Проектирование сложных систем при помощи языков проектирования: методы, применение и принципы проектирования

Языки проектирования, основанные на графах, представлены как способ преобразования информации, автома-тизации процессов проектирования и оптимизации продукта или сложной системы. Унифицированный язык моделирования (UML) используется для создания языка, моделирующего процесс проектирования. Язык проектирования состоит из терминологии («цифровых строительных блоков») и набора правил («знаний цифровой композиции») выполнения последовательности действий (т.е. последовательного преобразования в цифровой вид процесса проектирования). С использованием основанного на правилах метода создаётся обобщённая центральная согласованная схема данных об объекте проектирования (так называемый граф проектирования). После генерации абстрактной центральной модели автоматически генерируются инженерные модели, отражающие специфику конкретной предметной области, и после удалённого выполнения их результаты вносятся в центральную модель проектирования для принятия последующих проектных решений или оптимизаций. Языки проектирования моделируются вручную и автоматически выполняются в так называемом компиляторе проектирования. Языки проектирования, основанные на графах, успешно применяются при создании разнообразных изделий аэрокосмической (космические аппараты, самолеты), автомобильной (пространственные конструкции, кабины автомобилей), машиностроительной (роботы, цифровые производства) отраслей и потребительских товаров (кофе-машины, вытяжные системы) для повышения эффективности процесса проектирования и степени его автоматизации. Рассмотрены различные стратегии и механизмы проектирования с целью применения их к автоматизации процесса проектирования. Используются подходы, начиная с автоматизированной и декларативной обработки ограничений, фрактальных вложенных шаблонов проектирования до математического определения последовательности действий проектирования. Имеющиеся знания определяют общую стратегию проектированию (т.е. нисходящее или восходящее проектирование). С целью снижения размерности и общей сложности задачи используется построение безразмерных инвариантов на основе теории подобия. Шаблоны проектирования, парадигмы проектирования (т. е. форма следует за функцией или функция следует за формой) и стратегии проектирования (разделяй и властвуй) из информатики широко используются для структурирования и управления сложностью проекта.