
- •С.Г. Ярушин, А.Г. Схиртладзе
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Часть I.
- •ОБОРУДОВАНИЯ
- •ПРОЕКТИРОВАНИЯ НОВОЙ ТЕХНИКИ
- •2.2. Общие свойства объектов проектирования
- •2.2.1. Реализуемые функции и взаимодействие с внешней средой
- •2.2.2. Функциональная структура
- •2.3. Классификация оборудования
- •2.4. Оценка работы технической системы
- •Контрольные вопросы
- •3.2. Техническая функция (ТФ)
- •Характеристика и отличительные признаки операций Коллера Е
- •3.3. Функциональная структура (ФС)
- •3.4. Описание физического принципа действия
- •3.5. Описание физико-технических эффектов
- •3.6. Техническое решение
- •3.7. Проект
- •3.8. Объект
- •Контрольные вопросы
- •4.1. Критерии развития
- •4.2. Выбор критерия
- •4.3. Показатели качества
- •4.4. Недостатки технического объекта
- •Контрольные вопросы
- •III. Закон гомологических рядов
- •V. Закон прогрессивной эволюции техники
- •5.2. Тенденции технического развития
- •Контрольные вопросы
- •Этапы работ по созданию технического объекта и временные периоды прогнозирования
- •6.1. Метод экстраполяции
- •6.2. Метод экспертных оценок
- •6.3. Метод моделирования
- •6.4. Схема процесса прогнозирования
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •9.1. Определение и виды потребности
- •9.2. Что такое проектирование?
- •9.2.1. Постановка задачи
- •9.2.2. Проектирование как искусство, наука и ремесло
- •9.3. Проектирование с позиции теории отображения
- •9.4. Проектирование и искусственный интеллект
- •9.5. Основные понятия и принципы методологии проектирования
- •9.6. Концепция проектирования
- •9.7. Процедурная модель проектирования
- •9.8. Индивидуальная и коллективная работа
- •Контрольные вопросы
- •10.1. Техническое задание
- •10.2. Техническое предложение
- •10.3. Эскизный проект
- •10.4. Технический проект
- •10.5. Этап разработки рабочей документации
- •Контрольные вопросы
- •11.1. Этапы творческого процесса
- •11.2. Препятствия творчеству
- •11.2.1. Препятствия личного порядка
- •11.2.2. Препятствия организационного порядка
- •Контрольные вопросы
- •12.1. Метод проб и ошибок
- •12.2. Метод адаптивного поиска
- •12.3. Метод случайного поиска
- •Контрольные вопросы
- •ИЗВЕСТНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА
- •14.1. Предварительная постановка задачи
- •14.2. Уточненная постановка задачи
- •Контрольные вопросы
- •СИСТЕМОТЕХНИКИ
- •15.1. Сложность современных задач проектирования
- •15.3. Преодоление сложностей традиционного процесса
- •проектирования
- •15.4. Проектирование системы человек - машина
- •ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
- •16.1. Всесторонняя экономия ресурсов
- •16.2. Порядок проведения ФСА
- •16.2.1. Подготовительный этап ФСА
- •16.2.3. Разработка улучшенных проектно-конструкторских решений
- •Пример оценки вариантов
- •16.2.4. Разработка и внедрение результатов ФСА
- •16.3. Дальнейшее развитие ФСА
- •Контрольные вопросы
- •ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА
- •17.1. Использование возможностей подсознания
- •17.2. Метод прямой мозговой атаки
- •17.3. Метод обратной мозговой атаки
- •17.5. Синектика
- •Контрольные вопросы
- •18.1. Краткий обзор и классификация эвристических методов
- •18.2. Метод эвристических приемов
- •18.2.1. Количественные изменения
- •18.2.2. Преобразование формы
- •18.2.3. Преобразование структуры
- •18.2.4. Преобразования в пространстве
- •18.2.5. Преобразования во времени
- •18.2.6. Преобразование движения и силы
- •18.2.7. Преобразование материала и вещества
- •18.2.8. Приемы дифференциации
- •18.2.9. Использование профилактических мер
- •18.2.10. Использование резервов
- •18.2.12. Повышение технологичности
- •18.3. Обобщенный эвристический метод
- •19.1. Операции обработки информации
- •19.2. Метафорическое описание и анализ проблемной ситуации
- •Контрольные вопросы
- •МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •20.1. Проектант как «черный ящик»
- •20.2. Проектант как «прозрачный ящик»
- •20.3. Проектант как самоорганизующаяся система
- •20.4. Критерии управления проектными работами
- •Контрольные вопросы
- •АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
- •21.1. Морфологическая комбинаторика
- •21.3. Составление морфологических таблиц
- •21.4. Выбор наиболее эффективных технических решений
- •Комбинация из двух элементов
- •21.5. Пример решения задачи
- •22.1. Матрица взаимодействий
- •22.2. Сеть взаимодействий
- •22.5. Проектирование новых функций
- •Контрольные вопросы
- •23.1. Контрольные перечни
- •23.2. Ранжирование и взвешивание
- •23.2.1. Выбор соответствующей шкалы измерения
- •Контрольные вопросы
- •24.1. Сбор и анализ данных
- •Типовой метод накопления данных
