
- •Основы системного проектирования
- •1. Понятие проектирования
- •2. Структура проектирования
- •2.1. Стадии проектирования
- •2.2. Структура управления процессом проектирования
- •3. Методология проектирования
- •3.1. Принципы системного проектирования
- •3.2. Законы проектирования
- •3.3. Методы проектирования
- •3.3.1. Эвристические методы
- •3.3.1.1. Результаты творческой деятельности
- •3.3.1.2. Психологические факторы творческой деятельности
- •3.3.1.3. Метод итераций (последовательного приближения)
- •3.3.1.4. Метод декомпозиции
- •3.3.1.5. Метод контрольных вопросов
- •3.3.1.6. Метод мозговой атаки
- •3.3.1.7. Теория решения изобретательских задач (триз)
- •3.3.1.8. Метод морфологического анализа
- •3.3.1.9. Функционально-стоимостной анализ
- •3.3.1.10. Методы конструирования
- •3.3.2. Экспериментальные методы
- •3.3.2.1. Цели и виды экспериментальных методов
- •3.3.2.2. Планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных
- •3.3.2.3. Машинный эксперимент
- •3.3.2.4. Мысленный эксперимент
- •3.3.3. Формализованные методы
- •3.3.4. Методы принятия решений
- •3.3.4.1. Задачи оптимального проектирования
- •3.3.4.2. Однокритериальные задачи
- •3.3.4.3. Задачи многокритериальной оптимизации
- •3.3.4.4. Принятие решений в условиях неопределенности
- •4. Объекты проектирования
- •4.1. Назначение и характеристики разрабатываемых объектов
- •4.2. Виды технических систем
- •4.3. Модели разрабатываемых объектов
- •4.3.1. Требования к моделям
- •4.3.2. Виды моделей
- •4.4. Параметры разрабатываемых объектов
- •4.5. Требования, предъявляемые к проектируемым объектам
- •4.5.1. Экономические требования
- •4.5.1.1. Требования производителя
- •4.5.1.2. Требования потребителя
- •4.5.2. Проектные и производственные требования
- •4.5.2.1. Стандартизация, унификация, преемственность
- •4.5.2.2. Технологичность
- •4.5.2.3. Транспортабельность
- •4.5.2.4. Сохраняемость
- •4.5.3. Эксплуатационные требования
- •4.5.3.1. Функциональные требования
- •4.5.3.2. Надежность
- •4.5.3.3. Эргономичность
- •4.5.3.4. Безопасность
- •4.5.3.5. Экологичность
- •4.5.3.6. Эстетичность
- •4.5.3.7. Утилизация
- •5. Управление проектированием
- •5.1. Техническое задание
- •5.1.1. Начальные сведения о задаче
- •5.1.2. Содержание технического задания
- •5.1.3. Составление технического задания
- •5.1.3.1. Анализ исходного задания
- •5.1.3.2. Составление списка требований
- •5.1.3.3. Анализ и формализация списка требований
- •5.1.4. Форма представления технического задания
- •5.2. Синтез принципа действия
- •5.2.1. Составление функциональной структуры
- •5.2.2. Подбор и состыковка физических эффектов
- •5.2.2.1. Понятие физического эффекта
- •5.2.2.2. Составление функционально-физической схемы
- •5.2.2.3. Анализ и развитие схемы
- •5.3. Структурный синтез
- •5.4. Параметрический синтез
- •5.5. Циклы итерации проектирования
- •5.5.1. Структура сложного процесса проектирования
- •5.5.2. Разработка сложных объектов
- •5.5.3. Действия по завершении цикла итерации
- •Литература
- •Оглавление
4.5.3.7. Утилизация
Утилизация характеризует способы ликвидации изделия по завершении его эксплуатации. Включает два основных этапа: демонтаж и утилизация.
На этапе демонтажа возможны разборка изделия на части или удаление его целиком. Обычно разборка предусматривается с целью удобства последующего транспортирования, либо извлечения из изделия деталей и узлов (впоследствии используемых в качестве запасных частей), либо разделения на однородные фракции (неметаллы, черные и цветные металлы и т.д. для удобства реализации как вторичного сырья).
Требования утилизации должны предусматривать, где и как будут собраны, а затем переплавлены, или захоронены, или уничтожены и т.д. отдельные части или все изделие в целом при целенаправленных действиях, а также при неорганизованных, но удобных для потребителя поступках. Наиболее целесообразно выведение изделия из эксплуатации, используя его в качестве вторичных ресурсов (для той же или других областей промышленности и хозяйства), т.е. чтобы жизненный цикл был замкнутым (сырье- производство- эксплуатация- утилизация- сырье-...). В ином случае изделие должно самоуничтожаться естественным образом, не нарушая экологии.
