потребности,  т.е.

назначение ТО.

     Техническая функция  F 4т   0- описывает внутрисистемные действия

                              - 46 -

между элементами ТО,  приводящие к реализации его  потребительской

функции  F 4п   0путем преобразования некоторого входного воздействия,

т.е. однозначно описывается в виде оператора выходов:

                    F 4т 0: T  7&  0Z 5ф  7& 0 W 4вх  0─ 76  0W 4вых 0.

     Развивая работу [35], описание потребительской функции любого

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

следующего вида:

                       F = < D, X, H,  4f 0П 4  0>                   (2.3)

     где D  -  множество действий,  производимых ВС и приводящих к

желаемому результату; X - множество  объектов (операндов), на  ко-

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

раничений выполняемых  действий;   4f 0П  -  множество  функциональных

признаков, позволяющих  конкретизировать и иерархически структури-

зовать описание функции ВС (ФМ).

     В конкретном  описании функции ТО любого уровня могут отсутс-

твовать компоненты H и  4f 0П 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  5о 0F - "форми-

ровать вакуумную среду определенного состава" - через ее техничес-

кую функцию  позволила  на  основе  признака "сложность функции" и

всестороннего анализа опыта конструирования разработчиков ВС  раз-

личных отраслей  выделить множества действий -  D = { D 5i 0, i=1,9 },

операндов  -  X = { X 5i 0, i=1,9 }  и окружения  -  H = { H 5i 0, i=1,9 }

(таблица 2.1),  характеризующих  девять  рабочих  функций  первого

иерархического уровня:  5o 0F = {  51 0F 5i 0, i=1,9 }.

     Дальнейшее разбиение  понятия  функции  ВС  признаком "значи-

мость" формирует два подмножества рабочих функций - основные  51 0F 4o  0и
                                                        4i
вспомогательные  51 0F 4в 0:   51 0F =  51 0F 4о 0  7u  51 0F 4в 0,  где    51 0F 4о 0 = {  51 0F 4о 0, 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│       4f 0П:    │
│    │   │           │              │    объема    │- значимость;│
│    ├───┼───────────┼──────────────┼──────────────┤- важность.  │
│    │ 2 │ Разобщать │ Полости эле- │ Вакуумно-гер-│      П 4d 0:    │
│    │   │ 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-│      П 4x 0:    │
│    │   │           │ 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│      П 4h 0:    │
│    ├───┼───────────┼──────────────┼──────────────┤- вид среды; │
│    │ 8 │ Передавать│ Энергию      │ В вакуумную  │- температура│
│    │   │           │              │    среду     │  среды;     │
│    ├───┼───────────┼──────────────┼──────────────┤- характерис-│
│    │ 9 │ Удалять   │ Газы и пары  │ Из материала │  тика среды.│
│    │   │           │              │ в вак. объем │             │
└────┴───┴───────────┴──────────────┴──────────────┴─────────────┘

                              - 48 -
           4i
 51 0F 4в 0 = {  51 0F 4в 0, i=6,9 }  (таблица 2.2).

     Множество основных функций  51 0F 4о  0первого уровня иерархии задает

принцип функционирования и  общую  структуру  ВС.  Вспомогательные

функции  51 0F 4в   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 - П 4d 0,

операнда - П 4x  0и объектов окружения, характеризующих условия выпол-

няемых действий - П 4h 0. Конкретное описание функции на данном уровне

ее иерархии определяется вектором значений указанных  признаков  в

пространстве П 4d  7&  0П 4x  7&  0П 4h 0.

     Практически на  всех  уровнях функциональной конкретизации ВС

используются следующие множества инвариантных признаков П 4d 0, П 4x 0, П 4h 0:

П 4d  0= < способ действия, место действия, степень действия, ха-

       рактер действия, режим действия >;
                                                             (2.4)
П 4x 0 = < тип операнда, вид операнда, состояние операнда >;

П 4h 0 = < вид среды, температура среды, характеристика среды >.

     Конкретные множества признаков, используемых для функциональ-

ного описания,  сформированы  на  базе инвариантных и представляют

собой модификацию множеств (2.4).

     Множества существенных признаков П 4d 0, П 4x 0, П 4h  0и их значений для

функций первого уровня функциональной иерархии ВС  {  51 0F 5i 0,  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 │ 51 0F 51 0 - удалять газы и пары из    │     Насосы      │
│         │   │   5о 0   вакуумного объема         │                 │
│         ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤
│         │ 2 │ 51 0F 52 0 - разобщать и сообщать гер- │    Вакууумная   │
│         │   │   5o 0  метично полости элеметов ВС│  коммутационная │
│         │   │                                │    аппаратура   │
│         ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤
│         │ 3 │ 51 0F 53 0 - напускать и выпускать газы│                 │
│         │   │   5o 0  и пары в/из вакуумной среды│    Натекатели   │
│         │   │     дозированным потоком       │                 │
│         ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤
│         │ 4 │ 51 0F 54 0 - сообщать полости элементов│   Коммуникации  │
│         │   │   5o 0   ВС                        │                 │
│    5o 0F    ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤
│         │ 5 │ 51 0F 55 0 - содержать вакуумно-герме- │    Рабочие      │
│         │   │   5o 0   тично элементы технологи- │    камеры       │
│         │   │      ческого процесса          │                 │
│         ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤
│         │   │                                │                 │
│         │   │        _Вспомогательные  .         │                 │
│         ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤
│         │ 6 │ 51 0F 56 0 - улавливать газы и пары    │     Ловушки     │
│         │   │   5в 0   между элементами ВС       │                 │
│         ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤
│         │ 7 │ 51 0F 57 0 - измерять давление газов и │    Вакууметры   │
│         │   │   5в 0   паров в вакуумной среде   │                 │
│         ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤
│         │ 8 │ 51 0F 58 0 - передавать энергию в      │      Вводы      │
│         │   │   5в 0   вакуумную среду           │                 │
│         ├───┼────────────────────────────────┼─────────────────┤
│         │ 9 │ 51 0F 59 0 - удалять газы и пары из    │   Нагреватели   │
│         │   │   5в 0  материала в вакуумный объем│                 │
└─────────┴───┴────────────────────────────────┴─────────────────┘


                              - 50 -

ровок  в пространстве признаков  4f 0П  7&  0П 4d  7&  0П 4x  7&  0П 4h  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  качестве  примера  формирования представим детализацию ос-

новной функции  51 0F 51  0" удалять газы и пары из вакуумного  объема  ",
                  5о
конкретизируя ее формулировку следующим набором значений признаков

(см. табл. П.2 приложения 2):
  41
П 4d  0(Способ действия) = { механический, химический, физико-химичес-

                        кий, электрофизический };
  42
П 4d  0(Место  действия) = { непосредственного действия,  удаленное от

                        объекта };
  43
П 4d  0(Степень действия) = { низкий вакуум,  высокий вакуум, сверхвы-

                         сокий вакуум };
  44
П 4d 0 (Характер действия) = { удалять, связывать };
  45
П 4d  0(Режим  действия)  =  { непрерывный,  кратковременный,  повтор-

                          но-кратковременный };
  41
П 4x 0 (Тип операнда) = { газы, пары, газо-паровая смесь };
  42
П 4x 0 (Вид операнда) = { химически активный, инертный, агрессивный };
  43
П 4x  0(Состояние операнда) = { вязкостный режим, молекулярно-вязкост-

                          ный режим, молекулярный режим };
  44
П 4x 0 (Характеристика операнда) = { масляный, безмасляный };
  41
П 4h  0(Температура среды) = { прогреваемая, непрогреваемая, охлаждае-

                         мая };
  42
П 4h 0 (Электромагнитные возмущения) = { есть, нет };
  43
П 4h 0 (Вибрации) = { есть, нет }.
                                                          41 1
     Подставляя значения признаков в абстрактную функцию  F 4o  0"уда-

лять  газы  и  пары из вакуумного объема",  имеем одно из описаний

следующего вида "непрерывно удалять механическим способом  удален-


                              - 51 -

ную химически  активную  газо-паровую  смесь в молекулярном режиме

течения до достижения в непрогреваемом объеме безмасляного высоко-

го вакуума  при  отсутствии электромагнитных возмущений и допусти-

мости небольшой вибрации", что соответствует ТО "турбомолекулярный

высоковакуумный насос".

     Вводя другие  значения признаков из признакового пространства

П 4d  7&  0П 4x  7&  0П 4h  0 получают все множество конкретных описаний абстракт-
            41 1
ной функции F 4o 0,  а также множество соответствующих  им ТО (сущест-

вующих или еще не созданных).  Таким  образом  можно  генерировать

пространство возможных  функциональных описаний ТО и анализировать

соответствие качественных описаний существующих ТО их виду.

     Подобное разбиение  признаками базовых рабочих функций позво-

ляет сформировать иерархическое дерево функций ВС, как необходимо-

го средства  для поиска и анализа технических решений.  Графически

дерево функций представляет собой двудольный граф, имеющий в своем

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

отношения включения множества функций более низкого уровня { 5 i+1 0F 5j 0,

j = 1,n 4l 0 }  в описание  соответствующей функции надуровня  5i 0F 5l 0, где

n 4l  0- общее число соподчиненных функций рабочей функции  5i 0F 5l 0, а так-

же вершины  "ИЛИ",  характеризующие  варианты  конкретизированного

описания  функции  текущего уровня  (родо-видовые отношения)   5i 0F 5l 0:
   4i l
{  4j 0F , j = 1,k 4li  0},  где k 4li  0- число  конкретных описаний функции,

полученных разбиением функции  5i 0F 5l  0признаками  4f 0П,  П 4d 0,  П 4x 0, П 4h 0. При

этом, путь по графу от вершины "И" до  терминальной  вершины  типа

"ИЛИ" на данном уровне определяет конкретный ТО воплощения функции

 5i 0F 5l 0.
     В свою очередь, свойство функции соответствовать определенным

объектам используется при поиске семейств  и классов  ВС (ФМ), ко-

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

нозначное соответствие между классом,  описываемым именем объектов

.
                              - 52 -



 ┌ 7 7 0 ── 7 7 0 ──  77  0──  77  0──  77  0──  77 0 ──  77  0──  77  0──  77  0──  77  0──  77  0──  77  0──  77  0┐
  77          00-й уровень 7        0      7                               7
 │     ────────────────────────────────────────────────────────  │
  77                            0   7  0  7    0    7                          7
 │                   Обобщенная функция ВС     4о 0  5o 0F               │
  77                            0   7  0  7    0    7                          7
 │   ────────────────────────────────────────────────────────    │
  77   0                                                            7  7
 │                            "сложность" ─ 76 0     75 0─               │
  77   0       1-й уровень                                         7   7
 │        ───────────────────────────────────      ──────────────│
  77   0       --------------------------                    ------- 7 7
 │           41 0  42 0     41 0  42 0      41 0  42 0   41 0  42 0   41 0  41 0  5    0        41 0  46 0   4 1 0  47 0     │
  77   0        41x 0F 4o 5    41n 0F 4o 5     411 0F 4o 5  0  41 0F 4o 0   F 4o 0          5  0  F 4в 5  4  0  41 0F 4в 0    7  7
 │                                                               │
  77  0      ..  5o 0 ...   5o  0 ...   5o 0     5o 0  5    0   5o 0            5o 0     4  5o 0  ... 7  7
 │                                                               │
  77   0        41 0  42 0     41 0  42 0      41 0  42 0   41 0  42 0   41 0  42 0  7         0   41 0  47 0   4 1 0  47 0     7  7
 │         41y 0F 4o 0  5   41m 0F 4o 5     412 0F 4o 5  0  42 0F 4o 0   F 4o 0          5  0  F 4в 5  0  4 2 0F 4в 0      │
  77   0                                    7           0               7  7
 │     ..   5o 0 ...   5o  0 ...   5o 0     5o 0  5    0   5o 0            5o 0    4  0  5o 0  ... 5  0  │
  77   0  7    0  7                     0      7   0    7  0                 7  0  7    0  7   7
 │                           ...    ...          ...             │
  77   0  7    0                                                    7   0  7   7
 │                            41 0  42 0   41 0  45 0            41 0  49 0     4  0         │
  77   0                    ...   4k 0F 4o 0   F 4o 0            F 4в 0      4  0       7  7
 │                                                               │
  77   0                          5o 0  5  0  5  0   5o 0            5o 0         4  0      7  7
 │    --------------------------                    --------     │
  77  0      41 0       41 0        42 0     41 0                         41 0         7   7
 │  .. П 4h 0 ... П 4x 0  ... П 4d 0   П 4d 0                       П 4d 0  ...      │
  77   0 --------------------------                    --------    7   7
 │ 7   0                                                           7    0│
  77   0                                                           7   7
 │ 7   0        Основные (базовые)              Вспомогательные      │
  77 0               функции                        функции 7          7
 │──────────────────────────────────       ───────────────     7    0│
  77 0                                                                77
 │                                                               │
  77     2Начальные этапы проектирования 7                          0  7   7
 └  77 0 ── 7 7 0 ──  77  0──  77  0──  77  0──  77 0 ──  77  0──  77  0──  77  0──  77  0──  77  0──  77  0──  77 0 ┘



           2-й уровень
       ──────────────────────────────────    ──────────────────
                            ...  42 7  41 7  0  7  4o 7        4o 0   42 7  41 0   ...
                                 F 4o 0       4  0        4  0F 4в
                           ...        4о
     ──────────────────────────────────    ──────────────────



     Рис. 2.2. Фрагмент функционального дерева ВС:

               " 4о 0" - вершины типа "И"; " 4о 0" - 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 классов  ФМ  ВС,  соответствующие  уточненным

значениям функций  51 0F 5i 0 (при двухуровневом анализе ВС).

      Следовательно, функциональный подход к проблеме проектирова-

ния ВС  позволяет  абстрагироваться  от  мыслительных 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 проектирования  ВС  на  начальных  стадиях  формально

представляет собой создание,  поиск и преобразование различных ас-

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

ча определения полного множества структур различного вида на  каж-

дом уровне иерархии  ВС  (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 = < S 5* 0, U 5s 0 >,

     где S 5*  0- множество структур откачных модулей ВС  (структурных

единиц), представляющих  собой  устойчивую совокупность вакуумного

средства откачки и необходимого набора ФМ, обеспечивающих достиже-

ние и поддержание требуемых вакуумных условий (форвакуумные, высо-

ковакуумные модули и их комбинации); U 5s  0- множество отношений свя-
     
                              - 54 -

зи (временных и/или пространственных) откачных модулей.

     Причем, S 5* 0 имеет семь аспектов описания:

               S 5* 0 = < S 4d 0, S 4ф 0, S 4а 0, S 4м 0, S 4в 0, S 4п 0, S 4г 0 >,          (2.5)

     где  S 4d 0, S 4ф 0, S 4а 0, S 4м 0, S 4в 0, S 4п 0, S 4г 0  4  0-  соответственно  структура

действий, функциональная,  абстрактная,  морфологическая, вариант-

ная, пространственная, и геометрическая структуры.

     Признаковое описание структурных элементов ВС,  а также  мно-

жество  отношений между этими элементами определяют конкретный вид

структуры ВС,  каждую из которых можно представить следующим обоб-

щенным выражением:

     5n 0       5n 0            5n
  8а 0x  8е 0 y 4i 0 (  7L 0 PQ (x,y 4i 0) 7  0V PR (y 4i 0,y 4j 0)) ── 76 0  8е 7 m  0(PS(x, 7m 0))       (2.6)
    4i=1 0     4i=1 0          4i=1
                       4j=i+1

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

жества элементов { y 4i 0,  i=1,n };  PR - предикат,  означающий,  что

между элементами y 4i  0и y 4j  0существует отношение, имеющее в различных

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

объект "x" имеет структуру S, описываемую матрицей смежности 7  0" 7m 0".

     В общем случае структуры различного вида характеризуются так-

же определенными  типами,  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 типов  структур,  причем более жестким и разнообразным

требованиям, предъявляемым к ВС,  соответствует как правило  более

сложный тип структуры.

     Таким образом,  начальные стадии проектирования ВС подразуме-

вают последовательный  синтез  и  преобразование структур S,  т.е.

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

первых двух иерархических уровней членения:

                              - 55 -

    { 5 k 0S 4d 0 ─ 76 5 k 0S 4ф 0 ─ 76 5 k 0S 4а 0 ─ 76 5 k 0S 4м 0 ─ 76 5 k 0S 4в 0 ─ 76 5 k 0S 4п 0 ─ 76 5 k 0S 4г 0, k=0,1 }.

     Структура действий S 4d  0= < D, U 5d  0> состоит из множества выпол-

няемых ВС или откачным модулем действий и отношений следования U 5d 0,

указывающих на порядок действий.  Структура S 4d  0строится в том слу-

чае, когда  конструктора не удовлетворяют известные функциональные

структуры и он ищет новые S 4ф 0.

     На рис.  2.3 представлен мультиграф множества базовых типовых
                               4*
структур откачного модуля ВС S 4d 0,  где D 4i 0, i=1,9 - действия, реали-

зующие обобщенную  функцию  ВС (см.  табл.  2.1). Причем, реальная

структура S 4d  0ВС, характеризующая типовой алгоритм функционирования

данного класса технологического оборудования, как правило, включа-

ет в себя несколько взаимосвязанных фрагментов из множества  типо-
               4*
вых структур S 4d  0(данное замечание справедливо и для всех остальных

видов структур).

     Предпосылкой генерации  всевозможных  функциональных структур

S 4ф  0из структуры S 4d  0является отсутствие в последней какой-либо  ин-

формации о входах,  выходах и операндах.  Функциональная структура

S 4ф  0может быть представлена в виде S 4ф  0= < F, U 5ф  0>, где F - множест-

во рабочих  функций ВС;  U 5ф  0- множество отношений следования.  S 4ф 0,

как правило, строится исходя из дерева функций ВС, представленного
                                                         4*
на рис. 2.2. Сформированное множество базовых структур S 4ф  0типового

модуля  откачки, граф  которого  топологически  совпадает с графом
           4*
структур S 4d 0, представлен на рис. 2.3. Здесь  51 0F 5i 0, 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-
                               4*
повых структурных фрагментов S 4ф  0откачных  модулей,  то  построение

обобщенного мультиграфа  всевозможных  структур  S 4ф  0для ВС в целом

(рис. 2.5) представляется возможным лишь с использованием  средств

.
                              - 56 -

                              D 41 5  0( 51 0F 51 0)
                                 4о 5   o
                                            D 42 5  0( 51 0F 52 0)
             D 49 5  0( 51 0F 59 0)                      4о 5       o
                    5в 0   5о



                                                  D 43 5  0( 51 0F 53 0)
        D 48 5  0( 51 0F 58 0)  4о 0                               5о       o
               5в




                    4о 0                           4о
          D 47 5  0( 51 0F 57 0)                              D 44 5  0( 51 0F 54 0)
                 5в 0                                      5o


                             5о          о
                         D 46 5  0( 51 0F 56 0)    D 45 5  0( 51 0F 55 0)
                                5в 0            5o
                                                    4*  0   4*
     Рис. 2.3. Множество типовых базовых структур S 4d  0(S 4ф 0) откачно-
               го модуля ВС.

     ┌─────┬ 1┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┐
     │   4* 0  │                                    4 f 0     41 7 0  1       ┤
     │ S 4фв 0 │                                   U 45 0   4о 0  F 4в 0  1       ┤
     ├─────┘    4  0  4   0  4   1 6  0  4   0    4    1 2  0  4   0      4  0\│   1          ┤
      1├ 0  41 1 0      4  0   4f 0   4  0  F 4в 0     4  0  4f  0  4  0  F 4о 0    4 f 0  1┌┬┬┬┬ 0│ 1┬┬┬┬┐ 0    41 0  48 1 ┤
      1├ 0  F 4o 0  4о 0_____U 41 0_____ 4о 0______U 42 0_____ 4о 0____U 43 0______ 4о 0_______ 4о 0 F 4в 1 ┤
      1├ 0     │ 4f 0    4  0        4     0         4         0   1├ 41 5 0 │  4  0   1┤ 0\ 4 f 1    ┤
      1├ 0     U 46 0  4  0     4  0              4  0     4  0        1├ 0 F 4о 0 │     1┤ 0 U 44 1    ┤
      1├ 0  41 0  44 0 │      1                             ├     0│ 1    ┤       ┤
      1├ 0  F 4о 0  4о 0     1┌┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴ 0│ 1┴┴┴┴┤┴┴┴┴┴┴┴┘
      1├ 0     │ 4f 0    1┤ 0                        4       1├ 4    1  0│ 4f 1   ┤
      1├ 0     U 48 0  1  ┤                             ├     0U 47 1   ┤
      1├ 0  41 0  42 0 │ 4     1┤ 4                       0  4      0  1├ 41 4 0 │    1 ┤
      1├ 0  F 4о 0  4о 0    4  1┤ 4                  0      4        1├ 0 F 4о о 0    1 ┤
      1├ 0     │ 4f 0  1  ┤                             ├     0│ 1    ┤
      1├ 0     U 49 0  1  ┤                             ├     0│ 1    ┤
 1┌┬┬┬┬├┬┬┬┬┬ 0│ 1┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┘ 4  0   │ 4f 1   ┤
 1├ 0     1├ 0  41 0  44 0 │     1┤ 0                        4    0    4   0   U 410 1  ┤
 1├ 0     1├ 0  F 4о 0  4о 0   4f 1 ┤                                   0│ 1    ┤
 1├ 0     1├ 0     │ U 411 1┤ 0           4  0   41 4 1               41 2 1  0│ 1    ┤
 1├ 0     1└┴ 4f 1┴┴┴ 0│/ 1┴┴┴┘ 0     4f 0       4   0 F 4о      0    4f 1  4     0 F 4о  0│    1 ┤
 1├ 0  4o 0___U 412 0__ 4о 0________U 413 0________ 4o 0________U 414 0________ 4о 0    1 ┤
 1├ 41 3 0       41 0  41 0    4  0              4  0   4  0   4  0       1             ┤
 1├ 0 F 4o 0       F 4о 0   4  0                4   0   4  0        1       0┌──────┤
 1├                                                 0│ 1   0  4* 1   0│
 1├                                                 0│ 1  0 S 4фф 1  0│
 1└┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴ 0┴──────┘

    Рис. 2.4. Граф функциональной структуры (S 4ф 0) типовой ВС [26]:
                4* 0   1  0  4*
              S 4фв 0, S 4фф  0- соответственно,  функциональные структуры
              высоковакуумного и форвакуумного откачных модулей.
                                                               
                              - 57 -

вычислительной техники. В качестве примера на рис. 2.4 представлен

граф S 4ф  0реальной структуры типового варианта ВС оборудования нане-

сения тонких  пленок  методом термического испарения [26].  Данный

граф является подмножеством обобщенного мультиграфа функциональных

структур ВС (см. рис. 2.5).

