Метод синтеза структур, модели и инструментальные средства интерактивных систем объемного геометрического моделирования

• Автор: Балабанов, Андрей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СТРУКТУРНОГО

ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ

1.1 Современный подход к структурному проектированию

1.2 Современные средства структурного проектирования.

1.2.1 Методология ГОЕГО

1.2.1Л Функциональный блок

1.2Л .2 Интерфейсная дуга.

1.2.1.3 Декомпозиция

1.2.1.4 Ограничения сложности ЮЕГОдиаграмм.

1.2.2 Унифицированный язык моделирования ЦМЬ
1.2.2.1 Общие сведения
1.2.2.2 Диаграммы языка ЦМЬ.
1.2.3 Метод синтеза структур систем.
1.2.3.1 Этапы формализованного синтеза структур систем
1.2.3.2 Примеры генерации возможных вариантов реализации систем
1.2.3.3 Построение сетевых моделей вариантов реализации структур
систем.
1.3 Основные выводы главы 1.
ГЛАВА 2. СИНТЕЗ СТРУКТУР ИНТЕРАКТИВНЫХ СИСТЕМ
ОБЪЕМНОГО ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
2.1 Анализ структур интерактивных систем объемного геометрического
моделирования.
2.2 Анализ геометрических процессоров.
2.3 Операции со структурами алгоритмов
2.4 Синтез структур.
2.5 Основные выводы главы 2.
ГЛАВА 3. ЗИМОДЕЛИ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ИНТЕРАКТИВНЫХ СИСТЕМ ОБЪЕМНОГО ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
ЗЛ Анализ и классификация структур данных объемных
геометрических моделей.
ЗЛЛ Теоретические оценки сложности кодирования структур данных
З Л .2 Классификация структур данных по способу и
точности кодирования.
3.2. Разработка инструментальных средств.
3.2.1 Обобщенная сетевая модель
3.2.2 База данных ЗИмоделей.
3.2.2.1 Алгоритм построения ЗИмоделей методом
поверхностного представления.
3.2.2.2 Алгоритм построения ЗИмоделей методом 2,представления
3.3 Основные выводы главы 3.
ГЛАВА 4. СОЗДАНИЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ИНТЕРАКТИВНЫХ СИСТЕМ ОБЪЕМНОГО ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
4.1 Интерактивное учебное пособие для изучения узлов и агрегатов автомобиля
4.2 Медицинский тренажер для освоения операции стентирования
4.3 Система ситуационного моделирования.
4.4 Система виртуальной настройки роботов.
4.5 Пул свободных производственных мощностей предприятий виртуальной корпорации
4.6 Система управления магнитной капсулой эндоскопа.
4.7 Геометрический процессор установки послойного синтеза.
4.8 Основные выводы главы 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Классификация структур данных по способу и
точности кодирования
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Основные объемные геометрические модели из
разработанной базы данных
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Программная реализация алгоритма построения
моделей сложных поверхностей порядка пхт
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Программная реализация алгоритма построения
моделей коронарных сосудов по данным
компьютерной томографии
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Акты о внедрении
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Результаты диссертационной работы использовались при разработке ОСМ и ЗО-моделей для интерактивного технического руководства по сборке узлов и агрегатов автомобиля (для ООО «Техстанко»), системы ситуационного моделирования, системы управления движением магнитной капсулы эндоскопа (по проекту РФФИ № 3-а), медицинского тренажера для проведения операции стентирования (для ООО «Техстанко»), пула свободных производственных мощностей предприятий виртуальной корпорации (по государственному контракту ГК № . ОАО НИАТ, тема -М). Реализация результатов работы. Разработка интерактивного учебного пособия по сборке узлов и агрегатов автомобиля для профильных учебных заведений г. Москвы (совместный проект с ООО «Техстанко»). Медицинский тренажер для освоения операции стентирования (Научно-практический центр интервенционной кардиоангиологии). ГК № . Разработка установки послойного синтеза деталей из металлических порошков (для ОАО НИАТ, тема -М). Разработка теории магнитной локации и управления движением магнитной капсулы эндоскопа и создание макета измерительно-управляющего комплекса с капсулой (проект РФФИ № 3-а). Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на III Всероссийской молодежной конференции по проблемам управления ВМКПУ’ (ИЛУ РАН, ), IV Всероссийской школе-семинаре молодых ученых «Проблемы управления и информационные технологии ПУИТ’» (Казань, г. Семинаре молодых ученых ИТГУ РАН (ИЛУ РАН, ), III Отраслевой научно-технической конференции (МТУСИ, ), VIII—X Международных конференциях «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта САЛ/САМ/РЛМ» (ИЛУ РАН, , и гг. Семинаре молодых ученых ИЛУ РАН (ИЛУ РАН, ). Публикации. Основные результаты научных исследований по теме диссертации опубликованы в печатных работах, среди которых 3 работы опубликованы в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ ([1-3] в списке публикаций по теме диссертации). Основное содержание работы. Во введении рассматриваются понятие ИСОГМ, а также история и современные тенденции развития средств их создания. Показана актуальность задачи совершенствования средств структурного проектирования таких систем и создания инструментальных средств для их построения. В главе 1 проведен анализ современных методов структурного проектирования программно реализованных систем. Выделены основные достоинства и недостатки проанализированных методов. Показано, что на сегодняшний день практически не существует методов, непосредственно предназначенных для синтеза структур ИСОГМ. Доказано, что наиболее пригодным для ИСОГМ методом, основанном на формализованном синтезе структур, является метод Е. И. Артамонова [], разработанный вначале для проектирования цифровых устройств и развитый им в последующем применительно к программному обеспечению САПР и к структурам виртуальных производств. Метод Е. И. Артамонова был выбран автором в качестве базового при разработке метода синтеза структур ИСОГМ. В главе 2 рассмотрен разработанный метод синтеза структур ИСОГМ. Введены понятия «локальный алгоритм» и «локальная структура». Подробно описаны операции со структурами алгоритмов функционирования ИСОГМ. Определены правила объединения локальных алгоритмов, а также критерии выбора лучшей программной реализации алгоритма функционирования ИСОГМ. В основных выводах по главе 2 указаны отличительные особенности разработанного метода. В главе 3 представлены анализ и классификация структур данных -моделей, полученные аналитические соотношения для оценки сложности их программной реализации, а также инструментальные средства для разработки специализированных ИСОГМ. В результате проведенного анализа установлено, что, в основном, все современные геометрические процессоры поддерживают несколько основных типов структур данных ЗО-моделей. ИСОГМ, а также база данных -моделей. В главе 4 представлены разработанные алгоритмы функционирования специализированных ИСОГМ, синтезированы структуры их программной реализации, создано программное обеспечение. В Заключении приводятся общие выводы по диссертационной работе. Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации составляет 5 страниц машинописного текста. Диссертация содержит рисунков и 3 таблицы. Список литературы состоит из наименований.