книги из ГПНТБ / Хилл П. Наука и искусство проектирования. Методы проектирования, научное обоснование решений

Устройства управления:

регулировка освещения, стеклоочиститель, стеклообогрева­ тель, калорифер, указатели поворота, звуковой сигнал, стартер.

Индикаторы:

спидометр, счетчик пробега, указатель уровня топлива, указатель температуры двигателя, указатель зарядки акку­ мулятора, масляный манометр, указатели поворота, указа­ тель включения дальнего света.

Бытовые приборы:

перчаточный ящик, радиоприемник, зажигалка, вентиля­ тор, зеркало заднего вида.

Если существующие шкалы и пндикаторы неудобны, разработайте новые. Дайте ответ на следующие вопросы: какая информация является для водителя наиболее важ­ ной (наименее важной)? Какие данные используются наиболее часто (наиболее редко)? В какой форме индика­ торы должны выдавать информацию водителю? Выдают ли они такую информацию? Не является ли информация избыточной (недостаточной)? Какие средства использу­ ются? Большинство индикаторов относится к типу визуаль­ ных, поэтому при пользовании ими на зрительный аппарат ложится большая нагрузка. Это особенно опасно при дви­ жении автомобиля с большой скоростью. Можно ли ту же информацию отобразить с помощью других средств, напри­ мер звуковых сигналов, тактильного воздействия?

2.Предложите конструкцию одного устройства управ­ ления, индикатора или бытового прибора из числа перечи­ сленных в упражнении 1. Представьте решение в виде чертежа в более крупном масштабе и более подробного, чем на фиг. 5.29. Укажите основные характеристики устройства.

3.Предположим, что вам поручили разработать рабочее место для оператора, который должен ежедневно в течение четырех часов сидеть за пультом управления и следить за параметрами установки, а также за температурой и влаж­ ностью в помещении лаборатории. Какие условия можно считать идеальными для этого оператора?

4.Пригласите товарища и с его помощью измерьте и запишите ваши антропометрические данные, указанные на схеме (фиг. 5.30). К какой процентильной группе вы относитесь?

5. Используя условные обозначения, разработайте один или несколько символов для обозначения мужской и женской комнаты в международном аэропорту.

6.Приведите примеры удачного применения цветового кодирования товаров в промтоварном магазине, аптеке и продовольственном магазине самообслуживания.

7.Составьте эскиз механического устройства, имити­ рующего ногу человека и выполняющего ее функции (фиг. 5.31).

8.Сравните (с помощью таблицы или графика) зону досягаемости для мужчины 50-го процентиля в комфорт­ ных условиях и робота «Юнимейт» (модель 2).

9. Существуют три метода выполнения сборочных опе­ раций: вручную, автоматически с применением обычных сборочных автоматов и с помощью роботов. Проведите сравнение этих методов, рассматривая такие факторы, как скорость сборки, грузоподъемность, стоимость, техническое обслуживание, приспособляемость к новым условиям и качество сборки. На основе такого сравнения оцените каж­ дый из этих методов.

10. Назовите три возможных применения робота типа «Юнимейт», не рассматривавшиеся в книге. Покажите, почему в каждом из этих случаев применение роботов бо­ лее целесообразно, чем применение существующих устройств.

Другие же записывают события и основные вехи програм­ мы на полосках бумаги и способны разложить их в опреде­ ленном порядке, напоминающем запланированный поря­ док выполнения работ. Один инженер, — рассказывают, — аккуратно вкладывал такие полоски бумаги за ленту своей шляпы. Когда казалось, что работа замедляется, он сни­ мал шляпу и, просматривая полоски бумаги, устанавли­ вал причины замедления. Когда же он вышел па пенсию, то потребовалось пять человек, чтобы наладить на заводе нормальную работу. Это указывает на один из самых основных недостатков такого метода, когда один человек держит все в голове. Программа не отражена в докумен­ тах и не продумана с самого начала во всех деталях, ее не могут проанализировать другие специалисты, и, кроме того, в случае болезни такого работника его почти невоз­ можно заменить. Не приходится говорить уже о том, на­ сколько трудно найти людей (они действительно встреча­ ются очень редко), которые были бы в состоянии охватить современные сложные программы и следить за их выпол­ нением.

График Ганта (ленточный график)

В начале 1900-х годов Генри Гант и Фредерик Тейлор ввели график хода работ, который помогает следить за выполнением программы. В последние годы планирование такого рода производится с помощью ленточных графиков. График Ганта не имеет большой статистической ценности, однако он используется как средство оперативного воздей­ ствия на ход работы для обеспечения своевременного ее завершения. Пример построения такого графика при про­ ектировании нового изделия и представление его на рас­ смотрение руководству фирмы показан на фиг. 6.1. На фиг. 6.1, а приведен перечень событий, или основных вех программы, необходимых для выполнения работы. Он под­ готавливается на совещании инженеров, конструкторов, технологов и специалистов по сбыту. После того как собы­ тия согласованы, они записываются в определенной после­ довательности, определяемой в данном случае графиком Ганта (фиг. 6.1, б), где в вертикальном столбце перечисле­ ны события, а в горизонтальном — директивные сроки. Не­ обходимо принять решение о сроках наступления каждого события, которые затем отображаются на графике. Светлые ленты показывают директивные сроки, а заштрихован­ ные — фактическое время наступления события.