- •24.2. Свертывание данных
- •24.3. Накопление и свертывание
- •24.4. Последовательность действий
- •Критерии методов накопления и свертывания данных
- •Контрольные вопросы
- •ПО ФУНДАМЕНТАЛЬНОМУ МЕТОДУ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЭТЧЕТТА
- •Контрольные вопросы
- •26.1. Критерии управления проектными работами
- •26.2. Стратегии проектирования
- •26.3. Как выбрать метод проектирования
- •Схема «Дано - требуется»
- •Часть III
- •КОМПЬЮТЕРИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •Описание синтезированного с помощью ЭВМ известного ФПД датчика тока
- •28.2. Количественный синтез физических принципов
- •действия
- •Физическая сущность эффекта
- •Примеры описания ФЭ
- •29.1. Использование многоуровневых морфологических таблиц
- •29.3. Составление списка требований
- •29.4. Разработка модели оценки технических решений
- •29.5. Алгоритмы поиска решения на И - ИЛИ-дереве
- •Ограничения по типам свертки
- •29.6. Порядок решения задач
- •СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
проектирования, выбор различных вариантов возможных решений, срав нительная оценка решений), может привести к тому, что в основу разра ботки объекта ляжет не лучшее техническое решение.
10.3. Эскизный проект
По выбранным на этапе разработки ТП основным параметрам разрабатывается эскизный проект (ЭП). На этой стадии начинается процесс конструирования объекта. Эскизный проект дает общее представление об устройстве, принципе работы, назначении, основных показателях, параметрах и габаритах ТО.
В состав технической документации на стадии эскизного проекта входят:
1)чертеж общего вида объекта;
2)габаритный чертеж объекта;
3)теоретический чертеж объекта;
4)общие виды основных узлов;
5)пояснительная записка, имеющая следующие разделы:
а) выбор и обоснование предлагаемого технического решения;
6)техническая характеристика объекта (назначение, габариты, мас са, потребляемая мощность, производительность, режим работы и т.д.);
в) описание конструкции объекта с указанием его особенностей; г) расчет технико-экономических показателей работы объекта и
сравнение с самыми высокими показателями, достигнутыми на сегодняш ний день;
д) результаты экспериментальных исследований, рекомендован ных в ТП;
б) расчеты (кинематические, динамические, прочностные и др.);
7)ведомость эскизного проекта.
Как правило, в состав ЭП также входят: схемы (кинематическая, гидравлическая, электрическая и др.), ведомость покупных изделий, ведо мость согласования применения покупных изделий, программы и методи ки испытаний, расчеты, таблицы, патентный формуляр, карта техническо го уровня и качества продукции.
Всостав эскизного проекта может входить также конструкторская документация макетов отдельных частей конструкции объекта для про верки принципов их работы, утвержденных в техническом предложении.
При эскизном проектировании, в отличие от этапа ТП, расчеты вы полняются по более уточненным данным и методикам. Если расчеты под тверждают экономический эффект, определенный на стадии разработки ТП, то принимается решение о продолжении разработки. В противном случае нужно в него внести изменение.
Входе выполнения ЭП совместно работают проектанты, технологи, материаловеды, специалисты по стандартизации и унификации, расчетчи ки, снабженцы, производственники, дизайнеры, экономисты. Так, инже нер-технолог совместно с разработчиком проекта проводят отработку конструкции на технологичность, включающую в себя:
♦окончательный выбор рациональной конструктивной схемы;
♦принципиальную оценку технологичности основных составных частей;
♦выявление составных частей, которые могут быть стандартными или унифицированными;
♦выявление составных частей, которые могут быть позаимствованы;
♦выявление условий сборки изделия и составных частей;
♦выявление номенклатуры используемых конструкционных мате риалов;
♦выявление условий технического обслуживания изделия;
♦выявление условий контроля, регулировки и подготовки изделия к функционированию;
♦выявление условий подготовки производства и определение ос новных укрупненных данных для организации технологической подготовки производства;
♦выявление новых технологических процессов, требующих техни ческого оснащения и освоения.
Расчет показателей технологичности производится на основе базо вых данных, установленных в техническом задании.
На стадии выполнения ЭП продолжаются работы по выявлению патен тоспособных решений, которые могут появиться в ходе компоновки объекта.
Оформляются заявки на изобретение как по устройству, так и по промыш ленному образцу. Выявляются страны или фирмы-потребители объекта, раз рабатываются предложения о патентовании изобретений за границей.
