И участниками эволюции технического объекта

При проектировании систем (объектов) должны выполняться два общих требования: системность и комплексность.

Системность – это понятие, определяющее набор процедур и подходов. Системное проектирование можно охарактеризовать как творческую деятельность, направленную на определение нового технического средства, путем оптимизации системы, которой это средство принадлежит. Основные положения системного подхода при проектировании рассматриваются в п. 3.2.

Комплексный подход при проектировании предполагает учет, наряду с фактором экономической эффективности, ряда других факторов, определяющих среду, в которой обосновывается образ (проект) и будет проходить "жизнь" объекта искусственной среды. К этим факторам относятся:

Учет некоторых факторов (политика, психология, социология, организация процессов и др.) осложняется трудностью их измерения для целей проектирования и динамизмом общественных изменений.

Отношения (связи) проектанта* с "непрофессиональными" участниками процесса проектирования и участниками "жизни" технического средства охарактеризованы ниже с использованием схемы (рис. 3.1).

Предметом этих отношений по существу является выявление (установление) значимости тех или иных факторов при обосновании решений по проекту. Проектировщик должен руководствоваться правилом – чем больше информации, тем больше возможностей уменьшения расхода массы и энергии. Известно, что наиболее значимые просчеты и удачные решения принимаются на начальных этапах проектирования.

Процесс проектирования, как правило, начинается по инициативе заказчика, которым может быть орган власти, предприятие (организация) или предприниматель. Заказчик, исходя из потребностей, формулирует и передает проектанту задание (чаще – краткое) на выполнение проекта системы (объекта). Такое задание отражает интересы и представления заказчика на данный момент.

Полученное задание и обозначенную в нем проектную проблему проектант должен подвергнуть всестороннему анализу, используя для этого свои отношения с заказчиком и другие возможности. Вопросы относительно проектируемого объекта на этом этапе могут быть следующими.

· Каковы цели проектирования?

· На чем основывается проектирование?

· Является ли проектируемый объект составной частью инновационного проекта* (целевой комплексной программы)?

· Проводилось ли маркетинговое исследование в связи с проектируемым объектом и каковы его результаты?

· В интересах ли заказчика вложить капитал в проект (объект)?

· Все ли потребности представлены в задании? Нет ли в описании потребностей противоречий или дезинформации?

· Не вызовет ли удовлетворение желаемых потребностей появление отрицательных изменений (антипотребностей)?

· Имеются ли реальные объекты, которые обеспечивают заявленные заказчиком потребности; каковы достоинства и недостатки этих объектов?

· К какой системе (надсистеме) относится проектируемый объект, а также его роль и значимость в составе надсистемы?

Исходя из полученного задания проектант должен:

· проанализировать необходимость учета в проекте требований и рекомендаций нормативно-правовой документации;

· подготовить (разработать) предложения по критериям для оценки проектируемого объекта с точки зрения социально-технических факторов (в частности, проблемы экологии окружающей среды);

· выявить логику связей между основными частями проектируемого объекта и его связей с системой (надсистемой).

Вопросы и предложения, которые ставит проектант перед заказчиком на этапе согласования (уточнения) задания могут касаться также этапов эволюции объекта (рис. 3.1): изготовления объекта, его сбыта, функционирования, снятия с эксплуатации и утилизации.

Рис 3.1. Этапы эволюции технического объекта

В результате взаимодействия проектанта и заказчика, как правило, формулируется и согласовывается уточненное задание на разработку проекта. Всесторонняя проработка различных аспектов при определении задания особенно важна в тех случаях, когда заказчик (проектант) имеет незначительный опыт применения (проектирования) объектов, подобных создаваемому.

Проектировщик является ответственным творцом техносферы. Его деятельность связана с определением той или иной потребности, расходованием природных ресурсов, влиянием технических объектов на природу и общество. В связи с этим в отношениях проектировщика с заказчиком могут возникнуть морально-этические аспекты. Например, проект нравится заказчику, но объекту присущи отрицательные свойства, которые заказчику безразличны. Столкнувшись с этой дилеммой, следует побудить заказчика принять правильное решение. Однако, как отмечает Джонс [1], "в случае неудачи проектировщик, выполняя волю заказчика, вправе довести до сведения тех, кто попадет в сферу влияния проектируемого объекта, свои прогнозы, которые он, как профессионал, в состоянии сделать и на которые заказчик решил не реагировать".

В работе [10] приведены следующие рекомендации для проектировщика (аналитика):

· "обращать внимание лица, принимающего решения на устойчивость или чувствительность альтернатив к изменениям условий";

· "не работать на клиента, не дающего доступа к информации и не позволяющего публиковать результаты";

· "отказываться выполнять анализ только для обоснования уже принятого решения";

· "не работать на клиента, чьи цели и ценности противоречат гуманистическим целям и ценностям, а также собственным убеждениям аналитика".

Проектант должен обладать достаточно полной информацией по каждому этапу (рис. 3.1) "эволюционной траектории" объекта. Такая информация накапливается проектантом или к процессу проектирования привлекаются "непрофессиональные" проектировщики (эксперты).

