Хорошев А.Н. - Основы системного проектирования технических объектов (1037544), страница 17

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 17)

4.5.3.4. Безопасность

Безопасность предусматривает исключение возможных несчастных случаев при нормальной и неквалифицированной работе, при случайных действиях человека и воздействии внешней среды, в аварийных и экстремальных ситуациях, а также в процессе изготовлении изделия (на обычном и, особенно, опасном производстве). Проверка на безопасность в процессе проектирования ведется в следующих направлениях:

• что произойдет, если изделие или его часть выйдут из строя, как предохранить или минимизировать последствия для окружающих объектов и людей;

• что произойдет, если управляющий работой изделия или же случайно оказавшийся рядом человек предпримет по отношению к изделию те или иные действия («защита от дурака»);

• что произойдет, если изменятся условия эксплуатации (скачек мощности, резкое торможение и т.п.), внешние условия (рост температуры, изменение влажности) и т.п.

Безопасность повышается при установке или встраивании систем предохранения, блокировки, предупреждения и т.д.

Безопасность подразумевает безопасность самого изделия и используемых расходных материалов, пожаро- и электробезопасность, отсутствие токсичности, учет особенностей работы (высокая температура, давление) и т.д.

Изделие должно быть безопасным в течение всего жизненного цикла и установленного срока службы. При этом Декларация Генеральной Ассамблеи ООН 1985 г. предусматривает, что изделия, предназначенные для потребления отдельными гражданами, должны быть безопасны не только при обычных условиях их использования по назначению, транспортирования, хранения и утилизации, но также и при любом ином разумном использовании.

Минимально приемлемый уровень безопасности устанавливают нормативные документы федеральных органов исполнительной власти, осуществляющих контроль за качеством и безопасностью товаров, такие как Госгортехнадзор, Госсанэпидемнадзор и другие. В ряде случаев для эксплуатации изделия или при использовании отдельных видов производства необходимо получение соответствующих лицензий и разрешений, наличие инструкций по эксплуатации и действии при аварийных ситуациях.

4.5.3.5. Экологичность

Экологичность характеризует приспособленность разработанного изделия к сосуществованию с окружающей природой и средой обитания живых организмов, к обмену с ними энергией (например, отдача в окружающее пространство тепла), веществом (например, засорение среды продуктами износа, утечками смазочных масел) и сигналами (например, издавание свиста, шума). Изделие также должно быть экологичным в процессе производства и утилизации: безвредные отходы, технологические процессы, расходные материалы. Идеальным является изделие, полностью изолированное от внешней среды или работающее по замкнутому циклу (по отношению к отходам и потерям). Ряд требований экологичности регламентируется ГОСТ и СНиП (санитарные нормы и правила).

С каждым годом роль требований экологичности все более возрастает, увеличиваются налоги, отчисления и штрафы за загрязнение окружающей среды, на восстановление природных ресурсов. Предполагают, что скоро эти требования станут одними из самых важных.

4.5.3.6. Эстетичность

Эстетичность характеризует проявление прекрасного во внешних образах изделия. Обеспечивает социальную эффективность новой продукции. С другой стороны, по степени изящности изделия судят о степени совершенства самой конструкции. Известно высказывание одного крупного конструктора о том, что красивое изделие может и не быть надежным, но безобразное — наверняка неработоспособно.

Эстетичность достигается методами дизайна (художественного проектирования), цель которого — включить разрабатываемое изделие в круг вещей как элемент человеческой культуры, расширить его функции не только на удовлетворение материальных потребностей, но и на потребности духовной жизни, достичь единства формы (художественного восприятия) и содержания (функционального назначения и технической целесообразности).

Раньше художник и конструктор были в одном лице, и внешний облик рождался стихийно, как проявление интуиции и вкуса конструктора. С конца 19 века дизайн стал развиваться как отдельное направление деятельности. «Уродливое плохо продается» — было лозунгом, под которым на заводах создавались первые дизайн-студии.