Подобный график требует определения целей проекта и с самого начала способствует детальному планированию

Метод критического пути и метод ПЕРТ

Сетевой график по методу ПЕРТ (метод оценки и пере­ смотра планов) приведен на фиг. 6.1, в. Он содержит ту же информацию, что и график Ганта, и, кроме того, он пока­ зывает связь между событиями и определяет, выполнение каких операций необходимо для наступления того или иного события. Из графика определяется также критиче­ ский путь. Операции, находящиеся на этом пути, должны быть выполнены своевременно, чтобы обеспечить выполне­ ние задания в срок. События обозначаются цифрами в кружках, а операции — стрелками, соединяющими собы­ тия. Событие — это окончательный результат, или веха программы, в то время как соединяющие их стрелки пред­ ставляют операции, необходимые для наступления собы­ тия. Время, выделенное для выполнения операции, запи­ сывается над стрелками. Употребляемые здесь термины более детально рассмотрены ниже в разделе «Словарь тер­ минов». На фиг. 6.1,г для сравнения на график Ганта на­ ложена сеть ПЕРТ. Легко видеть, что сети ПЕРТ по срав­ нению с графиком Ганта имеют преимущества при плани­ ровании работ и управлении ими. Ниже подробно рассмот­ рены преимущества сетевых методов.

исследовательскую группу для выработки рекомендаций по эффективному управлению инженерной деятельностью фирмы. Первое исследование касалось планирования этапов и сроков строительных работ с использованием вычис­ лительной машины «УНИВАК-1». Математики разра­ ботали общую программу, в которой входными величина­ ми были последовательность операций и продолжитель­ ность выполнения отдельных операций, а ЭВМ вырабаты­ вала план работы. После пересмотра первоначальной кон­ цепции была разработана программа, которую приняли за основу метода критического пути. С тех пор этот метод не претерпел существенных изменений. Вначале метод крити­ ческого пути использовали для контроля за межремонтным сроком службы оборудования, применяемого при изготов­ лении неопреновых прокладок. Это оборудование нельзя ремонтировать в процессе выпуска продукции. Оно ремон­ тируется в промежутке времени, предоставляемом условия­ ми производственного процесса. Опыт показал, что средняя продолжительность остановки оборудования для профилак-

тических работ составляет 125 ч. При планировании по методу критического пути полный профилактический ре­ монт проводился за 93 ч. В дальнейшем применение мето­ да критического пути позволило сократить продолжитель­ ность ремонта до 74 ч.

Используя преимущества метода критического пути, отдел специальных проектов управления вооружением ВМС США в январе 1958 г. разработал метод ПЕРТ для руководства и контроля за ходом создания ракеты «Поларис». Отдел специальных проектов столкнулся с пробле­ мой управления и контроля за деятельностью более 3000 подрядчиков и организаций, работавших над этой програм­ мой. Анализ графиков Ганта показал, что, если все подряд­ чики своевременно выполнят план поставок, то программа будет завершена в срок. Для слежения за работой подряд­ чиков и ее координации отдел специальных проектов ввел в практику еженедельные совещания наиболее ответствен­ ных работников. Однако были опасения, что небольшие фирмы могут задержать поставку мелких, но важных комплектующих деталей, а это затормозит работу основно­ го подрядчпка и, таким образом, повлияет на выполнение программы в целом. Эти опасения вынудили отдел специ­ альных проектов разработать более детальный метод, обес­ печивающий контроль за работой всех подразделений. Поскольку программа оказалась сложной, был разработан метод, рассчитанный на применение вычислительной тех­ ники.

Виюле 1958 г. рабочая группа, состоящая из предста­ вителей отдела специальных проектов ВМС, фирмы «Лок­ хид эйркрафт» и фирмы «Вуз Аллен энд Гамильтон», под­ готовила отчет по первому этапу работы над системой ПЕРТ. В нем изложены теоретические основы этого мето­ да и предложен порядок его внедрения.

Всентябре 1958 г. после выпуска исправленного отчета (этап 2) метод ПЕРТ был применен для контроля за рабо­ той подрядчиков, участвующих в создании ракеты «Поларис».

На первом этапе были определены основные события и операции, необходимые для своевременного выполнения программы. С помощью сети ПЕРТ каждые две недели оценивалось состояние программы.

В настоящее время ВМС США считают, что единствен­ ной, наиболее важной причиной, обусловившей досрочное завершение работ над ракетой «Поларис», было примене­ ние метода ПЕРТ. Обычно программы разработки оружия запаздывают относительно директивных сроков в среднем на 36% .