Разработка автоматизированной системы моделирования и проектирования световых приборов Исполнитель: В.В. Байнев Руководитель: И.И. Байнева

Предлагается проект программного обеспечения для автоматизированной системы, осуществляющей моделирование, расчет, проектирование и комплексную разработку световых приборов

Световой прибор (СП) - сложное изделие, состоящее из взаимосвязанных элементов: Световой прибор (СП) - сложное изделие, состоящее из взаимосвязанных элементов: источников света, источников света, пускорегулирующей аппаратуры, пускорегулирующей аппаратуры, электроустановочных устройств, электроустановочных устройств, конструктивных узлов, конструктивных узлов, оптической системы. оптической системы. Их параметры существенно зависят от особенностей конструкции СП и заметно влияют на его характеристики в целом.

Актуальные проблемы конструирования и проектирования световых приборов

I. Уровень конструирования световых приборов имеет важное значение в связи с аспектами: Массовый характер производства и применения СП; Массовый характер производства и применения СП; Огромные материальные и трудовые затраты на их изготовление, монтаж и эксплуатацию; Огромные материальные и трудовые затраты на их изготовление, монтаж и эксплуатацию; Велико влияние СП на технико-экономические и эстетические характеристики строящихся и реконструируемых объектов; Велико влияние СП на технико-экономические и эстетические характеристики строящихся и реконструируемых объектов; Процесс конструирования и проектирования оказывает решающее влияние на потребительские свойства СП, их надежность, а также экономичность производства и эксплуатации. Процесс конструирования и проектирования оказывает решающее влияние на потребительские свойства СП, их надежность, а также экономичность производства и эксплуатации.

II. Основные направления деятельности разработчиков световых приборов: II. Основные направления деятельности разработчиков световых приборов: создание светильников с максимальной световой отдачей, создание светильников с максимальной световой отдачей, создание светильников с заданной кривой светораспределения, создание светильников с заданной кривой светораспределения, постоянное увеличение модельного ряда светильников под различные задачи клиентов. постоянное увеличение модельного ряда светильников под различные задачи клиентов.

III. Широкое использование ЭВМ и автоматизированных систем проектирования на всех стадиях разработки СП необходимо, чтобы избавить конструктора от выполнения трудоемких расчетов, многофакторного анализа и большого объема графических работ. III. Широкое использование ЭВМ и автоматизированных систем проектирования на всех стадиях разработки СП необходимо, чтобы избавить конструктора от выполнения трудоемких расчетов, многофакторного анализа и большого объема графических работ.

IV. Разработкой и производством световых приборов в России занимается большое количество предприятий и фирм, заинтересованных в эффективных автоматизированных системах моделирования и проектирования световых приборов, которые позволили бы быстро и качественно их разрабатывать. IV. Разработкой и производством световых приборов в России занимается большое количество предприятий и фирм, заинтересованных в эффективных автоматизированных системах моделирования и проектирования световых приборов, которые позволили бы быстро и качественно их разрабатывать.

V. В настоящее время на рынке светотехнической продукции для проектирования и конструирования V. В настоящее время на рынке светотехнической продукции для проектирования и конструирования световых приборов используются системы автоматизирован ного проектирования (САПР) типа AutoCAD и КОМПАС.

На современном рынке На современном рынке нет программных нет программных продуктов для продуктов для проектирования проектирования световых приборов, световых приборов, которые в такой степени которые в такой степени учитывали бы все осо- учитывали бы все осо- бенности световых бенности световых приборов в совокупности приборов в совокупности с моделированием профилей с моделированием профилей отражателя с любыми источниками света, отражателя с любыми источниками света, с учетом их теплового режима и надежности. с учетом их теплового режима и надежности.

Инновационные аспекты предложения

Актуальность темы Разработка и использование данной автоматизированной системы моделирования и проектирования световых приборов позволит: Разработка и использование данной автоматизированной системы моделирования и проектирования световых приборов позволит: в короткие сроки эффективно осуществлять разработку световых приборов различного конструктивного исполнения и назначения, с любыми источниками света, в том числе со светодиодами, в короткие сроки эффективно осуществлять разработку световых приборов различного конструктивного исполнения и назначения, с любыми источниками света, в том числе со светодиодами, оценивать технико-экономическую эффективность светооптической системы СП, оценивать технико-экономическую эффективность светооптической системы СП, определять ее основные параметры и увязывать их с конструктивным решением светового прибора в целом, с учетом специфики его эксплуатации, определять ее основные параметры и увязывать их с конструктивным решением светового прибора в целом, с учетом специфики его эксплуатации, оценивать тепловой режим проектируемых световых приборов и его влияние на их работоспособность, оценивать тепловой режим проектируемых световых приборов и его влияние на их работоспособность, оценивать уровень надежности разрабатываемых световых приборов и приборов, находящихся в эксплуатации. оценивать уровень надежности разрабатываемых световых приборов и приборов, находящихся в эксплуатации.

Актуально использовать данную автоматизированную систему для комплексного проектирования, моделирования и разработки световых приборов, как в научных целях, так и на производстве. Актуально использовать данную автоматизированную систему для комплексного проектирования, моделирования и разработки световых приборов, как в научных целях, так и на производстве.

Модели и методы в основе автоматизированная система моделирования и проектирования СП Структурно автоматизированная система моделирования и проектирования СП (АСМПСП) включает функциональные (объектные) подсистемы, решающие целевую задачу, и подсистемы управления ходом разработки СП. Функциональные подсистемы АСМПСП решают следующие основные задачи: 1) проектирование СП на этапе технических предложений и эскизного проектирования; 2) расчет и конструирование узлов и деталей СП: 3) расчет температурного режима и показателей надежности проектируемого СП. 4) автоматизация экспериментальных исследований и обработка получаемых при испытаниях данных.

Проектирование СП на стадии технических предложений осуществляется в АСМПСП с помощью подсистемы, которая позволяет проектировщику в режиме диалога с ЭВМ решать задачу автоматизации проектирования СП с использованием математической модели объекта, банка возможных технических решений, а также опыта и интуиции проектировщика. Подсистема оптимизации параметров СП использует более точные методы, свойственные стадии эскизного проектирования. Принцип построения АСМПСП в подсистемах проектирования находит отражение в виде модульной структуры, когда каждый из программных блоков (модулей), составляющих математическую модель объекта, имеет необходимую чувствительность и точность в рассматриваемом диапазоне изменения параметров и характеристик.

Математическое обеспечение АСМПСП включает в себя математические модели (ММ) проектируемых СП, методы и алгоритмы проектных процедур, используемые при автоматизированном проектировании. К элементам математического проектирования АСМПСП относятся принципы построения функциональных моделей, методы численного решения алгебраических и дифференциальных уравнений, постановки экстремальных задач, поиска экстремума и т.д. В математическом обеспечении АСМПСП можно выделить специальную часть, в значительной мере отражающую специфику объекта проектирования, физические и информационные особенности его функционирования и тесно привязанную к конкретным иерархическим уровням (эта часть охватывает математические модели, методы и алгоритмы их получения, методы и алгоритмы одновариантного анализа, а также большую часть используемых алгоритмов синтеза), и инвариантную часть, включающую в себя методы и алгоритмы, связанные с особенностями математических моделей и используемые на многих иерархических уровнях (это методы и алгоритмы многовариантного анализа и параметрической оптимизации).

Фрагменты программного обеспечения

Результаты исследований докладывались на конференциях 1)Mеждународная научная конференция «Стратегия качества в промышленности и образовании».Варна, Болгария г. 2) Научно-техническая конференции «Молодые светотехники России». Москва, 2010, 2011 г.г. 3) Mеждународная научно-техническая конференция «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики». Саранск, 2010, 2011 г.г. 4) Всероссийская научная конференция «Научный потенциал молодежи – будущему Мордовии». 2010, 2011 г.г. 5) Научная конференция «XXXIX Огаревские чтения». Саранск, 2010 г.

Результаты исследований опубликованы в центральных и местных журналах и сборниках статей: 1) Разработка компьютерной модели для теплового расчета световых приборов. Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики: Сб. науч. тр. VIII Междунар. науч.- техн. конф., Саранск, нояб.2010 г. 2) Компьютерное моделирование и исследование надежности изделий электронной техники. Научно-методич. журнал «Учебный эксперимент в высшей школе». 3) Компьютерное моделирование теплового режима световых приборов. XXXIX Огаревские чтения, 2011 г. 4) Разработка программного обеспечения для компьютерного моделирования теплового режима световых приборов. Электронное научное издание "Электроника и информационные технологии". 5) Программная модель для оценки эффективности и надежности светодиодных источников света и приборов. Полупроводниковая светотехника. Научно-технический журнал г. 6) Оценка эффективности и надежности светодиодных приборов. Фотоника. Научно-технический журнал. Выпуск 3/2011. Раздел "Оптические устройства и системы".

Предварительный план реализации проекта Исследование рынка светотехнической продукции, в частности, световых приборов, выявление потенциальных заказчиков разрабатываемого программного обеспечения. Разработка математической модели. Составление и реализация алгоритмов расчета, разработка ядра программы. Разработка интерфейса программы, сопроводительной документации, проектирование базы данных, тестирование. Подача заявки на патент. Заключение договоров с потенциальными пользователями разработанного программного обеспечения.

Спасибо за внимание!