
- •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
5.5. Циклы итерации проектирования
По завершении параметрического синтеза работы по созданию объекта формально должны закончиться. В действительности структура процесса проектирования редко представляет собой прямую последовательность действий. Проектируемые объекты, как правило, сложные, причем необходимость во многих подсистемах выявляется лишь в процессе разработки. Полный набор сведений, необходимый для решения проектной задачи, становится известен только в конце работы. Часто к проектированию привлекается несколько разработчиков (людей, организаций). В связи с этим реальная структура проектирования сложнее, чем представленная на рис.2 и рис.3.
5.5.1. Структура сложного процесса проектирования
Структура проектирования как сложного процесса показана на рис.18. Она учитывает иерархичность объекта-системы, итерационный характер деятельности и взаимодействие участников разработки.
Рис.18. Структура процесса проектирования
Техническое требование составляет заказчик системы или же разработчик надсистемы. В соответствии с полученным ТТ разработчик формирует ТЗ и на стадии технического предложения ПТ выполняет, если необходимо, декомпозицию объекта и подготавливает частные технические задания на подсистемы. Допустим, из состава объекта выделена одна подсистема, которой установлено частное техническое задание ЧТЗ1. После выполнения всех этапов технического предложения разработчик согласовывает и утверждает его у заказчика (пунктирная линия ПТ-ТЗ), при этом они совместно уточняют исходное ТЗ. Участие разработчика в окончательном оформлении ТЗ делает его более полным и повышает обоснованность поставленной задачи.
После утверждения технического предложения разработчик распределяет по соисполнителям частные ТЗ (линия ПТ-ЧТЗ1), на основании которых могут вырабатываться частные ТЗ для подсистем более низких уровней. Если подсистемы второго уровня отсутствуют (как в примере на рис.18), то техническое предложение для подсистем часто не выполняется, поскольку практически было завершено на уровне системы.
По завершении этапа распределения ТЗ разработчики объекта и его подсистем приступают к выполнению стадии эскизного проекта (линии ТЗ-ЭП и ЧТЗ1-ЭП1). Проработка структуры на этой стадии ведется при тесном взаимодействии всех разработчиков (линия ЭП-ЭП1). В процессе такой работы увязываются между собой отдельные части, согласовываются основные параметры проектируемого объекта. Качество проектирования зависит от широты видения разработчиком проблемы, т.е. от его кругозора и способности учесть все связи рассматриваемого объекта, и наличия у него знаний, захватывающих смежные области. В процессе эскизного проектирования и согласования частных решений с общим возможна корректировка ТЗ (пунктирные линии ЭП-ТЗ и ЭП1-ЧТЗ1).
После завершения эскизного проектирования, согласования и утверждения полученных технических решений у заказчика переходят к стадии технического проектирования (линии ТЗ-ТП и ЧТЗ1-ТП1). Здесь выполняется вся основная конструктивная проработка объекта и его частей. Возможно уточнение технических решений с возвратом на предыдущие стадии (пунктирные линии ТП-ЭП и ТП1-ЭП1). Техническое проектирование ведется при тесном взаимодействии всех разработчиков.
Объединение отдельно спроектированных подсистем в единое целое, проверка допустимости сборки и совместного функционирования называется композицией системы.
Композиция проводится на стадиях эскизного и технического проектирования (линии ЭПЭП1 и ТП-ТП1), постепенно переходя от согласования структур к согласованию отдельных параметров.
По завершении технического проектирования приступают к рабочему проектированию, в процессе которого определяют все параметры объекта и его подсистем, подготавливают итоговый комплект документации, уточняют его в ходе испытаний и отладки в производстве. Возможно уточнение технических решений, предложенных на этапах эскизного и технического проектирования.