В дизайне выделяют два направления:

• стилизм. Здесь главное — внешний вид изделия, который может создавать иллюзии изменения потребительских свойств, привлекать внимание покупателей. Исследования показывают, что порядка 60% новизны (удовлетворения потребностей в новых технических решениях) вносится только за счет дизайнерских решений;

• функционализм. Здесь все подчинено эффективности функционирования, «форма следует за функцией». Направление базируется на хорошем знании принципов конструирования и технологичности, которые и определяют будущие формы разрабатываемого изделия.

Эстетическое восприятие формируется методами пластических искусств: живопись, графика, скульптура. Аристотель считал, что прекрасное зависит от трех элементов — упорядоченности в пространстве, соразмерности и определенности. Сейчас обычно учитывают:

• характер композиции — пространственное расположение форм предмета (фронтальное, объемное, глубинно-пространственное);

• масса формы — впечатление от массивности, производимое предметами различной формы;

• цвет — выделение цветов или их гамм для усиления восприятия объекта (опасность, успокоение);

• светотень — влияние характера освещенности на восприятие объекта (более полное выявление или скрадывание формы);

• качество поверхности — макрогеометрия и микрогеометрия (шероховатость) поверхности, ее фактура (покрытия и т.п.);

• ритм — чередование одинаковых и схожих (функционально или по форме) элементов;

• нюанс и контраст — сближение различий и оттенение отношений с сильно выраженным неравенством каких-либо признаков;

• динамика формы — создание ощущения статичности или динамичности;

• пропорции и масштабность — соотношение частей и целого, изделия и его окружения (внешних объектов и человека);

• стиль — общность существенных и характерных признаков, например, таких как простота, логичность, завершенность форм и т.п.;

• зрительные иллюзии — учет оптических искажений с целью обеспечения наилучших условий проявления других эстетических свойств.

4.5.3.7. Утилизация

Утилизация характеризует способы ликвидации изделия по завершении его эксплуатации. Включает два основных этапа: демонтаж и утилизация.

На этапе демонтажа возможны разборка изделия на части или удаление его целиком. Обычно разборка предусматривается с целью удобства последующего транспортирования, либо извлечения из изделия деталей и узлов (впоследствии используемых в качестве запасных частей), либо разделения на однородные фракции (неметаллы, черные и цветные металлы и т.д. для удобства реализации как вторичного сырья).

Требования утилизации должны предусматривать, где и как будут собраны, а затем переплавлены, или захоронены, или уничтожены и т.д. отдельные части или все изделие в целом при целенаправленных действиях, а также при неорганизованных, но удобных для потребителя поступках. Наиболее целесообразно выведение изделия из эксплуатации, используя его в качестве вторичных ресурсов (для той же или других областей промышленности и хозяйства), т.е. чтобы жизненный цикл был замкнутым (сырье- производство- эксплуатация- утилизация- сырье-...). В ином случае изделие должно самоуничтожаться естественным образом, не нарушая экологии.

5. Управление проектированием

Выше были приведены сведения о проектировании, его структуре, объектах и методах. Однако в процессе проектирования перечисленные понятия и методы используются совместно, они взаимосвязаны. С другой стороны, проектная деятельность — это процесс, нацеленный на достижение эффективного результата, а потому он требует от исполнителя активного участия, умения управлять как собственной работой, так и работой других людей.

Рассмотрим последовательность действий конструктора по выполнению проекта, методы управления этой работой на всем ее протяжении, от постановки задачи до оформления конечной документации.

5.1. Техническое задание

Исходное задание выдается заказчиком и оформляется в виде технических требований (ТТ). В качестве заказчика может выступать частное лицо либо организация. Основными причинами, заставляющими заказчика обратиться к разработчику, являются отсутствие у заказчика соответствующих специальных знаний, либо ограниченность его ресурсов (нехватка времени на решение задачи, необходимого количества людей, оборудования).

