/>ВСТУП
Процес проектування є цілеспрямованою послідовністюдій по реалізації проектних рішень (до яких приводять проектні процедури:математичне моделювання, оптимізація, компоновка об'єктів), що приводять достворення опису об'єкту проектування, достатнього для виготовлення об'єкту ійого експлуатації в заданих умовах.
У загальному випадку проектуванням називаєтьсяскладання опису, необхідного для створення в заданих умовах нового неіснуючогооб'єкту (системи тих. процесу, економічні процеси, технічні вироби і т.д.).
Цей процес базується на вивченні потреби суспільства іпошуку якнайкращого варіанту її задоволення.
У цьому визначенні дві основні особливості:
1. Наявність обмежень, що накладаються на процесрішення задачі проектування.
2. Необхідність вибору якнайкращого (оптимального)варіанту рішення.
На даному етапі розвитку сучасних технологій дужеважливим є створення нових максимально функціональних систем. Проте створеннячогось нового не завжди може бути вигідним з матеріальної точки зору оскількивимагає великих матеріальних витрат і витрат часу. Проблема матеріальних витратрозв'язується за допомогою проектування. Воно дозволяє прогнозувати станиоб'єктів в різних умовах, зовнішній вигляд і багато інших важливих аспектів,усувати недоліки і помилки в ще не існуючих об'єктах. Це дозволяє уникнутивеликих матеріальних і фізичних витрат.
Сучасні системи проектування дозволяють автоматизуватипроцеси проектування тим самим зменшити час і ресурси на його виконання.
Ціль автоматизації — підвищити якість проектування, знизити матеріальнівитрати на нього, скоротити строки проектування й ліквідувати ріст числаінженерно-технічних працівників, зайнятих проектуванням і конструюванням.
Проектування являє собою цілеспрямовану послідовність дій по реалізаціїпроектних рішень (до яких приводять проектні процедури: математичнемоделювання, оптимізація, компонування об'єктів), що приводять до створенняописи об'єкта проектування, достатнього для виготовлення об'єкта і йогоексплуатації в заданих умовах.
Особливістю автоматизованого проектування є те, що в ході проектуваннявідбувається постійний діалог людини й машини [1].
Дана курсова робота присвячена автоматизованому проектуванню складнихсистем, які характеризуються ієрархією, різноманіттям зв'язків між елементами,багаторазовою зміною стану, множиною показників якості й критеріїв. Окремічастини складних систем можуть розглядатися як система.
Для вивчення й проектування систем використають: математичне моделювання(заміна реальної системи її математичним описом на різних рівнях абстракції),що значно скорочує витрати на створення моделі й проводиться на ЕОМ бездодаткових приладів; геометричне моделювання (процес побудови форми об'єкта — поступова її деталізація в міру розвитку ідей розроблювача), що реалізується задопомогою САПР й являє собою роботу з формами в тривимірному просторі; фізичнемоделювання (макетування), що є альтернативою математичному.
Метою курсового проекту є моделювання об'єктів врізних системах автоматизованого проектування. Перша частина проекту єматематичним моделюванням за допомогою програм Excel і MathCAD. Друга частинамістить в собі проектування офісу (за допомогою системи 3D Home Architect),його зовнішнього і внутрішнього вигляду, устаткування і інших об'єктів,розробку схеми електропостачання, а так само даних про споживання електричноїенергії, опис можливої діяльності офісу і працівниках.
1 ГРАФІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ОФІСУ САПР-ОДЯГ
1.1 Початковідані для проектування офісу
Вихідні дані:Діяльність офісу САПР — одяг Кількість комп'ютерів 2 Кількість принтерів 2 Блоки безперебійного живлення 2 Кількість сканерів 1 Модем + Телевізор (підключення до ЕОМ) + Кондиціонер + Музичний центр + Осцилограф (підключення до ЕОМ) - Корисна площа офісу 21,5 кв.м
1.2 Описпризначення офісу і його програмне забезпечення
На підставі вихідних даних можна припустити, що в офісі може працювати 4чоловіки. Тому що ця установа призначена для роботи в сфері одягу, то необхіднінаступні кадри: два програмісти, директор, дизайнер.
Офіс може виконувати:
- створеннянових ескізів одягу;
- обслуговуванняклієнтів;
- розробкаодягу під замовлення.
Для використання в даній установі WindowXP Professional, тому що це одна із самих нових інадійних операційних систем. Вона має найбільшу універсальність, має широкепоширення, і відповідно, має особливу підтримку з боку апаратного й програмногозабезпечення. Для комп'ютера, що працює в цій системі, найбільше простопідібрати прикладні програми й драйвери пристроїв.
Завдяки графічному інтерфейсу Windows XP єпростій для використання, тому немає необхідності навчати операторів дляпереходу на нову ОС, Windows XP Professional є нащадком таких систем Win95,WinNT, Win98, і зберігає основні принципи роботи в ОС цього типу, отже,оператори працюючі на попередніх версіях легко зможуть адаптуватися до нового.Основною відмінністю нової ОС від попередніх версій є надійність і стабільністьроботи. Вона більше мультимедійна й функціональна. Windows XP Professionalуводить новий стандарт програмного забезпечення для бізнесу, поєднуючипродуктивність і надійність корпоративного рівня з безпрецедентною простотоюексплуатації. Побудована на фундаменті перевіреної технології Windows 2000система Windows XP Professional включає всі можливості Microsoft® Windows® XPHome Edition, а також нові й поліпшені засоби, розроблені спеціально длябізнесу й досвідчених користувачів. Час запуску знижений, а стабільність роботиофісних програм вище, ніж у будь-який попередньої операційної системі.Підтримка декількох моніторів дозволяє переглядати більше даних або одночасновиводити вікна двох різних програм.
Для виконання роботи програміста повинен використати персональнийкомп'ютер з наступним програмним забезпеченням: VStitcher 4.01, ЛЕКО 8.04, CorelDRAW, InternetExplorer, Virtual Fashion, Design Fashion.
VStitcher 4.01 — 3D-моделирование одягу. Працюючи зпрограмою, користувач може створити 3D-модель вибраного фасону, а потім«одягнути» її на персонажа. При цьому, користувач може задатипідлогу, вік, розміри тіла, позу, колір шкіри, зачіску і інші особливостіперсонажа. Програма дозволяє навіть створювати одяг для вагітних і задавати дляперсонажа період вагітності.
Бібліотеки програми містять велику кількість вузлів ідеталей, що дозволяє дуже швидко створювати малюнки і ескізи жіночого,чоловічого, дитячого одягу. Потрібен графічний планшет.
ЛЕКО 8.04. Результатом роботи конструктора в системі єоцифроване представлення комплекту лекал, які можуть бути викреслені наплоттері, принтері або можуть передаватися в інші САПР для подальшої розкладкиі розкрою. В цьому відношенні система «ЛЕКО» є сумісною практично збудь-якою САПР, доповнюючи і розширюючи її можливості.
У основу системи конструювання САПР «ЛЕКО»закладений новий підхід до рішення задачі автоматизації робітмодельєра-конструктора — максимально автоматизувати рутинні типові діїконструктора при побудові лекала, дати конструктору принципово нові можливостіпобудови лекал, надати можливість накопичення і повторного використовуваннядосвіду конструктора. Для вирішення цих задач в основу системи було закладеневикористовування формалізованого текстового представлення методики (алгоритму,програми) побудови лекала, записуване на спеціалізованій мові описугеометричних побудов (мові програмування).
CorelDRAW — ця програма дозволяє Будувати вавтоматичному режимі основні лекала декількох різновидів для плечових і пояснихвиробів жіночого, чоловічого і дитячого одягу, декілька різновидів комірів. Уці лекала вже на етапі побудови можна закласти основні ознаки моделі, вибратисилует (прилеглий, напівприлеглий, прямий) і вид основи. Виконувати розмноженняза розмірами і ростам. Виконувати розкладку деталей, розраховувати необхіднукількість тканини. Розраховувати площі лекал і відсоток відходів тканини, довжинушвів. Створювати власну базу моделей, розкладок, різних заготівок, а такожкористуватися іншими базами даних лекал, що є у вільному продажу. До програмидодаються дані по розмірних ознаках жіночого, дитячого і чоловічого одягу наоснові вибірки з Гостів.
Virtual Fashion призначений для автоматичної побудовивикрійок одягу і подальшого їх редагування. Далі підготовлене креслення можнароздрукувати на принтері або плоттері. Робота з лекалами на рівні ліній ікрапок відкриває широкі можливості для дизайнера.
1.3 Співробітники офісу
Функції програміста полягають у побудові та створенні лекал дляподальшого шиття одягу. Програміст повинен створювати за допомогою програмнеобхідні лекала одягу. Складання презентації своєї роботи .
Функції дизайнера полягають у призначення ділових зустрічей, робота зклієнтами, допомого програмістам у розробці лекал, відповідає на телефоннідзвінки, веде архів.
Функції директора включають роботу, спрямовану на організацію своїхробітників, перевірка роботи, рішення задач пов'язані з економієюелектроенергії, зарплатою, також на канцелярію. Перевірка договорів.
Час роботи офісу: з 9-00 до 17-00, перерив з 12-00 до 13-00 годин.Вихідний – понеділок, неділя.
1.4 Альтернативне комп'ютерне встаткування. Критерії вибору
Тому що особливістю проектування є здійснення оптимального вибору здекількох варіантів, відповідно до критеріїв оптимальності, те былозделано дваваріанти комп'ютерного встаткування.