5. Управление проектированием
Выше были приведены сведения о проектировании, его структуре, объектах и методах. Однако в процессе проектирования перечисленные понятия и методы используются совместно, они взаимосвязаны. С другой стороны, проектная деятельность — это процесс, нацеленный на достижение эффективного результата, а потому он требует от исполнителя активного участия, умения управлять как собственной работой, так и работой других людей.
Рассмотрим последовательность действий конструктора по выполнению проекта, методы управления этой работой на всем ее протяжении, от постановки задачи до оформления конечной документации.
5.1. Техническое задание
Исходное задание выдается заказчиком и оформляется в виде технических требований (ТТ). В качестве заказчика может выступать частное лицо либо организация. Основными причинами, заставляющими заказчика обратиться к разработчику, являются отсутствие у заказчика соответствующих специальных знаний, либо ограниченность его ресурсов (нехватка времени на решение задачи, необходимого количества людей, оборудования).
ТТ может быть четко определено, например, когда всю работу ведет один человек, либо оно выдано авторитетным специалистом, либо не может быть подвергнуто сомнению (госзаказ). Но чаще оно формулируется в общих чертах на языке потребителянеспециалиста, далеким от языка разработчика и терминов предметной области, и не всегда бывает технически четким и исчерпывающим. Неопределенные или, как их называют, туманные требования вызывают неуверенность у всех участников работ (разработчик, изготовитель, продавец, эксперт и потребитель), так как допускают различную интерпретацию требований и не позволят объективно оценить качество разработанного изделия. Также разработчик должен понимать, что заказчик может не знать (или знает частично) специальных требований, что не снимает с разработчика ответственности и обязательности выполнения требований надзорных органов независимо от их наличия в ТТ.
Перевести технические требования на язык предметной области, сформулировать задачу максимально полно и грамотно, обосновать необходимость ее решения, т.е. сформулировать техническое задание (ТЗ), — первый и обязательный этап работы. Поэтому естественно, что решение задачи начинается с ее осмысления и уточнения исходных данных. Исполнитель выполняет его в тесном контакте с заказчиком.
Замечено, что если стоимость исправления проектной ошибки, допущенной на этапе технического проектирования принять за 1, то стоимость ее исправления возрастает в 10, 100 и 1000 раз, если ошибка была допущена соответственно на этапах эскизного проектирования, технического предложения и ТЗ!
В общем виде ТЗ на разрабатываемый объект должно включать перечень выполняемых им функций и список предъявляемых к нему требований. Составление ТЗ — сложная и ответственная задача: многие данные еще не известны, но то, как задание будет поставлено, способно облегчить или затруднить последующее проектирование. Специалисты считают, что грамотное ТЗ — это более 50% успеха в решении задачи, а время, затраченное на подготовку ТЗ, — одно из лучших вложений, которые фирма может сделать в период проектирования. Недаром составление ТЗ поручается ведущим специалистам — главным конструкторам, руководителям проектов и работ и т.п.
Интересна история, рассказанная академиком А.Н.Крыловым. На одной фабрике установили новую машину, но никак не могли ее запустить. Тогда обратились за помощью к профессору университета. Приехав на фабрику, он долго ходил вокруг машины, внимательно что-то высматривая и к чему-то прислушиваясь. Затем, взяв молоток, ударил по ее корпусу. И машина заработала. За свою помощь профессор запросил у правления фабрики 100 рублей (дело было в начале 20 века). Но правление фабрики посчитало, что за один удар молотком это слишком большая плата. На что профессор ответил, что сам удар стоит один рубль, а вот то, куда ударить — 99 рублей.
С другой стороны, стоит принимать во внимание слова Ли Якокки: «... беда в том, что ты учился в Гарварде, где тебе вбили в голову, что нельзя предпринимать никаких действий, пока не соберешь все факты. У тебя 95% информации, а для того, чтобы собрать недостающие 5%, тебе понадобится еще шесть месяцев. За это время все факты устареют, потому что рынок развивается гораздо быстрее. Самое главное в жизни — все делать вовремя.
Главная задача состоит в том, чтобы собрать все важные факты и точки зрения, которые вам доступны. Но в какой-то момент надо начинать действовать решительно. Во первых, потому, что даже самое правильное решение оказывается неверным, если оно принято слишком поздно. Во-вторых, потому, что в большинстве случаев не существует такой вещи, как полная уверенность. Вам никогда не удастся собрать все 100% информации. К сожалению, жизнь не будет ждать, пока вы оцените все возможные просчеты и потери. Иногда надо просто двинуться вперед наудачу и исправлять ошибки по ходу движения».
ТЗ включает выполнение ряда этапов. А неопределенность, свойственная этой работе, вызывает прохождение их по несколько раз, итерационно, от более общей постановки задачи — к детальной ее проработке.