Разработка машиностроительных чертежей средствами AutoCAD

AutoCAD Map 3D создан для специалистов, выполняющих проекты в сфере транспортного строительства, энергоснабжения, земле- и водопользования и позволяет создавать, обрабатывать и анализировать проектную и ГИС-информацию.

AutoCAD Raster Design - программа векторизации изображений, поддерживающая оптическое распознавание символов (OCR).

AutoCAD Structural Detailing - средство для проектирования и расчёта стальных и железобетонных конструкций, поддерживающее технологию информационного моделирования зданий. Базовыми объектами являются балки, колонны, пластины и арматурные стержни и др.

AutoCAD Ecscad позволяет инженерам-электрикам создавать схемы электротехнического оборудования с помощью сценариев и библиотек условных обозначений.

AutoCAD Mechanical предназначен для проектирования в машиностроении и отличается наличием библиотек стандартных компонентов (более 700 тысяч элементов), генераторов компонентов и расчётных модулей, средств автоматизации задач проектирования и составления документации, возможностью совместной работы.

AutoCAD P&ID - это программа для создания и редактирования схем трубопроводов и КИП, а также для управления ими.

AutoCAD Plant 3D - инструмент для проектирования технологических объектов. В AutoCAD Plant 3D интегрирован AutoCAD P&ID.

По результатам всего вышесказанного, можно сделать следующие выводы: в качестве лидирующего основного приложения для проектирования, AutoCAD предлагает эффективные новые и модернизированные средства разработки чертежей, делающие процесс проектирования более производительным и интеллектуальным.

С помощью AutoCAD, можно получить проектную информацию, независимо от местонахождения, быстро, легко и без искажений. Воспользовавшись встроенными средствами поддержки совместной работы для одновременного доступа к файлам, вариантам конструкций и общения со всей командой разработчиков. Благодаря средствам управления стандартами автоматизированного проектирования, новым эффективным функциям, сетевому управлению лицензиями и новой гибкой схеме поставок - AutoCAD максимально увеличивает ценность проектной информации и обеспечивает преимущество над конкурентами.

AutoCAD является основным лидирующим средством проектирования и фундаментом для всего семейства отраслевых программных продуктов компании Autodesk. Отраслевые программные средства оптимизированы для решения специфических задач в различных сферах деятельности.

ГЛАВА 2. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

2.1 Понятие модели. Цели моделирования

Предметом изучения моей магистерской диссертации является проведение комплексного сравнительного анализа предприятия (на примере ОАО «СтанкоГомель»). При проведении всех видов анализа необходимо произвести построение большого количества экономических моделей для разных циклов работы предприятия, отрасли и экономики в целом.

Ввиду того, что написание моей диссертации еще не дошло до стадии написания компьютерных моделей и определенных данных еще нет, мной будет расказано о условных принципах и программах, применяемых при построении компьютерных экономических моделей.

В процессе изучения окружающего мира субъекту познания противостоит исследуемая часть объективной реальности - объект познания. Ученый, используя эмпирические методы познания (наблюдение и эксперимент), устанавливает факты, характеризующие объект. Элементарные факты обобщаются и формулируются эмпирические законы. Следующий шаг состоит в развитии теории и построении теоретической модели, объясняющей поведение объекта и учитывающей наиболее существенные факторы, влияющие на изучаемое явление. Эта теоретическая модель должна быть логичной и соответствовать установленным фактам. Можно считать, что любая наука представляет собой теоретическую модель определенной части окружающей действительности.

Часто в процессе познания реальный объект заменяется некоторым другим идеальным, воображаемым или материальным объектом , несущим изучаемые черты исследуемого объекта , и называемым моделью. Эта модель подвергается исследованию: на нее оказывают различные воздействия, изменяют параметры и начальные условия, и выясняют, как изменяется ее поведение. Результаты исследования модели переносят на объект исследования , сопоставляют с имеющимися эмпирическими данными и т.д.

