29. Чертежный способ проектирования.

Метод проектирования путем создания чертежей в определенном масштабе, ви­димо, хорошо знаком многим читате­лям.

Принципиальная разница между этим ныне общепринятым способом разработ­ки формы для изделий машинного производства и предшествовавшей ему эволюцией форм в кустарных промыс­лах заключается в том, что здесь поиск методом проб и ошибок отделен от производства, что эксперименты и из­менения проводятся на масштабном чер­теже, а не на самом изделии. Такое от­деление умозрительной разработки от практического изготовления изделия имело ряд важных последствий:

1.Стало возможным задавать размеры изделия до его изготовления, а это поз­волило разделить труд по изготовле­нию отдельных частей изделия между несколькими работниками. Это и есть то самое разделение труда, которое знаменует собой одновременно и силу, и слабость индустриального общества.

2. Первоначально именно преимущества, связанные с вычерчиванием изделия до его изготовления, обеспечили возмож­ность создания изделий, слишком боль­ших для того, чтобы они могли быть изготовлены одним ремесленником, на­пример крупных судов и зданий. До­биться взаимного согласования частей, выполненных разными ремесленниками, можно только тогда, когда заранее за­даны основные размеры. (Обычно в процессе непрерывной пригонки одной детали к другой ремесленник вносит целый ряд мелких изменений и контр­изменений, так что среди его изделий никогда не бывает двух совершенно одинаковых.) Конечно, несколько ре­месленников могут работать вместе над одним крупным изделием, например телегой, без предварительного составле­ния масштабного чертежа. Но тогда стыки частей, выполняемых разными работниками, задаются в виде стан­дартов на размеры или в форме полно­масштабных шаблонов, обязательных для каждого из них. Когда же, как на рис.2.2, количество таких размеров и шаблонов велико, они просто сводятся все в один чертеж. Таким образом, мож­но считать, что в масштабном чертеже сводятся воедино отдельные его части, которые прежде хранились в форме заученных наизусть размеров, шаблонов и эмпирических правил.

3 Возникшее вместе с масштабными чертежами разделение труда дало воз­можность увеличить не только размеры изделий, но и темп их изготовления. Изделие, на создание которого у ремес­ленника-одиночки ушло бы несколько дней, разбивается на более мелкие стандартные детали, производство кото­рых может идти одновременно, отни­мает всего несколько часов или минут и требует лишь однообразного ручного или машинного труда. Для этого при­ходится заранее задавать такие разме­ры, которые ремесленник не стал бы фиксировать, обеспечивая себе возмож­ность маневрирования при взаимной пригонке изделия и частей, при внесе­нии тонких изменений в соответствии с конкретными потребностями данного клиента. Поэтому разделение труда вле­чет за собой потерю качества, что за­ставляет нас и по сей день при виде кус­тарных изделий вспоминать "добрые ста­рые времена".

Естественно, все это приводит к то­му, что основная часть трудностей и ра­достей творчества уходит из производ­ственной сферы и становится уделом нового вида работников, тех, кто изго­товляет чертежи. "Проектирование", или "конструирование", выделяется в особую профессию. Как мы увидим дальше, этот происходивший некогда переход от кустарного промысла к про­ектированию во многом сходен с проис­ходящим ныне переходом от проекти­рования к проектным исследованиям, о чем в основном и идет речь в этой книге. Когда геометрические аспекты произ­водства были сведены в чертеж, у проек­тировщика появилось гораздо более об­ширное "поле представлений", чем было у ремесленника. Конструктор может видеть все изделие целиком, манипу­лировать им, и ничто — ни неполнота сведений, ни боязнь дорогостоящей пе­ределки самого изделия — уже не ме­шает ему вносить в конструкцию даже принципиальные изменения. С помощью линейки и циркуля он легко может найти траекторию движения любой де­тали и определить, как изменение формы одной из деталей скажется на конструкции всего изделия. Этим, пожалуй, и объясняется тот факт, что конструктор -едва ли не единственный специалист современной промышленности, остаю­щийся "целостником", а не "частичником"; он защищает свое творение как единое целое, которое нужно либо принять без изменений, либо же все до основания переделать. Он слишком хорошо знает, сколько труда ему приш­лось вложить в многократные циклы из­менений, прежде чем было достигнуто тонкое равновесие, закрепленное в окон­чательном варианте его проекта.

