Архитектура программного обеспечения автоматизированного рабочего места разработчика бортового авиационного оборудования

УДК 681.324

АРХИТЕКТУРА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАБОЧЕГО МЕСТА РАЗРАБОТЧИКА БОРТОВОГО АВИАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ Ю.А. Гатчин, И.О. Жаринов, О.О. Жаринов

Рассматривается архитектура программного обеспечения рабочего места разработчика бортового авиационного оборудования. Приведена схема и описаны основные функциональные составляющие, входящие в состав специализированной системы автоматизированного проектирования, используемой на авиационном предприятии. Ключевые слова: бортовое оборудование, автоматизация проектирования, программное обеспечение.

Эффективная инструментальная поддержка решения задач проектирования бортового авиационного оборудования является сегодня залогом успеха деятельности промышленного предприятия авиационной отрасли. Ключевая роль в процессе проектирования бортового оборудования отводится программным средствам, используемым в автоматизированных рабочих местах (АРМ) разработчиков.

Среди наиболее известных и внедренных на производстве систем автоматизации проектирования (САПР) традиционно рассматриваются SolidWorks, Inventor, Pro/ENGINEER, AutoCAD, ACCEL EDA, XILINX Foundation, MaxPLUS и др., используемые на этапах конструкторского проектирования и технологической подготовки производства. Данным САПР свойственна узкая специализация, что обусловливает необходимость создания на предприятии нескольких разнородных групп АРМ (только конструирование, только электроника). В сквозном технологическом цикле «проектирование-производство» создания бортового оборудования, когда решающим фактором является не только оценка «собираемости» изделия, но и оценка его функционирования на предварительных этапах разработки (до изготовления образца), такое разделение АРМ по видам работ оказывается не всегда целесообразным.

Морфологический анализ

Критерии качества

Методы оптимизации

Процедуры анализа проектных решения

' Jt

Подсистема приобретения знаний

Сервисная подсистема пользователя

Подсистема обработки знаний

IT

сапр

Подсистема базы знаний авионики

л

ж

Оператор воспроизводства

Оператор скрещивания

Оператор мутации

Генетические процедуры синтеза ^^ проектных решений

Интеграция с другими САПР по стандартам STEP

Модель состава Модель функционирования

Модель структуры Модель параметров

Проблемно-

ориентированный архив предприятия

Модуль типа 1 Модуль типа 3

Модуль типа 2 Модуль типа 4

Модуль типа N

Объектно-

ориентированный архив предприятия

Рисунок. Архитектура программного обеспечения специализированного АРМ разработчика бортового авиационного оборудования

В связи с этим разработчиками предпринимаются попытки создания специализированных САПР, объединяющих возможности АРМ конструирования и АРМ электроники на основе стандартов STEP для отработки технических решений и физических принципов действия будущих изделий еще на стадии их эскизного проектирования. Известна, например, САПР серии «САФАК», разработанная в ЦНИИ 30 Министерства обороны Российской Федерации под руководством проф. В.С. Платунова, для оценки летно-технических качеств перспективных планеров самолетов; САПР серии GSSS, разработанная в Московском энергетическом институте (техническом университете) под руководством проф. В.В. Топоркова, для оценки эффективности архитектур многопроцессорных вычислительных систем.

Аналогичные проектные работы по созданию САПР исследовательских стадий проектирования проводятся авторами в Санкт-Петербургском опытно-конструкторском бюро (ОКБ) «Электроавтоматика» под руководством проф. П.П. Парамонова. Данный вид САПР ориентирован на создание бортового электронного оборудования методами прототипирования и разрабатывается в соответствии с существующими тенденциям развития мировой науки в этой предметной области (в частности, программы США: Joint Advanced Strike Technology (объект F-22), Joint Strike Fighter (объект F-35)).

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики,

2012, № 2

Архитектура программного обеспечения АРМ разработчика бортового авиационного оборудования, проектируемая сегодня в ОКБ «Электроавтоматика», представлена на рисунке. В состав специализированной САПР входят:

- подсистема обработки знаний на основе процедур генерации и анализа проектных решений, математический аппарат которых описан авторами в работах [1] (генерация) и [2, 3] (анализ, критерий и методы оптимизации проектных решений);

- подсистема базы знаний, включающая проблемно-ориентированные и объектно-ориентированные модели изделий на предприятии, описанные авторами в работах [4, 5];

- подсистема приобретения знаний, ориентированная на процесс обучения САПР и расширение ее функциональных возможностей;

- сервисная подсистема, ориентированная на интерактивное взаимодействие пользователя и оболочки САПР на инструментальной ЭВМ АРМ.

