Особенности диалогового проектирования

Цели проектирования и круг решаемых задач определяются заказчиком. Он формулирует также требования, которым должен удовлетворять проектируемый объект в процессе его эксплуатации. Исходя из этого формируется проектное задание. Этот этап называют внешним проектированием.

На втором этапе осуществляется внутреннее проектирование, непосредственная разработка проектного задания. Для его осуществления необходимы алгоритмические модели элементов и систем, из которых формируется проектное решение.

Процесс проектирования заключается, во-первых, в синтезе вариантов проектируемой системы и, во-вторых, в анализе свойств каждого из них с целью выбора приемлемого или наилучшего варианта. В свою очередь процесс синтеза содержит два этапа: структурный синтез, т. е. формирование структуры системы, и параметрический синтез, т. е. выбор параметров этой структуры.

Поскольку задача структурного синтеза плохо формализуется, ее решение целесообразно оставить за человеком. Именно здесь могут оказаться полезными опыт и интуиция конструктора. Однако это вовсе не означает, что компьютер на этом этапе, требующем активного творчества, бесполезен. На самом деле он может здесь быть прекрасным помощником, подсказывая, какие модули содержатся в его базе знаний и какими свойствами они обладают. Кроме того, по мере развития теории проектирования и средств искусственного интеллекта компьютер в ближайшем будущем сможет самостоятельно решать задачи оптимального структурного синтеза.

Задача параметрического синтеза более проста. Обычно она допускает формализацию в виде расчетных соотношений для обоснованного выбора параметров всех алгоритмических модулей, входящих в структуру системы. Поэтому априорный выбор параметров можно поручить компьютеру. В случае необходимости проектировщик может варьировать эти параметры в заданных пределах.

К сожалению, очень трудно заранее установить алгоритмическую разрешимость задачи проектирования. Трудности связаны с неблагоприятным влиянием на систему неизбежных на практике возмущений и неконтролируемых помех. Поэтому приходится, задавшись определенным классом возмущений и помех, анализировать их влияние на поведение системы путем имитационного моделирования на компьютере.

Сложность описанного подхода к диалоговому проектированию заключается в том, что обычно конструктору неясно, какую именно систему следует анализировать. Ведь эта система только проектируется, и, следовательно, ее полное описание он как раз и пытается отыскать.

Возникает диалектическое противоречие. С одной стороны, конструктор анализирует с помощью компьютера поведение проектируемой системы, с другой - именно описание этой системы он должен отыскать. Этот парадокс диалогового проектирования носит принципиальный характер. Его можно объяснить следующим образом.

Создать хорошую систему можно только, когда мы точно знаем ее описание. Оно формируется в процессе проектирования. Но даже если оно найдено, а сама система реализована, многие ее свойства остаются неясными. Например, как поведет себя система в реальных условиях эксплуатации. Дело в том, что невозможно на стадии проектирования учесть все особенности этих условий.

Описанное противоречие полезно. Оно играет роль своеобразной пружины, подталкивающей процесс проектирования. Как только противоречие исчезло, "толкать" больше нечего и, следовательно, требуемое проектное решение получено. Важную роль при этом имеет имитационное моделирование возможных возмущений и неопределенностей и оценка их влияния на свойства проектируемой системы. По существу, компьютерный анализ выступает здесь как главное средство разрешения противоречия, возникающего в процессе проектирования.