Склад комп'ютерного встаткування розроблявся, виходячи із заданоговстаткування (2 комп'ютери, 2 принтери, 1 сканер, 2 блоки безперебійного живлення).
Перший варіант
Таблиця 1.1 – Устаткування (1 варіант)
Комплектуючі
Опис
Ціна, грн Материнська плата FOXCONN S939 NF4 NF4XK8MC-RC
286.08 Процесор AMD Athlon 64 x3200+ S939 OEM
430.54 Оперативна пам'ять 512MB DDR400 PC-3200, Elixir
28.94 HDD 1000.0 Gb; WESTERN DIGITAL; WD.G1NC10000My Book World Edition
1863.79 FDD Дисковод 3,5" SONY 1,44Mb, внешний, pearl-white, USB
169.95 Оптичний привід Устройство для записи/перезаписи DVD NEC ND-3550A,OEM, DVD+R DL 8X, DVD-R DL 6X, DVD+RW 8X,DVD-RW 6X, DVD+R 16X, DVD-R 16X, DVD-ROM 16X, CD-RW 32X,CD-R 48X, CD-ROM 48X.
330 Корпус AEROCOOL T40; Black; Моддинговый корпус! (без блока питания)
396.55 Клавіатура Logitech Internet 350,USB,OEM
74.16 Миша A4TECH XL-750F-2 USB; (RET)
116.54 Акустика F&D/SVEN PS-820B 2 колонки + сабвуфер
165.83 Монітор 22" ASUS VW222U; Black; 16:10; 2 мс; 1680x1050; 300 кд/м2; у/о 170/160; 2000:1; TCO'03; m/media; VES
1730.40 Разом
5878,57
Вартість2 комп'ютерів – 11757,14 грн.
Таблиця1.2 — Додаткове устаткування (1 варіант)
Устаткування
Опис
Ціна, грн Модем Факс-модем D-Link DFM-562IS(внутренний, PCI, до 56KB/s(V.90, k56flex), факс до 14.4KB/s,G3, голосовой, Conexant HSFi CX11252)
120 Джерело безперебійного живлення APC Back UPS ES 525 (BE525-RS)(525 VA / 300W) (AVR, Диап.раб.напряж.: 160-280V(47/53Гц); розетки Shuko: 3(питание от батареи) и 1 (фильтр), USB порт, с кабелем, защ.коммуникац оборудования; в комплекте ПО, подзарядка 3-5 часов)
321*2 Принтер Canon LBP-2900; A4; GDI; (2400) 600x600 dpi; 12 ppm; 2 Mb; USB 2.0; WinPrint; (cart.703)
685.50*2 Сканер HP ScanJet G3010; A4; 4800x4800 dpi; 48 bit; USB 2,0; слайд-модуль
597.66 Разом
2730,66
Общаястоимость оборудования: 14487,80
Для проектування складних систем необхідно мати альтернативи, тобтоваріанти вибору. Для здійснення оптимального вибору з декількох варіантів, закритеріями оптимальності, було спроектовано два варіанти комп'ютерного встаткування.
Другий вариант
Таблиця 1.3– Устаткування (2варіант)
Комплектуючі
Опис
Ціна, грн Материнська плата ASUS K8V-MX; Socket 754; VIA K8M800+VT8237R; 2DDR; 3xP, 1xA; Video; Sound-6ch; Lan; 2xSATA; 2xATA133
266.56 Процесор Athlon 64 x2 5200+ AM2 box,ADA5200CSBOX
623.15 Оперативна пам'ять 2 Gb DDR2 SDRAM PC5400 GOODRAM
198.28 HDD 1000.0 Gb; WESTERN DIGITAL; WD.G1NC10000My Book World Edition
1863.79 FDD Дисковод 3,5" Mitsumi 1,44Mb,black
31.16 Оптичний привід DVD+RW/-RW & CDRW NEC ND-7173S Silver S-ATA (OEM)
181.28 Корпус DELUX DLC-SF473 silver/black; Midi Tower; ATX; 440W P4, 20+4 pin; 5.25«x3, 3.5»x1e+6i; ATX w/USB
278.36 Клавіатура
25.96 Миша A4TECH OP-3D-1 Red; 2x button; optical; PS/2; (RET)
28.99 Акустика Genius SP-I201U выход на наушники, черный лак, USB
111.24 Монітор 20" SAMSUNG SM 2032BW; Black glossy; 16:10; 2 мс; 1680x1050; 300 кд/м2; у/о 170; 1000:1 (DC 3000:1);
1535.73 Разом
5144,5
Вартість2 комп'ютерів – 10289грн.
