Управление сложными проектами в интегрированных САПР - часть 7

 

 

27

проекта приходится решать проблему проектирования изделия в целом, а не от-
носительно  узкие  проблемы  отдельных  разработчиков.  В  большинстве случаев 
в совместной работе над проектом заняты специалисты по нескольким дисцип-
линам. При этом для каждой дисциплины (механики, электроники и программ-
ного обеспечения) имеется собственный набор инструментальных средств и ряд 
проблем  процесса  проектирования.  Инфраструктура  должна  управлять  проект-
ными данными, формируемыми различными инструментальными программны-
ми  средствами  на  различных  инструментальных  машинах при достаточно про-
извольном их территориальном (или даже географическом) размещении. Кроме 
того,  инфраструктура    должна  работать  с  данными,  необходимыми  для  управ-
ления версиями проекта и обеспечения его трассируемости. 

По  мнению  экспертов  CFI  для  эффективной  работы  необходима  инфра-

структура более высокого уровня, чем представленные выше типы инфраструк-
тур  САПР.  Эта инфраструктура, называемая комплексной средой проектирова-
ния с автоматизированным управлением, должна обеспечивать когерентность и 
стабильность  среды  проектирования  в  целом,  а  также  поддерживаемого  ею 
процесса  проектирования.  Комплексная  среда  проектирования  должна  сбалан-
сированной, т.е. в равной степени учитывать потребности разработчика в отно-
шении  гибкости  проектирования  и  требования  руководства  к  эффективности 
управления.  Кроме  того,  она  должна  представлять  собой  открытую  систему, 
предусматривающую  возможность  совместной  работы  инструментальных 
средств проектирования различных производителей. 

В  качестве  примера  развитой  инфраструктуры  САПР,  удовлетворяющей 

целому ряду целевых требований CFI, можно привести программный комплекс 

PowerFrame,  разработанный  фирмой  Digital  Equipment  Corp.  (DEC)  [27].  В  ча-
стности,  инфраструктура  PowerFrame  реализует  возможности  параллельного 
проектирования,  поскольку  содержит  автоматизированные  средства  для  коор-
динации  работ  и  продвижения  разрабатываемого  проекта  при  участии  специа-
листов многих смежных дисциплин.  

Программный  комплекс  PowerFrame  поддерживает  разнородную  сеть 

АРМ,  которая  может  быть  представлена  компьютерами  различных  производи-
телей  и  архитектур:  компьютеры  семейства  VAX  и  компьютеры  с  RISC-
архитектурой,  производимые  фирмой  DEC  и  функционирующие  под  управле-

 

 

28

нием операционных систем (ОС) VMS и ULTRIX соответственно, рабочие стан-
ции  Sun,  SPARCStation  и  SPARCServer  фирмы  Sun  Microsystems  Inc.  и  Apollo 
фирмы  Hewlett-Packard  Corp.,  управляемые  ОС  UNIX.    Для  взаимодействия 
представленных в сети АРМ, управляемых ОС UNIX, используется сетевой про-
токол TCP/IP. 

В заключение следует отметить следующее. Хотя за последние десять лет 

в  научно-технических  периодических  изданиях  довольно  часто  появлялись  за-
метки  и  статьи  по  тематике  инфраструктур  САПР,  все  они  имели  либо  анонс-
ный, либо обзорный характер, описывая функциональные возможности инфра-
структур без раскрытия концептуальных основ их построения. Концептуальные 
основы  построения  инфраструктур  САПР  представляют  важнейший  элемент 

“ноу-хау”  (know  how)    фирм,  разрабатывающих  и  поставляющих  подобные  ин-
струментальные  средства  интеграции  на  рынок  САПР.  Именно  этим  обстоя-
тельством, по нашему мнению, объясняется закрытый характер  информации. 

 

1.2. 

Управление проектом и процессом  

проектирования в САПР 

 
Анализ  проблемы  управления  проектом  и  процессом  проектирования  в 

САПР приводит к следующим основным задачам: разработка структуры проек-
та, планирование выполнения проектных работ, настройка и оперативная пере-
настройка  технологического  маршрута  проектирования,  обеспечение  взаимо-
действия  подсистем  и  координация  действий  различных  групп  проектировщи-
ков,  обеспечение  и  контроль  логической  целостности  проекта,  мониторинг  со-
стояния  проекта,  учет  сделанных  в  проекте  изменений,  контроль  выполнения 
календарного плана работ, контроль и обеспечение достоверности информации 
при хранении и передаче проектных решений между подсистемами и другие. 

 

1.2.1. 

Общие понятия и задачи управления 

 

Управление 

−

 это информационный процесс, заключающийся в сборе ин-

формации о состоянии объекта управления, передаче ее в пункты накопления и 
переработки,  анализе  поступающей,  накопленной  и  справочной  информации, 

 

 

29

принятии  решения  на  основе  выполненного  анализа,  выработке  соответствую-
щего управляющего воздействия и доведении его до объекта управления. 

