АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Базовые положения процесса проектирования

Читайте также:
  1. I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  2. I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  3. I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  4. II звено эпидемического процесса – механизм передачи возбудителей.
  5. II. Принципы процесса
  6. V. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  7. V.1. Общие начала правового положения лиц в частном праве
  8. VI. Педагогические технологии на основе эффективности управления и организации учебного процесса
  9. VII. По степени завершенности процесса воздействия на объекты защиты
  10. XII. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  11. Автоматизация процесса абсорбции.
  12. Автоматизация процесса стабилизации нефти.

Основу современной методологии проектирования объектов составляют теория систем, теория принятия решений и теория информации.

Теории технических систем посвящена, например, книга [20], системный анализ и его приложения представлены в [10] [21] [37] [38].

Систему от хаотического множества отличают ряд свойств; в частности следующие.

· Система существует как обособленное целое, которое делится на компоненты. Функционирование системы задается ее структурой. Первичность целого – основной постулат теории систем.

· Функционирование не определяет структуру однозначно. Одна и та же функция может быть реализована различными структурами.

· Свойства системы нельзя получить из свойств ее компонентов. Система может обладать свойством (свойствами), которым не обладают компоненты.

· Внешняя среда и система взаимодействуют и взаимозависимы.

· Каждый компонент системы может рассматриваться как система (подсистема данной системы).

· Практика показывает, что выживают те биологические, технические, социально-экономические системы у которых функционирование и развитие происходит при приоритете качества.

Общим подходом к процессу проектирования является системный подход. Вместе с тем понятие "системный подход" до настоящего времени не имеет общепринятой формулировки. Известно следующее толкование [16]: "Системный подход содержит в себе два аспекта: его суть выражается, во-первых, в определенном понимании самого объекта исследования именно как системы, а во-вторых, в понимании процесса исследования как системного по своей логике и принимаемым средствам".

Основу системного подхода составляет системный анализ, который объединяет методы разработки и обоснования решений по сложным объектам (системам) на этапах концептуального и технического проектирования. Системный анализ применяется, в частности, при разработке общей схемы решения поставленной проблемы, декомпозиции сложных объектов и формирования их альтернатив, формировании целей и задач проектирования, назначении и согласовании критериев по проектируемому объекту.

Другим базовым компонентом процесса проектирования является теория принятия решений. Эта теория включает две части:

· логические основы обоснования схемы решения задачи;

· набор понятий и методов, образующих "наполнение" схем решения задач.

В общих терминах схема целенаправленной деятельности (схема принятия решения) включает следующие этапы:

замысел – подготовка к действию – планирование действия – действие – результат – оценка результата.

При проектировании (принятии решений) используются различные методы, в том числе:

· методы прогнозирования (метод экстраполяции, экспертных оценок, моделирования, морфологического расчленения [22] и др.);

· методы анализа (спектральный метод [23], факторный [24], корреляционно-регрессионный [2], вариационный, дисперсионный, кластерный, метод многомерного шкалирования [25] и др.);

· методы назначения (выбора) критериев и оптимизации решений [2] [26];

· математические методы расчета, используемые в различных технических дисциплинах (предметных областях).

Третьим блоком основы методологии проектирования является информатика*.

Знания, хранящиеся в компьютерных системах, делятся на две группы:

· процедурные знания (методы, алгоритмы, программы решения различных задач и т.п.);

· декларативные знания (сведения о количественных характеристиках различных объектов, текстовые и иллюстративные материалы).

Эти знания обновляются и дополняются; при этом в "банк" знаний они вносятся после приведения их к определенной форме.

Компьютеризация человеческой деятельности привела к появлению новых возможностей и нового раздела информатики – искусственного интеллекта1). Экспертные системы явились первой практической реализацией методов искусственного интеллекта [28]. Экспертную систему можно определить как систему, основанную на знаниях специалистов и использующую их для вывода правильных заключений при различных заданных условиях (данных).

Большие надежды на создание новых методов искусственного интеллекта специалисты возлагают на разрабатываемые в настоящее время нейрокомпьютеры.

Овладение методами искусственного интеллекта становится одним из важнейших признаков современной технической культуры.

Рассмотрим схему деятельности проектировщика на этапах концептуального и технического проектирования (рис. 3.5). Схема является упрощенной, поскольку на ней не показаны обратные связи (обратные переходы) между стадиями (1 ××× 8 на рис. 3.5). Такие переходы являются характерными для творческого процесса, когда окончательное решение находится путем последовательных приближений (итерационный процесс).

