Введение
Введение
Проектирование технического объекта связано с созданием, преобразованиями и представлением в принятой форме образа этого объекта. Образ объекта или его составных частей может создаваться в воображении человека в результате творческого процесса или генерироваться по некоторым алгоритмам в процессе взаимодействия человека и ЭВМ. В любом случае проектирование начинается при наличии задания на проектирование, которое отражает потребности общества в получении некоторого технического изделия. Это задание представляется в виде тех или иных документов и является исходным (первичным) описанием объекта. Результатом проектирования, как правило, служит полный комплект документации, содержащий достаточные сведения для изготовления объекта в заданных условиях. Эта документация представляет собой окончательное описание объекта.
Проектирование - процесс, заключающийся в преобразовании исходного описания объекта в окончательное описание на основе выполнения комплекса работ исследовательского, расчетного и конструкторского характера.
Преобразование исходного описания в окончательное порождает промежуточные описания, которые являются предметом рассмотрения с целью определения окончания проектирования или выбора путей его продолжения. Такие описания называют проектными решениями.
Проектирование, при котором все или часть проектных решений получают путем взаимодействия человека и ЭВМ, называют автоматизированным, а проектирование, при котором ЭВМ не используется, - неавтоматизированным.
Проектирование как процесс, развивающийся во времени, расчленяется на стадии, этапы, проектные процедуры и операции.
При проектировании сложных систем выделяют стадии предпроектных исследований, технического задания и технического предложения, эскизного, технического, рабочего проектов, испытаний и внедрения.
На стадиях предпроектных исследований, технического задания и технического предложения на основании изучения потребностей общества в получении новых изделий, научно-технических достижений в данной и смежной отраслях промышленности, имеющихся ресурсов определяют назначение, основные принципы построения технического объекта и формулируют техническое задание (ТЗ) на его проектирование. Эти стадии называют также стадиями научно-исследовательских работ (НИР).
На стадии эскизного проекта (иначе стадии опытно-конструкторских работ - ОКР) проверяется корректность и реализуемость основных принципов и положений, определяющих функционирование будущего объекта, и создается его эскизный проект.
Рекомендуемые материалы
На стадии технического проекта выполняется всесторонняя проработка всех частей проекта, конкретизируются и детализируются технические решения.
На стадии рабочего проекта формируется вся необходимая документация для изготовления изделия. Далее создается и испытывается опытный образец или пробная партия изделий, по результатам испытаний вносятся необходимые коррективы в проектную документацию, после чего осуществляется внедрение в производство на выбранном предприятии.
Этап проектирования - часть процесса проектирования, включающая в себя формирование всех требующихся описаний объекта, относящихся к одному или нескольким иерархическим уровням и аспектам. Часто названия этапов совпадают с названиями соответствующих иерархических уровней и аспектов. Так, проектирование технологических процессов расчленяют на этапы разработки принципиальных схем технологического процесса, маршрутной технологии, операционной технологии и получения управляющей информации на машинных носителях для программно-управляемого технологического оборудования.
Составные части этапа проектирования называют проектными процедурами. Проектная процедура - часть этапа, выполнение которой заканчивается получением проектного решения. Каждой проектной процедуре соответствует некоторая задача проектирования, решаемая в рамках данной процедуры. Более мелкие составные части процесса проектирования, входящие в состав проектных процедур, называют проектными операциями. Примерами проектных процедур могут служить: оформление чертежа изделия, расчет параметров усилителя, выбор типовой конструкции для построения электродвигателя, а примерами проектных операций - вычерчивание типового графического изображения (зубчатого зацепления, рамки чертежа и т. п.), решение системы алгебраических уравнений, описывающих статическое состояние усилителя, расчет показателей эффективности очередного варианта построения электродвигателя.
Понятия уровня и аспекта относятся к структурированию представлений о проектируемом объекте, а понятие этапа - к структурированию процесса проектирования.
Окончательное описание проектируемого объекта представляет собой полный комплект схемной, конструкторской и технологической документации, предназначенной для использования в процессе изготовления и эксплуатации этого объекта. Важное значение в этих описаниях имеют математические модели объектов проектирования, так как выполнение проектных процедур при автоматизированном проектировании основано на оперировании математическими моделями. При проектировании используют математические модели, отражающие свойства объекта, существенные с позиции инженера.
Рекомендуем посмотреть лекцию "НИЦШЕ Фридрих".
Современный инженер обязан представлять особую роль математических моделей и анализа проектных решений при проектировании технических объектов. Создание и сопровождение программно-методических комплексов проектирования невозможно без четкого осмысления методов и алгоритмов реализуемых в них.
Математическое обеспечение автоматизированного проектирования включает в себя математические модели объектов проектирования, методы и алгоритмы выполнения проектных процедур.
Классификация ММ и способы получения
В автоматизированных проектных процедурах вместо еще не существующего проектируемого объекта оперируют некоторым квазиобъектом - моделью, которая отражает некоторые интересующие исследователя свойства объекта. Модель может быть физическим объектом (макет, стенд) или спецификацией. Среди моделей-спецификаций различают функциональные, поведенческие, информационные в виде диаграмм сущность - отношение, структурные модели (описания). Эти модели называют математическими, если они формализованы средствами аппарата и языка математики. Математические модели могут быть геометрическими, топологическими, динамическими, логическими и т. п., если они отражают соответствующие свойства объектов. Наряду с математическими моделями при проектировании используют функциональные EDEF0-модели, геометрические модели-чертежи.
Математическая модель (ММ) - совокупность математических объектов (чисел, символов, множеств и т. д.) и связей между ними, отражающих важнейшие для проектировщика свойства проектируемого технического объекта.
Математические модели (ММ) служат для описания свойств объектов в процедурах автоматизированного проектирования. Если проектная процедура включает создание ММ и оперирование ею с целью получения полезной информации об объекте, то говорят, что процедура выполняется на основе математического моделирования.