Решаются задачи выбора принципиальных конструктивных реше ний, дающих общее представление об устройстве и принципе работы из делия. На этом этапе выполняется предварительный расчет функциональ ных параметров и показателей качества разрабатываемого изделия. При знаками нормального формирования качества изделий на этапе выполне ния ЭП являются:
♦правильный выбор конструктивных решений, зависящий от каче ственного расчета, удачных компоновок и выбора материала, обоснованного назначения допусков, конструкции кинематиче ских узлов, достаточной жесткости конструкции, учета требова ний технологии;
♦правильный выбор решений технологического характера, завися щий от технологичности деталей и самого изделия, выбора точно сти обработки, выбора методов контроля и вида соединения (сварка, пайка, механическое крепление);
♦отсутствие ошибок производственного характера из-за примене ния некачественного сырья, материалов и комплектующих изде лий, использования оборудования, станков, инструмента, не соот ветствующих технологическим требованиям, отступления от тех нологических режимов, нарушения правил контроля и приемки;
♦отсутствие ошибок, вызванных неправильной эксплуатацией, при менением несоответствующих топлив, смазок и других эксплуата ционных материалов; нарушением правил технического обслужи вания, условий и режимов эксплуатации.
При разработке ЭП для выбора вариантов ТР и общей конструкции объекта применяют методы инверсии, аналогии, конструктивной преемст венности. Особо выделяют требования к соблюдению показателей качест ва, технической эстетике, увеличению рентабельности объекта и повыше нию экономического эффекта в течение всего периода работы.
Невыполнение эскизного проекта может привести к выбору неопти мальных параметров объекта.
10.4. Технический проект
После согласования и утверждения эскизного проекта выполняется завершающая процедура проектирования - технический проект (Тех. Пр).
В отличие от эскизного проекта на стадии технического проекта все конструктивные решения должны разрабатываться полностью. При этом техническая документация проекта должна давать не общее, а полное и окончательное представление об устройстве объекта, включая все необхо димые данные для разработки рабочей документации и гарантийной проч ности основных элементов конструкции при указанных в проекте размерах и сечениях деталей.
На этом этапе проводится всесторонняя теоретическая и экспери ментальная проработка схемных и конструктивных решений разрабаты ваемого технического объекта на макетах или специальных установках.
Технический проект должен содержать расчетное подтверждение соот ветствия отдельных функциональных параметров и показателей качества за данным требованиям. После выбора элементов и определения режимов их использования проводится оптимизация показателей качества изделия.
Технологи, участвуя в разработке технического проекта, отрабаты вают конструкцию на технологичность, добиваясь наилучших значений ее показателей.
На этапе технического проектирования должны решаться также во просы обеспечения ремонтопригодности и контроля пригодности, являю щихся составляющими технологичности. При отработке технического объекта на ремонтопригодность следует обращать внимание на следую щие требования:
♦простота и удобство разработки и сборки;
♦доступ к деталям и узлам, обладающим повышенными требова ниями качества при замене;
♦степень применения унифицированных деталей и узлов;
♦наличие маркировки элементов.
Инженерно-психологической и художественной проработкой объекта определяются: окончательная компоновка и конструкция рабочих мест, сред ства обеспечения условий обитаемости, конкретные задачи и функции, вы полняемые оператором, техническая форма объекта и его составных частей.
Патентными исследованиями обосновывается возможность исполь зования технических решений, защищенных патентами, проверяются на патентоспособность вновь создаваемые конструкции, оформляются заявки на изобретения.
В состав технической документации на стадии технического проек та входят:
1)теоретический чертеж;
2)габаритный чертеж;
3)чертеж общего вида объекта;
4)чертежи общих видов узлов объекта;
5)кинематические, электрические, гидравлические и другие схемы;
6)сборочный чертеж объекта;
7)пояснительная записка, имеющая следующие разделы:
а) назначение и область применения разработанного объекта; б) обзор существующих образцов объектов подобного назначения
отечественного и зарубежного производства (прототипов) и сравнительная оценка их конструктивных особенностей и эксплуатационных показателей;
в) краткое описание конструктивных особенностей нового объекта; г) решение вопросов техники безопасности и производственной са
нитарии; д) результаты экспериментальных исследований, рекомендован
ных в ЭП; е) решение вопросов технологичности с точки зрения производст
венных условий завода-изготовителя; ж) расчеты масштаба производства новых объектов и эффекта от
внедрения их у потребителей;
8)расчетная записка, включающая подробные кинематические, ди намические, прочностные и другие расчеты;
9)перечень комплектующих изделий;
10)ведомость технического проекта.
Как правило, в состав Тех.Пр также входят:
♦перечень специального инструмента и запасных частей;
♦ведомость покупных изделий,
♦ведомость согласования применения покупных изделий,