CC BY
78
3. Арановский С.В., Бобцов А.А., Пыркин А.А. Каскадная редукция в задачах идентификации // Научно-
технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2012. - № 3. - C. 149-150. Арановский Станислав Владимирович - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, [email protected]
Бобцов Алексей Алексеевич - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, доктор технических наук, профессор, декан, [email protected] Ведяков Алексей Алексеевич - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, магистрант, [email protected]
Колюбин Сергей Алексеевич - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, аспирант, [email protected]
Пыркин Антон Александрович - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, кандидат технических наук, доцент, [email protected]
УДК 681.324
ОЦЕНКА СНИЖЕНИЯ ТРУДОЕМКОСТИ ПОДГОТОВКИ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ CALS-ТЕХНОЛОГИИ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ И.О. Жаринов, О.О. Жаринов, Р.А. Шек-Иовсепянц, В.Д. Суслов
Рассматривается процедура оценивания трудоемкости подготовки конструкторской документации при разработке приборов и устройств с использованием CALS-технологии. Определена зависимость снижения трудоемкости подготовки документации от числа документов на изделие, подготавливаемых электронным способом с использованием технологии электронного документооборота.
Ключевые слова: трудоемкость, разработка документации, электронный документооборот.
Деятельность современного инженера-конструктора радиоэлектронного оборудования сопряжена с необходимостью подготовки большого объема конструкторской документации. Как было показано в работе [1], при использовании стандартов группы STEP (Standard for the Exchange of Product) на основе CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life-cycle Support) электронного документооборота, разнородные программные средства автоматизации схемотехнического и конструкторского этапов проектирования могут быть объединены в единую систему автоматизированного проектирования (САПР), используемую в составе автоматизированных рабочих мест (АРМ) разработчиков.
В этом случае при внесении единичных изменений в состав одного проектного документа (чертежа, схемы), связанные с ним другие электронные проектные документы (спецификации, чертежи деталей, перечни элементов, ведомости покупных изделий и пр.) корректируются автоматически. Очевидным эффектом от внедрения такой интегрированной САПР является снижение трудоемкости этапа разработки конструкторской документации и, как следствие, удешевление проведения опытно-конструкторской работы в целом.
Методика оценки эффекта от автоматизации процедур разработки документации сложного изделия сводится к следующему [2].
Суммарная трудоемкость подготовки исходных данных для всего процесса проектирования изделия определяется как
m m
Тподг = Е Е j (1 - к, ) , (1)
j=1 t=0,t * ]
где m - число проектных задач; MtJ - объем электронных данных, передаваемых между приложениями интегрированной САПР из i-ой проектной задачи в ]-ю; Кп - коэффициент трудоемкости подготовки единицы объема информации; кt - булева переменная автоматизации проектирования (для документов, подготовку которых целесообразно выполнять вручную, к t, kj = 0, иначе, к t, kj = 1 ).
Анализ (1) показывает, что трудоемкость подготовки проектных данных для ]-ой задачи уменьшается, если решение -ой проектной задачи, результаты которой используются в качестве исходных данных j-ой задачи, автоматизируется электронным способом. При автоматизации i-ой проектной задачи результаты ее решения уже хранятся в памяти ЭВМ АРМ, и не требуется их повторная переподготовка.
Аналогично, в предположении о пренебрежимо малом времени исполнения автоматической коррекции связанных документов суммарная трудоемкость решения «ручной» группы задач по подготовке документации на изделие составляет
= Е Треш, (1 - k )
где треш - трудоемкость ручного решения I-ой проектной задачи. Таким образом, трудоемкость формирования проектной документации на изделие оценивается как
i=i
форм
м m
= ХХТформ,_, ( " к] )
i=1 j=1
где М - число проектных документов; Тформ - трудоемкость формирования той части 1-го документа,
которая зависит от результатов решения /-ой проектной задачи. Аналогично трудоемкость внесения изменений в проектную документацию оценивается как
М* т
т =УУт
изм / , / , и
д
i=1 j=1
(1 - К)
где тизм_ - трудоемкость внесения изменений в 1-й документ при появлении изменений в результате решения /-ой проектной задачи; х/ - число появлений изменений в результате решения /-ой проектной задачи.
Общая задача организации процесса разработки документации на изделие с использованием интегрированной САПР является оптимизационной и имеет вид
m m
min (т |= min |У У М.. К (1 - к. )к. +
12 к 12 к ^ j=1 i=0 ,i * j
m M m M m I
+У Треш, (1 - к.. )+У £ тформ. (1 - к, ) +У £ т.. (1 - к, ) U Д™ . (2)
1=1 i=1 j=1 i=1 j=1 J
Задача (2) является билинейной с булевыми переменными kt, kj. Применяемые при ее решении методы оптимизации (в частности, использованный авторами метод ветвей и границ [3]) позволяют за допустимое время решать такие задачи при размерности m >50 и M* >50.
Экспериментально полученная зависимость уровня сокращения трудоемкости выпуска конструкторской документации при разработке изделий бортовой авионики в Опытно-конструкторском бюро (ОКБ) «Электроавтоматика» от количества выпускаемых на одно изделие автоматизированным способом связанных электронных документов приведена на рисунке.
Количество выпускаемых на изделие документов, шт.