Таблиця1.4 — Додаткове встаткування (1 варіант)
Устаткування
Опис
Ціна, грн Модем Факс-модем D-Link DFM-562IS(внутренний, PCI, до 56KB/s(V.90, k56flex), факс до 14.4KB/s,G3, голосовой, Conexant HSFi CX11252)
120 Джерело безперебійного живлення APC Back UPS ES 525 (BE525-RS)(525 VA / 300W) (AVR, Диап.раб.напряж.: 160-280V(47/53Гц); розетки Shuko: 3(питание от батареи) и 1 (фильтр), USB порт, с кабелем, защ.коммуникац оборудования; в комплекте ПО, подзарядка 3-5 часов)
321*2 Принтер XEROX Phaser 3117; A4; 600 dpi; 16 ppm; 8 Mb; USB 1.1; GDI; (картр.3000(1000 ст.) стр.; мес. ресурс
453.20 Сканер Canon CanoScan LiDe 25
351.23 Разом
1566,43
Общаястоимость оборудования: 11855.43 грн.
Для проектування офісу ми приймаємо другий план, тому що в першому планівартість устаткування більше чим у другому, а для нас необхідно економить навсьому, хоча по використанню встаткування із другій таблиці ні чим не уступаєпершому й гарантія на експлуатацію дається однакова.
1.5Планофісу і його об'ємне зображення
1.5.1 План офісу з указівкою розмірів
План офісу розроблявся, виходячи з кількості співробітників і заданоговстаткування (2 комп'ютери, 2 принтери, 1 сканер, 2 джерела безперебійногоживлення). На плані показані розміри офісу, вікна й двері.
/>
Рисунок 1.1 — План офісу з розмірами в 2D
/>
Рисунок 1.2 – 2D вид
1.5.2 Об’ємне проектування будинку
На рисунку зображено офіс одягу у об’ємному вигляді.
/>
Рисунок 1.3 – 3D вид офісу
1.5.3 Інтер’єр усіх кімнат
На плані показані меблі, комп'ютери, електротехнічні арматури(світильники, вимикачі, розетки), вікна й двері.
/>
Рисунок 1.4 – Приймальня в 3D виді
/>
Рисунок 1.5 — Кімната відпочинку в 3D виді
/>
Рисунок 1.6 – Робоча кімната в 3D виді
/>
Рисунок 1.7 – Кімната директора в 3D виді
1.5.4 Територія проектованого будинку
На рисунках зображено ландшафт навколишньої території (зона відпочинку,зона очікування, спортивна площадка).
/>
Рисунок 1.8 — План офісу в аксонометрії
/>
Рисунок 1.9 — План офісу в аксонометрії
1.6 Електропостачання офісу
1.6.1 Схема електропостачання
Наступний етап, полягає в необхідності, показати на плані офісуелектротехнічні арматури (світильники, вимикачі, розетки, електричні сполучнікоробки) .
На (рис.1.7) показана схема підключення світильників і розеток моделіофісу.
/>
Рисунок 1.10 — Електропроводка
Пояснення до рисунка:
Л1 — Люстра 1 у приймальні, ставиться до коробки 1
Л2 — Світильник 1 в загальному туалеті, ставиться до коробки 2
Л3 – Люстра 2 у кімнаті відпочинку, ставиться до коробки 3
Л4 – Люстра 3 у кабінеті директора, ставиться до коробки 4
Л5 – Люстра 4 у робочому приміщенні, ставиться до коробки 5
Л6 – Люстра 5 у робочому приміщенні, ставиться до коробки 6
Р1 – Розетка 1 у кімнаті відпочинку, до неї підключається магнітофон(100Вт)
Р2 – Розетка 2 у кабінеті директора, до неї підключається настільналампа(100 Вт)
Р3 – Розетка 3 у робочому приміщенні, до неї підключаєтьсяпринтер-сканер(100 Вт)
Р4 – Розетка 4 у робочому приміщенні, до неї підключається комп’ютер (400Вт)
К1 — Коробка 1
К2 — Коробка 2
К3 — Коробка 3
К4 — Коробка 4
К5 — Коробка 5
К6 — Коробка 6 1.6.2 Місце розміщення в офісі електротехнічних арматур
/>
1 –Розподільний щит
2 –Коробка
3 –Розетка
4 –Вимикач
1.6.3 Розрахунок кабельної продукції для електропостачання
Для того, щоб розрахувати кабельну продукцію, необхідно скористатисянаступними формулами:
1. Визначенняструму в кабелі
I (A) = P (Вт) / U (B)
2. Перший закон Кергофа
I = I1 + I2 + I3…In
3. Площа поперечного перерізу кабелю
S = I / δ
Матеріал — алюміній.
