Студентка: Колосова А.А. Научный руководитель: Белогуров С.Г ., к.ф.-м.н.

1. Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э.Баумана Дипломный проект Разработка комплекса автоматизированных средств поддержки проектированиякремниевой трековой системы эксперимента CBM ускорительного комплекса FAIR Студентка:Колосова А.А. Научный руководитель: Белогуров С.Г., к.ф.-м.н. Консультант: Берчун Ю.В.

2. Задачи дипломного проекта • Разработка комплекса программных средств, предназначенного для выполнения следующих задач: • Создание параметризованной модели STS • Минимизация числа типоразмеров используемых в модели STS кабелей • Организация перекрестных ссылок между html-описаниями узлов модели STS • Пространственный анализ разных компоновочных решений STS • Разработка методики комплексного анализа разных технических и компоновочных решений STS на основе результатов пространственного анализа, технических данных компонент системы и требований к STS

3. Предпосылки возникновения задачи ИТЭФ, Москва GSI, Германия STS – Silicon Tracking System FAIR – Facility for Antiproton and Ion Research CBM – Compressed Baryonic Matter

4. Макропрограмма STS-Creator Линейка Станция Конфигурационный файл STS Построение модели STS осуществляется средствами VBA API CAD-системы CATIA V5

5. Интерфейс комплекса программных средств -макропрограмма STS-Creator Путь к папке, в которой программа разместит результаты Путь к папке с готовыми узлами конструкции Запуск программы Выбор режима работы программы Введенные символы будут добавлены к именам созданных документов Путь к конфигурационному файлу Используется CATIA VBA API

6. Интерфейс комплекса программных средств -макропрограмма LinksAddition Путь к папке с html-описаниями всех узлов Изменение расположения папки с html-описаниями всех узлов Дерево узлов STS с html-описаниями Составление дерева продуктов, к которым прикреплены html-описания Добавление перекрестных ссылок в соответствие с полученным деревом Раскрыть все узлы дерева Выход из программы Используется CATIA VBA API

7. Пространственный анализ моделей Горизонтальныеполочки узлов с электроникой Наклонные полочки узлов с электроникой Можно избежать обрезания охлаждающих пластин и рам, но необходимо учесть ограничение на высоту соседних линеек. Для автоматизации проверки выполнения различных условий в модели STS используются средста Knowledgeware CATIA V5 проверки.

8. Использование системы проверок По результатам проведенного пространственного анализа в модель STS добавляется система проверок, которая оповещает пользователя при невыполнении заложенных в проверке условий. Используются средста Knowledgeware CATIA V5 проверки Линейки соседних половин станций друг напротив друга Длины соседних линеек отличаются не более, чем на 80 мм Расстояние между половинами одной станциии не менее 30 мм Ширина охлаждающих пластин не менее 10 мм Длины соседних линеек в четверти станции отличаются менее, чем на 120 мм

9. Изменение компоновки STS Изменение компоновки линейки Изменение длины фермы Изменение длин проводов Корректировка центрального отверстия Корректировка вхождения фермы в крепежный элемент Изменение расстояния между полустанциями Модель STS представленав CAD системе CATIA V5

10. Использование модуля Knowledgeware CATIA V5 За компонентный состав линейки отвечает набор параметров. Таблица параметров используется для изменения значений набора параметров. Правилоиспользуется для активации/деактивации секторов линейки в соответствии со значениями набора параметров.

11. Применение подхода нисходящего проектирования при создании параметризованной модели STS Упрощенное представление STS Геометрический скелет STS Дерево STSсоответствует концепции нисходящего проектирования

12. Постановка задачи минимизации числа типоразмеров кабелей • Варьируемые параметры линейки: • Используемые полочки узла с электроникой • Параметр “offsetValue” • Параметр “add_offset” STS = 8 станций = 55 линеек = 380 модулей Модуль = сектор + 2 кабеля + 2 платы

13. Эвристики, используемые для минимизации числа типоразмеров кабелей Программа разработана средствами VBA API CAD-системы CATIA V5 Эвристика 1 –длины кабелей попадают в один кластер, если они находятся в пределах радиуса кластера от длины кабеля, выбранного за центральный. Эвристика 2 – эвристика 1, а также для каждой линейки алгоритм подбирает полочки узла с электроникой, использование которых приведет к образованию наименьшего числа новых кластеров. Если новые группы придется добавить во всех вариантах использования полочек, то алгоритм пробует подобрать параметр “add_Offset” для данной линейки, с целью уменьшить число новых кластеров. Эвристика 3 – эвристика 2, а также все параметры линейки принимаются кратными шагу фермы.

14. Результаты работы используемых эвристических алгоритмов

15. Инфологическая модель базы данных, хранящей информацию о технических и компоновочных решениях STS Инфологическая модель базы данных построена впрограмме Enterprise Architect База данных реализована в PostgreSQL

16. Использование ассоциативных карт, СУБД и PHP для организации сведений об STS Ассоциативная карта создана в программе Xmind

17. Использование ассоциативных карт, СУБД и PHP для организации сведений об STS Результаты sql-запросов к реализованной базе данных посредством использования PHP представляются в виде html-документа

18. Технико-экономическое обоснование Диаграмма Ганта Таблица статей расходов проекта

19. Заключение Разработан комплекс программных средств, создающий параметризованную модель STS, минимизирующий число типоразмеров кабелей модели и добавляющий перекрестные ссылки в html-описания компонентов STS Проведен пространственный анализ разных компоновочных решений STS и организована система проверок по результатам анализа Создана методика комплексного анализа разных технических и компоновочных решений STS

20. Публикации по теме дипломного проекта • “Technical Design Report for the SBM. Silicon Tracking System” T.Balog, ... A.Kolosova et al. The CBM Collaboration, December 2012. • “System integration of the CBM Silicon Tracking System” U. Frankenfeld, S. Belogurov,... A. Kolosova et al. in CBM progress report 2012, GSI, Darmstadt, 2013 • Колосова А.А., «Использование САПР в физике высоких энергий», «Материалы студенческой научно-практической конференции», 2012г., стр. 44-51, Воскресенск, «Позитив».

21. Участие в конференциях • Конкурс 2012 года молодых научных и инженерно-технических работников ИТЭФ • Выступление на конференции на тему «Интеграция науки и техники как механизм эффективного развития общества», 27.05.12. («Использование САПР в физике высоких энергий») • Участие в научно-образовательной программе ИЦРФ осенью 2012г. • Конкурс 2013 года молодых научных и инженерно-технических работников ИТЭФ • International Conference"Prospect for experimental research on the Nuclotron beams"June 6-7, 2013, JINR, Dubna, Russia

22. Спасибо за внимание!