Процесс проектирования. Основные положения

Согласно ГОСТ 23501.101-87 «Система автоматизированного проектирования. Основные положения» проектирование — процесс составления описания, необходимого для создания в заданных условиях еще не существующего объекта на основе первичного описания этого объекта и (или) алгоритма его функционирования с оптимизацией заданных характеристик объекта, устранением некорректности первичного описания и последовательным представлением описания на различных языках (заданном языке).

Процесс проектирования включает три компонента:

- формирование идеи — установление пути решения поставленной задачи, в том числе выбора принципа работы изделия, его схемы, составных частей, для детали — ее элементов;

- конструирование — назначение материала, формы, размеров и точности изделия является результирующим компонентом процесса проектирования;

- расчет — определение и проверка значений параметров изделия, необходимых для обеспечения выполнения его функций с заданными показателями.

В процесс проектирования входят также разработка, изготовление и испытания макетов, опытных образцов или опытной партии изделий, необходимых для проверки и подтверждения соответствия изделия предъявляемым требованиям.

Действие или формализованная совокупность действий, часть проектной процедуры, алгоритм которых остается неизменным для ряда проектных процедур, называется проектной операцией.

В процессе проектирования требуется выполнение операций формирования идеи, ее оценки, оптимизации варианта решения, изложения решения. Эти операции должны проводиться с учетом реальных возможностей. С практической точки зрения на деятельность проектанта налагаются следующие ограничения: ограничение методов разработки задачи, связанные с имеющимся объемом знаний и организационными возможностями их применения (сроки, кадры, вычислительная техника и наличие типовых программ, финансирование разработок); ограничения, связанные с производственными возможностями (номенклатура и наличие материалов, производственные мощности, оборудование и инструмент, производственный опыт, затраты); ограничения правовые (действующие нормы, стандарты, патенты, требования заказчика).

Процесс проектирования содержит ряд операций, которые подчиняются определенным закономерностям. Здесь имеет место логический подход к операциям проектирования. Эти операции (например, отыскания требуемой стандартной конструкции или стандартного элемента, вычислительные операции) выполняются с помощью вычислительной техники. Их можно конкретно описать и, составив алгоритм обработки информации, получить требуемый однозначный ответ.

Эвристический (вероятностный) подход к операциям проектирования находит применение в тех случаях, когда однозначное решение невозможно из-за большого количества вариантов или неопределенности исходных данных. При проведении таких операций могут быть привлечены эвристические программы вычислительной техники. В результате получаются вероятные решения и находятся их вероятностные оценки, что облегчает проектанту возможность принять некоторое однозначное решение.

В остальных случаях единственным критерием выбора решения является так называемая инженерная интуиция — способность устанавливать истину без применения логических приемов. По существу инженерная интуиция является неосознанной, замаскированной логикой, основанной на личном практическом опыте проектанта.

В соответствии со стандартом по степени применения технических средств различают проектирование: неавтоматизированное — все описания объекта или алгоритмов его функционирования осуществляет человек; автоматизированное — в результате взаимодействия человека и ЭВМ; автоматическое — все операции проектирования происходят без участия человека.

В последнем случае за человеком остается только функция выдачи «первичного описания» — формирование задания. Типовые программы автоматического проектирования широко применяются для определенных групп механизмов или деталей. Проектирование же сложных изделий пока возможно только с участием человека.

Проектные операции. Процесс обработки решения при проектировании состоит из ряда последовательных проектных операций. Блок-схема его изображена на рис. 1.

Рис. 1. Схема процесса выработки решения