Ярушин С.Г., Схиртладзе А.Г. - Проектирование нестандартного оборудования (1037551), страница 23
Текст из файла (страница 23)
9.7. Концепп9альнан схема проиесса проеипирования ТВ, 7. Попов, 1999~ ЭкономичГская стпоТюна процесса проектирования представляется В виде оболочки трехмерной матрицы, с внутренней стороны которой применяется функционально-стоимостный анализ (ФСА), а с наружной сто- роны — маркетинговые исследования. Принятая концепция обосновывается следующим образом. Движение В напраВлении Оси У соотВетстВует традиционному поиску структуры системы и конкретных конструкторско-технологических решений„их всестороннему анализу с применением методов физического, математического и полунатурного моделирования, а также принятию решений с использованием методов теории исследования операций (оптимизации), (Ось У характеризует стадийность процесса проектирования.) Движение В направлении оси Х соответствует структуре технического объекта: изделие — агрегаты — узлы и детали.
(Ось Х характеризует системный подход Дитриха ~19).) В зависимости от структуры технического объекта градация может видоизменяться. Исследование свойств любого вертикального сечения структуры должно проводиться системно, т.е. подсистема (например„двигатель изделия) одновременно должна рассматриваться и как надсистема (по отношению к трансмиссии), Решение конкретных задач 133 проектирования соответствует узлам матрицы, например„синтез структуры энергоустановки или анализ работы узла торможения и т.д.
Движение в направлении оси У соответствует принятому ~в России) поэтапному порядку разработки объектов новой техники (ГОСТ 34.201-89). Размер матрицы может быть уменьшен в основном за счет исюпочения из рассмотрения некоторых этапов опытно-конструкторских работ (например, исключение этапа эскизного или технического проектирования для относительно простых объектов). Функционально-стоимостный анализ новых разработок производился в СССР в масштабе отраслей промышленности ~в первую очередь электронной) уже в середине 70-х годов.
Однако при отсутствии рыночных отн~~ений пиано~~~ э~оно~и~а ие расс~а~ри~а~а потребителя продукции как участника процесса проектирования, В реалиях сегодняшнего дня потребитель ~потенциальный покупатель) стано~и~с~ «критерием истины»: если разработанная продукция пользуется спросом (покупается), то спроектировано именно то, что нужно. Наука, обеспечивающая связь разработчика и производителя технических объектов с покупателем, называется маркетингом.
Маркетинг обеспечивает изучение вкусов и требований покупа~е~~ в динамике, Основные правила марк~~ни~а: 1. Постоянное изучение рынка. 2. Поиск <<своей» продукции. 3. Организация сбыла, включая рекламу, Итак, методологический подход системного иерархического выбора глобально-оптнмальнь1х конструкторско-технологических решений включает в себя: + выбор наиболее эффективного принципа действия; Ф синте~ наилучшей функциональной структуры„' а разработку рациональных технических решений; Ф оптимизацию параметров; + функционально-стоююстиый анализ; Ф маркетинг. таким образом, можно заключить, что технический объект нужно проектировать ~о~да, ко~да подобных об~~к~о~ не ~ущес~~ует и от него 139 ЧАСТЬ И, Основы теории проектирования нельзя отказаться, когда затраты на проектирование, подготовку производства и изготовление окупаются в установленный срок и приносят положительный экономический эффект, Следовательно, проектирование теряет смысл, если нет реального потребителя.
Проектирование требует капиталовложений. 9.7. Процедурная модель проектирования Весь процесс проектирования 1от первоначального задания или замысла до завершенного проекта) состоит из ряда действий или методов, используемых последовательно или параллельно. Процедурная модель проектирования состоит из этапов, характерных для трудовой деятельности с отсроченпой реализацией. Логическая схема проектирования представлена процедурной моделью ~рис. 9.8). Она дает наглядное представление об основных процедурах и операциях проектирования, задачах и методах их решения, указывает на источники информации.