Стадии 1 ××× 4 относятся к фазе дивергенция (см. выше). Некоторые черты этой фазы проектирования Джонс [1] определил следующим образом.

· "Техническое задание, полученное от заказчика, принимается за отправную точку исследований, но при этом считается, что это задание может подвергаться изменениям и развитию в ходе дивергентного поиска, а может быть и на более поздних ступенях (однако не без согласия заказчика)".

· "Одна из целей исследований на этой стадии (фазе) заключается в том, чтобы изучить реакцию заказчиков, потребителей, рынка, производства и т.п. на смещение целей и границ задачи в разных направлениях и в различном объеме".

· "Постановку вопросов и принятие решений о том, куда обратиться за ответом и насколько грубыми или точными должны быть эти ответы, следует предоставить самым опытным и разумным специалистам, которых удастся привлечь к работе". И еще: "Навыками работы на этой стадии лучше овладевают лица, имеющие опыт в таких областях, как журналистика, научно-исследовательская работа, статистический анализ данных…"

Дивергентный поиск включает, наряду с накоплением информации, определение и ранжирование целей (цели) создания объекта, определение функций, которыми должен обладать проектируемый объект, установление критериев оценки объекта и ограничений ("рамок"), накладываемых на ресурсную базу при проектировании. Эти факторы относятся к задаче определения ситуации проектирования объекта; она решается при активном взаимодействии проектанта и заказчика, а также при участии "непрофессиональных" проектировщиков.

 

 

Рис. 3.5. Общая схема целенаправленной деятельности на этапах концептуального

и технического проектирования

 

Критерий – это, по существу, формализованная запись той или иной потребности, связанной с объектом проектирования. Для этапов концептуального и технического проектирования критерии отражают потребности (требования) социального характера, экономические, экологические, правовые, к безопасности объекта, его устойчивости к внешним воздействиям, к назначению (в частности, возможности реструктуризации объекта в период его жизни).

Ограничения могут касаться объема финансирования, производственных возможностей изготовления объекта и т.п.

Стадии 5 ××× 7 (рис. 3.5) относятся к фазе трансформация. В этот период выполняется структурный синтез (подбор частей и синтезирование из них объекта в целом) вариантов объекта. Оптимизация структуры объекта возможна только при наличии ее вариантов.

Рассмотрим результаты проектирования мегакомплекса на примере инвестиционного проекта "Верфи Санкт-Петербурга": реструктуризация основных судостроительных предприятий города" [29]. Проект имеет судостроительную и градостроительную части и в целом охватывает район города, в котором расположены три крупных судостроительных предприятия России: "Адмиралтейские верфи", "Балтийский завод" и "Северная верфь".

Постановка проблемы: реконструкция и модернизация трех заводов на основе создания на территории "Северной верфи" судостроительного комплекса мирового уровня и переноса в него основного производства "Балтийского завода" и надводного судостроения с "Адмиралтейских верфей".

Главная цель проекта – "удовлетворение потребностей России в обеспечении строительства судов для внутреннего рынка и на экспорт".

Дивергентный поиск включал выявление факторов целесообразности переноса судостроения на "Северную верфь" и ее переоборудования, возможностей использования городом освобождающихся территорий, оценку социальной и экологической составляющей разрабатываемого проекта.

В качестве критериев проекта, в частности, были приняты: освобождается 120 га территории предприятий; создается непромышленная инфраструктура, позволяющая организовать около 40 тыс. рабочих мест; вредные выбросы предприятий в воздух уменьшаются в 8–9 раз, а потребление предприятиями воды в 12–15 раз; вывоз отходов производства на захоронение уменьшается в 5 раз.

В процессе разработки проекта выполнялся анализ различных вариантов использования освобождающихся площадей и различных производственных программ для новой "Северной верфи".

По результатам проектирования мегакомплекса были определены показатели для задания на проектирование системы – судостроительный комплекс "Северная верфь": "Для достижения планируемых показателей эффективности (срок окупаемости 7, 6 лет, внутренняя норма доходности 19 %) необходима производственная программа объемом не менее 580 млн. дол. в год".

В заключении здесь отметим, что проектирование системы ("Северная верфь") очевидно, будет развернуто лишь после решения вопроса об источниках финансирования и выполнения ряда организационно-технических мер поддержки проекта (см. [29]).