Таким образом, модель - это материальный или идеальный объект, замещающий исследуемую систему и адекватным образом отображающий ее существенные стороны. Модель должна в чем-то повторять исследуемый процесс или объект со степенью соответствия, позволяющей изучить объект-оригинал . Чтобы результаты моделирования можно было бы перенести на исследуемый объект, модель должна обладать свойством адекватности. Преимущество подмены исследуемого объекта его моделью в том, что часто модели проще, дешевле и безопаснее исследовать. Действительно, чтобы создать самолет, следует построить теоретическую модель, нарисовать чертеж, выполнить соответствующие расчеты, изготовить его уменьшенную копию, исследовать ее в аэродинамической трубе и т.д.

Модель объекта должна отражать его наиболее важные качества, пренебрегая второстепенными.

При моделировании могут преследоваться различные цели: 1) познание сущности изучаемого объекта, причин его поведения, “устройства” и механизма взаимодействия элементов; 2) объяснение уже известных результатов эмпирических исследований, верификация параметров модели по экспериментальным данным; 3) прогнозирование поведения систем в новых условиях при различных внешних воздействиях и способах управления; 4) оптимизация функционирования исследуемых систем, поиск правильного управления объектом в соответствии с выбранным критерием оптимальности.

2.2 Имитационное моделирование

Имитационное моделирование (от англ. simulation) - это распространенная разновидность аналогового моделирования, реализуемого с помощью набора математических инструментальных средств, специальных имитирующих компьютерных программ и технологий программирования, позволяющих посредством процессов-аналогов провести целенаправленное исследование структуры и функций реального сложного процесса в памяти компьютера в режиме «имитации», выполнить оптимизацию некоторых его параметров.

Имитационной моделью называется специальный программный комплекс, который позволяет имитировать деятельность какого-либо сложного объекта. Он запускает в компьютере параллельные взаимодействующие вычислительные процессы, которые являются по своим временным параметрам (с точностью до масштабов времени и пространства) аналогами исследуемых процессов. В странах, занимающих лидирующее положение в создании новых компьютерных систем и технологий, научное направление Computer Science использует именно такую трактовку имитационного моделирования, а в программах магистерской подготовки по данному направлению имеется соответствующая учебная дисциплина.

Следует отметить, что любое моделирование имеет в своей методологической основе элементы имитации реальности с помощью какой-либо символики (математики) или аналогов. Однако с точки зрения компьютерных технологий такое моделирование (modelling) - это обычные вычисления, вьшолняемые с помощью расчетных программ или табличного процессора Excel.

Математические расчеты (в том числе табличные) можно производить и без ЭВМ: используя калькулятор, логарифмическую линейку, правила арифметических действий и вспомогательные таблицы. Но имитационное моделирование - это чисто компьютерная работа, которую невозможно выполнить подручными средствами.

Поэтому часто для этого вида моделирования используется синоним - компьютерное моделирование.

Имитационную модель нужно создавать. Для этого необходимо специальное программное обеспечение - система моделирования (simulation system). Специфика такой системы определяется техно логией работы, набором языковых средств, сервисных программ и приемов моделирования.

Имитационная модель должна отражать большое число парамет ров, логику и закономерности поведения моделируемого объекта во времени и в пространстве (пространственная динамика). Моделирование объектов экономики связано с понятием финансовой динамики объекта.

С точки зрения специалиста имитационное моделирование контролируемого процесса или управляемого объекта - это высокоуровневая информационная технология, которая обеспечивает два вида действий, вьшолняемых с помощью компьютера:

1)работы по созданию или модификации имитационной модели;

2)эксплуатацию имитационной модели и интерпретацию результатов.

Имитационное (компьютерное) моделирование экономических процессов обычно применяется в двух случаях:

*для управления сложным бизнес-процессом, когда имитационная модель управляемого экономического объекта используется в качестве инструментального средства в контуре адаптивной системы управления, создаваемой на основе информационных (компьютерных) технологий;

*при проведении экспериментов с дискретно-непрерывными моделями сложных экономических объектов для получения и от слеживания их динамики в экстренных ситуациях, связанных с рисками, натурное моделирование которых нежелательно или невозможно.

