СТАДИЯХ РАБОТЫ НАД ПРОЕКТОМ

Стадии работы над проектом, как это указывалось выше, определены ГОСТ2.103-73. Особенности современного подхода к проектированию касаются главным образом первых трех этапов работы: техническое задание (ТЗ) (ГОСТ2.117-73), техническое предложение (ТП) (ГОСТ2.118-73) и эскизный проект (ЭП) (ГОСТ2.119-73). Поэтому далее будут кратко рассмотрены лишь перечисленные выше этапы.

Техническое задание является первым этапом любой работы по созданию новой техники. Результаты длительных переговоров заказчика и разработчика, приведшие к согласованным взглядам на структуру и функционирование будущей машины (системы), в силу свойств человеческой памяти и психики в процессе работы могут трансформироваться до неузнаваемости. Для того, чтобы этого не случилось, результаты должны быть зафиксированы в специальном документе, называемом техническим заданием на разработку машины.

ТЗ должно обладать свойством полноты. Под этим понимается то, что в ТЗ отражается все, сколь-нибудь существенное об объекте: функции, которые должна выполнять машина, а также требования, предъявляемые к ней заказчиком. Конечно, полнота ТЗ - понятие относительное. Может случится, что заказчик, не учтя чего-то, не включит в ТЗ какие-либо принципиальные требования. Вопросники же, которыми широко пользуются разработчики, не могут быть рассчитаны на все случаи жизни. Очень часто задание бывает не- достаточно полным и конкретным не вследствие недоразумения, а потому, что в процессе разговора у заказчика еще не сложилась завершенная концепция о том, как должна функционировать машина и какие требования должны быть предъявлены к ней. В этом случае и заказчику, и разработчику придется возвращаться к ТЗ не один раз, постепенно дополняя и уточняя его в ходе проектирования. К сожалению, подобная практика стала правилом, вместо того, чтобы быть исключением. Стереотипной стала фраза в заключительной части ТЗ : «Настоящее ТЗ может дополняться и уточняться по согласованию сторон в процессе разработки системы». Зачастую это приводит к тому, что разработчик многократно переделывает свою работу. Особенно сложно и важно правильно разработать ТЗ для сложной и большой системы. Необходимость прогнозирования взаимодействия будущей системы с окружающим миром, в том числе и с людьми, предъявляет к ТЗ чрезвычайно высокие требования.

Основными разделами типового ТЗ обычно являются следующие.

1. Основание для разработки системы, ее назначение и область применения.

2. Условия эксплуатации системы.

3. Эксплуатационно-технические характеристики системы.

4. Объем выполняемых разработчиком работ.

5. Технические требования к системе.

6. Требования к художественно-конструкторскому оформлению системы.

7. Требования к патентной защищенности системы.

8. Требования к заказчику по обеспечению разработки, внедрению и эксплуатации системы.

Разделы 7 и 8 фактически никак не связаны с особенностями системы и имеют универсальный характер. Напротив, содержание разделов 1...6 полностью определяется результатами переговоров заказчика и разработчика.

Обычно разделы ТЗ имеют следующее содержание.

В разделе 1 отражается следующее:

а) стоимость работ, сроки начала и конца работы, а также определение того, чем заканчивается работа (проект, опытный образец, серия и т.д.);

б) перечень режимов работы объекта и их описание;

в) требования к реакции оборудования на аварийные режимы;

г) технико-экономическое обоснование разработки системы.

В разделе 2 оговариваются следующие условия:

а) климатические (температура среды, влажность, степень запыленности, содержание химически активных веществ);

б) механические (вибрация, тряска, возможные перекосы, удары, наклоны и т.д.);

в) наличие помех (электронаводки, радиопомехи, магнитные и другие излучения);

г) условия питания системы (напряжения, токи, частота, пульсации, давление, расход и чистота сжатого воздуха).

д) характер работы системы (непрерывный, циклический, одноразовый);

е) условия ремонта системы и ее технического обслуживания (частота, продолжительность и содержание регламентных работ);

ж) технико-экономические и другие последствия возможных отказов;

з) меры по технике безопасности обслуживания системы.

В разделе 3 указывается:

а) дополнительные функции системы (сигнализация о неисправностях, регистрация необходимой информации и т.п.);

б) комплектность, габаритные размеры, масса и т.д.

В четвертом разделе указывается следующее:

а) этапность работ и объем разработки по каждому этапу;

б) изготовители образцов по каждому этапу работ.

В пятом разделе оговаривается следующее:

а) интенсивность и состав входных потоков системы;

б) режимы работы системы (автоматический, полуавтоматический, ручной, наладочный, контрольный и т. д.);

в) потребляемая мощность, характер питания и его параметры (здесь речь идет не о питании, обеспечиваемом заказчиком, а о питании самой системы, получаемом за счет преобразования первого);

г) технические характеристики (надежность, ремонтопригодность, элементная база, проч.);

д) требования к взаимозаменяемости элементов, необходимость применения унифицированных и стандартных изделий.

Разделы 6 и 7 не требуют дополнительных пояснений.

В разделе 8 перечисляются требования, возлагаемые на заказчика, для обеспечения разработки, внедрения и эксплуатации системы. Сюда относятся, например, необходимость проведения проектных и строительных работ, требования по хранению материалов, оборудования и по их комплектации, обеспечение специализированной рабочей силой при монтаже, подготовка кадров для эксплуатации системы управления и т.д.