Анализ  управления  позволяет  выделить  тройку  элементов,  называемых 

средой,  объектом  и  субъектом  управления  соответственно  [32,  33].  Объект 
управления 

−

 выделенная часть среды, на которую воздействует субъект управ-

ления для реализации поставленных целей. При этом субъект ощущает на себе 
воздействия  среды  X  и  объекта  Y.  Состояние  среды  он  изменить  не  может,  но 
может  управлять  состоянием  объекта  путем  специально  организованного  воз-
действия U, которое и является управлением (рис. 1.8). 

Состояние  объекта  управления 

влияет  на  состояние  информационных 
потребностей    субъекта    управления.  
Обозначим  информационные      потреб-
ности  субъекта  как A = (

α

1

, ..., 

α

k

,), где 

α

i

 

−

 состояние i-й потребности, которое 

можно  выразить неотрицательным чис-
лом,  характеризующим  актуальность 
этой  потребности.  Свое  поведение 
субъект  управления  строит  так,  чтобы 
минимизировать  насущность  своих  ин-

формационных  потребностей,  т.е.  решает  задачу  многокритериальной  оптими-
зации [33]:  

α

i

(X, U)

→

 min

r

∈

R

,  (i = 1, 2, ..., k),                               (1.1)                             

где R 

−

 наличные ресурсы субъекта. Эта зависимость выражает связь информа-

ционных  потребностей  с  состоянием  X  среды  и поведением U субъекта управ-
ления.  

Способ решения задачи (1.1), позволяющий  определить оптимальное по-

ведение U

*

X

 субъекта, называется алгоритмом управления, т.е. можно записать: 

                                                         U

*

X

 = 

ϕ (A

t

, X),                                                

(1.2)                              

где 

ϕ 

−

 алгоритм, позволяющий синтезировать управление по состоянию среды 

X и информационных потребностей субъекта A

t

. В общем случае информацион-

ные  потребности  субъекта  не  являются  постоянными,  т.е.  они  изменяются  со 

 

Рис.  1.8.    Кибернетическая 
модель процесса управления 

Среда

 

 Y 

U 

 X 

 X 

Объект

 

Субъект

 

 

 

30

временем (это отмечается индексом t) в результате влияния среды и объекта 

−

 X 

и Y, соответственно, а также самостоятельно, отражая процессы развития субъ-
екта. 

Используемый  алгоритм  управления 

ϕ  определяет  эффективность  функ-

ционирования субъекта в данной среде. Он имеет рекуррентный характер: 

     U

N+1

 = 

ϕ (U

N

, A

t

, X),                                         (1.3)                             

т.е. позволяет на каждом шаге улучшать управление. 

Для  удовлетворения  своих  информационных  потребностей  субъект  де-

композирует  алгоритм  управления 

ϕ,  вводя  промежуточную  стадию 

−

  форму-

лирование цели управления Z

*

, т.е. действует по следующей двухэтапной схеме: 

A

t 

→

 Z

*

 

→

 U

*

. 

На первом этапе определяется цель управления Z

*

, исходя из имеющихся 

информационных потребностей A

t

: 

Z

*

 = 

ϕ

1

(X, A

t

),                                             (1.4) 

 

где 

ϕ

1

 

−

  алгоритм  синтеза  цели  Z

*

  по  информационным  потребностям  A

t

  и  со-

стоянию среды X. 

На  втором  этапе  синтезируется  управление  U

*

X

,  реализация  которого 

обеспечивает  достижение  цели  Z

*

,  сформированной  на  первой  стадии,  т.е.  ре-

шается следующая задача: 

U

*

X

 = 

ϕ

2

(Z

*

, X),                                             (1.5) 

где 

ϕ

2

 

−

 алгоритм управления. 

Разделение процесса управления на два этапа обуславливает выполнение 

функций 

ϕ

1

 и 

ϕ

2

 разными структурными элементами 

−

 субъектом управления и 

устройством управления (УУ) соответственно. Устройство управления и объект 
управления  образуют  систему  управления  (СУ),  выполняющую    функцию  реа-
лизации целей управления Z

*

, формируемых субъектом управления. 

Цели,  принципы  и  границы  управления  зависят  от  сущности  решаемой 

задачи. Как правило, управление сложной системой состоит из нескольких эта-
пов,  которые  включают: 1) формулирование целей управления; 2) определение 
объекта управления; 3) структурный синтез модели; 4) идентификация парамет-
ров  модели  объекта;  5)  планирование  эксперимента;  6)  синтез  управления;  7) 
реализация  управления;  8)  адаптация.  Не  все  из  перечисленных  восьми  этапов