Если рассматривать современное предприятие в виде сложной кибернетической системы (у которой системообразующим фактором по Анохину является прибыль как результат деятельности), то на передний план выходит задача максимального соответствия архитектуры предприятия целям его деятельности. Указанная архитектура не просто объединяет воедино все подсистемы предприятия (производство, финансы, снабжение, сбыт, информационное обеспечение и т. д.) - она агрегирует знания о бизнес-процессах, бизнес-правилах, всех видах потоков (материальных, энергетических, финансовых, информационных, людских), организационной структуре. Соответственно, все подсистемы в рамках эффективной архитектуры должны работать на общий результат; в противном случае подсистема - «дезорганизатор» должна быть максимально ограничена в своих степенях свободы. Отсюда следует важнейшая черта имитационного моделирования деятельности предприятий (организаций): инструментальная поддержка анализа функционирования во всех мыслимых аспектах (технологическом, экономическом, организационном и пр.) в целях совершенствования производственных и управленческих процессов, скоординированной и контролируемой работы всех подсистем. В конечном итоге это будет способствовать повышению монолитности предприятия, формированию единого целостного организма, способного в кратчайшие сроки мобилизовать все свои ресурсы и перебросить их на направление «главного удара». Увидеть не только сегодняшние «узкие места», но и предвосхитить с помощью имитационной модели их появление в будущем -- вот путь к полному пониманию собственного бизнеса, когда в любой момент времени можно получить ответ на вопрос о том, что, почему и как происходит в каждой из подсистем предприятия. Реструктуризация производства, повышение качества продукции, снижение производственных и логистических расходов, моделирование жизненного цикла новой продукции, максимальный учет требований и пожеланий клиентов -- вот далеко не исчерпывающий перечень проблем, полноценное решение которых вряд ли возможно без использования имитационных моделей.

2.3 Пакет структурного моделирования ITHINK

В начале 90-х пакет ITHINK стал признанным стандартом структурного моделирования на Западе. Он широко используется в интеллектуальных центрах корпораций, банках, правительственных структурах и проектно-исследовательских учреждениях. В глазах зарубежного инвестора инвестиционный проект, разработанный с использованием системы ITHINK, приобретает дополнительные выигрышные характеристики. Работа с этим элитарным инструментом свидетельствует об определенной “приобщенности” разработчиков к новейшим наиболее тонким технологиям анализа проектов.

Элитарность в данном случае не означает особую сложность в работе. Система отличается функциональной простотой и гармоничностью. Пакет не требует специальных навыков и владения сложными математическими методами. Процесс разработки модели сочетается с отображением на экране моделируемых структур и взаимосвязей. Программа модели автоматически “подстраивается “под структурную схему, сформированную оператором.. Оператор постоянно видит объект в целом. Перестроение его “картинки" приводит к автоматическим изменениям в алгоритме и программе модели. Таким образом, обеспечивается уникальный эффект “визуализации” моделирования. В этом заключается наиболее яркая отличительная черта интерфейса программного пакета ITHINK.

В наибольшей степени ему органичны так называемые “потоковые” задачи. Они охватывают весьма широкую группу ситуаций, встречающихся в повседневной жизни предпринимателей, менеджеров и экспертов в области бизнес-планирования. Дело в том, что большинство развивающихся во времени явлений можно представить как потоковые процессы.

К этой группе относятся технологические процессы, связанные с прохождением ряда последовательных фаз (к примеру, конвейерная сборка, складирование, распределение и транспортировка продукции). Интересно, что один из структурных типовых элементов пакета так и называется - “конвейер “. Модель очень удобна для моделирования процессов распределения и переработки разнообразных непрерывных сред (газов и жидкостей в технологических процессах и транспортных системах), а также “абстрактных” потоков в виде финансовых ресурсов, событий, информации. В среде ITHINK легко поддается моделированию широкая группа задач массового обслуживания. В эту категорию входят, к примеру, ситуации, когда предприятие принимает поток заказов или клиентов, количество которых колеблется случайным образом. В технике с помощью такого рода методов решаются задачи ликвидации случайных отказов, снабжения запчастями и т.д.