Модель опирае*ся на системный подход к этому процессу, согласуется со стадиями разработки согласно ЕСКД и является результатом обобщения В.П. Быковым ~111 целого ряда работ. Выпуск тех или иных видов технической документации представлен как результат соответствующих проектных процедур 1рис.9.8), Проектирование начинается с определения потребности в создании нового технического обьекта, которая чаще всего диктуется состоянием производства и отражается в перспективных планах. Внутри предприятия она может быть вызвана стремлением к повьппению производительности труда или к устранению ручных операций.
Менеджер заглавный инженер), постоянно наблюдающий за состоянием производства„ своевременно ощущае~ ситуацию, связанную с отсутствием оборудования, с помощью которого реализуются новые технологические процессы, или ситуацию, препятствующую повышению производительности труда. Если возникшая си*уация хорошо знакома то менеджер мож * сразу при ть реше ие и поручить персоналу устранить препятствие. Однако значительно чаще не в~~~о~но сразу ~ай~и правильное решение.
Тогда прибегают к проектированию, Поиск решения может быть тогда удачным, когда имеется ясное представление об его цели. 140 Олределение ОО ноотеЙ Инженерный анализ ТП Опыт роектироаани и зям$луатации. ГОСТЫ и др. ЭП Конотруироаани И ЕЛИН Отработка на технелокичноеть, надежи ооть, зрГОНОмику, йрочнооть, ЛИЗайн„ унификацию и ндартизаци Определение целй проектирования — весвма отве~~~~~~~~~ процедура, Во мнотих случаях резулвтат разработки ~б~е~~~~ ~~воЙ техййкй оказывается неудовлетворйтелвным из-за неправильной йлй ~еточной формулйровкй целеЙ.
Осйовйая задача процедуры выбора це~~Й вЂ” распознатв в обтцйх чертах ~бъ~к~ проектйроваййя й е~о окруженйе. Какой-либо четкой методйкй решения нет. Источником информации для выполнения процедуры явля~отея прот'нозы развйтйя само~о объекта проектирования й его окружения.
Ве~ь~а удобный а~пара~ для айалйза и сййтеза ййформаций представляет инженерное прогнозирование (экстраполяция тенденций). Оно способно ответить на следующие вопросы: Ф какие инженерные направления займут лидирующее положение в технике~ ~ каковы возможные пропорции использования в практике койкурирующйх направлений? ~ какова вероятность работы по тем или иным направления в будущем? ~ какова предполагаемая эффективность реализации технических решений й„кроме того, ~огда можйо ожидать вйедреййя в производство отдельных технических решений или целого ряда их? Выбирая, например, тот или иной способ воздействия на среду как основу для создания нового оборудования, разработчик обязан осознавать, что в совокупности от момента принятия решения о целесообразности проектирования, самого процесса проектирования, включая выбор и обоснование технического решения, проведения теоретических и экспериментальных исследований, до изготовления и доводки образца нестандартного оборудования, как правило, проходит несколько месяцев.
В то же время на проектирование, исследование, отработку и внедрение в серийное производство образца изделия может уйти не менее 5-7 лет (агрегатный станок, автомобиль, судно, самолет, ракегоноситель и т,п.). За этот срок могут существенно расшириться, углубиться наши знания в области фундамейтальйых й прйкладных йаук; велика вероятйость появленйя йовых технологий„материалов„могут появиться новые ограничения, например, произойти ужесточение требований по ограничению энергопотребления, повышению экологической безопасности и т.п.
В результате может оказаться, что выбранное техническое решение не будет конкурентоспособным и созданный образец с первых дней своей жизни морально устареет. Наглядйым примером ~акко запаздывания й морального устаревания в настоящее время являются автомобили москвич», выпускаемые АЗЛК, или автомобили ВАЗ, Чтобы избежать такого положения, нужно предвидеть развитие тех или иньгх технических направлений. На стадии определения целей уже может возникнуть то или иное техническое решение.