     В свою очередь,  каждой рабочей функции F 5i  0структуры S 4ф  0можно

поставить в  соответствие  некий реализующий ее обобщенный родовой

элемент - функциональный модуль,  являющийся абстрактным  объектом

A 5i 0, который обладает неким набором общих свойств и имеет множество

вариантов своего исполнения, наследующих общие свойства данного ФМ

и отличающихся  от  него оригинальными свойствами.  Таким образом,

абстрактная структура S 4a  0= < A, U 5a  0> имеет множество взаимосвязан-

ных родовых элементов A = { A 5i 0} (см. выражение (2.2)), исполняющих

функции { F 5i 0}, а также множество отношений связи U 5a 0.

     Установим требуемое взаимнооднозначное соответствие F 5i  75 0─ 76  0A 5i

(см. табл. 2.2):     51 0F 51  0-  функция  вакуумного  средства  откачки;
                       5o
 51 0A 51  0- множество типов вакуумных насосов;   51 0F 52  0- функция  вакуумной
                                             5o
коммутационной аппаратуры;   51 0A 52  0- множество типов ВКА;  51 0F 53  0- функ-
                                                          5o
ция  5  0вакуумного 5  0 натекателя; 5   0  51 0A 53  0- множество 5  0 типов натекателей;

 51 0F 54  0- функция вакуумной коммуникации;  51 0A 54  0- множество типов комму-
   5o
никаций (трубопроводов,  распределительных камер );   51 0F 55  0- функция
                                                        5o
рабочей камеры;   51 0A 55 0 - множество  типов  вакуумных  рабочих камер;

 51 0F 56  0- функция вакуумной ловушки;   51 0A 56  0- множество типов  вакуумных
   5в
ловушек;  51 0F 57  0- функция вакууметра;  51 0A 57  0- множество типов вакуумет-
            5в
ров;  51 0F 58  0- функция вакуумного ввода;  51 0A 58  0- множество типов вакуум-
        5в
ных вводов;   51 0F 59  0- функция нагревателя;  51 0A 59  0- множество типов наг-
                5в
ревателей. На рис. 2.6 показан граф структуры S 4a  0приведенного выше

примера S 4ф 0 (см. рис. 2.4).

     Структура S 4a  0является основой для построения  морфологической

структуры S 4м  0ВС,  которую,  как  отмечалось  выше (см. п. 2.1), на
.
                              - 58 -





                                     ┌──────  77 0 ──────────  77 0 ─────┐
                                     │                           │
                                     │            F 51 0             │
                                     │      F 59 0     4o 0      F 52 0      │
                                      77 0         4o 0         4o 0          77
                                     │                           │
                        4s 0             │                           │
                      U 412 0            │   F 58 4o 0               4o 0 F 53 0   │
                                     │                           │
                                     │                           │
                                     │       4o 0             4o 0       │
                                      77 0   F 57 0  7  0     5  0         F 54 0     77
┌──────  77 0 ──────────  77 0 ─────┐        │           4o 0     4o 0       4┌────┤
│                           │        │        F 56 0       F 55 0   │  4* 0  │
│            F 51 0             │        │                      │S 4ф2 0 │
│      F 59 0     4o 0      F 52 0      │        └──────  77 0 ────┬─────  77 0 ┴────┘
 77 0         4o 0         4o 0          77 0                       7%
│                           │                      │
│                           │                      . 4  s
│   F 58 4o 0               4o 0 F 53 0   │                      . U 42n
│                           │                      .
│                           │                      │
│       4o 0             4o 0       │                      │
 77 0   F 57 0                F 54 0     77 0                       7^
│           4o 0     4o 0       4┌────┤ 0        ┌──────  77 0 ────┴─────  77 0 ─────┐
│        F 56 0       F 55 0   │  4* 0  │        │                           │
│                      │S 4ф1 0 │        │            F 51 0             │
└──────  77 0 ──────────  77 0 ┴────┘        │      F 59 0     4o 0      F 52 0      │
                                      77         4о 7         4о 7         7
                                     │                           │
                      . . .          │                           │
                                     │   F 58 4o 0               4o 0 F 53 0   │
                      4s 0               │                           │
                    U 41n 0              │                           │
                                     │       4o 0             4o 0       │
                                      77 0   F 57 0                F 54 0     77
                                     │           4o 0     4o 0       4┌────┤
                                     │        F 56 0       F 55 0   │  4* 0  │
                                     │                      │S 4фn 0 │
                                     └──────  77 0 ──────────  77 0 ┴────┘






     Рис. 2.5.  Обобщенный мультиграф функциональных структур (S 4ф 0)

                ВС в целом.


                              - 59 -

начальных этапах проектирования необходимо и  достаточно  предста-

вить   в  виде  двухуровнего  дерева.   Морфологическая  структура

S 4м 0 = < A  7u 0 B , U 41 0  7u 0 U 42 0 > имеет два подмножества 5  0вершин:  A = { A 5i 0}

- типы ФМ (вершины "И")  и  B = { B 5i 0} - множество вариантов техни-

ческого исполнения типов A 5i  0(вершины "ИЛИ"),  а также два  подмно-

жества отношений:   U 41 0 - отношения  включения между элементами A 5i 0;

U 42 0 - родовидовые отношения между элементами множеств A и B.

     Структура  S 4м   0ВС  в 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-

куумный  ввод;  Нг - нагреватель; " 4о 0" - вершины "И"; " 4о 0" - вершины
        41 i        0  4                           1 i
"ИЛИ";  4s 0П 4j   0- значения структурных признаков  4s 0П ,  характеризующих

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

иерархическом уровне  членения.

     Замена в структуре S 4a  0на основе сформированного S 4м   0абстракт-
                                                        4i
ных элементов A 5i  0конкретными вариантами их исполнения B 4j   0образует

вариантную структуру S 4в  0= < B, U 5в  0>, где U 5в  0- конкретные отношения
                                         4i
соединения между вариантами исполнения B 4j 0  4  0(в отличие от абстракт-

ных отношений связи U 5d 0,  U 5ф 0, U 5a 0, U 5м  0.  При этом декартово произве-
                  4i
дение  72 0S 4в 72  0= П  B 4j  0определяет множество всевозможных вариантов ре-
             5i,j
шений при проектировании ВС.

     Мощность множества всевозможных вариантных структур S 4в  0ВС ве-

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

2.8 приведен граф возможного варианта структуры  S 4в 0, где  вершины:

 51 0B 51  0- "диффузионный высоковакуумный насос";   51 0B 51   0-  "механический
   51                                            2
вращательный насос";   51 0B 52 0  -  "высоковакуумный  шиберный  затвор";
                         51
 51 0B 52 0,  51 0B 52  0- "электромеханический вакуумный клапан";   51 0B 53  0- "натека-
   52 0     53 0                                               51
тель с  ручным  приводом";   51 0B 55  0- "вакуумная камера";   51 0B 54  7_  51 0B 54  0-
                               51 0                           51     4
.
                              - 60 -
     ┌─────┬ 1┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┐
     │   4* 0  │                                    4 a 0   4о1 7 0   1       ┤
     │ S 4ав 0 │    4  0  4   0  4   1 6  0  4   0    4    1 2  0  4   0   U 45 0  │ A   1        ┤
     ├─────┘    4  0   4a 0   4  0  A      4  0  4a  0  4  0  A     4 a 0  1┌┬┬ 0\ 1┬ 0│ 1┬┬┬┬┐ 0    41 0  48 1 ┤
      1├ 0  41 1 0  4о 0_____U 41 0_____ 4о 0______U 42 0_____ 4о 0____U 43 0______ 4о 0_______ 4о 0 A  1 ┤
      1├ 0  A  │ 4a 0    4  0        4     0         4         0   1├ 41 5 0 │  4  0   1┤ 0\ 4 a 1    ┤
      1├ 0     U 46 0  4  0     4  0              4  0     4  0        1├ 0 A  │     1┤ 0 U 44 1    ┤
      1├ 0  41 0  44 0 │      1                             ├     0│ 1    ┤       ┤
      1├ 0  A   4о 0     1┌┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴ 0│ 1┴┴┴┴┤┴┴┴┴┴┴┴┘
      1├ 0     │ 4a 0    1┤ 0                        4       1├ 4    1  0│ 4a 1   ┤
      1├ 0     U 48 0  1  ┤                             ├     0U 47 1   ┤
      1├ 0  41 0  42 0 │ 4     1┤ 4                       0  4      0  1├ 0  41 4 0│    1 ┤
      1├ 0  A   4о 0    4  1┤ 4                  0      4        1├ 0  A  4о 0    1 ┤
      1├ 0     │ 4a 0  1  ┤                             ├     0│ 1    ┤
      1├ 0     U 49 0  1  ┤                             ├     0│ 1    ┤
 1┌┬┬┬┬├┬┬┬┬┬ 0│ 1┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┘ 4  0   │   1  ┤
 1├ 0     1├ 0  41 0  44 0  4о 0   4a 1 ┤                                   0│ 4a 1   ┤
 1├ 0     1├ 0  A  │ U 411 1┤ 0           4  0   41 4 1               41 2 1  0U 410 1  ┤
 1├ 0     1└┴ 4a 1┴┴┴ 0│/ 1┴┴┴┘ 0     4a 0       4   0 A  4      0    4a 1  4     0 A  4  0│    1 ┤
 1├ 0  4o 0___U 412 0__ 4о 0________U 413 0________ 4o 0________U 414 0________ 4о 0    1 ┤
 1├ 41 3 0       41 0  41 0    4  0              4  0   4  0   4  0       1       0┌─── 4* 0──┤
 1├ 0 A        A    4  0                4   0   4  0             │ 1   0S 4аф 1  0│
 1└┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴ 0┴──────┘

    Рис. 2.6. Граф абстрактной структуры (S 4а 0) типовой ВС [26].

    ─────┬────┬───────────────────────────────────  2Уровень 0 0 ──
     о───┤ ВС │
  ───────┴────┴───────────  41 i  1 i 0 ─────────────────────────
                            4s 0П    4s 0П 4j
        ──────────────────────────────────────────  2Уровень 1 0 ───
                ┌─────┐    о     о B 411 0 ┐ Множество вариантов
            о───┤  Н  ├───о─────о  B 41k 0 ┘ насосов
                └─────┘
               ┌─────┐ 4     0о 4      0о B 421 0 ┐ Множество вариантов
           о───┤ ВКА ├───о─────о  B 42l 0 ┘ ВКА
               └─────┘
              ┌─────┐ 4     0о 4      0о B 431 0 ┐ Множество вариантов
          о───┤  Нт ├───о─────о  B 43m 0 ┘ натекателей
              └─────┘
             ┌─────┐    о     о B 441 0 ┐ Множество вариантов
         о───┤ Ком ├───о─────о  B 44n 0 ┘ коммуникаций
             └─────┘
            ┌─────┐    о     о B 451 0 ┐ Множество вариантов
        о───┤  К  ├───о─────о  B 45p 0 ┘ рабочих камер
            └─────┘
           ┌─────┐    о     о B 461 0 ┐ Множество вариантов
       о───┤  Л  ├───о─────о  B 46q 0 ┘ ловушек
           └─────┘
          ┌─────┐    о     о B 471 0 ┐ Множество вариантов
      о───┤  В  ├───о─────о  B 47r 0 ┘ вакууметров
          └─────┘
         ┌─────┐    о     о B 481 0 ┐ Множество вариантов
     о───┤  Вв ├───о─────о  B 48s 0 ┘ вводов
         └─────┘
        ┌─────┐    о     о B 491 0 ┐ Множество вариантов
    о───┤  Нг ├───о─────о  B 49t 0 ┘ нагревателей
        └─────┘
───────────────────────────────────────────────────────

     Рис. 2.7. Морфологическая структура (S 4м 0) ВС.

                              - 61 -

различные виды вакуумных  трубопроводов;   51 0B 56  0- "азотная вакуумная
                                             51
ловушка";  51 0B 57 0 - "тепловой вакууметр";  51 0B 58 0 - "контактный  ввод дви-
             51                           1
жения".

     Отличие структур S 4в  0и S 4a  0(см.  рис.  2.6) состоит в том,  что

элементы в S 4в  0имеют конкретные имена вместо абстрактных  в  S 4а 0,  а

абстрактные отношения  связи заменены на конкретные отношения сое-

динения.

     Пространственная структура S 4п  0представляет собой развитие ва-

риантной структуры S 4в 0, отражающая компоновку  ВС  в  пространстве:

S 4п  0=  < B,  U 5п  0>,  где U 5п  0=  41 0U 5п  7u  42 0U 5п  7u  43 0U 5п  0- множество пространс-

твенных отношений, представляющее собой объединение отношений трех

типов: взаимного расположения  41 0U 5п 0,  принадлежности  42 0U 5п  0и направле-

ния (ориентации)  43 0U 5п 0.

     Эти отношения имеют следующие множества значений:

 41 0U 5п  0= { параллельное,  соосное,   перпендикулярное,  симметричное,

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

 42 0U 5п 0 = { внутреннее, внешнее };

 43 0U 5п  0= { по l 4x 0,  по l 4y 0,  по l 4z 0,  против l 4x 0, против l 4y 0, против l 4z  0},

где l 4x 0, l 4y 0, l 4z 0 - оси декартовых координат.

     Множество структур S 4п  0для выбранного варианта S 4в  0определяется

множеством значений U 5п 0. Конкретное описание пространственных отно-

шений  между элементами множества B определяется вектором значений

отношений из пространства  41 0U 5п  7&  42 0U 5п  7&  43 0U 5п 0.  Причем множество конк-

ретных  пространственных отношений,  характеризующих структуру S 4п 0,

должно быть не противоречивым с точки зрения физической реализации

данной  структуры (отсутствие возможных пересечений в пространстве

графических образов элементов ВС,  ограничения на пространственное

расположение отдельных элементов).

     Граф одного из вариантов пространственной структуры  рассмат-

риваемого примера ВС (см.  рис.  2.8) представлен на рис 2.9,  где
.
                              - 62 -
     ┌─────┬ 1┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┐
     │   4* 0  │                                    4 в 0     41 7 0  1       ┤
     │ S 4вв 0 │                                   U 45 0   4о 0  B 41 0  1       ┤
     ├─────┘    4  0  4   0  4   1 6  0  4   0    4    1 2  0  4   0      4  0\│   1          ┤
      1├ 0  41 1 0      4  0   4в 0   4  0  B 41 0     4  0  4в  0  4  0  B 41 0    4 в 0  1┌┬┬┬┬ 0│ 1┬┬┬┬┐ 0    41 0  48 1 ┤
      1├ 0  B 41 0  4о 0_____U 41 0_____ 4о 0______U 42 0_____ 4о 0____U 43 0______ 4о 0_______ 4о 0 B 41 1 ┤
      1├ 0     │ 4в 0    4  0        4     0         4         0   1├ 41 5 0 │  4  0   1┤ 0\ 4 в 1    ┤
      1├ 0     U 46 0  4  0     4  0              4  0     4  0        1├ 0 B 41 0 │     1┤ 0 U 44 1    ┤
      1├ 0  41 0  44 0 │      1                             ├     0│ 1    ┤       ┤
      1├ 0  B 41 0  4о 0     1┌┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴ 0│ 1┴┴┴┴┤┴┴┴┴┴┴┴┘
      1├ 0     │ 4в 0    1┤ 0                        4       1├ 4    1  0│ 4в 1   ┤
      1├ 0     U 48 0  1  ┤                             ├     0U 47 1   ┤
      1├ 0  41 0  42 0 │ 4     1┤ 4                       0  4      0  1├ 41 4 0 │    1 ┤
      1├ 0  B 42 0  4о 0    4  1┤ 4                  0      4        1├ 0 B 43 о 0    1 ┤
      1├ 0     │ 4в 0  1  ┤                             ├     0│ 1    ┤
      1├ 0     U 49 0  1  ┤                             ├     0│ 1    ┤
 1┌┬┬┬┬├┬┬┬┬┬ 0│ 1┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┘ 4  0   │ 4в 1   ┤
 1├ 0     1├ 0  41 0  44 0 │     1┤ 0                        4    0    4   0   U 410 1  ┤
 1├ 0     1├ 0  B 42 0  4о 0   4в 1 ┤                                   0│ 1    ┤
 1├ 0     1├ 0     │ U 411 1┤ 0           4  0   41 4 1               41 2 1  0│ 1    ┤
 1├ 0     1└┴ 4в 1┴┴┴ 0│/ 1┴┴┴┘ 0     4в 0       4   0 B 44      0    4в 1  4     0 B 43  0│    1 ┤
 1├ 0  4o 0___U 412 0__ 4о 0________U 413 0________ 4o 0________U 414 0________ 4о 0    1 ┤
 1├ 41 3 0       41 0  41 0    4  0              4  0   4  0   4  0       1             ┤
 1├ 0 B 41 0       B 42 0   4  0                4   0   4  0        1       0┌──────┤
 1├                                                 0│ 1   0  4* 1   0│
 1├                                                 0│ 1  0 S 4вф 1  0│
 1└┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴ 0┴──────┘

    Рис. 2.8. Граф вариантной структуры (S 4в 0) типовой ВС [26]:


     ┌─────┬ 1┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┐
     │   4* 0  │                                    4 п 0     41 7 0  1       ┤
     │ S 4пв 0 │                                   U 45 0   4о 0  B 41 0  1       ┤
     ├─────┘    4  0  4   0  4   1 6  0  4   0    4    1 2  0  4   0      4  0\│   1          ┤
      1├ 0  41 1 0      4  0   4п 0   4  0  B 41 0     4  0  4п  0  4  0  B 41 0    4 п 0  1┌┬┬┬┬ 0│ 1┬┬┬┬┐ 0    41 0  48 1 ┤
      1├ 0  B 41 0  4о 0_____U 41 0_____ 4о 0______U 42 0_____ 4о 0____U 43 0______ 4о 0_______ 4о 0 B 41 1 ┤
      1├ 0     │ 4п 0    4  0        4     0         4         0   1├ 41 5 0 │  4  0   1┤ 0\ 4 п 1    ┤
      1├ 0     U 46 0  4  0     4  0              4  0     4  0        1├ 0 B 41 0 │     1┤ 0 U 44 1    ┤
      1├ 0  41 0  44 0 │      1                             ├     0│ 1    ┤       ┤
      1├ 0  B 41 0  4о 0     1┌┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴ 0│ 1┴┴┴┴┤┴┴┴┴┴┴┴┘
      1├ 0     │ 4п 0    1┤ 0                        4       1├ 4    1  0│ 4п 1   ┤
      1├ 0     U 48 0  1  ┤                             ├     0U 47 1   ┤
      1├ 0  41 0  42 0 │ 4     1┤ 4                       0  4      0  1├ 41 4 0 │    1 ┤
      1├ 0  B 42 0  4о 0    4  1┤ 4                  0      4        1├ 0 B 43 о 0    1 ┤
      1├ 0     │ 4п 0  1  ┤                             ├     0│ 1    ┤
      1├ 0     U 49 0  1  ┤                             ├     0│ 1    ┤
 1┌┬┬┬┬├┬┬┬┬┬ 0│ 1┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┬┘ 4  0   │ 4п 1   ┤
 1├ 0     1├ 0  41 0  44 0 │     1┤ 0                        4    0    4   0   U 410 1  ┤
 1├ 0     1├ 0  B 42 0  4о 0   4п 1 ┤                                   0│ 1    ┤
 1├ 0     1├ 0     │ U 411 1┤ 0           4  0   41 4 1               41 2 1  0│ 1    ┤
 1├ 0     1└┴ 4п 1┴┴┴ 0│/ 1┴┴┴┘ 0     4п 0       4   0 B 44      0    4п 1  4     0 B 43  0│    1 ┤
 1├ 0  4o 0___U 412 0__ 4о 0________U 413 0________ 4o 0________U 414 0________ 4о 0    1 ┤
 1├ 41 3 0       41 0  41 0    4  0              4  0   4  0   4  0       1             ┤
 1├ 0 B 41 0       B 42 0   4  0                4   0   4  0        1       0┌──────┤
 1├                                                 0│ 1   0  4* 1   0│
 1├                                                 0│ 1  0 S 4пф 1  0│
 1└┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴ 0┴──────┘

   Рис. 2.9. Граф пространственной структуры (S 4п 0) типовой ВС [26].

                              - 63 -

множество пространственных отношений между элементами  описывается

тройками следующего вида: { U 5п 0 ={соосно, внешняя, по l 4z 0}, i=1,5 };
                              5i
U 5п 0 = { соосно, внешняя, против l 4z 0 }; U 5п 0 = {сверху, внешняя, по l 4z 0};
  56                                    7
U 5п  0= { справа,  внешняя,  по l 4x  0}; { U 5п  0= {соосно, внешняя, по l 4x 0},
  58                                    i
i=9,11,12,14,18 }; { U 5п  0= {соосно, внешняя, против l 4x 0}, i=10,13 }.
                       5i
     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,  понятных  разработчику

вакуумного оборудования.

     Дальнейшая задача состоит в преобразовании этой модели в гра-

фическую структуру  ВС на основе функции соответствия понятия эле-

мента его  графическому  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 S 4в 0 и S 4п 0.

     Геометрическая структура  S 4г   0введена  для  реализации на ЭВМ

разработанных моделей структур в виде схем  или  чертежей  и  явно

конструктором не описывается.