ТТ может быть четко определено, например, когда всю работу ведет один человек, либо оно выдано авторитетным специалистом, либо не может быть подвергнуто сомнению (госзаказ). Но чаще оно формулируется в общих чертах на языке потребителянеспециалиста, далеким от языка разработчика и терминов предметной области, и не всегда бывает технически четким и исчерпывающим. Неопределенные или, как их называют, туманные требования вызывают неуверенность у всех участников работ (разработчик, изготовитель, продавец, эксперт и потребитель), так как допускают различную интерпретацию требований и не позволят объективно оценить качество разработанного изделия. Также разработчик должен понимать, что заказчик может не знать (или знает частично) специальных требований, что не снимает с разработчика ответственности и обязательности выполнения требований надзорных органов независимо от их наличия в ТТ.

Перевести технические требования на язык предметной области, сформулировать задачу максимально полно и грамотно, обосновать необходимость ее решения, т.е. сформулировать техническое задание (ТЗ), — первый и обязательный этап работы. Поэтому естественно, что решение задачи начинается с ее осмысления и уточнения исходных данных. Исполнитель выполняет его в тесном контакте с заказчиком.

Замечено, что если стоимость исправления проектной ошибки, допущенной на этапе технического проектирования принять за 1, то стоимость ее исправления возрастает в 10, 100 и 1000 раз, если ошибка была допущена соответственно на этапах эскизного проектирования, технического предложения и ТЗ!

В общем виде ТЗ на разрабатываемый объект должно включать перечень выполняемых им функций и список предъявляемых к нему требований. Составление ТЗ — сложная и ответственная задача: многие данные еще не известны, но то, как задание будет поставлено, способно облегчить или затруднить последующее проектирование. Специалисты считают, что грамотное ТЗ — это более 50% успеха в решении задачи, а время, затраченное на подготовку ТЗ, — одно из лучших вложений, которые фирма может сделать в период проектирования. Недаром составление ТЗ поручается ведущим специалистам — главным конструкторам, руководителям проектов и работ и т.п.

Интересна история, рассказанная академиком А.Н.Крыловым. На одной фабрике установили новую машину, но никак не могли ее запустить. Тогда обратились за помощью к профессору университета. Приехав на фабрику, он долго ходил вокруг машины, внимательно что-то высматривая и к чему-то прислушиваясь. Затем, взяв молоток, ударил по ее корпусу. И машина заработала. За свою помощь профессор запросил у правления фабрики 100 рублей (дело было в начале 20 века). Но правление фабрики посчитало, что за один удар молотком это слишком большая плата. На что профессор ответил, что сам удар стоит один рубль, а вот то, куда ударить — 99 рублей.

С другой стороны, стоит принимать во внимание слова Ли Якокки: «... беда в том, что ты учился в Гарварде, где тебе вбили в голову, что нельзя предпринимать никаких действий, пока не соберешь все факты. У тебя 95% информации, а для того, чтобы собрать недостающие 5%, тебе понадобится еще шесть месяцев. За это время все факты устареют, потому что рынок развивается гораздо быстрее. Самое главное в жизни — все делать вовремя.

... главная задача состоит в том, чтобы собрать все важные факты и точки зрения, которые вам доступны. Но в какой-то момент надо начинать действовать решительно. Вопервых, потому, что даже самое правильное решение оказывается неверным, если оно принято слишком поздно. Во-вторых, потому, что в большинстве случаев не существует такой вещи, как полная уверенность. Вам никогда не удастся собрать все 100% информации. К сожалению, жизнь не будет ждать, пока вы оцените все возможные просчеты и потери. Иногда надо просто двинуться вперед наудачу и исправлять ошибки по ходу движения».

ТЗ включает выполнение ряда этапов. А неопределенность, свойственная этой работе, вызывает прохождение их по несколько раз, итерационно, от более общей постановки задачи — к детальной ее проработке.

5.1.1. Начальные сведения о задаче

Характеристики

Список файлов книги