нельзя отказаться, когда затраты на проектирование, подготовку произ­ водства и изготовление окупаются в установленный срок и приносят по­ ложительный экономический эффект. Следовательно, проектирование те­ ряет смысл, если нет реального потребителя. Проектирование требует ка­ питаловложений.

9.7. Процедурная модель проектирования

Весь процесс проектирования (от. первоначального задания или за­ мысла до завершенного проекта) состоит из ряда действий или методов, используемых последовательно или параллельно.

Процедурная модель проектирования состоит из этапов, характер­ ных для трудовой деятельности с отсроченной реализацией. Логическая схема проектирования представлена процедурной моделью (рис. 9.8).

Она дает наглядное представление об основных процедурах и опера­ циях проектирования, задачах и методах их решения, указывает на источ­ ники информации. Модель опирается на системный подход к этому про­ цессу, согласуется со стадиями разработки согласно ЕСКД и является ре­ зультатом обобщения В.П. Быковым [11] целого ряда работ.

Выпуск тех или иных видов технической документации представлен как результат соответствующих проектных процедур (рис.9.8).

Проектирование начинается с определения потребности в создании нового технического объекта, которая чаще всего диктуется состоянием производства и отражается в перспективных планах. Внутри предприятия она может быть вызвана стремлением к повышению производительности труда или к устранению ручных операций. Менеджер (главный инженер), постоянно наблюдающий за состоянием производства, своевременно ощущает ситуацию, связанную с отсутствием оборудования, с помощью которого реализуются новые технологические процессы, или ситуацию, препятствующую повышению производительности труда. Если возникшая ситуация хорошо знакома, то менеджер может сразу принять решение и поручить персоналу устранить препятствие. Однако значительно чаще не возможно сразу найти правильное решение. Тогда прибегают к проекти­ рованию. Поиск решения может быть тогда удачным, когда имеется ясное представление об его цели.

Весьма удобный аппарат для анализа и синтеза информации пред­ ставляет инженерное прогнозирование (экстраполяция тенденций).

Оно способно ответить на следующие вопросы:

♦какие инженерные направления займут лидирующее положение в технике?

♦каковы возможные пропорции использования в практике конку­ рирующих направлений?

♦какова вероятность работы по тем или иным направления в будущем?

♦какова предполагаемая эффективность реализации технических решений и, кроме того, когда можно ожидать внедрения в произ­ водство 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 обос­ нование технического решения, проведения теоретических и эксперимен­ тальных исследований, до изготовления и доводки образца нестандартно­ го оборудования, как правило, проходит несколько месяцев. В то же время на проектирование, исследование, отработку и внедрение в серийное про­ изводство образца изделия может уйти не менее 5-7 лет (агрегатный ста­ нок, автомобиль, судно, самолет, ракетоноситель и т.п.). За этот срок мо­ гут существенно расшириться, углубиться наши знания в области фунда­ ментальных и прикладных наук; велика вероятность появления новых технологий, материалов, могут появиться новые ограничения, например, произойти ужесточение требований по ограничению энергопотребления, повышению экологической безопасности и т.п. В результате может ока­ заться, что выбранное техническое решение не будет конкурентоспособ­ ным и созданный образец с первых дней своей жизни морально устареет. Наглядным примером такого запаздывания и морального устаревания в настоящее время являются автомобили «Москвич», выпускаемые АЗЛК, или автомобили ВАЗ. Чтобы избежать такого положения, нужно предви­ деть развитие тех или иных технических направлений. На стадии опреде­ ления целей уже может возникнуть то или иное техническое решение. Од­

нако опытный разработчик не будет торопиться 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 состоит в построении среза бинарных отно­ шений 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 ме­ тодами. Основные источники информациитехническая литература и

журналы, авторские свидетельства и патенты.

Удачное техническое решение представляет собой оптимальное со­ четание параметров всех узлов технических объектов. 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 экс­ тремальных. Тот или иной критерий качества, улучшение которого со­ ставляет цель проектирования, выбирается главным и представляется в виде функции, подлежащей максимизации или минимизации. Аргумента­ ми этой функции служат параметры технических объектов. Область их допустимых значений ограничивается некоторым подмножеством. Решить поставленную таким образом задачу - значит найти такие значения аргу­ ментов из заданного подмножества, при которых целевая функция полу­ чает экстремальное значение. По результатам процедуры выбора парамет­ ров может быть составлен эскизный проект. Он представляет собой сово­ купность конструкторских документов, описывающих в общих чертах принцип работы технического объекта.

В завершение отметим, что приведенная процедурная модель отра­ жает проектирование принципиально нового объекта. В том же случае, когда он представляет собой элемент внутри типоразмерного ряда, нет не­ обходимости выполнять все эти этапы проектирования, а начинать следу­ ет сразу с выбора параметров. Проектирование внутри типоразмерного ряда по существу является конструированием.

Процесс проектирования Оо как переход от одного описания объекта к другому в формализованном виде может быть выражен зависимостью

Оо= <3/7, =><3/72=>... OlJj,

где (3/7,, <3772,..., О П ,- описание объекта проектирования на разных эта­ пах его разработки.

Описание объекта проектирования <3/7,, определяющее достигаемые с его созданием и использованием цели, называется целевым:

<3/7, =A0={a1, а2,...., а„}.

Описание объекта проектирования ОП2, дающее представление об идее его технического решения, называется концептуальным.

Математические модели объекта при таком описании включают множество целей и множество признаков, характеризующих объект в це­ лом на всех этапах его жизненного цикла.

Описание, дающее представление о функционировании объекта ОПг, называется функциональным.

Математические модели, относящиеся к этому описанию, содержат множество признаков, определяющих взаимодействие системы со средой Рс, правило упорядочения смены состояний в ходе достижения цели Н:

ОПг={Р„Н,$}.

Математические модели, относящиеся к структурному описанию объекта <3774, включают множество элементов, составляющих объект Е;

множество признаков, характеризующих элементы на всех этапах жиз­ ненного цикла Рс,; множество связей между всеми элементами объекта Q:

<3774={£,/><;, Q}.

Динамическое описание включает математические модели, по­ строенные на множестве признаков, определяющих взаимодействие объекта со средой Рс, на множестве моментов времени Т и математиче­