     Следующим этапом концептуального анализа ВС как объекта  про-

ектирования   является   определение  состава  и  взаимосвязей  ее

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 и  признаками   4z 0П,  а

также их  значениями.  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,   возникает  необходимость  конкретизации

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

лежащего ВС  множества технических  систем,  но связанного с ней и

оказывающего на нее существенное влияние.

     Окружение ВС описывается следующим набором компонент:

                  5k 0O = <  5k 0O 41 0, ...,  5k 0O 4i 0, ...,  5k 0O 49 0 >,           (2.7)

     где соответственно: k - рассматриваемый уровень иерархическо-

го членения ВС;   5k 0O 41  0- управляющие объекты (человек,  робот, ЭВМ);

 5k 0O 42  0- эксплуатация на всех стадиях существования ВС;  5k 0O 43  0- взаимо-

действующие (сопряженные) ТО;  5k 0O 44  0- производство;  5k 0O 45  0- технологи-

ческий процесс,  которому  способствует ВС;   5k 0O 46  0- изготавливаемое

посредством технологического процесса в ВС изделие;  5k 0O 47  0- источник

энергии;  5k 0O 48   0-  режимы  функционирования;   5k 0O 49  0- окружающая среда

эксплуатации.

     Взаимодействие ВС с окружением порождает множество связей  5k 0C,

определяющих в свою очередь то или иное свойство ВС:
                  49
             5k 0C =  7u 0   5k 0ВС  7& 0  5k 0O 4i 0;   5k 0C = {  5k 0C 4i 0,  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:

                   Z 5i 0 = < I 5i 0, P 5i 0,  4z 0П 5i 0 >, i=1,n,              (2.8)

     где  n - общее  число  свойств  ТО;   I 5i 0 - имя  свойства  Z 5i 0;
                        4i
P 5i  0= { P 5i  0},   4z 0П = {  4z 0П 4j  0} - множества параметров и признаков, ха-
         5j
рактеризующих свойство Z 5i 0.
.
                              - 65 -



                                5k 0O 41
                                о
                     5k 0O 49 0                    5k 0O 42
                         4o 0   4  0      5k 0C 41 0     4o

                             5k 0C 49 0         5k 0C 42

                       5k 0C 48 0            5k 0ВС
                 5k 0O 48 0  5о 0              /          5о 0  5k 0O 43
                                 5o 0         5k 0C 43

                       5k 0C 47 0               5k 0C 44

                 5k 0O 47 0   5о 0                      4о 0   5k 0O 44
                               5k 0C 46 0     5k 0C 45

                             4o 0         4о

                          5k 0O 46 0           5k 0O 45



     Рис. 2.10. Мультиграф связей ВС с окружением.











              4f 0Z    5о 0                            5о 0    4h 0Z










              4k 0Z    5o  0      5  0    4  5            0      5о 0    4p 0Z







     Рис. 2.11. Мультиграф связей между классами свойств ВС.


                              - 66 -

     С точки зрения проектирования наиболее важным является  приз-

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

проявляется рассматриваемое  свойство.  Разбиение  свойств  данным

признаком позволяет  сгруппировать  их по следующим основным клас-

сам: функциональные,  эксплуатационные,  производственные и  конс-
                         4o   o   o   o
труктивные свойства ВС ( 4f 0Z,  4h 0Z,  4p 0Z,  4k 0Z соответственно).
                                           4o
     Основными функциональными свойствами  4f 0Z ВС являются  произво-

дительность, предельный вакуум и состав остаточной среды.
                           4o
     Основными свойствами  4h 0Z являются:  надежность, ремонтопригод-

ность, сохраняемость и эргономичность.
                                4o
     Производственные свойства  4p 0Z ВС проявляются во взаимодействии

с производством.  С  точки  зрения конструирования к ним относятся

технические и экономические свойства, основными из которых являют-

ся трудоемкость, материалоемкость, энергоемкость.
                               4o
     Конструктивные свойства   4k 0Z ВС проявляются при взаимодействии

структурных составляющих ВС и во многом определяются конструктором.

     Мультиграф связей  между  классами  свойств ВС представлен на

рис. 2.11.

     Количественно все  классы  свойств  ВС описываются значениями

соответствующих наборов параметров (функциональных, эксплуатацион-

ных, производственных  или  конструктивных),  приведенных  в  таб-

лице П.2 приложения.

     Свойства ВС  ( 5o 0Z) определяются свойствами ее структурных сос-

тавляющих (ФМ) первого уровня членения ( 51 0Z),  во многом отличающи-

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

состава окружения ФМ 4i  0по сравнению с ВС.  При этом свойства ФМ 4i  0ВС

описываются аналогичным образом:


                    51 0Z 5i 0= <  51 0Z 5i 0,  51 0Z 5i 0,  51 0Z 5i 0,  51 0Z 5i 0 >,              (2.9)
                           5f  0  5  h    0  5p   0  5 k


                              - 67 -

     где  51 0Z 5i  0- множество свойств i-го ФМ;  51 0Z 5i 0,  51 0Z 5i 0,  51 0Z 5i 0,  51 0Z 5i  0- со-
                                           5f  0  5  h    0  5p   0  5 k
ответственно множества  функциональных,  эксплуатационных,  произ-

водственных и  конструктивных  свойств  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  в  виде  графов

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

     Инвариантные значения  признаков   4z 0П,  описывающие  параметры

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  (ТО 5* 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:

                     T 4k 0= < I, P, h > 4k 0                       (2.10)

где  I  -  множество  имен  свойств  ВС;  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 = < I 5* 0, P 5* 0, h 5*  0>                     (2.11)

где I 5* 0, P 5* 0, h 5* 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 (I 4k  0и I 5* 0) и парамет-

ров  свойств  ( P 4k  0и P 5* 0),  а также выполнение условия h 4k 7. 0 h 5*  0 ( 7. 0 -

отношение "не хуже")  означает,  что конструкция под  номером  "k"

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

на из известных конструкций ВC не удовлетворяет ТЗ по  одному  или

нескольким параметрам свойств, можно говорить о возникновении пот-

ребительских целей  проектирования,  как  необходимости  изменения

значений параметров ВC или ее структурных составляющих,  которые в

общем случае представимы в виде:

                    L 41 0 = < T, И >                           (2.12)

где T - множество параметров ВC,   не удовлетворяющих  требованиям

ТЗ; И  -  множество  отношений  типа  "изменить".  Рассматриваемая

исходная конструкция в данном случае является прототипом.

     Наличие взаимосвязей свойств ВC  со свойствами ее структурных

составляющих  (см. п. 2.3)  обуславливает  возможность  достижения

требуемых значений параметров  ВC за счет изменения свойств ее ФМ,

приводящего к изменению структуры  ВC, и определяет проектную цель

в виде:             L 42 0 = < S, И  >                          (2.13)

     Очевидно, что  для  достижения  необходимых  значений   соот-

ветствующих  параметров  свойств   ВC - целей,  необходимо выявить

связанные с ними ФМ ВC  и параметры их свойств,  которые,  в  свою

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

множества  И :  И 41 0 - "уменьшить (понизить)";  И 42 0 - "увеличить (по-

высить)"; И 43 0 - "расширить"; И 44 0 - "создать"; И 45 0 - "изменить".

     Цель проектирования L , сформулированная на основе требований

ТЗ как необходимость изменения соответствующих параметров  свойств

( 5o 0Z)  выбранной конструкции-прототипа  ВС,  позволяет на базе свя-

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

вать  дерево целей,  инвариантный фрагмент которого представлен на

рис. 2.12 , где  5o 0Z - свойства ВС в целом;  51 0Z 5i 0 , i = 1,9 - свойства

соответствующих ФМ ВС;   5o 0S - структура ВС в целом;  51 0S 5* 0 , i = 1,n -
                                                      5i
структуры  откачных  модулей ВС;   51 0S 5i 0 , i = 1,9 - структуры (типы)

ФМ ВС.

     Сложность структуры,   а  также  взаимосвязей  свойств  ВС  и

свойств ее ФМ затрудняют построение обобщенного дерева целей.  Его

целеообразно  формировать для каждой конкретной ситуации с исполь-

зованием возможностей вычислительной техники.

     Построенное дерево целей позволяет выявить  существенные  от-

носительно поставленной цели L  параметры,  являющиеся ее подцеля-

ми:  L  = { L 4i 0 }.  При этом путь на дереве  до  выбранной  подцели

условно можно считать задачей проектирования.

     Реализация подцелей часто приводит к возникновению  вспомога-

тельных  функций  F 4в 0 .  Причем  вспомогательных 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)
                                 4o



      Проектные цели (L 42 0)                Потребительские цели (L 41 0)

                                                      20-й уровень
      ──────────────────────────        ──────────────────────

                 5o 0S   4o   0           4           o 0  5o 0Z

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


                                                      21-й уровень
      ──────────────────────────     ──────────────────────────
       41 * 0     4             1 *
       S 41 0                  S 4n
         4o       0. 4  0. 4  0. 4     o


                                      4o 51 0Z 51 4   o 51 0Z 52 4  0. 4  0. 4  0. 4  o 51 0Z 59


    4o 0  51 0S 51 0  4 o 51 0S 52 4  0 . 4  0. 4  0.  4 o 51 0S 59

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



                                                      22-й уровень
   ────────────────────────────     ────────────────────────────

    4o 52 0S 51 4  0  4 o 52 0S 52 4  0 . 4  0. 4  0.  4 o 52 0S 5k 4         0   4o 52 0Z 51 4   o 52 0Z 52 4   0. 4  0. 4  0. 4  o 52 0Z 5k

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






     Рис. 2.12.  Инвариантный фрагмент дерева целей

                 проектирования ВС.


                              - 71 -

функций, которым могут быть поставлены в соответствие определенные

ФМ ( F 4в 756 0 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 S 4ф  0, являются основой получения ориги-

нальных проектных решений [90,91].



     2.5. Концептуальная модель знаний ВС.



     Необходимость создания  эффективно  функционирующей высокоин-

теллектуальной САПР ВС выдвигает на первый план решение задач фор-

мирования и  представления знаний о предметной области в виде кон-

цептуальной модели.

     В данном аспекте формирование инженерных знаний  представляет

собой  преобразование  информации,  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  представления  знаний.

Наиболее  широкое  распространение  получили  модели представления

знаний в виде семантических сетей,  систем продукций,  фреймовых и

логических моделей [92].  Выбор  рационального способа представле-

ния знаний о предметной  области  является  центральной  проблемой

построения любой интеллектуальной САПР.

     Представление знаний в интеллектуальной САПР ВС подразумевает

четкое разграничение экспертных конструкторских знаний об  объекте

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 для  процес-


                              - 72 -

сов  пректирования 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],  уточняемое  признаковым  разбиением  до 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 баз  знаний  представляет

собой фреймовую модель,  построенную над семантической сетью.  При

этом все взаимосвязи между фреймами (слотами) организованы  в  от-

дельном  фрейме  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-

мацию  о 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 функции  по-

рождает множество типов родовых элементов, данную функцию выполня-

ющих,  а декомпозиция типов - множество конструктивных  воплощений

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

его  характеризующих.  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

алгоритме  функционирования  данного объекта (устройства).  Данный

подход воплощает в себе принцип необходимости сочетания  структур-

но-параметрического  и 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

устанавливаются  автоматическим  наследованием свойств между поду-

ровнями, присущим фреймовой организации информации и, следователь-

но, в дополнительном определении не нуждаются.

     Иерархические же связи между объектами разных  уровней  можно

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

соответствующие  типы  структур  объекта на рассматриваемом уровне

иерархии - S 4ф,  0S 4а,  0S 4в,  0S 4п,  0S 4г,  0детально описанные в п. 2.2.2.

     Межуровневые связи  свойств  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 свойств  объектов  в

вертикальных плоскостях  иерархического  членения 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 свойств  каждого  объекта организуются в виде

фреймов связей для соответствующего иерархического уровня. Каждому

объекту  сопоставляются соответствующие множества взаимосвязей его

свойств и типовых процедур обработки  требуемых  типов  отношений.

При этом  подмножество отношений связи проектных свойств объекта с

фазовыми функциональными переменными (выходными параметрами  дейс-

твия) характеризуют модель функционирования описываемого объекта.

     Организация фреймов  для  межуровневых  взаимосвязей  свойств

различных объектов для всех уровней одинакова. Здесь ведущим явля-

ется объект более высокого уровня, для которого определяются связи

его  свойств  со  свойствами структурных элементов нижнего уровня.

Различным видам отношений  соответствуют  процедуры  их  обработки

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

     Все фреймы  отношений  наполняются  конкретным  содержанием в

процессе извлечения знаний из экспертов,  интерпретируя  соответс-

твующие  абстрактные  взаимосвязи  свойств,  представленные в виде

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

     Взаимодействие ВС  (ФМ)  с  окружением,  описанное в п.  2.3,

представляется в модели знаний отдельным фреймом,  слоты  которого

определяют процедуры обработки воздействий на объекты соответству-

ющих компонентов окружения  5k 0О 4i  0(см. рис. 2.10).



     ВЫВОДЫ.



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

мых задач разработаны инвариантные относительно введенных  уровней

членения  системные модели ВС как объекта конструирования и проек-

тирования, являющиеся основой создания методики извлечения знаний,

синтеза и моделирования ВС.

                              - 78 -

     2. Сформировано множество базовых и  вспомогательных  функций

ВС,  отмечена  необходимость  функционального анализа для эволюции

ВС.  Рассмотрена взаимосвязь функции и  структуры  ВС,  определено

множество  структур 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-

нове  исследования  взаимосвязей параметров свойств ВС и ее струк-

турных составляющих сформированы  соответствующие  таблицы  связей

(см. приложение 2).

     4. Введено понятие цели проектирования ВС  и  показана  связь

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 ВС  разработана  концептуальная

модель знаний ВС, которая представляет собой фреймовую организацию

предложенной структурированной информации о ВС,  позволяющую  под-

системе экспертной  поддержки 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 на  широко

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 основные  функциональные  блоки: подсистема  синтеза  ВС

(СВС); подсистема  моделирования  функционирования ВС произвольной

структуры (МФВС);  модуль формирования исходных данных  ТЗ  (ФИД);

модуль формирования  и  модификации базы знаний (ФБЗ);  подсистема

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

(БЗ/БД) [95].

     В основе системы лежит  следующий  итерационный  алгоритм  ее

функционирования. Начальным этапом является формирование полного и

непротиворечивого ТЗ  на  разработку  ВС  (блок  ФИД).  На  основе

сформированных требований ТЗ и имеющихся в базе типовых алгоритмов

функционирования и принципиальных схем данного  класса  вакуумного

оборудования   формируется  прототип  структуры  проектируемой  ВС

(блок СВС).  Результаты  проведенного моделирования функционирова-

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

ве имеющихся эвристических знаний  о  предметной  области  (БЗ/БД)

выработать определенные порождающие правила и управляющие воздейс-

твия  (ОУБЗ),  способствующие  корректировке  текущей структуры ВС

(блок СВС)  и   получению   следующего  приближения  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 -









                  ╔═════════════╗              ╔═════════════╗
                  ║             ║ 75 0──────────── 76 0║  Обработка  ║
           ┌───── 76 0║  Синтез ВС  ║              ║    базы     ║
           │      ║  1  0           ║ 75 0──────       ║  1  0 знаний    ║
           │      ╚═════════════╝              ╚═════════════╝
           │            7%  0                              7%
           │           │                              │
    ╔═════════════╗    │               7        0          7^
    ║ Формирование║    │   │               ╔════════════════════╗
    ║   исходных  ║ 75 0───┼───┼────────────── 76 0║ База знаний/данных ║
    ║  1  0  данных   ║    │   │               ╚════════════════════╝
    ╚═════════════╝    │   │                7   0          7%
            7% 0           │   │               7   0          │
           │            7^ 0    7^ 0               7  0            7^
           │      ╔═════════════╗        7    0    ╔═════════════╗
           │      ║Моделирование║ 75 0────── 7  0      ║Формирование ║
           └──────║ функциониро-║              ║и модификация║
                  ║   вания ВС  ║───────────── 76 0║ базы знаний ║
                  ╚═════════════╝              ╚═════════════╝
                         │
                          7^
                ╔══════════════════╗
                ║ Документирование ║
                ╚══════════════════╝




        Рис. 3.1. 8  0Укрупненная структурная схема интеллектуальной

                                   САПР ВС.

                              - 81 -

а также экстремальное значение комплексного технико-экономического

критерия  качества,  учитывающего факторы внесистемного окружения.

Выбор и параметрическая оптимизация элементной базы ВС, а также их

структурных связей  являются функцией подсистемы СВС.  Модуль фор-

мирования и модификации знаний  (ФБЗ)  позволяет решить ряд  необ-

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

выступить  в  качестве  эксперта  для 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 концептуальный  подход  к проблеме автоматизированного

синтеза ВС позволяет не только устранить все вышеуказанные  объек-

тивные  трудности  в  этой  области,  но и формально представить и

практически  реализовать  основные  трудноформализуемые  процедуры

творческого процесса проектирования путем использования экспертных

компонент в САПР ВС.

     Практическая реализация разрабатываемой интеллектуальной САПР

ВС  подразумевает  углубленную  теоретическую,  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 начальных  этапах  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 в  виде,  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;

     - требованиям  ТЗ  частично  отвечает известный прототип ВС с

возможностью его дальнейшей модификации;

     - известные  технические решения не удовлетворяют предъявлен-

ным требованиям и необходим синтез оригинального ТО.

     Необходимо отметить,  что  структура  S 4d   0строится лишь в том

случае, когда конструктора не удовлетворяет ни одна  из  известных

функциональных структур  и  необходим  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  для  ВС  объектом  более  высокого  уровня

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

держать данные о количестве и структурных  связях  технологических

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 является  поиск  аналогов

на основе сформированных требований  ТЗ на ВС  (блок 2, рис. 3.3).
.
                              - 83 -













         ┌────────┐                               ┌───────────────┐
         │  2АНАЛОГ 0 │                     75 0──────────┤ Найден аналог │
      /  └────────┘                               └───────────────┘
   E /
    /
┌──┐  E  ┌────────┐  L        П 44 0       П 45 0         ┌───────────────┐
│ 2ТЗ 0│──── 76 0│ 2ПРОТОТИП 0│──── 76 0 S 4в  0──── 76 0 S 4п  0──── 76 0  2S 4г 0   75 0──┤Найден прототип│
└──┘     └────────┘                               └───────────────┘
    \      L
   L \
      \     П 41 0      П 42 0     П 43 0     П 44 0     П 45 0       ┌───────────────┐
         S 4d  0── 76 0 S 4ф  0── 76 0 S 4a  0── 76 0 S 4в  0── 76 0 S 4п  0── 76 0  2S 4г 0    75 0┤ 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;

                    П 4i 0, 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─┐          │     ║
║ │    S 5* 0   │    │ Синтез структуры действий ВС │      │ │ │     ║
║ ├─────────┘    └──────────────┬───────────────┘      │   │     ║
║ │            ┌────────────────┴────────────────11─┐  │ │ │     ║
║   │          │ Синтез функциональной структуры ВС │  │   │     ║
║ │ │          └────────────────┬───────────────────┘  │ │ │     ║
║   │           ┌───────────────┴──────────────12─┐    │   │     ║
║ │ │           │ Синтез абстрактной структуры ВС │    │ │ │     ║
║   │           └───────────────┬─────────────────┘    │   │     ║
║ │ │           ┌───────────────┴──────────────13─┐    │ │ │     ║
║   │           │ Синтез вариантной структуры ВС  │    │   │     ║
║ │ │           └───────────────┬─────────────────┘    │ │ │     ║
║   │                              14                  │   │     ║
║ │ │               нет     Множество       да         │ │ │     ║
║   │          ┌────────       S 4в       0  ──────────────┘   │     ║
║ │ │          │              пусто                      │ │     ║
║   │            15                                        │     ║
║ │ │нет   Отсутствие     да                             │ │     ║
║   └──   недопустимых   ─────┐                            │     ║
║ │            S 4в 0             │                          │ │     ║
║                             ├────────────────────────────┘     ║
║ └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ │ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─┘       ║
╚═════════════════════════════│══════════════════════════════════╝
                              │
                    ╔═════════════════16═╗
                    ║  Моделирование ВС  ║────── . . .
                    ╚════════════════════╝

             Рис. 3.3. Алгоритм синтеза структуры ВС.

                              - 85 -

Наличие данного этапа объясняется  нецелесообразностью  разработки

новой конструкции  ВС  при наличии среди существующих вариантов ВС

конструкции, полностью удовлетворяющей предъявленным  требованиям.

При этом  условие  существования  аналога формально записывается в

следующем виде:


      5n    m     l        n           m            l
  8е 0 x  8е 0 I 4i  8е 0 P 4ij  8е 0 h 4ijk  0(  7L 4  0Pr 41 0(x,I 4i 0)  7L 4  0Pr 41 0(x,P 4ij 0) 4  7L 4  0Pr 41 0(x,h 4ijk 0) &
 4ТО 5* 4 i=1  j=1   k=1      i=1         j=1          k=1
                                                             (3.1)
    5n 0         4* 0  4  5m 4         *   5l 4           *
&   7L 4  0Eq(I 4i 0,I )  7L 4  0Eq(P 4ij 0,P 4j 0) 4  7L 4  0Pr 42 0(h 4ijk 0,h 4k 0) ── 76 0 Pr 43 0(x) )
   4i=1     0  4    j=1          k=1


     где ТО 5*  0- множество существующих конструкций ВС;  I,P,h - со-

ответственно: множества  имен свойств ВС,  параметров свойств и их

значений; I 5* 0,P 5* 0,h 5*  0- соответственно имена,  параметры  и  значения

параметров свойств,  регламентируемых ТЗ; Pr 41  0- предикат, означаю-

щий отношение принадлежности;  Eq - предикат, означающий отношение

эквивалентности; Pr 42   0- предикат,  означающий отношение "не хуже";

Pr 43 0 - 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)  посредством  системы  предпочтений

лица, принимающего решение [96].

     Отсутствие аналогов  вызывает  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 Pr 42 0,Pr 43  0в  выражении

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

ВС, наиболее  полно  соответствующих  требованиям  ТЗ (блоки  6,7,

рис. 3.3).