Конечно, не все перечисленные здесь разделы обязательно должны входить в любое ТЗ. Многие требования могут быть очевидны и для заказчика, и для разработчика. Например, если заказчик и разработчик связаны многолетней совместной деятельностью по разработке аппаратуры для исследования космоса, то требования минимальных габаритов и веса настолько очевидны для разработчика, что нет смысла их оговаривать в каждом ТЗ. Эти же требования могут не оговариваться в задании на разработку аппаратуры, для которой они не являются существенными.

Из содержания ТЗ и требований, предъявляемым к нему, следует, что оно должно разрабатываться совместно заказчиком и разработчиком. Причем, первый должен являться инициатором работы, а основная тяжесть разработки ТЗ должна ложиться на исполнителя, поскольку только он, будучи специалистом в своей области, может с максимальной степенью достоверности предусмотреть все возможные последствия создания и эксплуатации системы.

Техническое предложение является наиболее творческим этапом при создании новой техники. Структура алгоритма работы на этой стадии работы иллюстрируется рис.1.

Проектирование на стадии ТП главным образом ведется методами «черного ящика» («Мозговая атака», «Синектика», экспертные оценки спроса, предложения, оценки пригодности изделия к автоматизированному производству и модернизация). Однако, патентно-литературный обзор, а также частично оценка подготовленности изделия к автоматизированному производству и модернизация его конструкции часто проводятся по хорошо алгоритмизированным формализованным методикам «прозрачного ящика».

Сплошными линиями на рис.1 показаны связи, соответствующие простейшим алгоритмам, когда один из методов дает удовлетворительный результат. Такие ситуации возможны при работе над простыми задачами или для случая, когда «удачное стечение обстоятельств» позволило быстро отыскать удачное решение посредством применения одного или нескольких методов.

В содержательном плане системное проектирование на стадии ТП при разработке технологического оборудования предполагает решение следующих вопросов:

1. Анализ пригодности конструкции изделия для автоматизации (учитывается трудоемкость выполнения всех операций, включая операции ориентации и поштучной выдачи, если это необходимо) с возможной последующей модернизацией.

2. Детальная проработка технологического процесса производства изделия.

3. Определение конструктивных параметров инструмента и технологической оснастки.

4. Дифференциация технологического процесса.

5. Оценка потенциала производительности проектируемого оборудования.

Эскизный проект при разработке технологического оборудования обычно содержит пневматические, гидравлические, вакуумные, электрические и комбинированные принципиальные схемы, чертежи общего вида наиболее ответственных узлов и компоновочные чертежи. Деятельность проектировщика на стадии ЭП более прогнозируемая, чем на ТП. В отдельных случаях при выполнении ЭП удается применить линейную стратегию проектирования (Рис.2 а). Однако, это возможно лишь при решении относительно простых технических задач или в случае, когда на стадии ТП был найден комплекс настолько совершенных принципиальных решений, что их реализация очевидна для разработчика.

Чаще всего при выполнении ЭП применяется циклическая стратегия, когда, после получения и осмысления промежуточного результата, происходит переход к следующему шагу либо производится возврат к одному из предшествующих шагов. Алгоритм такого проектирования представлен на рис.2 б. Циклическая стратегия характерна для поиска решения задачи с большим числом неопределенностей перед началом работы. Самой страшной опасностью для проектировщика в этом случае становится бесконечная петля или «порочный круг», из которого не удается выбраться иначе, как изменив структуру задачи.

Когда действия проектировщиков не зависят одно от другого, может иметь место разветвленная стратегия (рис.2 в). В нее могут входить параллельные этапы, очень выгодные в том отношении, что позволяют увеличить количество людей, одновременно работающих над задачей, и альтернативные этапы, которые позволяют в определенной степени видоизменять стратегию в соответствии с исходом предыдущих этапов.

Адаптивные стратегии (рис.2 г) характеризуются тем, что при их реализации с самого начала работы определяется только один ближайший шаг (действие), а решение о характере последующего шага принимается только после оценки результатов предыдущего шага. В принципе такая стратегия является самой разумной, поскольку каждый последующий шаг выполняется на основе наиболее полного информационного обеспечения. Главным недостатком является невозможность предвидеть и контролировать затраты и сроки выполнения проекта. Часто адаптивную стратегию выбирают для того, чтобы полностью использовать творческий потенциал проектировщиков.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое техническое задание, кто, когда и зачем его разрабатывает?

2. Перечислите основные разделы технического задания и поясните их содержание.

3. Как в техническом задании следует учитывать особенности сложных систем?

4. Какие методы проектирования характерны на этапе технического предложения при проектировании сложной системы?

5. Что является выходным продуктом на стадии технического предложения при создании технологического оборудования?

6. Что входит в состав эскизного проекта при разработке современного технологического оборудования?

7. В чем заключается принципиальное отличие проектирования на стадиях технического предложения и эскизного проекта?

8. Перечислите основные типы алгоритмов эскизного проектирования.

9. Разъясните сущность «линейной» стратегии проектирования и охарактеризуйте условия ее использования.

10. Что такое «циклическая» стратегия проектирования и в чем ее достоинства?

11. Что такое «разветвленная» стратегия, когда она используется, в чем заключаются ее достоинства и недостатки?

12. В чем заключаются сущность адаптивной стратегии, ее достоинства и недостатки?