Од- пако опытный разработчик не буд~~ ~~роиться с его реализацией. Он знает, что это решение далеко не единственное, После выбора целей проектирования можно приступить к процедуре определения основных признаков объекта. Согласно основной концепции методологии, эта процедура с~стон~ в построении среза бинарных отношений между элементами множества целей и множества признаков по выбранному подмножеству целей, Подмножества целей и признаков включаются в техническое задание. Процедура поиска возможных решений напоминает формирование оперативных моделей в сознании человека. Она в наибольшей степени опирается на творческие начала и выполняется чаще неформальными методамн.
Ос~~~и~~ источники информации — техническая литература и журналы, ав~орские свидетельс гва и патенты. Удачное техническое решение представляет собой оптимальное сочетание параметров всех у~л~~ технических объектов1 Выбор параметров, связанный с компромиссом внутри противоречивых факторов, протекает в условиях действия закона единства и борьбы противоположностей. Выбор параметров можно отнести к классу задач, которые носят название экстремальных. Тот или иной критерий качества, улучшение которого составляет цель проектирования, выбирается главным и представляется в виде фу~оп~~, п~длежащей максимизации или минимизации.
Аргументами этой функции служат параметры технических объектов„' Область их допустимых значений ограничивается некоторым подмножеством, Решить поставленную таким образом задачу — значит найти такие значения аргументов из заданного подмножества, при которых целевая функция получает экстремальное значение. По результатам процедуры выбора параметров может быть составлен эскизный проект, Он представляет собой совокупность конструкторских документов, описывающих в общих чертах принцип работы технического объекта. В завершение отметим, что приведенная процедурная модель отражает проектирование принципиально нового объекта. В том же случае„ когда он представляет собой элемент внутри типоразмерного ряда, нет необходимости выполнять все эти этапы проектирования, а начинать следует сразу с выбора параметров.
Проектирование ~пудри типоразмерного ряда по существу является конструированием. 143 Процесс проектирования Оо как переход от ОднОГО описания объекта к другому в формализованном виде может быть выражен зависимостью Оо= ОП, =>ОП =~... ОП„ где ОП,, ОП,„., ОП,.— описание объекта проектирования на разных эта- пах его разработки. Описание объекта проектирования ОП,, определяющее достигаемые с его созданием и использованием цели, называется целевым: ОП) =Ар=(аь а~,„, аД~, Описание объекта проектирования ОП,, дающее представление об идее еео технического рвения, называется концептуальным.
Математические модели объекта при тако~ они~анин включают множество целей и множество признаков, характеризующих объект в целом на всех этапах его жизненного цикла. Описа е, дающ редста и Фу Чиониро и б а Опз, называется функуиональнькм. Математические модели, относящиеся к этому описанию, содержат множество признаков, определяющих взаимодействие системы со средой Р„правило упорядочения смены состояний в ходе достижения цели Н: ОП =~Р„Н, У) Математические модели, относящиеся к структурному описанию объекта ОП, включают множество элементов, составляющих объект Е; множество признаков, характеризующих элементы на всех этапах жиз- ненного цикла Р~; множество связей между всеми элементами объекта Д: Динамическое описание включает математические модели, построенные иа множестве признаков, определяющих взаимодействие объекта со средой Р„, на множестве моментов времени Т и математиче- ских схемах, описывающих отношения между признаками элементов и признаками системы: Описание, определяющее параметры объекта, называют параметрическим, В его состав входит множество параметров: 9.6.
Ийдивидуальнаи и коллектиййай работа Необходимость коллективной работы неоспорима во многих случаях, особенно при разработке сложных технических систем, к каким можно Отйестй транспортные средства (авиационные„автомобильные, железйодорожные, морские, речные), многофункциональное оборудование. Но это ~~~~д~ не Озйачает„что работе Отдельйых проектантов йе надо придавать значейня. (Сам по себе даййый учебйик составлей йсходя из предпосылкй индивидуального восприятия, обучения и выработки умения самостоятельйого проектйрованйя.) Коллектив творческй эффекгивей потому, что сйльйы его Отдельные члены, а не потому, чтО Велико йх чйсло.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