Эта необходимость все время цикл за циклом двигаться по кругу заставляет проектировщика в поисках новых реше­ний работать не более чем над одним проектом одновременно вместо того, чтобы сопоставлять между собой нес­колько альтернативных проектов. Тра­диционный метод заключается в том, что на большом листе бумаги или на ко­пиях с исходного эскиза или схемы вычерчиваются последовательные вариан­ты решений. Отправной точкой для проектировщика служит единая кон­струкция, которая в довольно точном виде предстает перед его мысленным взором. Основным критерием для оцен­ки различных вариантов конструкции служит геометрическая увязка деталей, которую можно определить по черте­жу. Таким образом, процесс конструи­рования чертежным способом можно рассматривать как ускоренный вариант эволюции кустарного промысла, позво­ляющий за один раз изменять не одну, а целую совокупность деталей.

Соответствие разрабатываемого из­делия условиям его изготовления и использования - это уже другой вопрос, и здесь проектировщик чувствует себя менее уверенно, чем ремесленник. Чтобы решить, какая конструкция окажется работоспособной, а какая нет, что можно изготовить,- а что нельзя, конструктору приходится полагаться в основном на свою память и воображение. Для прео­доления этой трудности введена ста­жировка конструкторов, во время кото­рой они учатся распознавать нетехноло­гичные, дорогостоящие и неприемлемые для потребителя варианты решений. При этом "обучение" молодого конструктора обнаружению недостатков в своей работе проводится не на реальном рынке сбыта и не в реальном производствен­ном процессе, а на основании оценок его руководителя - главного или веду­щего конструктора. В производство передаются лишь чертежи, одобренные главным конструктором; значительно больше проектов бракуется в конструк­торском бюро. Постепенно хороший кон­структор-стажер выучивается предлагать своему руководителю только такие чер­тежи, которые тот, исходя из своего более богатого опыта, вероятнее всего, одобрит. К сожалению, ни у главного конструктора, ни у его помощников нет точного языка для описания будущих ситуаций, в соответствии с которыми они мысленно оценивают приемлемость предлагаемого проекта, - чертеж об­ладает тем существенным недостатком, что на нем невозможно отразить требо­вания потребителей и трудности произ­водства.

В какой-то мере эту проблему удает­ся разрешить путем изготовления моде­лей и опытных образцов для оценки и испытаний, а также путем расчетов для определения эксплуатационных характе­ристик важнейших деталей и узлов. Эти опытные образцы и расчеты равносильны шаблонам и критическим размерам, с помощью которых ремесленник закреп­ляет некоторые точки в сложившейся в его воображении сети подлежащих вы­полнению требований.

Важно отметить следующее: над чер­тежом одновременно может работать только один человек, и все ситуации, ко­торым должна удовлетворять конструк­ция, приходится держать в одной голове. Из-за этого на ранних стадиях проек­тирования чертежным способом работу ведет всего один человек, чаще всего главный (ведущий) конструктор или руководитель группы. Только после то­го, как ведущему конструктору удалось сформулировать критические подпроблемы данной задачи и найти удовлетво­рительные решения этих подпроблем (обычно это происходит на той стадии проектирования, которая осуществляет­ся "на обороте старого конверта"), можно распределить работу между нес­колькими исполнителями. Рассматривае­мые здесь новые методы были разрабо­таны в первую очередь как раз для преодоления этого недостатка традиционных методов проектирования — невозмож­ности привлечения многих умов к реше­нию задачи на самом важном этапе проектирования.