                              - 86 -

     Анализ соответствия параметрических свойств выбранного прото-

типа с  требованиями  ТЗ  позволяет сформулировать потребительские

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

изменения соответствующих значений параметров ВС  (I 4i 0, P 4ij 0, h 4ijk  0в

выражении (3.1)) или структурных составляющих.  Данная  информация

выводится с  помощью 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 и  включающий  в  себя  минимальное необходимое число

операционных воздействий. Типовой алгоритм функционирования на ос-

нове циклограммы  технологических  операций  (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 следования  между  ними,  из

сформированного алгоритма функционирования синтезируется структура

действий S 4d  0(см. п.2.2.2) проектируемой системы (блок 10, рис.3.3).

Причем на  начальном  этапе синтеза в качестве первого приближения

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

можность реализации  ВС в виде одного откачного модуля со структу-

рой S 5* 0 (см. выражение (2.5)).

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

преобразовать сформированную структуру действий S 4d  0в  функциональ-

ную структуру S 4ф 0,  включающую в себя минимально необходимый состав

рабочих функций ВС,  а на ее основе,  используя однозначное  соот-

ветствие функции   обобщенному  родовому  элементу  -  абстрактную

структуру S 4a 0 ВС (блоки 11,12, рис. 3.3).

                              - 87 -

     Правила, реализующие  данные  преобразования  (  П 41  0и П 42  0) на

языке логики предикатов выглядят следующим образом:

          5n   0  5 n       n           n
П 41 0:  8а 0 S 4d 0  8е 0 D 5i 0  8е 0 F 5j  0 (  7L  0Pr(S 4d 0,D 5i 0) 7 L 0 ( 5  0PQ 41 0(D 5i 0,F 5j 0)&(i=j) 5  0) ── 76
     4S 0   4 i=1  0  4j=1  0    5  4i=1  0        4i,j=1
                                            5n 0                 (3.2)
                              ── 76 0    8е 0 S 4ф 0 (  7L 0 Pr(S 4ф 0,F 5j 0) );
                                     4S     0  4j=1


          5n   0  5 n       n           n
П 42 0:  8а 0 S 4ф 0  8е 0 F 5i 0  8е 0 A 5j  0 (  7L  0Pr(S 4ф 0,F 5i 0) 7 L 0 ( 5  0PQ 42 0(F 5i 0,A 5j 0)&(i=j) 5  0) ── 76
     4S 0   4 i=1  0  4j=1  0    5  4i=1  0        4i,j=1
                                            5n 0                 (3.3)
                              ── 76 0    8е 0 S 4a 0 (  7L 0 Pr(S 4a 0,A 5j 0) ),
                                     4S     0  4j=1

     где  n - общее  число  элементов  в  структурах   S 4d 0, S 4ф 0, S 4a 0;

Pr - предикат,  означающий отношение включения; PQ 41  0(PQ 42 0) - преди-

каты, описывающие  взаимнооднозначные  соответствия D 75 0─ 76 0F (F 75 0─ 76 0A);

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

вых элементов; D = { D 5i 0 }; F = { F 5i 0 }; A = { A 5i 0 }.

     Формирование вариантной  структуры  S 4в  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 структурных  составляющих ВС [97-101] выполнена на осно-

ве разработанных  с  учетом морфологии ВС (S 4м 0) таблиц соответствия

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

ко  используемую  в  теории экспертных систем задачу распознавания

образа объекта по значениям его свойств и признаков (правило П 43 0):

         4k 0  5n   0  5 m       n     4k 5     m 4      k
П 43 0:  8а 0  5  0B 4l 0  8е 0  7m 4i 0  8е 0  7m 4j 5  0 (  7L  0П(B 4l 0, 7m 4i 0) 7 L 0 ( 5  0P(B 4l 0, 7m 4j 0) 5  0) ── 76
    B 5k 0  4  5  4i=1  0  4j=1  0    5  4i=1  0        4j=1 0                         (3.4)

                                                4k  k
                              ── 76 0    8е 0 A 5k 0 ( По(B 4l 0,A 4  0) ),
                                    A

     где n (m) -  число  параметров  (признаков),  характеризующих

                              - 88 -

множество вариантов воплощения B 5k 0;  П (P) - предикаты, означающие,
                         4k
что конкретный вариант B 4l  0рассматриваемого ФМ имеет значение приз-

нака (параметра)  7m 4i  0( 7m 4j 0); По - предикат, означающий принадлежность
  4k
B 4l  0классу ТО A 5k 0; B 5k  0- множество вариантов исполнения ФМ класса A 5k 0;

A - множество классов абстрактных родовых элементов ФМ ВС.

     При синтезе множества S 4в  0возможно получение пустого  множест-

ва, что  означает невозможность осуществления требуемых ТЗ вакуум-

ных условий одним откачным модулем со структурой S 5* 0. В данном слу-

чае формируется  частное техническое задание на дополнительный мо-

дуль. При этом требования к первому модулю смягчаются соответству-

ющим образом.  Данный  процесс предполагает анализ критичных пара-

метров ТЗ (не удовлетворенных в конечном итоге) и выработку на  их

основе локальных потребительских целей,  что влечет за собой необ-

ходимость коррекции общей структуры действий S 4d  0ВС,  состоящей  из
           4i
структур S 4d  0откачных модулей,  а также повторение на  этой  основе

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

откачных модулей.  Данная процедура предусматривает  использование

экспертных знаний  в  виде порождающих правил реакции на соответс-

твующую проектную ситуацию.

     Формируемое на основе правила П 43  0множество всевозможных вари-

антов структур S 4в  0подвергается анализу на совместимость  элементов

и оптимизации для ранжирования структур S 4в  0по признаку "рациональ-

ность". Наиболее рациональной считается структура, обладающая мак-

симальным значением критерия оптимальности и полной совместимостью

(качественной и количественной) элементов.

     Качественная совместимость  элементов  в  конкретном варианте
            4i
структуры S 4в  0формально на языке предикатов проверяется в  соответ-

ствии с правилом:




                              - 89 -

               5n  0  5   0  5n  0  5     4           5n          n
     8а 0 x 4i  8е 0 x 4j 5  8е 0 П 4k 5   8е 0 П 4l 5  0(  7a 0 (x 4i 0,x 4j 0)  7L b 0(x 4i 0,П 4k 0)  7L 0  7b 0(x 4j 0,П 4l 0) &
     4B 5i  4  0  4B 5j 4  0  4k=1  0   4l=1  0   4           5  4k=1  0      4  0  4l=1

                                                             (3.5)
              5n
         &    7L 0  ( Eq 41 0(П 4k 0,П 4l 0)&(k=l) ) ── 76 g 41 0(x 4i 0,x 4j 0) ),
            4k,l=1

     где П 4k 0, П 4l  0(k,l = 1,n)  - множества  качественных  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;  Eq 41   0-  предикат,

означающий отношение эквивалентности между признаками;  7g 41  0- преди-

кат, означающий качественную совместимость сопрягаемых ФМ.

     Параметрическая (количественная)   совместимость  структурных
                        4i
элементов в структуре S 4в  0 формально представляется следующим обра-

зом:

               5n  0  4k 5   0   5n  4 l 5    0  5  4          5n        4k  5   n 4       l
     8а 0 x 4i  8е 0 x 4j 5  8е 0 W 4вых 5   8е 0 W 4вх 5  0(  7a 0 (x 4i 0,x 4j 0)  7L b 0(x 4i 0,W 4вых 0)  7L 0  7b 0(x 4j 0,W 4вх 0)&
     4B 5i 0  4  0  4B 5j 4  0  4k=1  0     4l=1  0   4    0   4       5  4k=1  0      4  0  4  l=1

                                                             (3.6)
              5n 4         k    l
           &  7L 0  ( Eq 42 0(W 4вых 0,W 4вх 0)&(k=l) ) ── 76 g 42 0(x 4i 0,x 4j 0) ),
            4k,l=1

     где W 4вх 0,  W 4вых  0- соответственно значения параметров входных и

выходных свойств ФМ ВС;  Eq 42  0- предикат,  означающий отношение "="

между значениями параметров;   7g 42  0- предикат,  означающий количест-

венную совместимость сопрягаемых ФМ.

     Причем отношения совместимости образуют следующее множество:
                                4l
                        7g  0= {  4m 7g 4t 0 (B 4i 0,B 4j 0) },

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

циональной, параметрической,  эксплуатационной  и  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 S 4ф  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 возникновении  ситуации,  когда по формулам (3.5) и (3.6)

выявляется несовместимость входных и выходных  параметров  свойств

сопрягаемых структурных элементов ВС, необходимо включение вспомо-

гательного функционального элемента,  согласующего эти  параметры,

что формально записывается следующим образом:

                          5n   4l 5     0  5n   4m 5     0  5 n   4p 5     0  5n 4  q
       8а 0 x 4i 0   8а 0 x 4j 0   8е 0 x 4k 0    8е 0 W 4вх 0  5  0  5  8е 0 W 4вых 0     8е 0 W 4вх 0     8е 0 W 4вых
       4B 5i    0  4B 5j    0  4B 5k 4   0   4l=1  5  j 0  5  4m=1    0  5i 0   4p=1  0   5k 0   4q=1 5    k

                    5n        4m 5      0  5n    0  5    4l 5     n 4  0    4   p
      ( 7  0  7a 0 (x 4i 0,x 4j 0) 7 L b 0(x 4i 0,W 4вых 0 )   7L b 0(x 4j 0,W 4вх 0 )   7L b 0(x 4k 0,W 4вх 0 ) &
                   4m=1          5i 4  0  4l=1    0  4     5j 4  p=1 5    0    5  k

           5n 0        4q         5n 4   0   4        m     0  4l
        &  7L b 0(x 4k 0,W 4вых 0 ) &  V  ─┐ ( Eq 42 0(W 4вых 0 ,W 4вх 0 )&(m=l) ) &
          4q=1 5         k 4   m,l=1 5             i   0  5 j

           5n 4  5  4       m     p 0              4   5n 4   0   4    q     l
      &    7L 0  ( Eq 42 0(W 4вых 0 ,W 4вх 0 )&(m=p) ) &   7L 0 ( Eq 42 0(W 4вых 0 ,W 4вх 0 )&
         4m,p=1 5          i   0  5 k 0            4l,q=1 5         k   0  5 j

                   54 4  r         54 4  r
     &(q=l) ) ── 76 L 0  7g 42 0(x 4i 0,x 4k 0)  7L 0  7g 42 0 (x 4k 0,x 4j 0) & 7 a 0(x 4i 0,x 4k 0) & 7 a 0(x 4k 0,x 4j 0) )
                  4r=1         r=1

                                                                4рац
     Критерий оптимальности для выбора рациональной структуры S 4в
                                         4i
из множества сформированных структур { S 4в  0} формируется  пользова-

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 ( S 4в  0) завершается (блок 15, рис.3.3)

при отсутствии во множестве S 4в  0недопустимых структур (имеющих  не-
                                                       4рац
совместимые элементы). Окончательный выбор структуры S 4в 0   выполня-

ется  пользователем  с учетом экспертных правил (П 44 0,П 45 0) формирова-

ния структур  S 4п 0, S 4г 0, а на их основе из базы данных системы произ-

                              - 91 -

водится выбор  конкретных  типоразмеров  для  каждого структурного
           4рац
элемента S 4в  0.  Причем,  процедура выбора конкретных конструктивных

вариантов исполнения ФМ полностью аналогична соответствующей  про-

цедуре  для  этапа выбора  типа  вариантной структуры (см.  выраж.

(3.4)) и подразумевает анализ параметрической  совместимости  эле-

ментов и оптимизацию по комплексному стоимостному критерию, форми-

руемому экспертами при наполнении базы знаний.

     Данный этап  является заключительным для синтеза ВС на первом

иерархическом уровне членения  проектируемого  объекта.  Следующим

шагом функционирования системы является имитационное моделирование

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

Анализ результатов  моделирования  может поставить новые локальные

потребительские цели (при неверном функционировании),  что  влечет

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 окружение  пользователем, абсолютно  не  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, функционирующего  исключительно в терминах предметной области

проектировщика вакуумного оборудования.










                              - 92 -

     3.3. Экспертная поддержка основных проектных процедур.



     Экспертные конструкторские знания о  процессе  проектирования

ВС (процедурные знания) формируются в соответствии с поставленными

потребительскими целями на основе концептуальной модели  знаний  о

предметной области  (декларативных  знаний  конструктора).  Данная

операция предусматривает динамическое  формирование  дерева  целей

(см. п.  2.4),  на  базе  которого формулируются основные эвристи-

ческие правила и приемы требуемых  управляющих  воздействий  конс-

труктора при  соответствующих видоизменениях описания формируемого

проектного решения.  Множество сформированных правил  (процедурных

знаний) включаются  в  библиотеку  эвристических  приемов основных

проектных процедур.

     Проектные процедуры  составляют  алгоритмически  жесткое ядро

САПР, настраиваемое соответствующими  знаниями  экспертов.  Состав

необходимых  экспертных знаний поддержки определяется функциональ-

ным назначением конкретной процедуры САПР.

     Основные проектные  процедуры 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 основных  процедур  проектирования 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 S 4d 0.                │ - Правила синтеза структур. │
│ ├────────────────────────────────┤ - Правила преобразования    │
│ │ 2.3. Синтез S 4ф 0.                │   структур при реализации   │
│ ├────────────────────────────────┤   потребительских целей.    │
│ │ 2.4. Синтез S 4a 0.                │                             │
│ ├────────────────────────────────┤                             │
│ │ 2.5. Синтез S 4в 0.                │                             │
├─┴────────────────────────────────┴─────────────────────────────┤
│ 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 S 4г 0.          │ - Геометрическая база данных│
│ │                                │   ТО (ФМ).                  │
│ │                                │ - Геометрические образы     │
│ │                                │   структурных элементов.    │
│ │                                │ - Правила синтеза простран- │
│ │                                │   ственных структур.        │
│ ├────────────────────────────────┤ - Правила анализа на прост- │
│ │ 4.2. Формирование S 4п 0.          │   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 конкретным  содержа-

нием  можно  осуществить  автоматически или с участием эксперта на

основе сформированных концептуальных знаний о конкретной  предмет-

ной области инженерной деятельности.  Если данный процесс невозмо-

жен (при недостаточной полноте сформированных концептуальных  зна-

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-

нения  и  обогащения  экспертной системы,  является одним из узких

мест при разработке любой интеллектуальной  системы.  В  настоящее

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-

вестной  и  поэтому,  к  задачам проектирования,  где присутствует

большая неопределенность знаний,  исходных данных и функций объек-

тов,  практически  не  приемлемы.  Важным недостатком существующих

систем является также то,  что методы их построения не гарантируют

полной  классификации  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-

суждений  эксперта  [103] или на конкретных практических примерах.

Такие системы требуют использования либо инженера по знаниям между

специалистом  и программистом,  либо эксперту приходится решать не

свойственные для него задачи синтеза своих знаний и  представления

их  в  виде  логических  правил,  лексика и аксиоматика которых не

всегда ему  понятны.  Известно  также,  что  способность  эксперта

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-

ние  экспертных  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 проведения  декомпозиции

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 элементов  объекта  расс-

матриваемого уровня иерархии.

     Б. Определение состава свойств каждого структурного  элемента

и его окружения.

     В. Формирование множеств отношений между свойствами и выявле-

ние истинных отношений.

     Этап А - формирование множеств структурных элементов  различ-

ных  уровней  (морфологического дерева) - осуществляется на основе

иерархии предлагаемых эксперту классификационных признаков. Данная

процедура  предусматривает выбор конструктором признаков разбиения

рассматриваемого уровня описания объекта из множества,  предложен-

ного  системой (табл.  П2 приложения 2),  установление их иерархии

(признаки действия ── 76  0операнда ── 76  0среды окружения ── 76  0и т.п.), а

также  определение  множеств  возможных значений каждого признака.

Морфологическое дерево ВС,  как основа  построения  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 элементов  и

его  окружения - распадается по группам параметров окружения в об-

щем случае на четыре подэтапа:  определение, соответственно, функ-

циональных,  эксплуатационных,  производственных  и 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 данными  здесь  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  определяется  отношением

частичного порядка  групп  свойств объекта.  Следующим шагом конс-

труктор обязан выделить подмножества существенных свойств в каждой

группе. При  возникновении  затруднений  эксперт имеет возможность

воспользоваться средствами соответствующей служебной процедурой  и

с ее  помощью  ранжировать  множества свойств и признаков объекта,

а также шкалы их значений.  Сформированная информационная база яв-

ляется основой  наполнения  фреймов  свойств  объектов и окружения

принятой модели знаний ВС.

     Этап В  -  формирование множеств отношений между свойствами -

осуществляется на основе синтеза экспертом соответствующих  таблиц

связей свойств  объектов различных уровней иерархии.  Каждая взаи-

мосвязь в дальнейшем конкретизируется  конструктором  до  реальной

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 каждого  вышеопи-

санного этапа  формирования  декларативной  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, представляет  собой  сложную 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

наполнении  базы знаний типов вакуумных средств откачки - ФМ 41 0 (см.

рис. 2.13).

     Реальный диалог  в 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 (П 4d 0):  способ действия;  место действия;

степень действия; характер действия; режим действия.

     - признаки операнда (П 4x 0): тип операнда; вид операнда; состоя-

ние операнда; характеристика операнда.

     - признаки окружения (П 4h 0):  температура среды; электромагнит-

ные возмущения; вибрации.

     б). Определение  множеств 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). Автоматическая  генерация  полного  пространства значений

признаковых описаний (П 4d 7& 0П 4x 7& 0П 4h 0),  характеризующих формируемые типы

рассматриваемого функционального модуля.

     Элементы пространства составляют множество описательных  фор-

мулировок,  например следующего вида:  "Непрерывно удалять механи-

ческим способом удаленную химически активную газо-паровую смесь  в

молекулярном  режиме течения до достижения в непрогреваемом объеме

безмасляного высокого вакуума при отсутствии электромагнитных воз-

мущений и допустимости невысокой вибрации".

     г). Анализ соответствия сформированных качественных  описаний

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 ( 4f 0Z),  эксплуатационные( 4h 0Z),  производственные ( 4p 0Z), конс-

труктивные свойства ( 4k 0Z).

     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"  и  выделение

на его  основе  подмножества  существенных свойств в каждой группе

( 4f 0Z,  4h 0Z,  4p 0Z,  4k 0Z).


                             - 101 -

     з). Определение   шкал  и  диапазонов  варьирования  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  свойств  выявленных

типов ФМ.

     к). Построение  таблиц  взаимосвязей  слотов   сформированных

фреймов свойств  со  свойствами объектов более высокого уровня ие-

рархии.

     л). Интерпретация  экспертом  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  виде  деклара-

тивной информационной модели ВС.  Трансформация знаний к процедур-

ному виду, пригодному для оперативного использования системой, яв-

ляется функцией  соответствующей  подсистемы  синтеза  процедурных

знаний.

     В свою очередь, подсистема экспертной поддержки основных про-

цедур проектирования (см. п. 3.3) также требует наполнения. Данная

операция  требует  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 эксперта  на  данном  этапе заключаются в последова-

тельной оценке и выборе из библиотек наиболее приемлемых и  эффек-

тивных с  его  точки зрения эвристических приемов выполнения соот-

ветствующих проектных процедур.



     3.5. Моделирование функционирования ВС.



     На начальных этапах проектирования ВС,  где  имеется  большая

неопределенность функциональных зависимостей,  знаний  и  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  материальных  и

временных  затрат,  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-

дение  ВС,  неоднородность  газового  состава  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 -

ментами  без анализа физических процессов в них.  Данное упрощение

приводит к недопустимому снижению точности моделей.  В  свою  оче-

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 одноуровневом  представлении  объектов,  позволяющем

производить  лишь параметрический анализ и оптимизацию системы без

учета ее структуры.

     Методика синтеза  ВС  на начальных этапах проектирования (см.

п. 3.1), предусматривающая нахождение рационального проектного ре-

шения  на  каждом уровне иерархии путем последовательных итераций,

подразумевает конкретизацию математических моделей элементов поня-

тиями, не учтенными на предшествующих уровнях.

     Проблема неопределенности  математического  описания  моделей

элементов  на верхних уровнях иерархии объектов разрешается на ос-

нове использования аппаратов дисперсионного и регрессионного  ана-

лиза эмпирических знаний конструктора, доопределяя тем самым упро-

щенные аналитические зависимости, применяемые конструктором в тра-

диционном ручном проектировании.  При двухуровневом анализе ВС,  в

качестве  первого 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-

ние  математических моделей функциональных элементов для различных
.
                             - 104 -

                                                     Таблица 3.2.

  Математические модели  функциональных  элементов  ВС  первого
                         уровня иерархии.

