3. Этапы и стадии проектирования

Всего различают 8 взаимосвязанных между собой стадий (рисунок 2): предпроектные исследования; техническое задание; техническое предложение; эскизный проект; технический проект; рабочий проект; изготовление; отладка, испытание и ввод в действие.

Этапы: НИР – объединяет стадии предпроектных исследований, технического задания и часть технического предложения. Здесь проводят исследования по поиску новых принципов функционирования, новых структур, физических процессов, новой элементной базы, технических средств и т.д.

ОКР: объединяет стадии – часть технического предложения, эскизный проект, технический проект. Здесь отражаются вопросы детальной конструкторской проработки проекта.

Этап рабочего проектирования объединяет стадии рабочего проектирования, изготовления, отладки и испытания, ввода в строй. Прорабатываются схемные, конструкторские и технологические решения, проводят испытания и изготовления.

Для этапа НИР в основном используют системы автоматизации научных исследований и экспериментов. Распределение работ между подразделениями производят с использованием блочно – иерархического подхода (БИП) (или системного?) к проектированию. Этот подход основан на структурировании описаний объекта с разделением на ряд иерархических уровней по степени деятельности, отображения в них свойств объекта и его частей. Каждому иерархическому уровню присущи свои формы документации, математический аппарат для построения моделей и алгоритмов исследования. Совокупность языков, моделей, постановок задач, методов получения описаний некоторого иерархического уровня часто называют уровнем проектирования

В общем случае при проектировании технических объектов можно выделить несколько вертикальных уровней, основные из них – функциональный, конструкторский, технологический. Описание каждого вертикального уровня в свою очередь также делят на иерархические. Ниже приведен пример структурирования описания ЭВМ.

Т аблица 1 Уровни проектирования

Вертикальные уровни
Г О Р И З У О Р Н О Т В А Н Л И Ь Н Ы Е	Функциональный	Алгоритми- ческий	Конструк-торский	Технологи-ческий
	Системный	Программи-рование системы	Шкаф, стойка	Принципи-альная схема технологи-ческого процесса
	Логический	Программи- рование модулей	Панель
	Схемотехнический		ТЭЗ	Маршрутная технология
	Компонентный	Проектиро-вание микропрог-рамм	Модуль	Технологи-ческие операции
			Кристалл
			Ячейка

Функциональное проектирование включает в себя анализ технического задания (ТЗ) и на его основе – выбор с системных позиций методики построения и путей реализации элементов и систем управления. Здесь определяют принципы функционирования и важнейшие параметры и характеристики будущего объекта. Основные задачи функционального проектирования следующие:

• разработка структурных схем, определение требований к выходным параметрам;

• анализ и формирование ТЗ на разработку отдельных блоков объекта проектирования;

• синтез функциональных и принципиальных схем полученных блоков;

• контроль и выработка диагностических тестов;

• проверка работоспособности синтезируемых блоков;

• расчет параметров пассивных компонентов и определение требований к параметрам активных компонентов;

• формулировка ТЗ на проектирование компонентов;

• выбор физической структуры, топологии компонентов.

Алгоритмическое проектирование заключается в разработке алгоритмов функционирования и создании математического обеспечения проектируемого образца.

Конструкторское проектирование заключается в реализации принципиальных схем в заданном конструкторском базисе. При этом решаются вопросы выбора форм и материалов, типоразмеров, компоновки, размещения элементов, трассировки соединений, контроля.

Основные задачи конструкторского проектирования:

• получение принципиальной электрической схемы из функциональной;

• расчет геометрических размеров компонентов и площади размещения;

• компоновка элементов;

• размещение элементов с учетом конструкторских схемотехнических и технологических ограничений;

• трассировка соединений;

• контроль топологии;

• выпуск конструкторско – технологической документации.

Автоматизация проектирования осуществляется САПР. Принято выделять САПР машиностроительных отраслей промышленности системы

• функционального САЕ (Computer Aided Engineering).

• конструкторского CAD (Computer Aided Design).

• технологического проектирования САМ (Computer Aided Manufacturing)

Функции координации работы систем CAE/CAD/CAM, управления проектными данными и проектированием возложены на систему управления проектными данными PDM (Product Data Management).

Распределенная система управления за 133 минуты (Приборы и системы УКД, №1 2006 г.)

Такую рекордную скорость разработки продемонстрировал студент Приазовского государственного технического университета Д.Ю. Федоренко в рамках первого чемпионата по скоростной разработке проекта в scada - системе. Это стало возможным потому, что новая версия trace mode 6 эффективно автоматизирует не только технологические процессы но и труд инженера-проектировщика.

Узнайте больше о TRACE MODE на www.adastra.ru

ГОСТ 2.103-68 устанавливает стадии разработки конструкторской документации изделий всех отраслей промышленности и этапы выполнения работ.

Стадии разработки

Этапы выполнения работ

Техническое предложение Эскизный проект Технический проект Рабочая конструкторская документация

Подбор материала. Разработка технического предложения с присвоением документам литеры «П». Рассмотрение и утверждение технического предложения. Разработка эскизного проекта с присвоением документам литеры «Э». Изготовление и испытание макетов (при необходимости). Рассмотрение и утверждение эскизного проекта. Разработка технического проекта с присвоением документам литеры «Т». Изготовление и испытание макетов (при необходимости). Рассмотрение и утверждение технического проекта. Разработка конструкторской документации, предназначенной для изготовления и испытания опытного образца (опытной партии), без присвоения литеры. Изготовление и предварительные испытания опытного образца (опытной партии Корректировка конструкторской документации по результатам изготовления и предварительных испытаний опытного образца (опытной партии) с присвоением документам литеры «О».

Литература:

1. Ткачев Е.А. Автоматизация проектирования средств и систем управления. – Серпухов: ИПК СВИ РВ, 2009. - 156 с.

2. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учеб. для вузов. 2-е изд. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 336 с.

3. Разработка САПР. Практич. пособие в 10 кн./ под ред. А.В. Петрова. – М.: Высшая школа, 1990.

4. Корячко В.П., Курейчик В.М., Норенков И.П. Теоретические основы САПР. – М.: Энергоатомиздат, 1987. 400с.

5. Информатика: Учебник.-3-е перераб. изд. /Под редакцией профессора Макаровой Н.В. -Финансы и статистика, 2000.-768 с.