В ITHINK может быть смоделирован случайный поток событий и обслуживающая система “проверена” с точки зрения образования очередей, задержек и “отсева” заказов. Таким образом, с помощью пакета ITHINK может быть смоделирован (и представлен в соответствующем плановом документе) весь производственно-сбытовой цикл предприятия от закупки сырья до производства и реализации готовой продукции и услуг. В сферу потенциального применения моделей входит и транспорт (в том числе трубопроводный), сети газо- и водоснабжения, другие распределительные системы.

Однако главным объектом применения моделей ITHINK является финансовый сектор. Анализ и координирование денежных потоков - это одна из основных “компетенций” пакета структурного моделирования ITHINK. Это идеальное средство для моделирования финансовых потоков, циркулирующих на предприятии, в холдинге, между банком и его клиентами. Пакет может быть весьма полезен при разработке бизнес-плана, в котором фигурируют несколько хозяйственных субъектов различных типов. В связи с этим, его применение может быть рекомендовано планово-аналитическим службам банков и финансово-промышленных групп. В рамках группы могут моделироваться внешние и внутренние потоки финансовых средств, кооперационные связи, поставки сырья и комплектующих.

Важное преимущество пакета ITHINK - возможность продемонстрировать взаимосвязь финансового и технологического механизма проекта. Анализ взаимосвязей технико-экономических и финансовых параметров - уязвимое место существующих экспертных систем в области планирования бизнеса. Многие технико-экономические параметры (например, динамика условно-постоянных расходов, эффект масштаба производства) часто берутся “на веру”. Пакет ITHINK позволяет получить их с помощью имитационной модели. Таким путем могут быть “увязаны” в единое целое технико-экономические и финансовые аспекты проекта. Иными словами, появляется принципиально новая возможность: бизнес-план хозяйственного объекта разрабатывается на основе его имитационной модели.

2.4 Моделирование в среде ITHINK

Логика структурных элементов сама наводит оператора ни идею модели. Особенности структурных блоков пакета ITHINK рассмотрим на примере простой ситуации. Для банка в настоящее время типична ситуация, когда у него имеется группа приоритетных клиентов. Это могут быть традиционные клиенты банка или промышленные предприятия, входящие в его финансово-промышленную группу. При планировании работы с этой группой клиентов руководство банка сталкивается с задачей распределения кредитных ресурсов между выделенной группой клиентов и другими секторами рынка. При этом руководство должно определить параметры кредитования - сроки, график , ставку процента и другие условия. Такие задачи требуют перебора большого числа различных вариантов. Они могут решаться при помощи специализированных банковских программных средств, которые весьма дорогостоящи и имеют более или менее “жесткий” интерфейс. В отличие от них система ITHINK обладает большой гибкостью и может быть переналажена для решения аналогичных и/или совершенно других задач.

Прежде всего необходимо отметить, что это типично “потоковая” задача. Речь в ней идет о некоторой последовательности - потоке кредитов. Обращает внимание, что элемент “конвейер”- полный аналог предприятия, принимающего кредит. Ведь денежная сумма поступает и удерживается в нем в течение определенного срока, а затем возвращается в общий поток. Элемент “распределитель” моделирует серию кредитов, которые поступают на “конвейеры”. В нем устанавливается приоритетность распределения кредитных ресурсов. Таким образом, серия кредитов распределяется между предприятиями (представленными “конвейерами”) в соответствии с заданными ограничениями и приоритетами. Модель из трех предприятий показана на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Модель из трех предприятий

“Конвейеры” показаны как прямоугольники с поперечной окраской. Знак вопроса обозначает точку ввода первичной серии кредитов.