Конструирование – заключительный этап проектирования (рис. 3.4). Организационно-процессуальная сторона этого этапа достаточно хорошо (полно) разработана в отраслях (предметных областях) (двигателестроение, судостроение и т.п.). В судостроении значительная часть работ на этом этапе автоматизирована [30]. Различные стороны конструирования освещаются в традиционных технических дисциплинах, изучаемых в вузах. Имеется методическая база для выполнения поисковых исследований на этом этапе, например, [31] [32].

Конструирование соответствует уровням: изделия и компоненты (рис. 3.3). При разработке этих объектов, которые в большинстве своем являются продукцией промышленности, проектировщик (конструктор) основное внимание должен уделять качеству объекта. Качество обеспечивается в основном проектировщиком и инженером-технологом.

Проблемы, связанные с количественной оценкой качества продукции исследуются в научной области, которая получила название квалиметрия*. Цели, задачи, методы, критерии и другие базовые составляющие квалиметрии изучаются в дисциплине "Метрология, стандартизация и сертификация". Здесь коснемся лишь некоторых обстоятельств, обусловленных современными тенденциями.

Все группы показателей, которые можно использовать для установления и оценки уровня качества различных видов продукции народного хозяйства, по данным [26] приведены в таблице 3.1.

 

 

Таблица 3.1

Показатели качества продукции Группы продукции
Сырье и природное топливо Материалы и продукты Расходные изделия Неремонти- руемые изделия Ремонтируемые изделия
Назначения + + + + +
Безотказности - - - + +
Долговечности - - - + +
Ремонтопригодности - - - - +
Сохраняемости + + + + +
Эргономические - - + + +
Эстетические (+) (+) + + +
Технологичности + + + + +
Транспортабельности (+) (+) + + +
Стандартизации и унификации - - (+) + +
Патентно-правовые - + + + +
Безопасности (+) (+) (+) (+) (+)
Однородности + + + + +
Влияния на окружающую среду (+) (+) (+) (+) (+)
Устойчивости к внешним воздействиям (+) (+) + + +
Примечание. Знак "+" означает применимость, знак "–" неприменимость, знак "(+)" – ограниченную применимость соответствующих групп показателей качества продукции.

Одним из важнейших показателей качества, в том числе для судов, является – "назначение". Обеспечить высокий уровень этого показателя в современных условиях невозможно без учета, при проектировании судна, его морального старения.

Различают два вида морального старения [33].

· Уменьшение со временем затрат для судовладельца на приобретение такого же по своим функциональным возможностям судна. Это может быть следствием прогрессивного развития техники.

· Снижение для судовладельца полезности (ценности) эксплуатируемого судна вследствие его несоответствия (в той или иной мере) изменившимся условиям эксплуатации. Этот фактор также называют "функциональным износом". Причины функционального износа могут быть разными – это изменение требований к экологической безопасности судов, безопасности перевозки грузов, совершенствование систем навигации и т.п.

Следует также иметь в виду, что моральное старение судов является одной из причин ускоренного обновления тоннажа (парка судов) в промышленно-развитых странах и ужесточения условий страхования для судов находящихся в эксплуатации свыше 10-12 лет [33].

Известно, что правовым инструментом по обеспечению качества продукции являются стандарты. В 1987 г. Международная организация по стандартизации приняла международные стандарты ИСО серии 9000 по системам качества; эти стандарты приняты в качестве национальных в Германии, Австрии, Франции, Великобритании, Швеции и других странах [9]. С учетом значимости стандартов ИСО серии 9000 для международных хозяйственных связей стандарты ИСО 9001, ИСО 9002 и ИСО 9003 приняты для прямого использования в отечественной практике в виде:

ГОСТ Р ИСО 9001-96 "Система качества. Модель обеспечения качества при проектировании и/или разработке, производстве, монтаже и обслуживании";

ГОСТ Р ИСО 9002-96 "Система качества. Модель обеспечения качества при производстве, монтаже и обслуживании";

ГОСТ Р ИСО 9003-96 "Система качества. Модель обеспечения качества при окончательном контроле и испытаниях".

Разработаны рекомендации по применению отмеченных отечественных гостов и определены ситуации, когда они применяются.

Современный проектировщик должен обладать всесторонней информацией в области квалиметрии.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.008 сек.)