Таблиця 1.5 — Елементи електроустаткування
/>
1.6.4 Розрахунокструму в окремих частинах схеми електропостачання
Для того, щоб розрахувати струму в окремих частинах схемиелектропостачання, необхідно скористатися наступними формулами:
1. Визначенняструму в кабелі
I (A) = P (Вт) / U(B)
2. Перший закон Кергофа
I = I1 + I2 + I3…In
Таблиця 1.6 — Розрахунок струму в окремих частинах схемиелектропостачання
/>
1.6.5 Розрахунок споживаної електроенергії в середньому задень й за місяць. Оплата електроенергіїВиходячиз перерахованих вище споживачів, розрахуємо добове споживання електроенергії вофісі. Добовий усереднений графік споживання електроенергії наведений у таблиці7.
Таблиця 1.7 — Витрата електроенергії
/>
Споживання електроенергії за добу:
W = Pcp*t/1000 = 11,6 кВт*ч
Добові витрати= W*0,156 = 2,784 Грн, где 0,24 – плата за 1 кВт*ч
Витрати за місяць = добові витрати *22=61,248 Грн, де 22– це кількість робочих днів за місяць
На рисунку 1.8 представлений графік споживання електроенергії офісом.
/>
Рисунок 1.11 — Графік споживання електроенергіїЯквидно з гістограми, максимальне споживання електроенергії з 9 до 11 та з 14 до17 годин — у цей час працює все встаткування й горить світло.
1.7 Висновки щодо проекту офісу
У графічному моделюванні був змодельований офіс, ведучий свій бізнес усфері одягу. Офіс займає п’ять кімнат:
Перша — приймальня;
Друга — туалет;
Третя — кімната для відпочинку персоналу;
Четверта — кабінет директора;
П'ята — безпосередньо робоче приміщення;
Для офісу було підібрано відповідне встаткування: два комп'ютери, двапринтери, одного сканера, 2 блоки безперебійного живлення, на загальну суму 11855,43грн.
Також було розраховане енергоспоживання офісу й розроблена схемаелектропроводки. За результатами розрахунків на електропроводку офісу будепотрібно 31,6 метрів кабелю, а сумарний максимальний розрахунковий струм (із
запасом) буде становити близько 9 амперів. Добове споживанняелектроенергії — ледве більше 11,6 квт*ч, що буде коштувати 2,78 грн у добу або61,25 грн на місяць.
У звіт до проекту також включений:
1. План офісу;
2. Скріншоти 3D-проекти офісу;
3. Звіт по підборі встаткування;
4. Схема електропроводки;
5.Розрахунки енергоспоживання й навантаження на силові елементи.
2 МАТЕМАТИЧНЕМОДЕЛЮВАННЯ2.1 Завдання 1.1
Варіант 3Модельоб'єкта представлена системою лінійних рівнянь:
Визначити невідомі змінні(Xi)
1. використовуючифункцію Find;
2. використовуючиПоиск решения у Excel. Зрівняти результати.
Система лінійних рівнянь
/>
Рішення засобами Excel
Щоб вирішити систему рівнянь, використаємо команду Пошук рішення. Однакспочатку формується таблиця початкових даних (рис.2.1):
/>Рисунок2.1 — Таблиця початкових даних
Правильність рішення системи рівняння можна простежити, якщо включитирежим відображення формул (рис. 2.2):/>
Рисунок 2.2 — Дані в режимі відображення формул
Для рішення рівняння, необхідно заповнити вікно «Пошук рішення»у такий спосіб (рис. 2.3)
/>
Рисунок 2.3 — Вікно пошуку рішень
При натисканні клавіші «Виконати» на екрані з'являєтьсянаступне вікно й таблиця з рішенням (рис 2.4)
/>
Рисунок 2.4 — Вікно з рішеннями
/>
Рисунок 2.5- Результат рішення
Результат: x1=5; x2=0; x3=3; x4=2
Рішення засобами MathCAD
Рішення даної системи рівняння можна знайти за допомогою розв'язуваногоблоку Given...Find.
/>
Функція Find шукає точне рішення системи рівнянь, записаної після словаGiven.
/>
Результат: x1=5; x2=0; x3=3; x4=2
Перевірка:
Щоб перевірити отримані значення підставляємо в дану систему рівнянь.
/>
/>
Дане рівняння вирішили різними методами й засобами в результаті одержалиоднакові відповіді, але методи рішення відрізняються. Тому що за допомогоюпрограми Math CAD неможливо зрозуміти процес рішення задачі, що дозволяєзробити MS Excel.2.2 Завдання 1.2
Варіант 13
Перетворити модель, задану у вигляді системи нелінійних рівнянь до виду f1(x) = y й f 2 (y)= x. Побудувати їхні графіки й визначити початкове наближеннярішення. Вирішити систему нелінійних рівнянь.
/>
Рішення засобами Excel
Знайдемо крапку перетинання y й x. Тому що sin перебувають у проміжку
від -1 до 1, то можна скласти наступні нерівності:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Після побудови й настроювання графіків був зроблений висновок, щодоцільно задатися інтервалами, показаними на рис.6
/>
Рисунок 2.6- Інтервали пошуку рішення
Далі необхідно побудувати таблицю й графік функцій використовуючиотримані обмеження.