Задача заключается в том, чтобы разработать определенную структуру отношений с между клиентами - очередность, приоритетность и определить основные условия. При изменении этой структуры клиенты получат уже иные кредиты в иные сроки. Общий размер выделенных кредитных ресурсов также скажется на условиях финансирования отдельных клиентов. В предлагаемой модели приоритеты (очередность) и условия кредитования могут изменяться оператором. В результате изменяются и графики кредитования предприятий, и динамика состояния расчетного счета банка.

Таким образом, на ”входе” модели:

1. Размер выделенного кредитного портфеля

2. График выделения кредитных ресурсов

3) Выбранная структура клиентских отношений - приоритеты, очередность, типовые размеры и сроки.

На “выходе” модели:

1. График состояния расчетного счета банка

2. График кредитования отдельных предприятий.

Для простоты заложим в модель следующие приоритеты. Предприятие N1 - главный партнер банка. Оно получает кредиты в первую очередь. Если кредитные возможности банка превышают потребности предприятия (10 млн.), то ресурсы направляются предприятию N2. Максимальный размер кредита, который может получить предприятие N2 - также ограничены 10 млн. Избыток направляется предприятию N3. Предел по размеру кредитов для третьего предприятия составляет 5 млн. Теперь сроки. Первому и второму предприятию кредит может выдаваться на 3 квартала, второму - только на 2, третьему - на 1.

Серия кредитов представлена четырьмя кредитами по 15 млн. долл., поступающими ежеквартально. На выходе модели получаем, в частности, размер кредитных ресурсов, полученных каждым предприятием. При заданных приоритетах кредиты распределились следующим образом: предприятие N1 - 20 млн., N2 -.25 млн., N3 -15 млн. График возврата средств банку имеет представлен на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - График возврата средств банку

При анализе результатов необходимо учитывать, что поток кредитов определяется не только их объемом , но и сроком кредитования. Для предприятия N2 кредитный поток представлен на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Кредитный поток N2

По горизонтальной оси отложено время, по вертикальной - количество кредитных ресурсов, находящихся в распоряжении предприятия в данный момент времени. Процесс кредитования предприятия предстает в весьма наглядном виде. С точки зрения сроков и количества полученных ресурсов положение предприятия N 2 явно предпочтительнее третьего. Общая сумма кредитных ресурсов доходила до 25 млн. долл. (хотя и поступала меньшими порциями). У третьего предприятия сумма полученных ресурсов составила 15 млн. долл. (без учета срочности). Кредитный поток для предприятия N3 виден на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Кредитный поток N3

Предприятие N2 получило кредитов даже больше, чем предприятие N1. Однако с точки зрения сроков положение предприятия N1 более благоприятно. В распоряжении предприятия N1 в течение всего срока находилось не менее 10 млн.(рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 - Кредитный поток N1

На следующем этапе сделаем модель “динамической “, т.е. заменим разовый процесс на циклический. Теперь кредитные ресурсы, “прошедшие” через предприятия, снова вводятся в процесс кредитования. Иными словами “выход” модели при помощи “коннектора” замыкается на ее “вход” (рисунок 2.6).

Рисунок 2.6 - Замкнутый процесс кредитования

Модель рассчитана на 13 кварталов (39 месяцев). Однако спустя 22 месяца произведен “останов” циклического процесса. Кредитные ресурсы постепенно полностью выводятся из обращения и возвращаются в банк. Это необходимо для корректировки данных. Дело в том, что в прогнозных данных неизбежно накапливается ошибка, которую необходимо периодически корректировать. Ошибка появляется, например, из-за задержек в платежной системе и других сбоев, неизбежных в реальной жизни.

В динамической модели временно свободные средства накапливаются на условном “буферном“ счете банка. В результате появляется возможность сделать определенные аналитические выводы. Кривая количества “избыточных” средств на “буферном” счете представлена на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7 - Кривая количества “избыточных” средств на “буферном” счете

Из рисунка 2.7 видно, что начиная с 13 месяца (дату можно установить с точностью до дня) на буферном счете стабильно находится значительная избыточная сумма порядка 8 млн.. Соответственно, аналитики могут сделать вывод об изменении условий кредитования. Становится возможным “реинжиниринг” системы кредитования приоритетных клиентов данного банка. (“Шероховатости” графика объясняются несинхронным характером процесса, задержками платежей и “наложением” различных кредитных циклов).

