До настоящего времени при оценке эффективности САПР применялись только количественные показатели, такие, как технико-экономические показатели проектируемого объекта, затраты различных ресурсов на проектирование и др. Однако такой подход не раскрывает эффективности САПР в полном объеме, что, безусловно, тормозит развитие этих систем. Различные качественные аспекты эффективности САПР, которые количественно или не определяются вообще, или определяются по методу экспертных оценок, оказывают существенное влияние на выбор окончательного варианта системы.
Исключение этих аспектов из анализа может привести к тому, что более эффективные варианты оказываются вне поля зрения разработчиков САПР.
Среди качественных показателей эффективности САПР можно выделить [23]:
социальную эффективность; сокращение потребности государства в кадрах; сокращение сроков подготовки производства; повышение качества проектов, в том числе улучшение технико-экономических показателей проектируемых объектов;
повышение уровня унификации и типизации проектных решений;
удовлетворение специфических требований конкретных предприятий, внедряющих САПР (технологии производства, демографических факторов, взаимоотношений с поставщиками, конъюнктуры рынка и т. д.).
В условиях социалистических производственных отношений хозяйственная деятельность направлена на удовлетворение материальных и духовных потребностей человека, на всестороннее развитие его личности. При автоматизации проектирования содержание труда инженера-проектировщика и инженера-конструктора изменяется за счет повышения доли творческой деятельности и повышения уровня квалификации. Благодаря этому повышается удовлетворенность трудом, что существенно стимулирует творческие способности, рост производительности труда, снижает текучесть кадров и т. д.
Подобные аспекты социальной эффективности САПР трудно количественно оценить, однако не возникает сомнения, что они приводят к положительным экономическим результатам.
Автоматизация проектирования позволяет приостановить тенденцию экстенсивного развития численности инженерно-технических работников, которая по объективным причинам не может продолжаться бесконечно. По мере развития и широкого внедрения САПР численность проектировщиков и конструкторов, занятых в этой сфере, будет сокращаться.
Важным фактором эффективности САПР является повышение качества результатов проектирования, что проявляется в повышении степени унификации и типизации проектных решений; уменьшении ошибок в расчетах и чертежах; представлении технической документации в законченном товарном виде; уменьшении доли брака в производстве.
Например, типизация проектных решений при проектировании технологической оснастки значительно снижает разнотипность используемых деталей приспособлений, обеспечивает единую технологию их изготовления и т. д.
Оценить эффект от унификации и типизации проектных решений достаточно трудно, однако эффективность этих мероприятий, обеспечиваемых САПР, является одной из наиболее значительных. В трансформаторостроении это приводит к улучшению условий кооперации, сокращению используемых проводов, типоразмеров пластин электротехнической стали и т. д.
Немаловажным качественным аспектом эффективности САПР является возможность быстрой перестройки производства с целью оперативного реагирования его на потребности народного хозяйства.
Таким образом, возникает необходимость интеграции в оценке качества САПР, для. чего разрабатываются соответствующие методические рекомендации [24], которые устанавливают правила определения показателя качества создания (ПКС) и показателя качества функционирования (ПКФ) САПР. На этапе создания САПР выполняется оценка ПКС и ПКФ с целью выбора наиболее рационального варианта. При оценке эффективности системы производится определение только ПКФ. Эти комплексные показатели определяются совокупностью единичных показателей (рис. 1.8). Расчетный метод определения комплексных показателей основан на последовательной композиции единичных показателей в комплексные в соответствии с иерархической структурой ПКС и ПКФ. Для этого необходима единая форма представления единичных показателей, в качестве которой используется аппроксимация показателей качества лингвистическими экспертными оценками. Возникающие при этом проблемы неопределенности, обусловленные отсутствием общепринятых единиц измерения и четких границ у свойств, определяющих рассматриваемый показатель качества, решаются на основе понятий нечеткого множества и лингвистической переменной. Для автоматизации достаточно сложной процедуры определения ПКС и ПКФ САПР в Институте технической кибернетики (ИТК) АН БССР разработан специальный программный комплекс PCQV [24].
Менее трудоемка и более наглядна оценка экономической эффективности САПР Ээф по такому показателю, как годовой экономический эффект:
Ээф=Э-ЕкКП, (1.1)
где Э — годовой экономический эффект при внедрении САПР; Кп — полные затраты на создание и внедрение САПР; Ен — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.
На практике при расчете годовой экономической эффективности при внедрении САПР, как правило, включают экономический эффект от улучшения показателей качества проектируемого объекта в связи с тем, что, как отмечалось выше, количественная оценка других аспектов суммарного эффекта САПР оказывается затруднительной. Да и в проектируемом объекте учитываются в основном стоимостные показатели, которые при своем расчете не вызывают затруднений. Что же касается таких факторов, как надежность, эстетичность конструкции, защита окружающей среды и другие, которые, безусловно, изменяются при автоматизированном проектировании, то учет этих факторов в большинстве случаев представляет существенные трудности.
Рис. 1.8. Структура показателей качества САПР
Таким образом, годовую экономию от САПР в отрасли часто отождествляют с эффектом от производства новых или усовершенствованных видов электротехнических изделий и их использования в народном хозяйстве, что оценивается по формуле
(
1.2)
где ЗБ, ЗН — приведенные затраты на производство базового и нового электротехнического изделий; ИБ, ИН — годовые эксплуатационные издержки потребителя при использовании соответственно ранее применяемого электротехнического изделия и нового аналогичного изделия; КБ, Кн — сопутствующие капитальные вложения, связанные с приобретением дополнительного оборудования; а — коэффициент эквивалентности нового изделия базовому изделию с учетом производительности, срока службы, других параметров; РАМ — доля отчислений на амортизацию оборудования; Ен — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; АН — годовой объем производства новых электротехнических изделий.
С учетом только этой составляющей эффективности САПР срок их окупаемости составляет, как правило, не более 2—3 лет. При этом следует отметить, что в ряде случаев определение эффективности разработанных САПР только по этой составляющей дает срок их окупаемости, равный примерно 6 мес. Так, например, при оценке эффективности разработанной локальной САПР типоисполнений трансформаторов класса 10—35 кВ (см. § 5.2), внедренной и успешно функционирующей на Биробиджанском заводе силовых трансформаторов, срок окупаемости оказался равным 6 мес.