Связи проектанта с изготовителем объекта и поставщиками комплектующих изделий наиболее активны на этапе технического проектирования. Во взаимоотношениях проектанта и поставщиков сложности возникают при необходимости поставки новых (улучшенных) изделий, изготовление которых предстоит освоить. Поставщика может интересовать лишь объем и регулярность заказов, которые он рассчитывает получить. Поэтому контакты с поставщиком таких изделий должны начинаться на начальном этапе работы над проектом.

В качестве примера может служить ситуация, сложившаяся в период освоения судов на воздушной подушке (СВП) и повышенного интереса к ним со стороны потенциальных заказчиков. Специфической частью этих судов, отличающей их от судов других типов, является гибкое ограждение (Г.О.) воздушной подушки. Материал ГО работает при значительных переменных механических нагрузках. Качество этого материала стало фактором в основном определяющим надежность СВП. В этих условиях для поставщиков материала ГО важное значение имел срок его разработки.

Изготовителем является предприятие (или несколько предприятий) которое изготавливает объект (или его основные части) в соответствии с документацией разработанной проектантом. Очевидными приоритетами изготовителя являются: минимизация затрат труда, энергии и материалов на изготовление изделия, использование имеющегося технологического оборудования и производственного опыта, обеспечение высокого качества продукции.

Добиться этих целей невозможно без тесного взаимодействия изготовителя и проектанта в процессе разработки последним конструкции и принципиальной технологии изготовления объекта (стадия проектирования – конструирование). При этом поддерживается связь между конструкторами и технологами.

На современном уровне взаимодействие между конструкторами и технологами обеспечивается с использованием систем автоматизации проектирования и производства (САПП) [11]. Большинство САПП имеют в своем составе семь подсистем:

· языковые средства;

· подсистема взаимодействия с пользователем;

· подсистема связи;

· стандартные средства обработки текста и данных;

· графическая подсистема;

· прикладное программное обеспечение;

· конструкторская база данных.

Основные функции подсистем состоят в следующем.

С помощью языковых средств пользователи обмениваются с САПП текстовыми, графическими и числовыми сообщениями. К языковым средствам относятся определенные командные строки, алфавитно-цифровые и графические меню и т.п.

Подсистема взаимодействия с пользователем представляет пользователю ряд формальных удобств при выполнении операций в САПП.

Сети связи САПП делятся на локальные и обеспечивающие обмен данными с удаленными абонентами. Подсистема связи дает оперативную возможность конструкторам и технологам использовать разделяемые ресурсы системы, главным образом, конструкторскую базу данных по проектируемому объекту.

Под стандартными средствами обработки текстов понимаются программы подготовки текстовых документов. К стандартным средствам обработки данных относятся вычислительные процедуры для определения, например, значений параметров трехмерных геометрических изделий.

Графическая подсистема предназначена для графического моделирования частей (деталей) проектируемого объекта с помощью стандартного программного обеспечения. Через эту подсистему осуществляется также взаимодействие с пользователем, выполняющим различные операции с графической моделью.

Прикладное программное обеспечение позволяет автоматизировать выполнение проектных и производственных операций, характерных для некоторого проектно-производственного комплекса (объединения).

Конструкторская база данных является наиболее ценной составляющей САПП. Эта подсистема содержит всю информацию, касающуюся деталей и объекта в целом, в том числе: модели деталей и частей объекта; информационные структуры (таблицы, описания и т.п.); данные о различных свойствах объекта; данные, описывающие текущее состояние процесса проектирования (конструирования), конструкторские документы. Работа с конструкторской базой управляется администратором базы данных.

Применение САПП позволяет повысить оперативность взаимодействия конструкторов и технологов, начать разработку технологии изготовления до завершения проектирования объекта и, в итоге, сократить общий период проектирования и изготовления. САПП рассматривается как важный инструмент повышения качества продукции и, за счет этого, "завоевания доверия потребителя, которое не купишь ни за какие деньги".

Рассмотрим следующий этап "жизни" технического объекта (рис. 3.1) – его распространение (сбыт-покупку). Между работниками сбыта и покупателями зачастую находятся промежуточные "звенья": транспортники, оптовики, работники рекламы и розничной торговли. Вместе они образуют "канал" сбыта. Создание и изменение каналов сбыта требуют значительных усилий и времени, поскольку они основываются на трудно приобретаемом опыте и доверии людей. Сбытовики часто смотрят на распространяемую продукцию глазами покупателя (потребителя), поэтому изделия, обладающие существенными особенностями, встречают их поддержку в той мере, в какой уже имеется потребительский спрос.

Покупатель и потребитель изделия, используемого для личных нужд, нередко представлен в одном лице. Для социально значимых систем (объектов) покупатель является представителем потенциального владельца и оператора системы (объекта). В любом случае роль покупателя следует рассматривать отдельно.