┌─────────┬──────┬────────────────────────┬──────────────────────┐
│  ФМ     │Число │ Математическая         │ 4  0Расчетные параметры  │
│         │полюс.│     модель             │                      │
├─────────┼──────┼────────────────────────┼──────────────────────┤
│         │      │                        │    7( 0S (1-P 4о 0/P), P < P 4з 0│
│         │      │                        │S 4н 0= 7* 0                  │
│  Насос  │      │                        │    79 0 0 , P > P 4з 0       │
│         │      │  dP       4  0             │                      │
│ однопо- │  1   │V 4н 0── + S 4н 0P + Q + Q 4газ 0= 0│S 4н 0 - быстрота действия│
│         │      │  dt      4  0              │P 4о 0 - предельное оста- │
│ люсный  │      │                        │     точное давление; │
│         │      │                        │P 4з 0 - давление запуска.│
│         │      │                        │Q 4газ  0- поток газовы-  │
│         │      │                        │       деления;       │
│         │      │                        │V 4н 0 - объем насоса.    │
├─────────┼──────┼────────────────────────┼──────────────────────┤
│         │      │  4      0 dP       4  0        │                      │
│Вакууметр│  1   │ 4      0V 4в 0── + Q = 0 4        0│V 4в 0 - объем вакууметра.│
│         │      │   4      0dt      4  0         │                      │
├─────────┼──────┼────────────────────────┼──────────────────────┤
│ Натека- │  1   │     Q = Q 4нап 0           │Q 4нап 0 - напускаемый    │
│ тель    │      │                        │       поток газа.    │
├─────────┼──────┼────────────────────────┼──────────────────────┤
│         │      │     dP       4  0          │                      │
│  Насос  │      │  7( 0 V 4н 0── + Q 41 0+Q 42 0+Q 4газ 0= 0 │                      │
│         │      │  72 0   dt      4  0           │Q 4газ 0, V 4н 0 - см. для    │
│  двух-  │  2   │  7* 0                      │  однополюсного насоса│
│         │      │  72 0                      │                      │
│ полюсный│      │  79 0 S 4н 77 0P + Q 41 0 = 0        │                      │
├─────────┼──────┼────────────────────────┼──────────────────────┤
│         │      │     dP       4  0          │Q 4газ 0 - поток газовыде-│
│Ловушка, │      │  7( 0 V 77 0── + Q 41 0+Q 42 0+Q 4газ 0= 0 │       ления;         │
│         │      │  72 0   dt      4  0           │U - проводимость, как │
│трубопро-│  2   │  7* 0                      │    функция от давле- │
│         │      │  72 0                      │    ния, вида газа,   │
│вод, ВКА │      │  79 0 U 77 0P 41 0+ Q 41 0 - U 77 0P 42 0 = 0  │    температуры и гео-│
│         │      │                        │    метрии ФМ;        │
│         │      │                        │V - объем ФМ.         │
├─────────┼──────┼────────────────────────┼──────────────────────┤
│         │      │     dP       4  0          │                      │
│         │      │  7( 0 V 4к 0── +  7S 0Q 4i  0+ 4  0Q 4газ 0= 0 │Q 4газ 0 - поток газовыде-│
│Камера   │ 1..6 │  72 0   dt      4  0           │       ления;         │
│         │      │  7* 0                      │                      │
│         │      │  72 0                      │V 4к 0 - объем камеры.    │
│         │      │  79 0 P 41  0= P 42 0 = ... = P 46 0   │                      │
└─────────┴──────┴────────────────────────┴──────────────────────┘

Примечание.  Фазовые переменные моделей:
                 Q, Q 4i 0 - газовые потоки в полюсах ФМ;
                 P, P 4i 0 - 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-ориентированный  подход к моделированию

ВС основан на расширении средств существующих СУБД и  обеспечивает

использование  новой информационной технологии при создании имита-

ционных моделей рассматриваемой предметной области [110-112]. Про-

цесс  описания 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 искусственного  интеллекта  при  интерпретации

результатов моделирования,  организации управления экспериментом и

построения банка моделей.  В данном подходе математические  модели

функциональных  элементов  формируются  и модифицируются на основе

базы знаний об объектах  предметной  области  (см.  п.  2.3).

     Таким образом,  программная реализация объектно-ориентирован-

ного подхода должна предусматривать средства описания моделей  лю-

бого ФМ в терминах сформированной базы знаний ВС,  проведения ими-

тационного эксперимента и накапления  банка  данных  моделей.  При

этом,  формирование  и  модификация 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,

либо  к манипуляциям над отношениями базы знаний.  В свою очередь,

непременным условием при  создавании  банка  моделей  должно  быть

обеспечение их модификации без перепрограммирования.

     Формирование модели ВС и управление  процессом  моделирования


                             - 106 -

осуществляется  на  основе системы планирования эксперимента авто-

матного типа. При этом, описание внутреннего представления моделей

ФМ  осуществляется 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 следующей  пос-

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*
         79 0 .F. (ложь), в противном случае.

         7( 0 номер входа, если входной полюс элемента - вход схемы,
  b[i]=  7*
         79 0 номер элемента

     Такая конструкция встречается в описании модели столько  раз,

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,
   deb 7  0= 7 *
          79 0 .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 системой  моделирова-

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  данных  любого

уровня иерархии.



     ВЫВОДЫ.



     1. Разработана логическая структура предлагаемой САПР ВС, ос-

нованная на   итерационном  алгоритме  целенаправленного  синтеза,

обеспечивающем формализацию основных трудноформализуемых  процедур

творческого  процесса 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 и  формальной  проработки  основных процедур синтеза,

формирования/обработки базы знаний и моделирования  функционирова-

ния ВС.

     3. Предложена обобщенная модель  синтеза  ВС,  представляющая

собой упорядоченную  последовательность необходимых действий конс-

труктора, позволяющих в зависимости от конкретной задачи  проекти-

рования достичь поставленной цели.

                             - 109 -

     4. Разработан алгоритм синтеза структуры  ВС,  обеспечивающий

генерацию и  нахождение  удовлетворяющего ТЗ технического решения.

Предложены основные правила  генерации,  преобразования  и  выбора

синтезируемых структур ВС.

     5. Определены основные проектные процедуры  начальных  стадий

проектирования ВС и состав необходимых для эффективного функциони-

рования экспертных знаний их поддержки.

     6. Сформулированы  основные  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 методов  моделирова-

ния  функционирования  объектов,  обосновано использование объект-

но-ориентированного похода в имитационном моделировании ВС. Разра-

ботаны  математические модели основных функциональных элементов ВС

и описание на языке имитационного моделирования системы общей  мо-

дели ВС первого уровня иерархического членения.


.
                             - 110 -

     4. ПРОГРАММНЫЕ  СРЕДСТВА 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 создаваемого  программного обеспечения во многом определяется

возможностью формализации модельного представления объекта  проек-

тирования и основных проектных процедур.

     Проектные процедуры системы составляют алгоритмически жесткое

ядро,  гибко настраиваемое  соответствующими  знаниями  экспертов.

Состав  необходимых экспертных знаний поддержки определяется функ-

циональным назначением конкретной процедуры САПР.

     На рис.  4.1 укрупненно показаны основные программные  модули

системы, каждый  из  которых в свою очередь,  представляется более

"тонкой" структурой.  Логическая организация программных  средств,

содержащих экспертную компоненту поддержки,  предусматривает вклю-

чение в "жестко" организованную структуру программного обеспечения

(ядра) САПР  ВС  эвристической  подсистемы,  обладающей свойствами

адаптации к условиям применения в зависимости от взаимодействующе-

го с ней модуля основной структуры.

     Обеспечение указанного взаимодействия основных  проектирующих

подсистем (блоки  1-6,  рис.  4.1) с экспертной компоненты их под-

держки является функцией системы управления, формирующей на основе

метазнаний (методического  обеспечения)  о процессе проектирования

(блок 16,  рис.  4.1) задание на использование процедур ядра САПР,
.
                             - 111 -


    4┌──────────────────────────────────────────────── 0  2Ядро САПР 0  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 компонента 0  4─┐ 0   1┼ 0   4┌──────── 0  2Сервис 0  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│ 0   1┼ 0   4│ 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 Система   3┤ 0 │ Графические│ 4│
    4│ 0        │   │                    3├ 0  2управления 3┤ 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 │ 75 0──┤   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│ 0   1┼ 0   4│ 0                  4│
    4└──────── 0│ 4───────────────────────────┘ 0   1┼ 0   4└─────────────────┘
            │ 5                               1┼
    4┌──────── 0│ 4───────────────────────── 0  2База знаний 0  2/ 0  2данных 0  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 процессе  итерационного  синтеза  подсистемой  формирования 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 и  экспериментально  разработанному  для  данного класса

технических объектов.  Анализ  работоспособности  синтезированного

объекта и  выявление 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 разделам  программных

модулей различного назначения достигается путем использования еди-

ной системы управления САПР ВС.  Управление процессом проектирова-

ния осуществляется  проектантом через диалоговый интерфейс системы

(блок 11,  рис. 4.1), обеспечивающий реализацию сценария диалога в

терминах предметной области.

     Центральным блоком экспертной  компоненты  САПР  ВС  является

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 от  подсистем  на  необходимые  операции

                             - 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 информационной  базы осуществляет подсистема вы-

явления знаний (блок 7,  рис.  4.1),  которая обеспечивает порядок

предъявления эксперту  необходимой  для анализа информации в соот-

ветствии с системной моделью извлечения знаний  (см.  п.  3.4),  а

также формирует  соответствующие запросы к подсистемам манипулиро-

вания (блок 9) и диалогового взаимодействия (блок 11).

     Отсутствие в  базе 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 (блок  17)  к  необходимому для использования процедурному

виду.

     Информационное обеспечение  САПР  ВС  [116,117] реализовано в

базе знаний/данных экспертной  компоненты  и  содержит  библиотеки

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 основе  построенной  БЗ предметной области при помощи соответс-

твующей подсистемы экспертной компоненты (блок 10, рис. 4.1), поз-

воляющей установить  взаимосвязи  входных 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 средства  САПР  ВС  реализуют удобную форму диалога

проектировщика с системой (блок 11) и позволяют получать стандарт-

ную форму  представления 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 функционирования  которых  реализует  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  программного  про-

дукта для различных устройств разрабатываемого вакуумного оборудо-

вания [100,121,122].  Логическое взаимодействие основных подсистем

ядра  САПР  ВС и экспертной компоненты при этом будет инвариантным

вне зависимости от типа, иерахического уровня абстракции описания,

а также  предметной  области использования рассматриваемого техни-

ческого объекта.

     Структура информационных  связей  основных  модулей  системы,

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  система  управления
.
                             - 115 -







               ┌────────────────────────────── 1 ─┐
   ┌────────── 76 0│ Формирование цели проектирования │
   │           └──────────────────────────────────┘
   │              7% 0                7% 0              7%
  ┌┴┐           ┌┴┐             ┌┴┐           ┌┴┐
  │А│           │Б│             │В│           │Г│
  └┬┘           └┬┘             └┬┘           └┬┘
   │             │               │             │
   │             │               │             │
   │              7^ 0               │              7^
   │  ┌───────────── 2 ─┐   ┌─┐  │       ┌──────────── 3 ─┐
   │  │     Синтез      │ 75 0──┤Д├──┼────── 76 0│ 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

текущим  маршрутом 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 генерации  дерева  целей,  описывающего  различные

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,  является  одной  из

функций модуля анализа и выбора объектов (блок 3,  рис. 4.2). Зап-

рос правил выбора при этом  осуществляет  соответствующая  функция

системы управления (функция "И", рис. 4.2). Ранжирование выбранных

альтернативных вариантов с целью выявления наиболее  рационального

из них  выполняет  подсистема  оптимизации (блок 4,  рис.  4.2) по

функциональному запросу ("Ж", рис. 4.2) системы управления.

     Частичное смягчение  требований ТЗ в случае пустого множества

поиска возможных аналогов,  а также формирование частных  потреби-

тельских  целей  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 цели  модернизации  найденного прототипа определяют


                             - 117 -

(связь "Б", рис. 4.2) дальнейший маршрут проектирования, предпола-

гающий  проведение  последовательного  синтеза структур различного

типа (см.  рис.  3.2).  Подсистема синтеза при этом (блок 2,  рис.

4.2) генерирует  множество  возможных  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 сформулировать  соот-

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 средства  выявления 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 в  соответствии  с

концептуальной моделью знаний (см. рис. 2.13) в виде иерархической

структуры фреймов, построенных над семантической сетью.

     Логическая структура  информационного 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,  составляющей  метазнания  экс-

пертной компоненты САПР ВС.

     Декларативная база знаний о предметной области создается пос-

ледовательным  формированием  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 структурирование  информации  о 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  соответствия  полученных  описаний  и  существующей

классификации ТО, а также выявление ранее не описанных классов.
.
                             - 119 -



 ┌─────────── 2 Выявление экспертных знаний  0──┐  ┌────────  2Сервис 0 ─┐
 │                                          │  │                 │
 │  ┌──────────── 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  0Выявление 5  0сущест- │ 2─────────┼─────── 3├ 0  2Подсистема 3┤
 │    │   │ │  венных свойств   │          2│ 0 │      3├ 0  2управления 3┤
 │    │   │ └───────────┬───────┘          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│
      │   │   │   │    │                                 2│
       7^   ^   ^   ^    ^                                 2│
   ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐
   │            Манипулирование знаниями и данными            │
   └────────────────────────────┬─────────────────────────────┘
                                │
                                │
                                │
 ┌──────────────────────────────│───  2База знаний 0  2/ 0  2данных 0 ────┐
 │                              │                             │
 │        ┌─────────────────────┴──────────────┐              │
 │  ┌─────┴──────────────────────┐  ┌──────────┴───────────┐  │
 │  │           С У Б З          │  │        С У Б Д       │  │
 │  └──────────────┬─────────────┘  └────────────┬─────────┘  │
 │        ┌────────┴────────┐                    │            │
 │  ┌─────┴─────┐     ┌─────┴─────┐        ┌─────┴─────┐      │
 │  │ Метазнания│     │    БЗ     │        │   База    │      │
 │  │ о процессе│     │ предметной│        │  данных   │      │
 │  │ проектир. │     │  области  │        └───────────┘      │
 │  └───────────┘     └───────────┘                           │
 │                                                            │
 │                                                            │
 └────────────────────────────────────────────────────────────┘




    Рис. 4.3.  Логическая  структура 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 подсистеме  манипулирова-

ния  знаниями  и  данными  сформировать фрагмент базовой структуры

фреймовой модели знаний рассматриваемого уровня иерархии.

     Следующим этапом диалогового взаимодействия подсистемы с экс-

пертом является определение состава свойств  объектов  построенной

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 о  предметной  области.  В  данном

случае  эксперту  предоставляется  возможность  выбора 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 значимости  описательные  множества  свойств

объектов  доопределяются значениями шкал и диапазонов варьирования

параметров (блок 4,  рис.  4.3).  Сформированные подобным  образом

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 свойств  осуществляется  экспертом  через

систему диалогового взаимодействия.

     Процесс выявления  знаний  завершается  формированием  фрейма

                             - 121 -

взаимосвязей свойств  объектов 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,  логических  или

табличных). Конкретный  вид  взаимосвязи 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 процедур  пректирования  разрабатываемой

интеллектуальной САПР ВС.



     4.4. Подсистема моделирования функционирования ВС.



     Используемый проблемно-ориентированный  подход  к  построению

программных средств  имитационного  моделирования [124] позволяет,

используя привычную для проектировщика терминологию, оценить рабо-

тоспособность синтезируемой конструкции ВС, легко настраиваясь при

этом на конкретное окружение рассматриваемой предметной области.

     Структурные связи  основных  модулей подсистемы моделирования

укрупненно показана на рис. 4.4.

     Базовым программным  модулем,  выполняющим  функции  монитора

системы, является подсистема управления (ПУ) процессом моделирова-

ния.  Основной  функцией  ПУ  является обеспечение информационного

взаимодействия блоков подсистемы,  а также - через диалоговый  ин-

терфейс - системы и проектировщика.

     Исходными данными для имитации  являются  описания  структуры
.
                             - 122 -



 ┌────────────────────────  2Моделирование 0 ───┐  ┌────────  2Сервис 0 ─┐
 │                                          │  │                 │
 │  ┌──────────── 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  2Подсистема 3┤
 │    │   │    │        │                  2│ 0 │      3├ 0  2управления 3┤
 │    │   │    │         7^ 0                  2│ 0 │      3└┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴┘
 │    │   │    │ ┌───────────────── 4 ┐   2 │ 0 │ 2           │
 │    │   │    │ │ Программа-имитатор │ 2───┘ 0 │ 2           │
 │    │   │    │ └─────┬──────────────┘     │ 2           │
 └────│───│────│───────│────────────────────┘            2│
      │   │    │       │                                 2│
      │   │    │       │                                 2│
      │   │    │       │                                 2│
 ┌────│───│────│───────│────────────  2База знаний 0  2/ 0  2данных 0 ────┐
 │     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, свойств  ее 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 в  виде  словаря понятий,  набора параметров и их функцио-

нальных взаимосвязей,  формируется на базе знаний об объектах исс-

ледуемой предметной области.

     Оперативное управление  процессом  моделирования  выполняется

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 модели  ВС  содержатся  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 ВС  осу-

ществляется  на  основе  использования  множества описанных в базе

знаний моделирующих элементов с учетом исходных данных о структуре

ВС  и информации об условиях использования элементов в каждом узле


                             - 124 -

моделируемой схемы.

     Библиотека моделей  функциональных  структурных элементов со-

держит макромодели типовых устройств, представленных проектировщи-

ком в  описании  базы  знаний  рассматриваемой предметной области.

Библиотека формируется в автоматическом режиме при  функционирова-

нии соответствующей  подсистемы экспертной компоненты САПР ВС (см.

блок 10,  рис. 4.1).

     Набор элементов,  используемых  в  качестве 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.  При  этом,

разные пользователи  могут создавать и работать с различными  под-

множествами библиотеки моделей имитационной системы.

     Генерация программы  имитации и ее запуск осуществляются под-

системой моделирования  автоматически.  Анализ   работоспособности

синтезируемой ВС  осуществляется  программой-имитатором  (блок  4,

рис. 4.4) в реальном масштабе времени, позволяя тем самым проекти-

ровщику визуально  наблюдать  за 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.  Выделены  основные

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 формирования  базы  знаний

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 взаимодействие  основных  процедурных  блоков и экспертной

компоненты системы.

     5. Сформулированы  основные  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 может  быть 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 выявлена  потребность  автоматизации  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 основой  создания  методики  выявления  экспертных  знаний,

структурно-параметрического синтеза и моделирования ВС.  На основе

системного анализа выполнена  структуризация  предметной  области,

позволившая сформировать классы принадлежности объектов и выделить

описывающие их множества свойств и признаков.

     3. Предложена  обобщенная  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,  представляющая  конструктору

возможность диалогового формирования базы знаний  подсистемы  экс-

пертной поддержки САПР рассматриваемой предметной области.

     5. Сформирована  концептуальная модель знаний, обеспечивающая

возможность эффективного формирования и  манипулирования  знаниями


                             - 127 -

подсистемой экспертного сопровождения САПР ВС.

     6. Выявлены основные  проектные  процедуры  начальных  стадий

проектирования  ВС,  а  также  состав необходимых для эффективного

функционирования САПР экспертных знаний их поддержки.

     7. Предложена логическая структура создаваемой САПР ВС,  поз-

воляющая реализовать основные трудноформализуемые процедуры  твор-

ческого  процесса 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  этапов  синтеза

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 системы  в  вакуумном  оборудовании.

       Уч. пособие. - М.: Высшая школа, 1981. - 55 с.

    3. Вакуумные системы и применяемые в них материалы и компонен-

       ты /  Murakami  Yoshio // Синку = Journal of Vacuum Society

       of Japan. - 1987, - 30, N2, - с. 964 - 967.

    4. Оборудование для обработки в вакууме. Заявка 643170 Япония,

       МКИ 54  0С23 С14/56 / Дзе Хидэтака, Ватанабэ Осаму, Окумура Ка-

       цуя; К.К. Токуда сэйсакусе, К.К. Тосиба. - N 5o 062, -188029 //

       Кокай токке кохо. - 1989. - с. 391 - 396.

    5. Thin film deposition apparatus including a vacuum transport

       mechanism. Пат. 4763602 США, МКИ 54 0 С23 С14 /00/  Madan Arun,

       Roeden Bolko Von;  Glasstech Solar Inc.  - N 5o 018617.  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, N 5o 012, 1974.

    8. Тихонов А.Н.  Особенности проектирования  вакуумных  систем

       современного  микрозондового  оборудования.  / 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.,  Киреев  В.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 производства  тон-

       копленочных  структур  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-

       рудование  ионной  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  производства  и оборудование ".

       - 1981, вып. 17 (828). - 52 с.

   20. Данилин Б.С. Получение тонкопленочных элементов  микросхем.

       - 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 оборудования  полупроводникового и микроэлектронного

       производства. - М.: Радио и связь, 1982. - 120 с.

   23. Быков В.П.  "Методическое обеспечение САПР  в  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, N 5o 010, - c. 884 - 890.

   26. Минайчев В.Е. Вакуумное оборудование для нанесения  пленок.

       - 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-механическая  про-

       мышленность ", - 1987, N 5o 09, - с. 47 - 54.

   28. Diffusion, cryogenic and turbo pumping // European Semicon-

       ductor Design and Production Assembly. - 1989.  - 11,  N 5o 01,

       - c. 28.

   29. Today's ultrahigh vacuum limits: Sci. e. tech. / Bernardini

       M. // Vuoto: Sci. e. tech. - 1989, - 19, N 5o 02, - 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 - Aut  damp-

       funlage PU-450, - 1978. - 4 p.

   33. Котельников  Ю.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. Половинкин  А.И.  Основы  инженерного  творчества:  Учебное

       пособие для студентов втузов.   - М.: Машиностроение, 1988.

       - 368 с.

   36. Андреев Л.В. О совместительстве в мире конструкций. / Маши-

       ностроитель, - 1991. - N 5o 04, - 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 оптимального  проектирования.

       - М.: Советское радио, 1975. - 216 с.

   39. Остапенко О.Г.  Анализ и синтез  линейных  радиоэлектронных

       цепей с помощью  графов:  Аналоговые  и  цифровые  фильтры.

       - М.: Радио и связь, 1985. - 280 с.

   40. Половинкин А.И. Методы инженерного творчества. - Волгоград,

       1984. - 365 с.

   41. Вермишев Ю.Х.  Методы автоматического  поиска  решений  при

       проектировании  сложных технических систем.  - М.:  Радио и

       связь, 1982. - 152 с.

   42. Батищев Д.И. Поисковые методы оптимального проектирования.

       - М.: Советское радио, 1975. - 216 с.

   43. Масленников  П.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  оптимизации  схем  криогенных  установок  на основе


                             - 132 -

       группировки их элементов.  // Труды МЭИ. Исследование и со-

       вершенствование теплоэнергетических  и  криогенных  систем.

       - 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 автоматов  электронной 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 в  научно-техническом  прогнозировании.  - 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.:  Радио  и  связь,

       1987. - 368 с.

   63. Dow  M.R.  Algoritms  for integrated calculation models and

       drafting in building services pipework design. / Computer -

       aided design. - Vol. 19, - N 5o 09, - 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.

       N 5o 011, 1983. - с. 15 - 17.

   69. Малиновский  Э.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 поверхности  стенок

       каналов на их пропускную способность при молекулярном режи-

       ме течения газа. // ЭТ., Сер. 4 " Электровакуумные и  газо-

       разрядные  приборы ":  Научно-технический  сборник  /  ЦНИИ

       " Электроника ", - 1990. - Вып. 1, - с. 72 - 75.

   71. Yoshimura  Nagamitsu.  Vacuum  Circuit Composed of Elements

       with Characteristic Values Corresponding to Those  of  High

       Vacuum  System.   " IONICS,  Ion Sci. and Technol. ", 1985,

       N 5o 0112, p. 23 - 28.

   72. Yoshimura  Nagamitsu.  Analysis  of  Pressure Distributions

       based on Vacuum Circuits. " IONICS, Ion Sci. and Technol. ",

       1984, N 5o 027, p. 471 - 473.

   73. Разработка  способов расчета вакуумных систем  произвольной

       геометрии:  НТО  /  НИИ ПМК при ГГУ  им. Н.И. Лобачевского.

       Горький, 1983. - 23 с. N 5o 0ГР. 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, N 5o 05, p. 420-424.

   75. Сырчин В.К.,  Ручнов С.В.  Моделирование и расчет  шлюзовых

       систем вакуумного технологического оборудования. // Сборник

       научных трудов МИЭТа " Моделирование и расчет  элементов  и

       устройств технологического оборудования микроэлектроники ".

       - М.: изд. МИЭТа, 1985. - с. 9 - 21.

   76. Arbel Ami, Shapira Yoran. A dicision framework for  evalua-

       ting vacuum pumping technology.  //  "  Journal  of  Vacuum

       Science and Technology ", 1986, 4, N 5o 02, p. 230 - 236.

   77. Разработка основных методов построения  функциональных  ин-

       формационно-проектирующих систем   узлов  машиностроения  и

       приборостроения: Отчет о НИР / ЛПИ; Руководитель Л.Н. Роза-

       нов. - N 5o 0ГР. 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, N 5o 01, 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  "Состояние  и  перспективы

       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 по  спец.

       " Вакуумная техника ". - М.: Высшая школа, 1990. - 320 с.

   85. Любарский Ю.Я.   Интеллектуальные  информационные  системы.

       - 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 вакуумной  коммутаци-

       онно-регулирующей  аппаратуры.  / 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. N 5o 01514998 (СССР). Сверхвысоковакуумный затвор с элект-

       ромеханическим приводом.  / Кожевников А.И., Батраков В.Б.,

       Львов Б.Г.,  Павлова Т.С.,  Самойлов Ю.С. - Опубл.  в  Б.И.

       N 5o 038, 1989.

   91. А.с. N 5o 01566156 (СССР). Сверхвысоковакуумный затвор./ Кожев-

       ников А.И.,  Батраков В.Б.,  Барашкова Г.Н.,  Львов Б.Г.  -

       Опубл. в Б.И. N 5o 019, 1990.


                             - 137 -

   92. Ревунов Г.И., Самохвалов Э.Н., Чистов В.В.   Базы  и  банки

       данных и знаний. - М.: Высшая школа, 1992. - 367 с.

   93. Кожевников А.И., Львов Б.Г., Батраков В.Б.  Построение базы

       знаний проектирования  вакуумного  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, N 5o 01, т. 3, с. 19 - 23.

   96. Кожевников А.И., Батраков В.Б., Львов Б.Г.  Метод автомати-

       зированного выбора  оптимального  конструктивного  варианта

       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 конструкторской  и  технологической  подготовки

       ГПС". - НТО МИЭМ,  N 5o 0 ГР.  01840047751. Деп. ВНТИЦ. Инв. N 5o

       02890021379. - М.: 1988. - с. 17 - 36. ДСП.


                             - 138 -

  100. Кожевников А.И., Батраков  В.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 систем  произвольной 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, N 5o 08, 1988.

       - с. 8-12.

  112. Солодовников И.В. Реализация систем планирования средства-

       ми баз данных. // Автоматизированные системы управления  и

       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 средств  автоматизации проектирования вакуумных

       систем оборудования электронной техники. - НТО МИЭМ, N 5o 0 ГР.

       01920005471. Деп. ВНТИЦ. Инв. N 5o 0 02920005913. - М.: 1991. -

       53 с.

  114. Кожевников А.И.,  Львов Б.Г., Батраков В.Б. и др. Программ-

       ные средства автоматизированного  проектирования  вакуумных

       систем. - НТО МИЭМ, N 5o 0 ГР. 01900042547. Деп. ВНТИЦ. Инв. N 5o

       02910000044. - М.: 1990. - 48 с.

  115. Кожевников А.И.,  Львов Б.Г.,  Батраков В.Б., Витушкин П.И.

       САПР вакуумных  систем  оборудования  производства  изделий

       электронной техники.  / Тезисы доклада ВССМУС "Разработка и

       оптимизация САПР и ГАП изделий электронной техники на  базе

       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.  "Разработка  САПР  вакуумного оборудования и САПР

       систем автоматизированного управления",  НТО МИЭМ,  N 5o 0  ГР.

       01890052063. Деп.  ВНТИЦ.  Инв. N 5o 0 02900008823. - М.: 1989.

       с. 8 - 34. ДСП.

  117. Кожевников  А.И.,  Львов Б.Г.,  Батраков В.Б.  Информацион-

       но-программное обеспечение автоматизации проектирования ва-

       куумных систем.  /  Тезисы  доклада  ВНТК "Информационное и

       программное обеспечение САПР", - Ужгород: 1990. с. 16 - 17.

  118. Кожевников А.И., Батраков В.Б., Витушкин П.И. Автоматизиро-

       ванная система  графического   изображения   принципиальных

       схем. /  Тезисы  доклада 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 с  исполь-

       зованием графопостроителей. / Тезисы доклада ВСНТК "Автома-

       тизация проектирования и конструирования в электронном  ма-

       шиностроении". - М.: 1988. с. 38 - 39. ДСП.

  120. Кожевников А.И.,  Львов Б.Г.,  Батраков В.Б.,  Павлова Т.С.

       Автоматизация   конструкторских  работ  при  проектировании

       ВКРА.  / Тезисы доклада ВНТК "Информационное и  программное

       обеспечение САПР". - М.: 1989. - с. 101.

  121. Кожевников А.И.,  Львов Б.Г.,  Батраков В.Б.,  Петров  Ю.А.

       Разработка ППП синтеза и анализа механизмов вакуумно-комму-

       тационной аппаратуры. - НТО КнАПИ и МИЭМ. N 5o 0 ГР 01880018619

       Деп. ВНТИЦ. Инв. N 5o 0 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 технологической  подготовки  ГПС".  -

       НТО МИЭМ.   N 5o 0   ГР   01840047751.   Деп.  ВНТИЦ.  Инв.  N 5o


                             - 141 -

       02880012444. - М.: 1987. - с. 22 - 31. ДСП.

  123. Кожевников А.И.,  Львов Б.Г.  и др.  Разработка программных

       средств формирования базы знаний  проектирования  вакуумных

       систем. - НТО МГИЭМ (ТУ). 5   0N 5o 0 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  поддержки  решений.  -  НТО  МГИЭМ  (ТУ).  N 5o 0   ГР

       01940000736. - М.: 1993 - 56 с.

  125. Havenstein A., Schwarzzkopf W. Arbeitsbereich Konstruktion,

       VDI-Z, 1984, N 5o 020, s. 753 - 759.

  126. Kissling  U.  Praxisgerechte  maschinenbauberechnungen  auf

       Computer. // Techn. Rdsch., 1979, N 5o 039, 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, N 5o 06, p. 43 - 49.

  129. Hales   H.L.   Producibility  and  Integration:  a  Winning

       Combination. // Manuf. Eng. ( USA ), 1987, 99, N 5o 02, p. 14 -

       18.

  130. Parthier U. CAE auf PC - Basis Electronik - CAD bei MBB. //

       Hard and Soft, 1987, N 5o 011-12, p. 26 - 27.

  131. Тэцуо И., Идзуми М., Норихито К. Современное состояние при-

       менения САПР/АСТПП.  //  " Дзудок гидзюцу,  Mech.  Autom ",

       1987, 19, N 5o 06, с. 89 - 93.

  132. Kunne  B.,  Jorden  W.  Kosteneigparung durch systematische

       Verwendung von Halbzeugen. // Konstruktion,  1988, 40, N 5o 06,

       s. 239 - 244.

  133. Darrow B. CAD/CAM: the best is yet to come. // "Des. News",


                             - 142 -

       1987, 43, N 5o 020, p. 74 - 78.

  134. Linke S.  Ingenieurdatenbank fur  die  Unterstutz  und  von

       Entwicklung und Konstruktion.  // " ZwF ",  1987, 82, N 5o 011,

       s. 632 - 636.

  135. Hohne Gunter.  Verbindung von Konstruktionsmethoden und CAD

       im Konstruktionsprozess. // Maschinenbautechnik, 1988,  37,

       N 5o 03, s. 122 - 124.

  136. Profil,  CAD - Konstruktion in  der  Blechverarbeitung.  //

       Blech, Rohre, Profile, 84, N 5o 06, 1987, s. 476 - 477.

  137. Аветисян  Д.А.  Основы  автоматизированного  проектирования

       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 проектирование  в

       машиностроении. - М.: Машиностроение, 1988. - 648 с.

  140. Григоренко В.П.,  Дерменжи П.Г.,  Кузьмин В.А.,  Мнацаканов

       Т.Г. Моделирование  и  автоматизация проектирования силовых

       полупроводниковых  приборов.  - 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 эффективности  систем автоматизированного проекти-

       рования в проектных,  проектно-конструкторских и технологи-

       ческих организациях,  в основном производстве и капитальном

       строительстве. - М.: ГКНТ, 1985. - 57 с.

  145. Типовые  нормы  времени на разработку конструкторской доку-

       ментации. - М.: ЦБНТ при НИИтруда.
.
                                - 144 -
























                        2П Р И Л О Ж Е Н И Я



.
                              - 145 -



                                                      2Приложение 1.



     Обоснование эффективности  автоматизированного  синтеза ВС на

                  начальных этапах проектирования.



     Несмотря на очевидные преимущества реализации САПР, их  внед-

рение осуществляется весьма медленно. Причем, проблема состоит  не

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 очень  велико.  В  связи  с этим возникают задачи рационального

распределения функций между проектировщиком и ЭВМ,  выявления сос-

тава проектных  процедур,  обеспечивающих  рентабельность 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), составлении  спецификаций  конструкций  (45-65 %), в

то же  время автоматизация чертежно-графических работ используется

лишь на 18 %  предприятий.  В работе [126] делается вывод, что для

большинства мелких  и  средних  предприятий  ЭВМ  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-

кое  использование  САПР  с трехмерной машинной графикой на основе

экспертных систем и систем искусственного интеллекта, обеспечиваю-

щих получение сложных конструкторских решений пользователями с ми-

нимальной подготовкой.  В  работах  [129-136], посвященных анализу

применения САПР за рубежом, отмечается, что  существенным фактором

внедрения САПР на предприятиях является ее рентабельность и в свя-

зи с этим выделяется состав  экономически  выгодных  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 в  условиях  перехода

предприятий страны на новые экономические отношения.

     Анализ работ [54,56,137-143], посвященных созданию  САПР тех-

нических систем, показал  на  серьезные трудности, возникающие при

расчете эффективности разработки САПР.  Это связано со  сложностью

определения таких показателей эффективности,  как изменение себес-

тоимости проектирования,  повышение качества проектирования,  уро-

вень автоматизации проектно-конструкторских работ, условное сокра-

щение численности конструкторов,  работающих в  проектно-конструк-

торской организации, и др.

     Вместе с тем в  указанных  работах  на  декларативном  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 текстовой  документации  и внесения изменений в доку-

ментацию, замене экспериментальных  исследований  и  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  рутинных  работ,

повышении качества проектно-конструкторской документации,  высокой

точности и возможности проведения любых расчетов,  совершенствова-

нии управления процессом разработки проектов.

     Повышение качества проектирования приводит к уменьшению  объ-

ема испытаний  при  доводке  опытных образцов,  а также экономии в

процессе производства и эксплуатации технического объекта за  счет

ускорения периода освоения изделий,  экономии производственных ре-

сурсов, обеспечения высокой  технологичности,  сокращения  времени

ввода в эксплуатацию, улучшения эксплуатационных качеств.

     Внедрение методов автоматизированного проектирования  создает

сопутствующие факторы повышения эффективности разработок:

     - систематизация проектно-конструкторских работ;

     - повышение  качества  проектирования специалистами невысокой

квалификации за счет использования в САПР коллективного опыта  вы-

сококвалифицированных разработчиков;

     - унификация и стандартизация проектно-конструкторских  реше-

ний и элементной базы проектирования.

     В настоящее время эффективность использования САПР  определя-


                              - 148 -

ется в соответствии с методикой [144].  К общим показателям эконо-

мической эффективности САПР относятся годовая экономия - Э,  годо-

вой экономический эффект - Э 4год 0,  срок окупаемости - Т 4ок 0.  Годовая

экономия от использования САПР получается в сферах проектирования,

производства спроектированных объектов и использования результатов

производства. В работе [66] на основе методики  [144]  рассмотрены

методы  определения  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 Э 4год 0 определяется по формуле:

                  Э 4год 0 = Э 7  0- 7  0( 7D 0К + К 4l 0) 7 7  0Е 4н  0,                (П.1)

     где Э  -  общая  годовая  экономия  от  использования   САПР,

т.руб./год;  7D 0К - дополнительные капитальные затраты в проектирова-

нии,  связанные с соединением и внедрением  рассматриваемой  САПР,

т.руб./год;  К 4l  0- производственные затраты на создание оцениваемой

САПР,  т.руб.; Е 4н  0- нормативный коэффициент сравнительной экономи-

ческой эффективности капитальных вложений, 1/год.

                       Э = 7 D 0С + Э 4к  0+ Э 4соц 0 ,                  (П.2)

     где  7D 0С  -  снижение  себестоимости проектирования в расчетном

году, т.руб./год; Э 4к  0- годовая экономия от повышения качества про-

ектных решений в расчетном году, т.руб./год; Э 4соц  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  7D 0С,  поскольку расчет составляющих Э 4к  0и Э 4соц  0весьма  зат-

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:

                   Э 4год 0 =  7D 0С - ( 7D 0К + К 4l 0) 7 7  0Е 4н  0               (П.3)

     Срок окупаемости Т 4ок 0 расчитывается по формуле:

                                   1
                            Т 4ок 0 = ───   ,                    (П.4)
                                   Е 4р

     где Е 4р  0- расчетный коэффициент общей экономической  эффектив-

ности, определяющий  экономию,  полученную  на 1 рубль капитальных

затрат.                            Э
                           Е 4р 0 = ───────                      (П.5)
                                 7D 0К + К 4l

     Система считается достаточно эффективной при условии:

                             Е 4р 0  7. 0 Е 4н 0                         (П.6)

     Найдем условие  эффективности  автоматизации начальных стадий

проектирования технического объекта. Полагая Э =  7D 0С и учитывая ус-

ловие (П.6) приведем выражение (П.5) к следующему виду:

                             7D 0С
                          ───────   7. 0  Е 4н 0 ,                   (П.7)
                           7D 0К + К 4l

                           7D 0С = 5р 0С - 5а 0С 5   0,                      (П.8)

                           7D 0К = 5а 0К - 5р 0К  ,                      (П.9)

     где  5р 0С,  5а 0С - соответственно  себестоимость при традиционном и

автоматизированном проектировании;   5а 0К,  5р 0К - соответственно  капи-

тальные затраты  при  автоматизированном  и  традиционном способах

проектирования.

     Себестоимости   5р 0С и  5а 0С определяются следующими выражениями:

                       5р 0С = З 5к  77 5 р 0Т 5  0,                        (П.10)

                       5а 0С = ( 5  0З 5к  0+ 5  0З 5э  0) 5  77 5 а 0Т  ,              (П.11)

     где З 5к  0- усредненная среднечасовая заработная плата конструк-

тора, руб./час;  З 5э  0- стоимость часа машинного времени,  руб./час;

 5р 0Т,  5а 0Т - нормы времени на разработку соответственно при традицион-


                              - 150 -

ном и автоматизированном проектировании, час.

     Стоимость часа машинного времени:

                            0,18  77 0 Ц 4э
                       З 5э 7 ~  0─────────  + З 5а 0  ,              (П.12)
                                Т 4ф

     где Ц 4э  0- цена ЭВМ, руб.; Т 4ф  0- годовой фонд работы ЭВМ и  кон-

структора ( при работе в интерактивном режиме они совпадают), час;

З 5а  0- среднечасовая заработная плата обслуживающего персонала  ЭВМ,

руб./час.

     Капитальные затраты [77]:

                     7( 0 К 4э 7    0               7) 0    5а 0Т
                5а 0К =  72 0 ── 7 7  0Ц 4э 0  4  0+  Ц 41 77 0 V 4э 0  72 0  77 0 ───  ,         (П.13)
                     79  0n 4к 7   0                70 0    Т 4ф

     где К 4э  0- коэффициент,  учитывающий дополнительные капитальные

затраты на транспортировку, монтаж и ввод в действие ЭВМ и вспомо-

гательного  оборудования   (в укрупненных  расчетах -  К 4э 7 ~  01,21);

n 4к  0- число конструкторов, одновременно использующих ЭВМ  (учитывая

современную ориентацию на персональную  технику - n 4к  0= 1);   Ц 41   0-

стоимость 1 м 53 0 здания, руб./м 53 0;   V 4э 0 - объем,  занимаемый  ЭВМ, м 53

( с учетом того, что персональная ЭВМ расположена на рабочем месте

конструктора и не требует для себя дополнительной площади - V 4э 0=0).

     Таким образом, выражение (П.13) принимает вид:

                                         5а 0Т
                        5а 0К = 1,21  77 0 Ц 4э 0  77 0 ───                 (П.14)
                                         Т 4ф

     Капитальные затраты при традиционном проектировании определя-

ются из выражения (П.15):
                                        5р 0Т
                        5р 0К = Ц 41 0  77 0 V 4к 0  77 0  ─── 4   0, 4      0          (П.15)
                                        Т 4ф

     где V 4к 0 - объем здания, занимаемый рабочим местом конструктора.

     Предварительные затраты К 4l 0 определим как:

                                    5а 0Т
                         К 4l 0 = Ц 4п 0  77 0 ───  ,                   (П.16)
                                    Т 4ф


                              - 151 -

     где Ц 4п  0- стоимость информационно-программного обеспечения,руб.

     Учитывая выражения (П.8)-(П.12),  (П.14)-(П.16) запишем отно-

шение (П.7) в следующем виде:

                5р 0Т  77 0 З 5к 0 -  5а 0Т  77 0 ( З 5к 0 + З 5э 0 )
        ─────────────────────────────────────────── 7  0  7. 0 1 ,  (П.17)
         7( 0          5а 0Т           5р 0Т        5а 0Т   7)
         72 0 1,21 77 0Ц 4э 77 0─── - Ц 41 77 0V 4к 77 0─── + Ц 4п 77 0───  72 0  77 0 0,15
         79 0          Т 4ф 0          Т 4ф 0       Т 4ф 0  70

     где Е 4н 0 принято равным 0,15.


                              5р 0Т
     Введем коэффициент 7  a  0= ───  ,                         (П.18)
                              5а 0Т

показывающий во сколько раз производительность автоматизированного

труда конструктора больше производительности его труда  традицион-

ным способом.

     Подставив коэффициент  7a  0в выражение  (П.17)  получим  оконча-

тельный вид  отношения для оценки эффективности автоматизации про-

ектных работ:

                [ ( 7a 0 - 1) 77 0З 5к 0 - З 5э 0 ]  77 0 Т 4ф
            ──────────────────────────────────    7. 0  1       (П.19)
             0,15  77 0 ( 1,21 77 0Ц 4э 0 - Ц 41 77 0V 4к 77a 0 + Ц 4п 0 )

     Для оценки целесообразности  автоматизации  процесса  синтеза

вакуумных систем  необходимо  означить  все неизвестные величины в

выражении (П.19).  Основную сложность  вызывает  определение  норм

времени  5а 0Т  и   5р 0Т,  которые в первом приближении можно оценить ис-

пользуя дифференцированные нормативы трудоемкости,  используемые в

машиностроении [145].

     Содержание работ по синтезу технических решений на  начальных

стадиях проектирования определяется стадией технического предложе-

ния конструкторской разработки  технического  объекта,  его  слож-

ностью и техническим заданием. Укрупненные виды работ, выполняемые

на этапе проработки технического предложения для синтеза вакуумных

схем, а  также  значения  соответствующих  им 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│   5р 0t 4i 0   │   5а 0t 4j 0   │
     │п/п│                               │(ед.)│ (час)  │ (час)  │
     ├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤
     │ 1 │ Научно-исследовательские и    │ ─── │ 1,3 77 5р 0Т │  ───   │
     │   │ 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  │ ─── │ 1,1 77 5р 0Т │  0,5   │
     │   │ образца                       │     │        │        │
     ├───┼───────────────────────────────┼─────┼────────┼────────┤
     │16 │ Корректировка документации    │ ─── │1,35 77 5р 0Т │  0,04  │
     │   │ после испытаний образца       │     │        │        │
     ├───┴───────────────────────────────┴─────┼────────┼────────┤
     │                            Итого:       │ 5р 0Т=457,4│ 5а 0Т=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  7a 0:

           7S 0  5р 0t 4i 5     р 0Т    457,4
      7a 0 = ─────── = ──── = ───── = 48,8
           7S 0  5а 0t 4j 5     а 0Т     9,37

     Учитывая современный уровень цен и данные нормативных  источ-

ников приняты следующие значения требуемых величин:

     З 5к 0 = 2,25 77 010 5-2 0  77 0 З 4min 0 ( руб./час );

     З 5э 0 = 2,5 77 010 5-2 0  77 0 З 4min 0 (руб./час);

     Т 4ф 0 = 2000 (час);

     Ц 4э 0 = 200  77 0 З 4min 0 (руб.);

     Ц 41 0 = 0,25  77 0 З 4min 0 (руб./м 53 0);

     V 4к 0 = 3 (м 53 0);

     Ц 4п 0 = 50  77 0 З 4min 0 (руб.);

     где З 4min 0 - минимальная месячная заработная плата.

     Подставляя все известные значения в (П.19) получаем:


 [ (48,8 - 1) 77 02,25 77 010 5-2 77 0З 4min 0 - 2,5 77 010 5-2 77 0З 4min 0 ]  77 0 2000
 ────────────────────────────────────────────────────── = 5,5  7. 0 1
 0,15  77 0 ( 1,21 77 0200 77 0З 4min 0 - 0,25 77 0З 4min 77 03 77 048,8 + 50 77 0З 4min 0 )


     Таким образом, выполнение отношения (П.19) убеждает в целесо-

образности проведения  автоматизации 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 П 4d,  0П 4x,  0П 4h  0первого уровня
                 функциональной конкретизации ВС.
┌─┬───────┬────────────────────────────────────────────────────────┐
│N│Функция│                П  Р  И  З  Н  А  К  И                  │
│ │       ├──────────────────┬──────────────────┬──────────────────┤
│п│   51 0F 5i 0  │ Действия ( П 4d 0 )  │  Операнда ( П 4x 0 ) │ Окружения ( П 4h 0 ) │
│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│ │ 51 0F 51 0│ ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │ │   5o 0│ │       │-непосред-│       │-химически│       │          │
│ │ └───┘ │ Место │ ственного│  Вид  │ активный;│ Элек- │ - есть;  │
│ │       │  дей- │ действия;│  опе- │-инертный;│тромаг-│          │
│ │  51 0D 51 0:  │ ствия │-удаленное│ ранда │-агрессив-│нитные │ - нет.   │
│ │удалять│       │    от    │       │ ный.     │возму- │          │
│ │       │       │ объекта. │       │          │щения  │          │
│ │  51 0X 51 0:  ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │газы и │       │-низкий   │       │-вязкост- │       │          │
│ │пары   │       │ вакуум;  │       │ ный режим│       │          │
│ │       │Степень│-высокий  │ Состо-│-молеку-  │ Вибра-│ - есть;  │
│ │  51 0H 51 0:  │  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│                П  Р  И  З  Н  А  К  И                  │
│ │       ├──────────────────┬──────────────────┬──────────────────┤
│п│   51 0F 5i 0  │ Действия ( П 4d 0 )  │  Операнда ( П 4x 0 ) │ Окружения ( П 4h 0 ) │
│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│ │ 51 0F 52 0│ │       │-непосред-│       │-низкий;  │       │-прогрева-│
│ │ │   5o 0│ │ Место │ ственного│Глубина│-высокий; │ Темпе-│ емая;    │
│ │ └───┘ │  дей- │ действия;│вакуума│-сверхвы- │ ратура│-непрогре-│
│ │       │ ствия │-опосредо-│       │ сокий.   │ среды │ ваемая;  │
│ │  51 0D 52 0:  │       │ ванно.   │       │          │       │-охлажда- │
│ │разоб- │       │          │       │          │       │ емая.    │
│ │щать и ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │сооб-  │       │-низкий   │       │          │       │          │
│ │щать   │       │ вакуум;  │Перепад│-низкий;  │ Элек- │ - есть;  │
│ │       │Степень│-высокий  │давле- │-высокий; │тромаг-│          │
│ │  51 0X 52 0:  │  дей- │ вакуум;  │ний в  │-сверхвы- │нитные │ - нет.   │
│ │полости│ ствия │-сверхвы- │поло-  │ сокий.   │возму- │          │
│ │  ВС   │       │ сокий ва-│стях   │          │щения  │          │
│ │       │       │ куум.    │       │          │       │          │
│ │  51 0H 52 0:  ├───────┼──────────┼───────┴──────────┼───────┼──────────┤
│ │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│                П  Р  И  З  Н  А  К  И                  │
│ │       ├──────────────────┬──────────────────┬──────────────────┤
│п│   51 0F 5i 0  │ Действия ( П 4d 0 )  │  Операнда ( П 4x 0 ) │ Окружения ( П 4h 0 ) │
│п│(класс ├───────┬──────────┼───────┬──────────┼───────┬──────────┤
│ │  ФМ  )│Признак│ Значения │Признак│ Значения │Признак│ Значения │
├─┼───────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │       │       │-механи-  │       │ - газы;  │       │          │
│ │       │       │ ческий;  │       │          │       │-прогрева-│
│ │ ┌───┐ │ Способ│-физикохи-│  Тип  │ - пары;  │ Темпе-│ емая;    │
│3│ │ 51 0F 53 0│ │  дей- │ мический;│  опе- │          │ ратура│-непрогре-│
│ │ │   5o 0│ │ ствия │-электро- │ ранда │ - газо-  │ среды │ ваемая;  │
│ │ └───┘ │       │ физичес- │       │   паровая│       │-охлажда- │
│ │       │       │ кий.     │       │   смесь. │       │ емая.    │
│ │  51 0D 53 0:  ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │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- │          │
│ │  51 0X 53 0:  │       │          │       │          │щения  │          │
│ │газы и ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │пары   │       │-ручной;  │       │-вязкост- │       │          │
│ │       │  Тип  │-электро- │       │ ный режим│       │          │
│ │  51 0H 53 0:  │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│ │ 51 0F 54 0│ │       │ вакуум;  │       │-соосное; │       │-химически│
│ │ │   5o 0│ │Степень│-высокий  │ Взаим-│          │  Вид  │ активная;│
│ │ └───┘ │  дей- │ вакуум;  │  ное  │-несоосное│ среды │-инертная;│
│ │  51 0D 54 0:  │ ствия │-сверхвы- │ поло- │          │       │-агрессив-│
│ │сообщать       │ сокий ва-│ жение │-угловое. │       │ ная.     │
│ │  51 0X 54 0:  │       │ куум.    │       │          │       │          │
│ │полости├───────┴──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │  51 0H 54 0:  │                  │       │          │       │          │
│ │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│                П  Р  И  З  Н  А  К  И                  │
│ │       ├──────────────────┬──────────────────┬──────────────────┤
│п│   51 0F 5i 0  │ Действия ( П 4d 0 )  │  Операнда ( П 4x 0 ) │ Окружения ( П 4h 0 ) │
│п│(класс ├───────┬──────────┼───────┬──────────┼───────┬──────────┤
│ │  ФМ  )│Признак│ Значения │Признак│ Значения │Признак│ Значения │
├─┼───────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │ ┌───┐ │       │-механи-  │       │          │       │          │
│5│ │ 51 0F 55 0│ │       │ ческий;  │       │-соосное; │       │-химически│
│ │ │   5o 0│ │ Способ│-физикохи-│ Взаим-│          │  Вид  │ активная;│
│ │ └───┘ │  дей- │ мический;│  ное  │-несоосное│ среды │-инертная;│
│ │  51 0D 55 0:  │ ствия │-электро- │ поло- │          │       │-агрессив-│
│ │содер- │       │ физичес- │ жение │-угловое. │       │ ная.     │
│ │жать   │       │ кий.     │       │          │       │          │
│ │       ├───────┼──────────┼───────┴──────────┼───────┼──────────┤
│ │  51 0X 55 0:  │       │-низкий   │                  │       │-прогрева-│
│ │технол.│Степень│ вакуум;  │                  │ Темпе-│ емая;    │
│ │элемент│  дей- │-высокий  │                  │ ратура│-непрогре-│
│ │       │ ствия │ вакуум;  │                  │ среды │ ваемая;  │
│ │  51 0H 55 0:  │       │-сверхвы- │                  │       │-охлажда- │
│ │вакуум.│       │ сокий ва-│                  │       │ емая.    │
│ │объем  │       │ куум.    │                  │       │          │
│ │       ├───────┼──────────┤                  ├───────┴──────────┤
│ │  ФМ:  │ Харак-│-разъемное│                  │                  │
│ │───────│  тер  │          │                  │                  │
│ │КАМЕРА │  дей- │-неразъем-│                  │                  │
│ │───────│ ствия │ ное      │                  │                  │
╞═╪═══════╪═══════╪══════════╪═══════╤══════════╪═══════╤══════════╡
│ │       │       │-механи-  │       │ - газы;  │       │-прогрева-│
│ │ ┌───┐ │       │ ческий;  │       │ - пары;  │       │ емая;    │
│6│ │ 51 0F 56 0│ │ Способ│-физикохи-│  Тип  │ - газо-  │ Темпе-│-непрогре-│
│ │ │   5в 0│ │  дей- │ мический;│  опе- │   паровая│ ратура│ ваемая;  │
│ │ └───┘ │ ствия │-электро- │ ранда │   смесь  │ среды │-охлажда- │
│ │       │       │ физическ.│       │          │       │ емая.    │
│ │  51 0D 56 0:  ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │улавли-│       │-непосред-│       │-химически│ Элек- │          │
│ │вать   │ Место │ ственного│  Вид  │ активный;│тромаг-│ - есть;  │
│ │       │  дей- │ действия;│  опе- │-инертный;│нитные │          │
│ │  51 0X 56 0:  │ ствия │-удаленное│ ранда │-агрессив-│возму- │ - нет.   │
│ │газы и │       │ от объек.│       │ ный.     │щения  │          │
│ │пары   ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │       │       │-низкий   │       │-вязкост- │       │          │
│ │  51 0H 56 0:  │       │ 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│                П  Р  И  З  Н  А  К  И                  │
│ │       ├──────────────────┬──────────────────┬──────────────────┤
│п│   51 0F 5i 0  │ Действия ( П 4d 0 )  │  Операнда ( П 4x 0 ) │ Окружения ( П 4h 0 ) │
│п│(класс ├───────┬──────────┼───────┬──────────┼───────┬──────────┤
│ │  ФМ  )│Признак│ Значения │Признак│ Значения │Признак│ Значения │
├─┼───────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │ ┌───┐ │       │-абсолют- │       │ - газы;  │       │-прогрева-│
│7│ │ 51 0F 57 0│ │       │ ного дей-│       │ - пары;  │       │ емая;    │
│ │ │   5в 0│ │ Способ│ ствия;   │  Тип  │ - газо-  │ Темпе-│-непрогре-│
│ │ └───┘ │  дей- │-косвен-  │  опе- │   паровая│ ратура│ ваемая;  │
│ │       │ ствия │ ного дей-│ ранда │   смесь  │ среды │-охлажда- │
│ │  51 0D 57 0:  │       │ ствия.   │       │          │       │ емая.    │
│ │изме-  ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │рять   │       │-низкий   │       │-химически│ Элек- │          │
│ │давлен.│Степень│ вакуум;  │  Вид  │ активный;│тромаг-│ - есть;  │
│ │       │  дей- │-высокий  │  опе- │-инертный;│нитные │          │
│ │  51 0X 57 0:  │ ствия │ вакуум;  │ ранда │-агрессив-│возму- │ - нет.   │
│ │газы и │       │-сверхвы- │       │ ный.     │щения  │          │
│ │пары   │       │ сокий ва-│       │          │       │          │
│ │       │       │ куум.    │       │          │       │          │
│ │  51 0H 57 0:  ├───────┴──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │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│ │ 51 0F 58 0│ │       │ ческий;  │       │ ческая   │       │ куумная; │
│ │ │   5в 0│ │ Способ│-электро- │  Тип  │ энергия; │  Вид  │-высокова-│
│ │ └───┘ │  дей- │физический│  опе- │-магнитная│ среды │ куумная; │
│ │       │ ствия │-пневмати-│ ранда │ энергия; │       │-сверхвы- │
│ │  51 0D 58 0:  │       │ ческий.  │       │-механич. │       │ соковаку-│
│ │переда-│       │          │       │ энергия. │       │ умная.   │
│ │вать   ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │       │       │-непосред-│       │          │       │-прогрева-│
│ │       │ Место │ ственного│       │-малая;   │       │ емая;    │
│ │  51 0X 58 0:  │  дей- │ действия;│ Мощ-  │          │ Темпе-│-непрогре-│
│ │энергию│ ствия │-опосредо-│ ность │-высокая. │ ратура│ ваемая;  │
│ │       │       │ ванно.   │       │          │ среды │-охлажда- │
│ │       │       │          │       │          │       │ емая.    │
│ │  51 0H 58 0:  ├───────┼──────────┼───────┴──────────┼───────┼──────────┤
│ │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│                П  Р  И  З  Н  А  К  И                  │
│ │       ├──────────────────┬──────────────────┬──────────────────┤
│п│   51 0F 5i 0  │ Действия ( П 4d 0 )  │  Операнда ( П 4x 0 ) │ Окружения ( П 4h 0 ) │
│п│(класс ├───────┬──────────┼───────┬──────────┼───────┬──────────┤
│ │  ФМ  )│Признак│ Значения │Признак│ Значения │Признак│ Значения │
├─┼───────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │       │       │-механи-  │       │          │       │-низкова- │
│ │       │       │ ческий;  │       │ - газы;  │       │ куумная; │
│ │ ┌───┐ │ Способ│-электро- │  Тип  │ - пары;  │  Вид  │-высокова-│
│9│ │ 51 0F 59 0│ │  дей- │физический│  опе- │ - газо-  │ среды │ куумная; │
│ │ │   5в 0│ │ ствия │-химичес- │ ранда │   паровая│       │-сверхвы- │
│ │ └───┘ │       │ кий.     │       │   смесь  │       │ соковаку-│
│ │       │       │          │       │          │       │ умная.   │
│ │  51 0D 59 0:  ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │удалять│       │-непосред-│       │-химически│       │-прогрева-│
│ │из ма- │ Место │ ственного│  Вид  │ активный;│       │ емая;    │
│ │териала│  дей- │ действия;│  опе- │-инертный;│ Темпе-│-непрогре-│
│ │       │ ствия │-удаленное│ ранда │-агрессив-│ ратура│ ваемая;  │
│ │  51 0X 59 0:  │       │    от    │       │ ный.     │ среды │-охлажда- │
│ │газы и │       │ объекта. │       │          │       │ емая.    │
│ │пары   ├───────┼──────────┼───────┼──────────┼───────┼──────────┤
│ │       │       │-непрерыв-│       │-вязкост- │       │          │
│ │  51 0H 59 0:  │       │ 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   │
├──────┼───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │ Эффективная скорость откачки по    │    │     │      │
│──────│ 4f 0Z 41 0│ газовым составляющим               │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│ В С  │ 4o 0  │                                    │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 42 0│ Предельное остаточное давление     │ +  │ кол │  -   │
│──────├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │                                    │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 43 0│ Наибольшее рабочее давление        │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │                                    │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 44 0│ Наибольшее давление запуска        │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │ Масс-спектрометрический состав     │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 45 0│ остаточной среды                   │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │ Время достижения предельного       │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 46 0│ давления                           │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 41 0│ Средний ресурс                     │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 42 0│ Наработка на отказ                 │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 43 0│ Среднее время восстановления       │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │ Периодичность профилактических     │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 44 0│ ремонтов                           │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 45 0│ Допускаемая температура прогрева   │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 46 0│ Потебляемая мощность               │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 47 0│ Затраты на эксплуатацию            │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 41 0│ Трудоемкость изготовления          │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 42 0│ Коэффициент унификации             │ -  │ кол │  +   │
└──────┴───┴────────────────────────────────────┴────┴─────┴──────┘

                              - 161 -


                                          Продолжение таблицы П.3.

┌──────┬───┬────────────────────────────────────┬────┬─────┬──────┐
│  1   │ 2 │                3                   │ 4  │  5  │  6   │
├──────┼───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 43 0│ Стоимость                          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 44 0│ Экономическая эффективность        │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 41 0│ Диаметр условного прохода          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 42 0│ Масса                              │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 4o 0  │                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 43 0│ Габариты                           │ +  │ кол │  -   │
╞══════╪═══╪════════════════════════════════════╪════╪═════╪══════╡
│      │ 41 0  41 0│ Быстрота действия по газовым       │    │     │      │
│  ФМ 41 0 │ 4f 0Z 41 0│ составляющим                       │ +  │ кол │  +   │
│──────├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│ваку- │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│умный │ 4f 0Z 42 0│ Предельное остаточное давление     │ +  │ кол │  -   │
│насос ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│──────│ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 43 0│ Наибольшее рабочее давление        │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 44 0│ Наибольшее давление запуска        │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 45 0│ Время запуска (отключения)         │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 46 0│ Устойчивость к перегрузкам         │ -  │ кач │неопр.│
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│ Необходимость регенерации после    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 41 0│ откачки                            │ -  │ кач │неопр.│
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 42 0│ Наличие электромагнитных возмущений│ -  │ кач │неопр.│
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 43 0│ Наличие вибраций                   │ -  │ кач │неопр.│
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 44 0│ Допускаемая температура прогрева   │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 45 0│ Средний ресурс                     │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 46 0│ Наработка на отказ                 │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 47 0│ Среднее время восстановления       │ -  │ кол │  -   │
└──────┴───┴────────────────────────────────────┴────┴─────┴──────┘

                              - 162 -


                                          Продолжение таблицы П.3.

┌──────┬───┬────────────────────────────────────┬────┬─────┬──────┐
│  1   │ 2 │                3                   │ 4  │  5  │  6   │
├──────┼───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│ Периодичность профилактических     │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 48 0│ ремонтов                           │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 49 0│ Потребляемая мощность              │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 410 0 Затраты на эксплуатацию            │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 41 0│ Трудоемкость изготовления          │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 42 0│ Коэффициент унификации             │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 43 0│ Стоимость                          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 44 0│ Экономическая эффективность        │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 41 0│ Диаметр условного прохода          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 42 0│ Масса                              │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  41 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 43 0│ Габариты                           │ +  │ кол │  -   │
╞══════╪═══╪════════════════════════════════════╪════╪═════╪══════╡
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│  ФМ 42 0 │ 4f 0Z 41 0│ Проводимость                       │ +  │ кол │  +   │
│──────├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│В К А │ 4f 0Z 42 0│ Натекание                          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│──────│ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 43 0│ Быстрота срабатывания              │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 41 0│ Предел применения по вакууму       │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 42 0│ Допустимая частота включения       │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 43 0│ Возможность работы в любом положении -  │ кач │неопр.│
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 44 0│ Возможность аварийного срабатывания│ -  │ кач │неопр.│
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 45 0│ Допускаемая температура прогрева   │ +  │ кол │  +   │
└──────┴───┴────────────────────────────────────┴────┴─────┴──────┘

                              - 163 -


                                          Продолжение таблицы П.3.

┌──────┬───┬────────────────────────────────────┬────┬─────┬──────┐
│  1   │ 2 │                3                   │ 4  │  5  │  6   │
├──────┼───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 46 0│ Средний ресурс                     │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 47 0│ Наработка на отказ                 │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 48 0│ Среднее время восстановления       │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│ Периодичность профилактических     │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 49 0│ ремонтов                           │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 410 0 Потребляемая мощность              │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 411 0 Затраты на эксплуатацию            │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 41 0│ Трудоемкость изготовления          │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 42 0│ Коэффициент унификации             │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 43 0│ Стоимость                          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 44 0│ Экономическая эффективность        │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 41 0│ Диаметр условного прохода          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 42 0│ Масса                              │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  42 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 43 0│ Габариты                           │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 2 0│ Взаимное расположение осей         │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 44 0│ проходных отверстий                │ +  │ кач │неопр.│
╞══════╪═══╪════════════════════════════════════╪════╪═════╪══════╡
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│  ФМ 43 0 │ 4f 0Z 41 0│ Максимальный регулируемый поток    │ +  │ кол │  +   │
│──────├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│нате- │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│катель│ 4f 0Z 42 0│ Минимальный регулируемый поток     │ +  │ кол │  -   │
│──────├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 43 0│ Быстрота срабатывания              │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 41 0│ Предел применения по вакууму       │ -  │ кол │  -   │
└──────┴───┴────────────────────────────────────┴────┴─────┴──────┘

                              - 164 -


                                          Продолжение таблицы П.3.

┌──────┬───┬────────────────────────────────────┬────┬─────┬──────┐
│  1   │ 2 │                3                   │ 4  │  5  │  6   │
├──────┼───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 42 0│ Возможность работы в любом положении -  │ кач │неопр.│
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 43 0│ Допускаемая температура прогрева   │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 44 0│ Средний ресурс                     │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 45 0│ Наработка на отказ                 │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 46 0│ Среднее время восстановления       │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│ Периодичность профилактических     │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 47 0│ ремонтов                           │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 48 0│ Потребляемая мощность              │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 49 0│ Затраты на эксплуатацию            │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 41 0│ Трудоемкость изготовления          │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 42 0│ Коэффициент унификации             │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 43 0│ Стоимость                          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 44 0│ Экономическая эффективность        │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 41 0│ Диаметр условного прохода          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 42 0│ Масса                              │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  43 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 43 0│ Габариты                           │ +  │ кол │  -   │
╞══════╪═══╪════════════════════════════════════╪════╪═════╪══════╡
│      │ 41 0  44 0│                                    │    │     │      │
│  ФМ 44 0 │ 4f 0Z 41 0│ Поток газовыделения                │ +  │ кол │  -   │
│──────├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│комму-│ 41 0  44 0│                                    │    │     │      │
│ ника-│ 4f 0Z 42 0│ Натекание                          │ +  │ кол │  -   │
│ ции  ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│──────│ 41 0  44 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 43 0│ Проводимость                       │ +  │ кол │  +   │
└──────┴───┴────────────────────────────────────┴────┴─────┴──────┘

                              - 165 -


                                          Продолжение таблицы П.3.

┌──────┬───┬────────────────────────────────────┬────┬─────┬──────┐
│  1   │ 2 │                3                   │ 4  │  5  │  6   │
├──────┼───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  44 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 41 0│ Допускаемая температура прогрева   │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  44 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 42 0│ Средний ресурс                     │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  44 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 43 0│ Наработка на отказ                 │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  44 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 44 0│ Среднее время восстановления       │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  44 0│ Периодичность профилактических     │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 45 0│ ремонтов                           │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  44 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 46 0│ Затраты на эксплуатацию            │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  44 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 41 0│ Трудоемкость изготовления          │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  44 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 42 0│ Стоимость                          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  44 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 43 0│ Экономическая эффективность        │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  44 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 41 0│ Диаметр условного прохода          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  44 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 42 0│ Масса                              │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  44 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 43 0│ Габариты                           │ +  │ кол │  -   │
╞══════╪═══╪════════════════════════════════════╪════╪═════╪══════╡
│      │ 41 0  45 0│                                    │    │     │      │
│  ФМ 45 0 │ 4f 0Z 41 0│ Поток газовыделения                │ +  │ кол │  -   │
│──────├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│ рабо-│ 41 0  45 0│                                    │    │     │      │
│ чая  │ 4f 0Z 42 0│ Натекание                          │ +  │ кол │  -   │
│камера├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│──────│ 41 0  45 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 41 0│ Предел применения по вакууму       │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  45 0│ Воздействие на состав остаточной   │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 42 0│ среды                              │ -  │ кач │неопр.│
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  45 0│ Периодичность профилактических     │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 43 0│ ремонтов                           │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  45 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 44 0│ Допускаемая температура прогрева   │ +  │ кол │  +   │
└──────┴───┴────────────────────────────────────┴────┴─────┴──────┘

                              - 166 -


                                          Продолжение таблицы П.3.

┌──────┬───┬────────────────────────────────────┬────┬─────┬──────┐
│  1   │ 2 │                3                   │ 4  │  5  │  6   │
├──────┼───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  45 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 45 0│ Средний ресурс                     │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  45 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 46 0│ Наработка на отказ                 │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  45 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 47 0│ Затраты на эксплуатацию            │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  45 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 41 0│ Трудоемкость изготовления          │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  45 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 42 0│ Стоимость                          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  45 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 43 0│ Экономическая эффективность        │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  45 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 41 0│ Диаметр условного прохода          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  45 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 42 0│ Масса                              │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  45 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 43 0│ Габариты                           │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  45 0│ Площадь поверхности, обращенной    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 44 0│ в вакуум                           │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  45 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 45 0│ Материал  4               0            │ -  │ кач │неопр.│
╞══════╪═══╪════════════════════════════════════╪════╪═════╪══════╡
│      │ 41 0  46 0│                                    │    │     │      │
│  ФМ 46 0 │ 4f 0Z 41 0│ Поток газовыделения                │ +  │ кол │  -   │
│──────├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│ловуш-│ 41 0  46 0│                                    │    │     │      │
│  ка  │ 4f 0Z 42 0│ Натекание                          │ +  │ кол │  -   │
│──────├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  46 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 43 0│ Проводимость                       │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  46 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 41 0│ Допускаемая температура прогрева   │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  46 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 42 0│ Средний ресурс                     │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  46 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 43 0│ Наработка на отказ                 │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  46 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 44 0│ Среднее время восстановления       │ -  │ кол │  -   │
└──────┴───┴────────────────────────────────────┴────┴─────┴──────┘

                              - 167 -


                                          Продолжение таблицы П.3.

┌──────┬───┬────────────────────────────────────┬────┬─────┬──────┐
│  1   │ 2 │                3                   │ 4  │  5  │  6   │
├──────┼───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  46 0│ Периодичность профилактических     │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 45 0│ ремонтов                           │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  46 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 46 0│ Затраты на эксплуатацию            │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  46 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 41 0│ Трудоемкость изготовления          │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  46 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 42 0│ Стоимость                          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  46 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 41 0│ Диаметр условного прохода          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  46 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 42 0│ Масса                              │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  46 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 43 0│ Габариты                           │ +  │ кол │  -   │
╞══════╪═══╪════════════════════════════════════╪════╪═════╪══════╡
│      │ 41 0  47 0│                                    │    │     │      │
│  ФМ 47 0 │ 4f 0Z 41 0│ Диапазон измеряемого давления      │ +  │ кол │  +   │
│──────├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│вакуу-│ 41 0  47 0│                                    │    │     │      │
│ метр │ 4f 0Z 42 0│ Относительная погрешность измерения│ -  │ кол │  -   │
│──────├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  47 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 43 0│ Быстрота действия                  │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  47 0│ Коэффициент относительной          │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 44 0│ чувствительности по газам          │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  47 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 41 0│ Наличие электромагнитных возмущений│ -  │ кач │неопр.│
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  47 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 42 0│ Средний ресурс                     │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  47 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 43 0│ Наработка на отказ                 │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  47 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 44 0│ Потребляемая мощность              │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  47 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 45 0│ Затраты на эксплуатацию            │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  47 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 41 0│ Трудоемкость изготовления          │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 7 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 42 0│ Коэффициент унификации             │ -  │ кол │  +   │
└──────┴───┴────────────────────────────────────┴────┴─────┴──────┘

                              - 168 -


                                          Продолжение таблицы П.3.

┌──────┬───┬────────────────────────────────────┬────┬─────┬──────┐
│  1   │ 2 │                3                   │ 4  │  5  │  6   │
├──────┼───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  47 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 43 0│ Стоимость                          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  47 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 44 0│ Экономическая эффективность        │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  47 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 41 0│ Масса                              │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  47 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 42 0│ Габариты                           │ +  │ кол │  -   │
╞══════╪═══╪════════════════════════════════════╪════╪═════╪══════╡
│      │ 41 0  48 0│                                    │    │     │      │
│  ФМ 48 0 │ 4f 0Z 41 0│ Передаваемое усилие (момент)       │ +  │ кол │  +   │
│──────├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│ ввод │ 41 0  48 0│                                    │    │     │      │
│──────│ 4f 0Z 42 0│ Величина перемещения (поворота)    │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  48 0│ Скорость перемещения               │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 43 0│ (частота вращения)                 │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  48 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 41 0│ Допускаемая температура прогрева   │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  48 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 42 0│ Натекание через уплотнение         │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 8 0│ Воздействие на состав остаточной   │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 43 0│ среды                              │ -  │ кач │неопр.│
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  48 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 44 0│ Средний ресурс                     │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  48 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 45 0│ Наработка на отказ                 │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  48 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 46 0│ Затраты на эксплуатацию            │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  48 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 41 0│ Трудоемкость изготовления          │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 8 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 42 0│ Коэффициент унификации             │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  48 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 43 0│ Стоимость                          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  48 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 44 0│ Экономическая эффективность        │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 8 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 41 0│ Расположение осей вала или штока   │ -  │ кач │неопр.│
└──────┴───┴────────────────────────────────────┴────┴─────┴──────┘

                              - 169 -


                                          Продолжение таблицы П.3.

┌──────┬───┬────────────────────────────────────┬────┬─────┬──────┐
│  1   │ 2 │                3                   │ 4  │  5  │  6   │
├──────┼───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 8 0│ Вид и направление передаваемого    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 42 0│ движения                           │ +  │ кач │неопр.│
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  48 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 43 0│ Масса                              │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  48 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 44 0│ Габариты                           │ +  │ кол │  -   │
╞══════╪═══╪════════════════════════════════════╪════╪═════╪══════╡
│      │ 41 0  49 0│                                    │    │     │      │
│  ФМ 49 0 │ 4f 0Z 41 0│ Максимальная полезная мощность     │ +  │ кол │  +   │
│──────├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│нагре-│ 41 0  49 0│                                    │    │     │      │
│ватель│ 4f 0Z 42 0│ Время выхода на рабочий режим      │ -  │ кол │  -   │
│──────├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  49 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4f 0Z 43 0│ Максимальная температура нагрева   │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  49 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 41 0│ Средний ресурс                     │ +  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  49 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 42 0│ Наработка на отказ                 │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  49 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4h 0Z 43 0│ Затраты на эксплуатацию            │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  49 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 41 0│ Трудоемкость изготовления          │ -  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  49 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 42 0│ Стоимость                          │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  49 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4p 0Z 43 0│ Экономическая эффективность        │ -  │ кол │  +   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  49 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 41 0│ Масса                              │ +  │ кол │  -   │
│      ├───┼────────────────────────────────────┼────┼─────┼──────┤
│      │ 41 0  49 0│                                    │    │     │      │
│      │ 4k 0Z 42 0│ Габариты                           │ +  │ кол │  -   │
└──────┴───┴────────────────────────────────────┴────┴─────┴──────┘



     Условные обозначения: +/- - существенный/несущественный; мак-

симизируемый/минимизируемый параметр; кол/кач - количественный/ка-

чественный параметр.
.
                              - 170 -

                                4o
                                4f 0Z 41
                      4o 0           4о        o
                      4k 0Z 43 0                  4f 0Z 42
                         4o 0   4  0             4o


                 4o 0                             4o
                 4k 0Z 42 0  5о 0                       5о 0  4f 0Z 45



                 4o 0                             4o
                 4k 0Z 41 0  5о 0                       5о 0  4f 0Z 46


                     4o 0    4o 0    4  0          4  0  4o o
                     4p 0Z 43 0                    4h 0Z 41
                                 4o
                                4o
                                4h 0Z 45




     Рис. П.1. Граф связей существенных параметров свойств ВС.



                                41 1
                                4f 0Z 41
                     41 0  41 0          4о         1 1
                     4k 0Z 43 0                    4f 0Z 42
                         4o 0   4  0             4o



                 41 0  41 0                             41 1
                 4k 0Z 42 0  5о 0                         5о 0  4f 0Z 43



                 41 0  41 0                            41 1
                 4k 0Z 41 0   5о 0                      4о 0   4f 0Z 44


                             4o 0         4о
                          41 0  41 0           41 1
                          4p 0Z 43 0           4h 0Z 45





     Рис. П.2. Граф связей существенных параметров свойств
               ФМ 41 0 - насос.
.
                              - 171 -

                                41 2
                                4f 0Z 41
                       41 0  42 0        4о        1 2
                       4k 0Z 44 0                 4f 0Z 42
                          4о 0              5о
                                               41 2
                 41 0  42 0                            4f 0Z 43
                 4k 0Z 43 0                          4о
                     5о


                                              4о 1 2
                 41 0  42 0  4о 0                           4h 0Z 45
                 4k 0Z 42

                                           4о 1 2
                    41 0  42 0  5о  0                    4h 0Z 46
                    4k 0Z 41
                              4o 0       4o
                            41 0  42 0       41 2
                            4p 0Z 43 0       4h 0Z 410





     Рис. П.3. Граф связей существенных параметров свойств
               ФМ 42 0 - ВКА.



                                41 3
                                4f 0Z 41
                      41 0  43 0         4о        1 3
                      4k 0Z 43 0                  4f 0Z 42
                         4o 0   4  0             4o


                 41 0  43 0                           41 3
                 4k 0Z 42 0  5о 0                       5о 0  4f 0Z 43



                 41 0  43 0                           41 3
                 4k 0Z 41 0  5о 0                       5о 0  4h 0Z 43


                     41 0  43 0  4o 0    4  0          4  0  4o 1 3
                     4p 0Z 43 0                    4h 0Z 44
                                 4o
                                41 3
                                4h 0Z 48




     Рис. П.4. Граф связей существенных параметров свойств
               ФМ 43 0 - натекатель.
.
                              - 172 -

                                41 4
                                4f 0Z 41
                     41 0  44 0          4о         1 4
                     4k 0Z 43 0                    4f 0Z 42
                         4o 0   4  0             4o



                 41 0  44 0                             41 4
                 4k 0Z 42 0  5о 0                         5о 0  4f 0Z 43



                 41 0  44 0                            41 4
                 4k 0Z 41 0   5о 0                      4о 0   4h 0Z 41


                             4o 0         4о
                          41 0  44 0           41 4
                          4p 0Z 42 0           4h 0Z 42



     Рис. П.5. Граф связей существенных параметров свойств
               ФМ 44 0 - коммуникации.



                                41 5
                                4f 0Z 41
                       41 0  45 0        4о        1 5
                       4k 0Z 45 0                 4f 0Z 42
                          4о 0              5о
                                               41 5
                 41 0  45 0                            4h 0Z 41
                 4k 0Z 44 0                          4о
                     5о


                                              4о 1 5
                 41 0  45 0  4о 0                           4h 0Z 44
                 4k 0Z 43

                                           4о 1 5
                    41 0  45 0  5о  0                    4h 0Z 45
                    4k 0Z 42
                              4o 0       4o
                            41 0  45 0       41 5
                            4k 0Z 41 0       4p 0Z 42





     Рис. П.6. Граф связей существенных параметров свойств
               ФМ 45 0 - рабочая камера.

.
                              - 173 -


                                41 6
                                4f 0Z 41
                                 4о
                    41 0  46 0                      41 6
                    4k 0Z 43 0                      4f 0Z 42
                        5о 0                  5о



                41 0  46 0                               41 6
                4k 0Z 42 0  5о 0  4  0                         5o 0  4f 0Z 43





                    41 0  46 0  5о  0    4  5             о 4 1 6
                    4k 0Z 41 0                       4h 0Z 42
                                 4o
                                41 6
                                4p 0Z 42



     Рис. П.7. Граф связей существенных параметров свойств
               ФМ 46 0 - ловушка.






                                41 7
                                4f 0Z 41
                                 4о




                 41 0  47 0                            41 7
                 4k 0Z 42 0  5о 0                        5о 0  4h 0Z 42







                     41 0  47 0  4o 0    4  0            4o 1 7
                     4k 0Z 41 0                    4p 0Z 43




     Рис. П.8. Граф связей существенных параметров свойств
               ФМ 47 0 - вакууметр.
.
                              - 174 -


                                41 0  48
                                4f 0Z 41
                      41 0  48 0         4о        1 8
                      4k 0Z 44 0                  4f 0Z 42
                         4o 0   4  0             4o


                 41 0  48 0                           41 8
                 4k 0Z 43 0  5о 0                       5о 0  4f 0Z 43



                 41 0  48 0                           41 8
                 4k 0Z 42 0  5о 0                       5о 0  4h 0Z 41


                     41 0  48 0  4o 0    4  0          4  0  4o 1 8
                     4p 0Z 43 0                    4h 0Z 42
                                 4o
                                41 8
                                4h 0Z 44



     Рис. П.9. Граф связей существенных параметров свойств
               ФМ 48 0 - ввод.




                                41 9
                                4f 0Z 41
                                 4о


                  41 0  49 0                          41 9
                  4k 0Z 42 0  4о 0                      4о 0  4f 0Z 43






                  41 0  49 0                          41 9
                  4k 0Z 41 0  5о 0                      5о 0  4h 0Z 41



                                 4o
                                41 9
                                4p 0Z 42



     Рис. П.10. Граф свяэей существенных параметров свойств
                ФМ 49 0 - нагреватель.
.
                              - 175 -


                                                   Таблица П.4.

       Таблица связей существенных свойств ВС со свойствами ее ФМ.

             ┌──────────┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
             │        ВС│ 4o 0  │ 4o 0  │ 4o 0  │ 4o 0  │ 4o 0  │ 4o 0  │ 4o 0  │ 4o 0  │ 4o 0  │ 4o 0  │
             │ФМ        │ 4f 0Z 41 0│ 4f 0Z 42 0│ 4f 0Z 45 0│ 4f 0Z 46 0│ 4h 0Z 41 0│ 4h 0Z 45 0│ 4p 0Z 43 0│ 4k 0Z 41 0│ 4k 0Z 42 0│ 4k 0Z 43 0│
             ├──────┬───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │  1   │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │ 6 │ 7 │ 8 │ 9 │ 10│ 11│ 12│
             ├──────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  41 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │  ФМ 41 0 │ 4f 0Z 41 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │
             │──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │ваку- │ 41 0  41 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │умный │ 4f 0Z 42 0│ 0 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │
             │насос ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │──────│ 41 0  41 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4f 0Z 43 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  41 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4f 0Z 44 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  41 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 45 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  41 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4p 0Z 43 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  41 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 41 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  41 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 42 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  41 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 43 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │
             ╞══════╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╡
             │      │ 41 0  42 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │  ФМ 42 0 │ 4f 0Z 41 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  42 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │В К А │ 4f 0Z 42 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │──────│ 41 0  42 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4f 0Z 43 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  42 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 45 0│ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  42 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 46 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  42 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 41 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  42 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4p 0Z 43 0│ 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│
             ├──────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  42 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 41 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  42 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 42 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  42 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 43 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 2 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 44 0│ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             ╞══════╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╡
             │      │ 41 0  43 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │  ФМ 43 0 │ 4f 0Z 41 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │нате- │ 41 0  43 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │катель│ 4f 0Z 42 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  43 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4f 0Z 43 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  43 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 43 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  43 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 44 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  43 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 48 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  43 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4p 0Z 43 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  43 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 41 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  43 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 42 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  43 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 43 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │
             ╞══════╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╡
             │      │ 41 0  44 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │  ФМ 44 0 │ 4f 0Z 41 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │комму-│ 41 0  44 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │ ника-│ 4f 0Z 42 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │ ции  ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │──────│ 41 0  44 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4f 0Z 43 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  44 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 41 0│ 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│
             ├──────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  44 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 42 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  44 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4p 0Z 42 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  44 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 41 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  44 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 42 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  44 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 43 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │
             ╞══════╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╡
             │      │ 41 0  45 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │  ФМ 45 0 │ 4f 0Z 41 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │рабо- │ 41 0  45 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │чая   │ 4f 0Z 42 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │камера├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │──────│ 41 0  45 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 41 0│ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  45 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 44 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  45 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 45 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  45 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4p 0Z 42 0│ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  45 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 41 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  45 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 42 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  45 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 43 0│ 0 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  45 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 44 0│ 0 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  45 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 45 0│ 0 │ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             ╞══════╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╡
             │  ФМ 46 0 │ 41 0  46 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │──────│ 4f 0Z 41 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │ловуш-├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │  ка  │ 41 0  46 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │──────│ 4f 0Z 42 0│ 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│
             ├──────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  46 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4f 0Z 43 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  46 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 42 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  46 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4p 0Z 42 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  46 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 41 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  46 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 42 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  46 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 43 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │
             ╞══════╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╡
             │      │ 41 0  47 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │  ФМ 47 0 │ 4f 0Z 41 0│ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │ваку- │ 41 0  47 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │уметр │ 4h 0Z 42 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  47 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4p 0Z 43 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  47 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 41 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  47 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 42 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │
             ╞══════╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╡
             │      │ 41 0  48 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │  ФМ 48 0 │ 4f 0Z 41 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │ ввод │ 41 0  48 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │──────│ 4f 0Z 42 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  48 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4f 0Z 43 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  48 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 41 0│ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  48 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 42 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  48 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 44 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  48 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4p 0Z 43 0│ 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 8 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 42 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  48 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 43 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  48 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 44 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │
             ╞══════╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╪═══╡
             │      │ 41 0  49 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │  ФМ 49 0 │ 4f 0Z 41 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │нагре-│ 41 0  49 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │ватель│ 4f 0Z 43 0│ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │──────├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  49 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4h 0Z 41 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  49 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4p 0Z 42 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  49 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 41 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │
             │      ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
             │      │ 41 0  49 0│   │   │   │   │   │   │   │   │   │   │
             │      │ 4k 0Z 42 0│ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │
             └──────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

                             - 180 -

                                                   Таблица П5.

   Фрагмент таблицы  соответствия для выбора типа высоковакуумного
                          насоса (ФМ 41 0).
┌───────────────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┐
│       Тип ФМ 41 0 │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   │
│ 41 0  41 0├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│ 4f 0Z 41 0│ 500 - 1000│  1   │  1   │  0   │  1   │  0   │  0   │  1   │
│   ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│   │1000 - 5000│  1   │  1   │  0   │  1   │  1   │  1   │  1   │
│   ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│   │5000 -2 77 010 54 0│  1   │  1   │  0   │  0   │  1   │  1   │  0   │
│   ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│   │2 77 010 54 0-1 77 010 55 0│  1   │  0   │  0   │  0   │  1   │  1   │  0   │
├───┼───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│   │  < 10 5-4 0   │  1   │  1   │  1   │  1   │  1   │  1   │  1   │
│   ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│   │  < 10 5-5 0   │  1   │  0   │  1   │  1   │  1   │  1   │  1   │
│   ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│   │  < 10 5-6 0   │  0   │  0   │  1   │  1   │  1   │  1   │  1   │
│ 41 0  41 0├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│ 4f 0Z 42 0│  < 10 5-7 0   │  0   │  0   │  1   │  1   │  1   │  1   │  1   │
│   ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│   │  < 10 5-8 0   │  0   │  0   │  1   │  1   │  1   │  1   │  0   │
│   ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│   │  < 10 5-9 0   │  0   │  0   │  1   │  0   │  0   │  1   │  0   │
│   ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│   │  < 10 5-10 0  │  0   │  0   │  1   │  0   │  0   │  0   │  0   │
├───┼───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│   │ 10 5-1 0- 10 5-3 0│  1   │  1   │  1   │  0   │  0   │  0   │  1   │
│   ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│   │ 10 5-3 0- 10 5-5 0│  1   │  0   │  1   │  1   │  0   │  0   │  1   │
│ 41 0  41 0├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│ 4f 0Z 43 0│ 10 5-5 0- 10 5-7 0│  0   │  0   │  1   │  1   │  1   │  1   │  1   │
│   ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│   │ 10 5-7 0- 10 5-9 0│  0   │  0   │  1   │  1   │  1   │  1   │  0   │
│   ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│   │ 10 5-9 0-10 5-11 0│  0   │  0   │  1   │  0   │  0   │  1   │  0   │
├───┼───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│   │ 200 - 20  │  1   │  1   │  0   │  0   │  0   │  0   │  0   │
│   ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│ 41 0  41 0│  20 - 1   │  1   │  1   │  0   │  1   │  1   │  0   │  1   │
│ 4f 0Z 44 0├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│   │   1 - 0.1 │  1   │  1   │  0   │  1   │  1   │  0   │  1   │
│   ├───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│   │ 10 5-1 0- 10 5-3 0│  1   │  1   │  1   │  1   │  1   │  1   │  1   │
├───┼───────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│                                                                │
│...     ...      ...    ...    ...    ...    ...    ...    ...  │
│                                                                │
└────────────────────────────────────────────────────────────────┘