Использование на предприятии такой САПР позволяет осуществлять нисходящее проектирование электронных изделий авионики на основе принципов агрегации различных унифицированных конструктивно-функциональных модулей с одновременной проверкой проектных решений как на функциональную работоспособность, так и на соответствие требованиям технического задания.

1. Шек-Иовсепянц Р.А., Жаринов И.О. Генерация проектных решений бортового оборудования с использованием аппарата генетических алгоритмов // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. -2010. - № 3. - С. 67-70.

2. Гатчин Ю.А., Видин Б.В., Жаринов И.О., Жаринов О.О. Метод автоматизированного проектирования аппаратных средств бортового оборудования // Изв. вузов. Приборостроение. - 2010. - Т. 53. - № 5. -С. 5-10.

3. Сабо Ю.И., Жаринов И.О. Критерий подобия проектных решений требованиям технического задания в авионике // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. - 2010. - № 3. - С. 57-63.

4. Гатчин Ю.А., Видин Б.В., Жаринов И.О., Жаринов О.О. Модели и методы проектирования интегрированной модульной авионики // Вестник компьютерных и информационных технологий. - 2010. -№ 1. - С. 12-20.

5. Видин Б.В., Жаринов И.О., Жаринов О.О. Декомпозиционные методы в задачах распределения вычислительных ресурсов многомашинных комплексов бортовой авионики // Информационно-управляющие системы. - 2010. - № 1. - С. 2-5.

Гатчин Юрий Арменакович - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой, gatchin@ifmo.ru Жаринов Игорь Олегович - ФГУП «СПб ОКБ «Электроавтоматика» имени П. А. Ефимова», доктор технических наук, доцент, начальник отдела, igor_rabota@pisem.net

Жаринов Олег Олегович - Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, кандидат технических наук, доцент, zharinov@hotbox.ru

УДК 681.324

РЕАЛИЗАЦИЯ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА «ПРОЕКТИРОВАНИЕ-ПРОИЗВОДСТВО-ЭКСПЛУАТАЦИЯ» БОРТОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ АВИАЦИОННОЙ

ПРОМЫШЛЕННОСТИ И.Ю. Гатчин, И.О. Жаринов, О.О. Жаринов, П.А. Косенков

Рассматривается технология поддержки жизненного цикла авиационной продукции в объеме «проектирование-производство-эксплуатация». Приведена схема взаимодействия изготовителей, поставщиков и эксплуатантов бортового оборудования и структура учетной записи продукции в корпоративной электронной базе данных. Ключевые слова: бортовое оборудование, логистика, проектирование-производство-эксплуатация.

Современная отечественная авиационная промышленность объединяет разработчиков - опытно-конструкторские бюро (ОКБ), изготовителей - серийные предприятия и эксплуатантов - воинские части Минобороны (МО) Российской Федерации (РФ), авиакомпании гражданской авиации (ГА), летные испытательные базы. Общая схема взаимодействия изготовителей, поставщиков и эксплуатантов авиационной продукции представлена на рисунке. Как следует из схемы, взаимодействие предприятий построено на отношениях «поставщик-потребитель».

Для контроля движения продукции между предприятиями в такой схеме должна быть создана технология логистической поддержки жизненного цикла (ЖЦ) продукции (бортового оборудования) в объеме «проектирование-производство-эксплуатация». Такая работа сегодня проводится на предприятиях авиационной промышленности, входящих в состав концерна ОАО «Авиаприборостроение». Ключевым элементом технологии поддержки ЖЦ продукции является корпоративная электронная база данных [1], в которой содержатся учетные записи по всей разрабатываемой, изготавливаемой и эксплуатируемой аппаратуре. Интеллектуальной составляющей технологии является пользовательская среда, в которой на основе учетных записей базы данных осуществляется расчет оптимальных маршрутов дви-

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 2012, № 2