
- •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
5.1.4. Форма представления технического задания
Вся собранная и обработанная информация будет постоянно использоваться на последующих этапах проектирования. Для удобства работы она должна быть представлена в определенной форме. У каждого существуют собственные, основанные на опыте, способы хранения сведений по задаче, причем часто не в том виде, который предписывается ГОСТом на техническую документацию.
Рекомендуют применять контрольные листы, содержащие отсортированный и ранжированный перечень данных. Первоначально данные разделяют на группы:
геометрия — размер, высота, ширина, длина, диаметр, площадь, занимаемое пространство, количество, расположение, предельные положения;
кинематика — вид движения, его направление, скорость, ускорение и их изменение в процессе эксплуатации;
нагрузки — вид, величина, направление, пределы изменения, силы инерции, вес, давление, деформация, жесткость, упругость, резонанс;
энергия — вид, мощность, потери на трение, нагрев, обмен, источник, запас, емкость, эффективность;
материалы — доступность, начальные и конечные свойства, состояние;
сигналы и информация — входные и выходные потоки, отображение, восприятие;
безопасность — объекта, персонала, среды, воздействие случайное и преднамеренное;
удобство — человеко-машинное взаимодействие, ясность инструкций, управления;
производство — возможности, предельные габариты и вес, процессы, средства, точность, износ;
контроль качества — возможность испытания и измерения, нормы и стандарты;
сборка — ограничения по подъемным механизмам, зазоры, транспорт, доставка;
работа — бесшумность, износ, условия, область рынка;
обслуживание — периодичность, характер, контроль и ремонт;
стоимость — допустимая стоимость производства, материалов, оборудования, изменение цен, финансирование.
Опыт учебного проектирования показал, что удобной формой представления сведений ТЗ служит таблица (ее форма с примером заполнения данными приведена ниже).
Объект проектирования (ТС) |
Функции (Ф) |
Взаимодействующие объекты |
Условия и ограничения (УО) |
Показатели качества (ПК) |
Устройство |
- оставлять след, - ... |
- на бумаге, - школьник, - ... |
- произвольное положение, - не пачкает руки, - повышенная прочность, - ... |
- минимальная цена, - максимальная четкость линий, - безопасность, - ... |
Название проектируемого объекта (технической системы, ТС) приводится в таблице в нейтральной формулировке, например, — устройство. Далее перечисляются функции, потребность в выполнении которых существует. В следующем столбце перечисляются элементы надсистемы, которые наиболее активно взаимодействуют с рассматриваемым устройством. Хотя они косвенно и определяют часть условий и ограничений, в виде самостоятельных объектов они лаконично и полно характеризуют жизненную среду. Далее в столбце (УО) указывают остальные важные условия и ограничения на этапах производства, эксплуатации и утилизации (за период жизненного цикла). В последнем столбце (ПК) перечисляются в порядке важности показатели качества.
При заполнении таблицы руководствуются следующими правилами:
данные располагают по степени важности;
сведения приводят в обобщенном виде, без излишней детализации. При необходимости, на последующих этапах проектирования, отдельные пункты раскрывают подробнее, конкретизируя и уточняя их;
как пожелание, заполненная таблица должна образовывать смысловую цепочку сведений, например, «устройство, которое оставляет след на бумаге школьником, ..., располагается в произвольном положении, ... , имеет минимальную цену, ... .»
Составление ТЗ существенно сокращается и упрощается при работе с информационными базами данных.
Техническое задание также является юридическим документом — как приложение включается в договор между заказчиком и исполнителем на проведение работ. Поэтому работа над техническим заданием должна увязываться с составлением договора, что требует знания Гражданского кодекса Российской Федерации и знакомства с хозяйственным правом.
Подводя итоги, перечислим основные этапы составления ТЗ:
1. Анализ задания заказчика (технических требований).
1.1. Проверка достоверности исходных сведений, выяснение сути потребности (желания) заказчика.
1.2. Подтверждение необходимости решения задачи:
- выявление наличия проблемы в задаче,
- локализация и уточнение потребности и связанной с ней проблемы.
2. Функциональная постановка целей проектирования.
2.1. Выявление перечня функций.
2.2. Уточнение и обобщение.
2.3. Исследование на непротиворечивость.
3. Составление перечня требований.
3.1. Учет:
- доступных ресурсов,
- жизненной среды,
- жизненного цикла,
- интересов производителя и потребителя.
3.2. Разграничение на условия, ограничения и показатели качества.
3.3. Обобщение, абстрагирование, параметризация требований.
3.4. Исследование на противоречивость.
3.5. Усечение списка требований.
4. Подтверждение целесообразности решения задачи:
- социальное,
- физико-техническое,
- экономическое.
5. Сведение требований в единый документ и утверждение его заказчиком.