Для покупателя в той или иной мере свойственны:

· неумение заранее определить свою или чужую способность приспособиться к новому изделию;

· подверженность "выставочному эффекту" вследствие чего "приглушаются" его сомнения;

· стремление приобрести такое изделие, которое придавало бы ему желательные черты в глазах окружающих;

· стремление приобрести изделие пригодное (или которое можно приспособить) для различных условий его функционирования.

На этапе распространения изделия важное значение имеют "человеческий фактор", региональные особенности и другие трудноформализуемые факторы, которые, тем не менее, проектант должен учитывать при выполнении проекта.

Функционирование системы (технического объекта) обеспечивают ее владелец и операторы системы. В процессе функционирования проявляются потребительские свойства системы и ее возможные негативные свойства. Для обеспечения функционирования организуется эксплуатация системы, ее техническое обслуживание и выполняется необходимый ремонт.

Затраты владельца сложного технического объекта в течение всего периода его эксплуатации (включая техобслуживание и ремонты) во многих случаях превышают затраты на создание этого объекта.

Так, по данным [9], "анализ структуры затрат за жизненный цикл показывает, что за 10 лет эксплуатации автомобиля (типа ГАЗ-51) затраты в этой сфере примерно в 20 раз больше производственных затрат". Аналогичная ситуация имеет место и в области военной техники. Согласно исследованиям министерства обороны США, "проведенным в середине 80-х годов прошлого века, стоимость эксплуатации сложной военной техники в 2–7 раз больше стоимости ее создания" [12].

Как следствие отмеченного, на мировом рынке сложных (наукоемких) технических средств сложилась ситуация, когда стоимость "владения средством" стала определяющим фактором конкурентоспособности продукции.

Интенсивные усилия по решению проблемы уменьшения стоимости сложной продукции на этапе ее функционирования были предприняты в 90-е годы прошлого века. В этот период сформировалась концепция и были разработаны программные средства для электронной системы, которая за рубежом получила название "управление жизненным циклом изделия" (Product Lifecycle Management – PLM), а в отечественной практике – "информационная поддержка процессов жизненного цикла изделий" (ИПИ) [12]. Система ИПИ (рис. 3.2), в отличие от рассмотренной выше системы САПП, охватывает три этапа эволюции технического средства: проектирование, изготовление и функционирование (эксплуатация, ремонт). Управленческие и передаточные функции в составе ИПИ выполняет подсистема PDM (Product Data Management – управление данными об изделии).

Рис. 3.2. Упрощенная схема системы информационной поддержки процессов

жизненного цикла изделия (ИПИ)

Подсистема "Эксплуатация. Ремонт" содержит:

· локальную (эксплуатационную) модель технического средства;

· блок логистической поддержки процессов ремонта;

· интерактивные электронные технические руководства (ИЭТР).

Локальная модель технического средства предназначена для автоматизации учета ремонта и обслуживания; она содержит информацию об отказах, износе и заменах.

Блок логистической поддержки позволяет "оптимизировать использование складов запасного оборудования и качество обслуживания".

Интерактивные электронные технические руководства предназначены для обучения персонала и эксплуатации технического средства. Они содержат информацию поставщиков оборудования, результаты конструкторских разработок и строительства.

Система ИПИ позволяет снизить расходы на эксплуатацию и ремонт технического средства за счет:

· оперативного получения достоверной информации;

· отнесения (перекладывания) ряда функций на автоматизированные системы (учет состояния, создание и корректировка графиков обслуживания и др.).

Система ИПИ предоставляет широкие возможности как проектанту, так и "непрофессиональным проектировщикам": она позволяет принимать участие в проектировании технического средства технологам, эксплуатирующему и утилизирующему предприятиям, классификационному обществу (в судостроении – Регистру) и другим контролирующим организациям.

Завершающими этапами эволюции технического объекта являются снятие его с эксплуатации (выведение из эксплуатации) и утилизация (рис. 3.1). Процесс снятия объекта с эксплуатации, при наличии потенциальных опасностей и сложной его структуре, регламентируется. Такая регламентация, в частности, определяет функции и перечень должностных лиц принимающих объект для утилизации.

Утилизация сложных объектов может потребовать значительных затрат энергии и труда. В первую очередь с объекта удаляются опасные и ценные вещества (материалы); в последнюю очередь, как правило, утилизируются корпусные конструкции объекта.

Разработка способа рациональной ликвидации технического объекта – задача, которую проектант должен решать еще в период его создания. Это стало "велением времени". Такой подход может существенно повлиять на выбор материалов и варианта конструкции объекта. Необходимо заранее предвидеть назначение вторичного сырья, которое можно получить из материала объекта, а также трудности, которые могут возникнуть при удалении различного рода веществ с объекта.

Проблема утилизации техники становится многоплановой и весьма актуальной. Так вице-премьер правительства России Алешин Б.С. на вопрос о пошлинах на иномарки заявил [13]: "Я сторонник того, чтобы пошлины на автомобили старше 7 лет росли. Евросоюз с конца 2006 года ставит жесткое условие: такой автомобиль должен утилизироваться за счет компании-производителя. К нам просто хлынет поток металлолома".

Поиск по сайту: