Тема 1. Общие вопросы проектирования точных приборов.

1. Основы проектирования технических систем

Проектирование есть сложный специфический вид творческой деятельности, в котором сочетаются искусство, наука и математика.

Суть проектирования заключается в том, что проектировщик на основании современных данных должен прогнозировать некоторое будущее состояние, которое возникнет только в том случае, если его прогнозы верны. В процессе проектирования и конструирования инженер должен наглядно изобразить нечто, что предметно еще не существует, а является лишь продуктом его умственной деятельности. Это и есть творческая инженерная задача в области техники. Другими словами, проектно-конструкторский процесс творчески определяет будущее техническое средство.

Трудность проектирования технических систем заключается в необходимости учета большого числа социальных, научно-технических, производственных и других факторов.

1.1 Связь проектирования и конструирования с другими видами деятельности

Техническое творчество существенно связано с наукой и с производством. Современный конструктор обязан знать, понимать и использовать данные основных физических и математических научных дисциплин, должен учитывать возможности производства.

Кроме того, техническое творчество в функционально-эстетическом плане связано с искусством, так как конструктор всегда стремится к тому, чтобы полезная вещь была красивой.

Деятельность проектировщика технических систем связана также с экономикой, социологией и психологией.

При рассмотрении основ проектно-конструкторской деятельности целесообразно исходить из общности и различий научных исследований и технического творчества. Исследование ставит своей целью преимущественно научное познание и служит открытию объективных закономерностей. Проектирование же имеет своей целью создание новых функций, и, следовательно, создание новых связей. Для этого требуется мышление, направленное на еще не существующее, придумываемое техническое средство.

Анализ, синтез и абстракция являются важнейшими компонентами мышления независимо от того, направлено оно на настоящее или будущее. Анализ отделяет существенные свойства от несущественных, и когда явления, скрывающие за собой существенное, выделяются и исключаются из рассмотрения, то анализ переходит в абстракцию. Этот процесс всегда является исходным при решении всякого рода проблем.

Процесс создания новой техники, базируясь на результатах фундаментальных и прикладных исследований, содержит особый этап умственной деятельности, заключающийся в разработке технического проекта будущего изделия.

Задачами этого этапа являются:

- выявление потребности общества в том или ином техническом изделии(с учетом технико-экономических характеристик, расходов природных ресурсов, влияния на экологию и т.п.);

- поиск идей и способов инженерных решений;

- разработка конкретной конструкции изделий с выпуском необходимой технической документации.

Данная работа включает процессы проектирования и конструирования изделия.

Проектирование и конструирование взаимосвязаны, дополняют друг друга, выполняются, как правило, специалистами одной профессии - инженерами-конструктурами, имеют одну и ту же конечную цель - разработку нового изделия, но не следует смешивать проектирование и конструирование.

Считается, что проектирование предшествует конструированию и заключается в выявлении потребности общества в изделии, в поиске идей, физических эффектов, целесообразных методов и принципов действия, в синтезе функциональных структур возможных вариантов. Под конструированием понимают разработку конкретного варианта изделия на основе результатов проектирования, при которой создается его конструкция: устройство, состав, взаимное расположение частей и элементов, способ их соединения и взаимодействия с учетом используемых материалов, технологии изготовления и т.п.

В процессе конструирования выпускают чертежи сборочных единиц и деталей, схемы, рассчитывают допуски на погрешности и технологию изготовления и сборки деталей, устанавливают технические условия на прибор, составляют техническое описание, разрабатывают другую конструкторскую документацию, необходимую для изготовления и эксплуатации изделия.

Следует заметить, что, несмотря на различия понятий проектирование и конструирование, невозможно найти четкую границу между этими процедурами проектно-конструкторской деятельности. Как на этапе проектной работы существуют элементы конструирования (например, разработка макетов для проверки физических принципов действия, выбор и расчет некоторых звеньев системы), так и на этапе конструирования не обойтись без проектных процедур (поиск вариантов используемых функциональных устройств, конструкций, разработка и уточнение схем, теоретическое и экспериментальное исследование характеристик некоторых инженерных решений).