При побудові графіка необхідно використати дані значення (рис. 7)
/>
/>
Рисунок 2.7- Вибір вихідних даних
Натискаємо «Далі», уводимо назву графіка, поміщаємо діаграму нанаявному аркуші, натискаємо «Готове». Після виконання всіх операційодержимо графіки функцій (рис.2.8).
/>
Рисунок 2.8 — Побудовані графіки функцій
Далі для знаходження точного рішення необхідно заповнити таблицю звихідними даними й розрахунковими формулами.
Для цього необхідно заповнити таблицю з вихідними даними й
розрахунковими формулами. Задаємо початкові значення х и y рівні«0» (рис. 2.9)
/>
Рисунок 2.9 — Таблиця вихідних даних
Необхідно включити режим відображення формул, для перевірки правильностірішення (рис. 2.10)
/>
Рисунок 2.10 — Дані в режимі відображення формул
Для того щоб вирішити рівняння, скористаємося вікном «Пошукрішення» (рис. 2.11)
/>
Рисунок 2.11 — Вікно пошуку рішень
При натисканні клавіші «Виконати» на екрані з'являється наступневікно й таблиця з рішенням (рис. 2.12).
/>
Рисунок 2.12 — Результат рішення
Результат: x=0,582,y=1,7999
Рішення засобами MathCAD
Систему нелінійних рівнянь можна знайти за допомогою блокуGiven...Find[3].
/>Де — початкові значення. ФункціяFind шукає точне рішення системи рівнянь, записаної після слова Given.
/>
Результат:x=0,582, y=1,799
Перевірка:
Отримані значення підставляємо в дану систему рівнянь
/>
Результати збігаються значить отримані розрахунки різними методами йзасобами були зроблені правильно. Але при порівнянні методу рішення в данихпрограмних продуктах, з'являються відмінності. MathCAD дає можливість швидко йпросто одержати результат, а Excel у відмінності від Math CAD дає користувачевіможливість, зрозуміти процес рішення задачі, методом градиентного,імовірнісного пошуку. Так само більш чітко видно значення початкових умов длярішення задачі.
2.3 Завдання 2.1
Варіант 4
Задача А.
Вирішити задачу проектування конусоподобного фільтра.
Із круглої заготівлі (r = 2) фільтровані папери вирізують сектор з кутом, потім з іншого роблять фільтр у вигляді конуса. Необхідно розрахувативеличину
кута, при якій забезпечується максимальний об'єм конуса.
R -радіус основи конуса; h — висота конуса; r — радіус заготівліфільтрованого паперу.
Рішення засобами MathCAD.
Таким чином, задача зведена до максимізації функції однієї змінної.
Максимум цільової функції можна знайти, використовуючи:
Потужним способом MathCAD для рішення оптимизационных задач євикористання убудованих функцій Minimize й Maximize. Функція Maximize
використається у вигляді:
Maximize (цільова функція, параметр1, параметр2, ..., параметрN )
Вирішимо нашу задачу використовуючи функцію Maximize
/>
/>
Рішення засобами Excel
Алгоритм рішення даної задачі аналогічний раніше розглянутому. Спочаткуми задаємо цільову функцію, потім визначаємо для неї обмеження, вибираємо змінюванізмінні й, задавши перші наближення для змінних, виконуємо Пошук рішення.
Як цільова функція виберемо рівняння об'єму конуса умови незаперечностізмінних величин, і кут Q не повинен перевищувати 2 ПІ .
/>
Рисунок 2.13 — Дані в режимі відображення формул
Застосувавши Пошук рішення
/>
Рисунок 2.14 — Вікно пошуку рішення
При натисканні клавіші «Виконати» на екрані з'являєтьсянаступне вікно й таблиця з рішенням (рис. 15):
/>
Рисунок 2.15 — Результат рішення
Висновок: Отримані в результаті обчислень різними програмними продуктами(MathCAD ,Excel) значення повністю ідентичності, що говорить про вірогідністьрішення. Так само наочно видно, що обчислення в MathCAD більше громіздкі, але зматематичної точки зору більше правильні.
Задача Б.
Проектування 2 -х конусоподібних (пожежних) цебер.
Із круглої заготівлі жерсті (r = 3) вирізують сектор з кутом, потім зіншого роблять цебро у вигляді конуса й з вирізаного сектора теж (тобто 2-ацебра). Необхідно розрахувати величину кута θ, тобто Як необхідно розкроїти заготівлю, щоб об'єм 2-х цебербув максимальним.
R -радіус основи конуса; h — висота конуса; r — радіус заготівлі
Рішення засобами Excel.