10
15
20
25
30
35
40
3
Рисунок. Зависимость уровня сокращения трудоемкости выпуска конструкторской документации при разработке технического изделия от количества выпускаемых на изделие автоматизированным способом связанных электронных документов
Анализ рисунка показывает, что в случае разработки изделия, в состав документации на которое входит более 40 электронных связанных между собой проектных документов (чертежей), суммарная трудоемкость их разработки снижается практически вдвое за счет существующей в них взаимосвязи и избыточности.
Опыт практической работы ОКБ «Электроавтоматика» показывает, что объем проектной документации, достаточной для изготовления изделия в производстве, в среднем составляет 135 документов на одно изделие. В окрестностях этого значения кривая сокращения трудоемкости достигает уровня 100%. В связи с этим внедрение интегрированной САПР для разработки современных электронных приборов является экономически обоснованным и целесообразным.
1. Гатчин Ю.А., Жаринов И.О., Жаринов О.О. Архитектура программного обеспечения автоматизированного рабочего места разработчика бортового авиационного оборудования // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2012. - № 2 (78). - С. 140-141.
2. Гатчин Ю.А., Жаринов И.О. Основы проектирования вычислительных систем интегрированной модульной авионики: монография. - М.: Машиностроение, 2010. - 224 с.
3. Гайкович А.И. Основы теории проектирования сложных технических систем. - СПб: НИЦ «МОРИНТЕХ», 2001. - 432 с.
Жаринов Игорь Олегович - СПб ОКБ «Электроавтоматика» имени П. А. Ефимова, доктор технических наук, доцент, [email protected]
Жаринов Олег Олегович - Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, кандидат технических наук, доцент, [email protected]
Шек-Иовсепянц Рубен Ашотович - СПб ОКБ «Электроавтоматика» имени П. А. Ефимова, доктор технических наук, профессор, главный конструктор, [email protected]
Суслов Владимир Дмитриевич - СПб ОКБ «Электроавтоматика» имени П. А. Ефимова, руководитель экспертного совета, [email protected]
УДК 004.428
КРОССПЛАТФОРМЕННЫЙ ИНСТРУМЕНТАРИЙ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ Э.Э. Ошурок, К.В. Ежова
Предложена реализация кроссплатформенного инструментария, предназначенного для разработки программных продуктов на языках программирования семейства C/C++ под настольные и мобильные платформы различного назначения. Особенностью инструментария является возможность переносить программы между платформами без изменения исходного кода. Рассмотрена структура инструментария, раскрыт обобщенный алгоритм реализации переносимости приложений при сохранении высокой производительности. Приведены возможные направления дальнейшего использования инструментария.
Ключевые слова: кроссплатформенность, переносимость, платформа, кросс-компилятор, инструментарий разработки.
На сегодняшний день многие пользователи переходят на мобильные платформы из-за их популярности и удобства использования. По этой причине разработчикам программного обеспечения приходится создавать все новые программы. При этом используются существующие средства разработки, которые не всегда позволяют написать код, переносимый на различные платформы без потерь производительности и скорости работы. В последнее время широко используются так называемые кросс-компиляторы, способные производить на одной и той же платформе код для отличных от нее платформ. Предварительная сборка такого кросс-компилятора требует больших затрат времени и ресурсов, а работа с ним не гарантирует абсолютно успешного результата, так как готовое программное обеспечение может нуждаться в изменениях [1].
Если не акцентировать внимание именно на платформах для мобильных устройств, то и для настольных рабочих станций широчайший круг разрабатываемых продуктов создается строго под определенные операционные системы, ввиду чего пользователю приходится иногда отказываться от привычного ему рабочего окружения ради программного продукта, который ему необходим на данный момент для решения конкретной задачи.
В настоящее время существуют такие средства разработки программ, как язык Java, с помощью которого возможно создать программный продукт, переносимый между платформами без необходимых дополнительных изменений исходного кода. Однако программы, реализованные на языке Java, требуют довольно много ресурсов для своей работы [2].
С появлением кроссплатформенного инструментария Qt стало возможным создавать переносимые программные продукты на языках семейства C/C++, Java или Python [3]. Основным недостатком использования Qt является размер готового программного продукта, что в ряде случаев неприемлемо. Кроме того, программы, разработанные с использованием перечисленных языков программирования, не всегда могут работать под управлением более ранних версий операционных систем.
Проведя анализ предложенных решений для создания кроссплатформенных приложений, можно предложить два основных варианта:
1. создание программных продуктов на языке Java с уменьшением производительности работы;
2. создание программ с использованием инструментария Qt в связке с языками Java или C/C++.
Второй вариант в настоящее время является более предпочтительным.
Альтернативой использования уже ставших стандартными методов решения рассматриваемой проблемы может стать создание специализированного прикладного интерфейса программирования, используя который в дальнейшем, можно будет создавать программные продукты, переносимые между различными мобильными платформами без потерь производительности, дополнительных изменений кода и увеличения размера. Кроме этого, такие программы могли бы функционировать и на платформах для настольных компьютеров [4].
Разрабатываемый проект, в первую очередь, представляет собой необходимый инструментарий, который позволит создавать кроссплатформенные программные продукты различного назначения и может широко применяться в различных областях науки, где используются и разрабатываются программ-