Типичная потоковая модель в системе ITHINK задается следующим образом. В первую очередь задается источник потока. Он “генерирует” либо непрерывную кривую, либо дискретные импульсы определенного размера и с определенным интервалом. Далее они поступают в систему основных блоков модели. Осуществляется переключение, разделения и функциональные преобразования данных. Система логических функций позволяет организовать управление потоками на основе определенного алгоритма. Так, поток может “направляться” по различным маршрутам в зависимости от его параметров, состояния входных и выходных блоков и других элементов. Управлять им может и оператор при помощи различных средств ввода-вывода данных. На выходе модели - результаты преобразования потока, временные графики его параметров, а также показатели блоков, в которых происходило его хранение или переработка.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По ходу реферата нами рассмотрены такие программы, как AutoCAD и ITHINK.

AutoCAD является основным лидирующим средством проектирования и фундаментом для всего семейства отраслевых программных продуктов компании Autodesk. Отраслевые программные средства оптимизированы для решения специфических задач в различных сферах деятельности.

Присутствие в экономико-математических моделях материального, финансового и социального факторов требует применения различных инструментов на соответствующем модельном уровне. Так, производственно-технологические модели (традиционно рассматриваемые как системы массового обслуживания) неплохо моделируются дискретно-событийными средствами типа GPSS; финансовые модели хорошо вписываются в рамки системной динамики; для имитационного моделирования трудовых ресурсов может быть полезен агентный подход. Следует отметить, что если традиционные подходы в имитационном моделировании практически не получили существенного развития за последние 40 лет, то в разработке программных систем произошли революционные изменения, радикально изменившие принципы работы со сложными системами. Концепции объектно-ориентированного проектирования и программирования, нашедшие свое воплощение в агентном моделировании, позволяют строить модели реальных систем (сложных, нелинейных, с обратными связями и стохастическим поведением) не только с помощью профессиональных аналитиков или программистов, но и силами самих пользователей, в терминах бизнес-процессов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Боев В.Д., Сыпченко Р.П., Компьютерное моделирование. - ИНТУИТ.РУ, 2010. - 349 с.

2. Дворецкий С.И., Муромцев Ю.Л., Погонин В.А. Моделирование систем. -- М.: Изд. центр “Академия”, 2009. -- 320 с.

3. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем: искусство и наука. -- М.: Мир, 1978. -- 302 с.

4. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. -- М.: Физматлит, 2001. -- 320 с.

5. Паничев В.В., Соловьев Н.А. Компьютерное моделирование: учебное пособие. -- Оренбург: ГОУ ОГУ, 2008. -- 130 с.

6. Дэвид Бирнз. AutoCAD 2012 для чайников = AutoCAD 2012 for Dummies. -- М.: «Диалектика», 2011. -- 496 с.

7. Полещук Н. Н. AutoCAD. Разработка приложений, настройка и адаптация. -- СПб.: «БХВ-Петербург», 2006. -- С. 992

8. Полещук Н. Н., Лоскутов П. В. AutoLISP и Visual LISP в среде AutoCAD. -- СПб.: «БХВ-Петербург», 2006. -- С. 960.

9. Финкельштейн Э. AutoCAD 2008 и AutoCAD LT 2008. Библия пользователя = AutoCAD 2008 and AutoCAD LT 2008 Bible. -- М.: «Диалектика», 2007. -- С. 1344.

10. Ткачев А.Н., Багдасарова М.В. Имитационное моделирование финансово хозяйственной и производственной деятельности предприятий методами системной динамики // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 5 - С. 87-93.

11. Когаловский М. Р. Перспективные технологии информационных систем. -- М.: ДМК Пресс; Компания АйТи, 2003. -- 288 с.

12. Замятина О. М. Моделирование систем. - ТПУ; Томск, 2009. - 204с.

Размещено на Allbest.ru