Для рішення даної задачі необхідно заповнити таблицю з вихідними даними йрозрахунковими формулами (рис.16). R= 3 T= 2,03583904182688 2Пи-T= =2*ПИ()-B3 V1 =(((B2^2)*(B3^2))/(6*ПИ()))*(КОРЕНЬ(B2^2-((B2^2)*(B3^2))/(4*(ПИ()^2)))) V2 =(((B2^2)*(B4^2))/(6*ПИ()))*(КОРЕНЬ(B2^2-((B2^2)*(B4^2))/(4*(ПИ()^2)))) V =B6+B7 2ПИ =2*ПИ()
Рисунок 2.16 — Дані в режимі відображення формул
Об'єм першого сектора розраховується по формулі:
/>
Об'єм другого сектора розраховується по формулі:
/>
Далі задається початкове значення кута />=0, установлюється цільовий осередок(загальний об'єм). Викликається «Пошук рішень» (мал.14). Тому що коло- це, тобто, то обмеження для кута /> наступні: />.Нижче наведені відповідні таблиці .
/>
Рисунок 2.17- Вікно пошуку рішень
Виконавши даної операції, було отримано наступне рішення (рис. 18,19).
/>
Рисунок 2.18 – Вікно результату пошуку рішеньR= 3 T= 2,035839 2Пи-T= 4,247346 V1 5,616486 V2 19,04211 V 24,65859 2ПИ 6,283185
Рисунок 2.19 — Результат рішення
Рішення засобами MathCAD.
Для рішення даної задачі необхідно заповнити таблицю з вихідними даними йрозрахунковими формулами, представленими вище.
А далі скористаємося вже відомою структурою Given.
/>
Висновок: Отримані в результаті обчислень різними програмними продуктами(Excel, MathCAD) значення повністю ідентичності, що говорить про вірогідність правильного рішення.
Задача 4.
Ємність відстійника для відходів повинна складати 40000 л. Виготовляєтьсяз залізобетону товщиною 10 см. Визначити геометричні параметри відстійника (L,H,a,W),при яких на його виготовлення піде мінімальна кількість бетону (див. Рис.).
/>
Рис.
/>
2.4 Завдання 2.2
Функція об'єкта /> задана неявно рівнянням />, />, />. Побудувати графіка залежностіфункції /> назаданому відрізку/>й знайти ee мінімум і максимум зточністю />
/>
/>
Рішення засобами Excel
Щоб вирішити задачу необхідно заповнити таблицю. Задаємо значенняt=[4,7]. Задаємо функцію f(x), у якій початкове значення х буде дорівнює«0».
Далі скористаємося вікном «підбор параметра»:
/>
/>
Рисунок 2.24- Вікно підбора параметра
/>
Рисунок 2.25 — Вікно результату підбора параметра з результатом
/>
Рисунок 2.26 — Результат рішення
Отримане значення х необхідно перенести в наступний осередок і на цезначення х зробити підбор параметра.
/>
/>
Рисунок 2.27 — Вікно підбора параметра
Така дія необхідно виконувати доти, поки t не буде дорівнює«7».Далі необхідно побудувати графік за значеннями x й t (рис. 2.28):
/>
/>
Рисунок 2.28 — Побудова графіка
Для визначення максимуму й мінімуму функції необхідно заповнити таблицю звихідними даними й розрахунковими формулами. Задаємо початкові значення x й yрівні «0»
/>/>
Рисунок 2.29 — Таблиця початкових даних
Максимальні й мінімальні значення необхідно знайти за допомогою вікноПошук рішень.
/>
Рисунок 2.30 — Вікно пошуку рішень на максимум
При натисканні клавіші «Виконати» на екрані з'являєтьсянаступне вікно й таблиця з рішенням.
/>
Рисунок 2.31 — Результат максимуму функції
/>
Рисунок 2.32 — Вікно пошуку рішень на мінімум
При натисканні клавіші «Виконати» на екрані з'являється наступневікно й таблиця з рішенням.
/>
Рисунок 2.33 — Результат мінімуму функції
Результат: max x = 1.284 t = 1.6
minx = 0.1476 t = -1
Розрахункові дані одержали тільку за допомогою програми MS Excel. Тому щофункція є складної, знайти її максимум і мінімум можна тільки через підборпараметрів з попереднього значення х, що не вийде зробити в Math CAD.
2.5 Завдання 2.4
Варіант 3
Задача про проектування оптимального асортиментах.
Підприємство планує випускає 2 види продукції. Ціна одиниці 1 видупродукції — 2500, 2-го виду продукції — 5000. Для виготовлення продукціївикористаються три види сировини, запаси якого 37, 57,6 й 7 умовних одиниць.Норми витрат кожної сировини на одиницю продукції представлені в таблиці.Продукция Затраты сырья 1-вид 2-вид Нормы 1,2 1,9 37+0,1*N 2,3 1,8 57,6+0,1*N 0,1 0,7 7+0,1*N
Рисунок 2.34 — Вихідні дані
Потрібно визначити планова кількість випускає продукции, що (підібратипараметри плану) таким чином, щоб прибуток був максимальною (при заданихобмеженнях).
