Процедурные компоненты и управленческие схемы

(стратегии) проектирования

Процесс проектирования объекта в целом представляет собой генеральную (большую) совокупность действий. Генеральную совокупность разделяют на локальные (частные) наборы действий, каждый из которых включает действия, выполняемые с целью решения частной задачи, или действия, объединенные некоторой смысловой общностью.

Различают: проектная операция и, более общее, – проектная процедура.

По данным [30], проектная операция – "часть проектной процедуры, включающая в себя совокупность действий, алгоритм выполнения которых остается неизменным для различных проектных процедур".

В свою очередь, проектная процедура – "формализованная совокупность действий, в результате выполнения которой принимается частное (локальное) проектное решение". Проектная процедура включает набор проектных операций в определенной их последовательности и служит для достижения локальной цели в процессе проектирования. Примерами проектных процедур являются процедуры моделирования, оптимизации, прогнозирования и т.д.

Проектная процедура по общности, как правило, соответствует понятию – метод. По существу проектная процедура является процедурной составляющей того или иного метода.

Выполненная проектная процедура является основанием для принятия проектного решения. По [30] проектное решение – "описание объекта (стадии, фазы) проектирования, необходимое и достаточное для рассмотрения и определения дальнейшего направления (или окончания) процесса проектирования".

Управление процессом проектирования осуществляется в соответствии с выбранной стратегией проектирования.

Стратегия проектирования – это определенная последовательность действий, выбираемая проектировщиком или группой планирования с целью поиска решения поставленной задачи исходя из технического задания. Содержание каждого действия определяется самим проектировщиком. В качестве "действий проектировщика" могут быть методы проектирования, изготовление чертежей или другие процедуры.

Стратегии проектирования различаются по схеме поиска и степени заданности. Схемы поиска различаются по наличию (отсутствию) следующих признаков: обратной связи между этапами, представленными на схеме, наличию конкурирующих этапов, а также параллельных этапов.

Степень заданности стратегии определяется вероятностью использования предусмотренных методов поиска решений на этапах и степенью прогнозируемости ожидаемых результатов. В процессе проектирования может быть принято решение о корректировке стратегии или переходе на новую стратегию проектирования.

Наиболее простая последовательность действий (этапов) присуща линейной стратегии (рис. 3.6 а). При этой стратегии каждое действие зависит от результата предыдущего, но не зависит от результата последующих действий. Линейная стратегия относится к числу "жестко" заданных стратегий и больше подходит для проектирования в "знакомых ситуациях" (например, для совершенствования существующей конструкции), чем для новаторской деятельности.

В тех случаях, когда после получения результата на некотором этапе приходится возвращаться к одному из предыдущих этапов стратегия становится циклической (рис. 3.6 б).

Возможно появление двух и более петель обратной связи. Такая схема с петлями характерна для многих компьютерных программ. Наличие петель увеличивает продолжительность процесса проектирования; при этом следует оценивать возможность "зацикливания" процесса на той или иной петле.

Разветвленная стратегия применяется при проектировании объектов, образованных из разнородных и в значительной мере независимых частей и/или процессов. Например, при проектировании судна гидромеханические расчеты и проектирование движительно-рулевого комплекса могут выполняться параллельно с расчетами по прочности корпуса судна и разработкой его конструкции. Параллельные этапы (2 а, 2 б и 2 в на рис. 3.6 в) выгодны тем, что позволяют увеличить количество людей одновременно работающих над проектом и, в итоге, сократить общий период проектирования.

Этапы 4 и 5 (рис. 3.6 в) являются конкурирующими; выбор одного из них осуществляется на основании анализа результатов выполнения этапов 2 а, 2 в и 3. Например, на этапе выбора типа движителя судна могут рассматриваться варианты: гребной винт или водометный движитель и, соответственно, методики их проектирования.

Адаптивная стратегия отличается тем, что в ней определяется только первое действие. Выбор последующих действий (их содержания) зависит от результатов выполнения предшествующего этапа или этапов. В принципе это самая осторожная и разумная стратегия, поскольку каждый этап выполняется только после накопления и анализа дополнительной информации. Ее недостаток заключается в невозможности прогнозирования затрат и сроков выполнения проекта.

Стратегия приращений по существу является ограниченным вариантом адаптивной стратегии. Эта стратегия широко применяется при проектировании простых изделий, в том числе, бытового назначения. В качестве примера рассмотрим подход фирмы "Пел" (Англия) использованный при проектировании стула из формованного пропилена [1]. Было известно, что для изделий сложной конфигурации из нежестких пластмасс расчет деформаций под нагрузкой не дает надежных результатов. В связи с этим была поставлена задача: экспериментальным путем (путем приращений) определить приемлемые толщины для различных участков стула в интервале от 2,5 мм (заведомо недостаточная толщина) до 15 мм (максимальная – из экономических соображений). Вначале был изготовлен стул с минимальными толщинами; проведены его испытания и установлены места разрушения. Следующий стул был изготовлен с увеличенными толщинами в местах возможного разрушения; проведены его испытания и установлены недостаточно прочные места. В итоге были определены толщины и их распределение при которых стул перестал разрушаться при испытаниях.

Рис. 3.6. Типы стратегий проектирования:

а) – линейная; б) – циклическая; в) – разветвленная;

г) – адаптивная; д) – приращений

При поиске путем приращений существует риск пропустить хорошие решения, когда приращения слишком велики, и, при ограниченности возможностей, не охватить всего поля поиска, когда они слишком малы.

Здесь также заметим, что многие методы автоматической оптимизации основаны на поиске путем приращений переменой.

Нерегламентированная схема поиска решений, которую условно можно отнести к стратегиям проектирования, отличается полным отсутствием плана действий и называется – случайный поиск. Такой подход пригоден тогда, когда необходимо, например, найти множество областей применения нового синтетического материала. При этом исследования в каждой из областей проводятся независимо.

Поиск по сайту: