Маничев Владимир Борисович

В настоящее время для успешной конкурентоспособности предприятию требуется уменьшать время проектирования и эффективно управлять данными о продукции. В этой связи одной из важных задач является информационная поддержка управления требованиями для конструкторов, так как от качества процессов управления требованиями при проектировании технически сложной продукции в конечном счёте зависят трудоёмкость и эффективность реализации эскизного и технического проекта, техническая сложность и потенциал развития самого проекта. В статье описана проблема управления требованиями, а также разработанная информационная система, нацеленная на решение данной задачи.

Для решения задач моделирования динамических систем, в некоторых случаях необходимо использовать междисциплинарный анализ динамических систем на сосредоточенном и распределенном уровне моделирования. Такой подход будет соответствовать требованиям точности, даже при проектировании очень сложных изделий. В то же время, сложность проектируемых объектов увеличивается. Рост требований со стороны производителей сложного современного оборудования создает новые поколения систем инженерного анализа. Самые популярные программные системы междисциплинарного анализа: ANSYS, MSC.Nastran, NX.Nastran, COMSOL и т.д. Они имеют высокую точность моделирования, но они не могут быть использованы для моделирования сложных динамических систем на ранних стадиях проектирования. В данной работе были предложен подход к разработке программного комплекса ПА10 для междисциплинарного моделирования динамических систем на сосредоточенном уровне на основе оригинального решателя с очень высокой надежностью решения систем ОДУ. В результате, сформулированы требования, предъявляемые к этому комплексу. В статье предложен объектно-ориентированный подход к созданию новых моделей для различных проектируемых объектов.

В известных программных продуктах для численного моделирования непрерывных динамических систем, например, MATLAB-SIMULINK, MapleSim, WolframSystemModeler, OpenModelica возможно получение неверного, часто правдоподобного, результата численного моделирования непрерывных динамических систем при невысоких заданных требованиях к математической точности результатов численного решения систем ОДУ, моделирующих такие системы. В статье обосновывается применение AL-устойчивых методов решения систем ОДУ для достоверного моделирования непрерывных динамических систем при невысоких требованиях к математической точности результатов решения систем ОДУ. Рассмотрены алгоритмы и программная реализация данных методов. Приведены сравнительные результаты решения «трудных» тестовых и практических задач, подтверждающие эффективность разработанных программ.

В учебных программах бакалавров технических специальностей МГТУ им. Н.Э.Баумана не предусмотрено обучение основам автоматизированного проектирования технических систем и устройств. Вместе с тем, выполнение проектов уже на третьем курсе требует умения работы с графическими комплексами уровня российского Компас-3D и зарубежной Solid Edge, выполнения расчетов, передачи информации из одной системы в другую, интерпретации и визуализации результатов. В статье рассматриваются вопросы обучения и примерная программа дисциплины «Основы автоматизированного проектирования» для бакалавриата МГТУ им. Н.Э.Баумана. Сформулированы общие компоненты для машиностроения и приборостроения, определены учебные модули, обеспечивающие подготовку по данной дисциплине, отмечена необходимость учебно-методической и технической поддержки предлагаемой дисциплины.

В данной работе рассматривается возможность решения обратной задачи внешней баллистики аналитическими методами, отличными от классических. Классические методы основаны на непосредственном решении дифференциальных уравнений с использованием некоторых приближений. В данной работе использовались метод Галеркина и метод наименьших квадратов. В результате применения данных методов было получено решение, которое применимо к задачам значительно более широкого класса, чем было возможно ране. Проверка численным моделированием показывает хорошую сходимость. Аналитическое решение в общем виде открывает большие возможности для постановки и решения различного рода оптимизационных задач при проетировании летательных аппаратов.

Современные методы хирургического лечения опираются в основном на опыт хирургов, что ограничивает сложность проводимых операций и вероятность успешного лечения пациентов. В последнее время эти проблемы решаются на базе широкого использования методов лучевой диагностики и внедрения информационных технологий. Эти подходы позволили начать разработку нового класса систем автоматизированного проектирования - CAS (Computer Aided Surgery) систем. В данной статье рассматриваются подходы к разработке математических моделей для CAS систем на базе 3D моделей  анатомических элементов, позволяющих существенно повысить уровень планирования оперативного вмешательства, проектирования хирургического инструмента и технологической оснастки.   Однако  для эффективного решения перечисленных задач математические модели должны учитывать особенности поведения биологических объектов, различных этапов хирургического лечения и организации медицинского технологического процесса и современные хирургического вмешательства.

Основной недостаток известных программ численного моделирования динамических систем, например, MATLAB-SIMULINK, состоит в получении неверного ре-зультата численного моделирования динамических систем при невысоких заданных требова-ниях к математической точности конечных результатов численного моделирования динамических систем. Невысокие требования к математической точности решения математических моделей динамических систем объясняются тем, что исходные внутренние параметры дина-мических систем, как правило, получены с невысокой математической точностью. В данной статье рассмотрены методы, алгоритмы и программа ПА10 (SADEL-PA10), устраняющие этот недостаток. Приведены результаты соответствующих численных экспериментов. Рассмотрено решение двух «трудных» задач с помощью программы-прототипа ПА10 – PA10mini.

В данной работе приведены результаты сравнения различных современных решателей жестких систем обыкновенных дифференциальныхуравнений (ОДУ) с решателями Си библиотеки SADEL, разработанной авторами. Набор тестовых задач составлен авторами и состоит из 6 жестких систем ОДУ с известным аналитическим или асимптотическим решением. Результаты тестирования приведены в статье. Также приведены основные теоретические сведения об используемых при тестирования методах численного интегрирования систем ОДУ и рассмотрены различные варианты постановки задачи.