Для варіантів (27й 28) вирішити задачу з урахуванням собівартості (С) продукціїрівної: С1 = 10*N, С2 = 30*N, де N -номер варіанта.
Задачу вирішити засобами Excel й Mathcad зробити висновки
Рішення засобами Excel
1-й вид — x1 одиниць, 2-й вид — x2 одиниць: зроблена продукція
Тоді прибуток від зробленої й проданої продукції виражається цільовоюфункцією (уважаючи собівартість Сi рівної нулю):
f(x1,x2)=(2500-с1)x1+(5000-с2)x2.
Обмеження по запасах сировини:
1,2x1+1,9x2 ≤ 37,3
2,3 x1+1,8x2 ≤ 57,9
0,1 x1+0,7x2 ≤ 7,3
Необхідно задати початкові значення х1 і х2, які будуть дорівнюють нулю(рис. 35)
/>
Рисунок 2.35 — Таблиця початкових даних
/>
Рисунок 2.36 — Дані в режимі відображення формул
Далі необхідно скористатися вікном «Пошук рішення».
/>
/>
Рисунок 2.37 — Вікна пошуку рішень
При натисканні клавіші «Виконати» на екрані з'являєтьсянаступне вікно й таблиця з рішенням (рис. 38)
/>
Рисунок 2.38 — Результати рішення
Результат:x1 = 19 x2 = 7
зурахуванням собівартості: x1 = 17x2 = 8
Рішення засобами MathCAD
Дану функцію необхідно задатися початковими значеннями.
/>
- початкові значення.
Вибираємо обмеження
/>
/>
З урахуванням собівартості:
/>/>
Результат:x1 = 19 x2 = 7
зурахуванням собівартості: x1 = 17 x2 = 8
Перевірка:
Отримані значення підставляємо в дані функції.
(2500-30)*17+(5000-90)*8=81270
2500*19+5000*7=82500
Результати збігаються, отримані різними засобами й методами. Порівнюючиметоди рішення можна сказати, що програма MathCAD зручна своєю простотою йшвидкістю у відмінності від Excel, що у свою чергу дозволяє зрозуміти процесрішення задачі.
ВИСНОВКИ
Мети й завдання курсової роботи з теми «Проектування офісупрограмування» досягнуті в повному обсязі: систематизація й закріпленнятеоретичних знань, отриманих при вивченні навчальної дисципліни «Основиавтоматизованого проектування складних систем» і придбання навичок увикористанні сучасних інформаційних технологій, а також придбання й закріпленнянавичок самостійної роботи.
У математичному моделюванні були вирішені всі задані завдання задопомогою Excel, MathCAD. Всі отримані результати вирішені двома програмамисходяться значити отримані розрахунки були зроблені правильно. Порівнюючиметоди рішення можна сказати, що програма MathCAD зручна своєю простотою йшвидкістю у відмінності від Excel, що у свою чергу дозволяє зрозуміти процесрішення задачі.
У графічному моделюванні був змодельований офіс, ведучий свій бізнес усфері одягу. План офісу розроблявся, виходячи з кількості співробітників ізаданого встаткування (2 комп'ютери, 2 принтери, 1 сканер, 2 блокубезперебійного живлення). На плані показані меблі, комп'ютери, електротехнічніарматури (світильники, вимикачі, розетки), вікна й двері. Розроблений дизайнофісу (килимове покриття, кольори стін, форми вікон і т.д.). На території крімофісу, розміщені газони, доріжки, під'їзд для автомобіля. Розташувати ємністьдля поливу газону на плані території офісу. Був зроблено альтернативний вибіркомп'ютерного забезпечення. План офісу займає 21,5 м².
У даній курсовій роботі є недоліки, які можна в наслідку модернізувати,наприклад, електропроводка в офісі.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Конспектлекцій по дисципліні «Основи автоматизованого проектування складнихсистем». Лектор Карчевскій В.П.
2. Інформатика:Базовий курс/ С.В.Симонович ізд. — Спб.: Пітер, 2001.-640з
3. http://www.spez.com.ua
4. ЛеонтьевВ.П. Новітня енциклопедія персонального комп'ютера. — М.: Олма-пресс Утворення,2004. — 734 с.: іл.
5. Комп'ютерз нуля. Книга + Відеокурс: учеб. пособ/ під ред. Ф.Н. Рєзникова. — М.: Кращікниги, [2005]. — 384 с.: іл. + [1] CD. іл.
Додаток — Створення презентації курсового проекту задопомогою Power Point
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>