Традиционные методы.

РАЗВИТИЕ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

2.1.Что такое проектирование?

2.2.Традиционные методы.

2.3.Обзор новых методов.

2.4.Расчлененный процесс проектирования.

2.4.1.Проектирование как трехступенчатый процесс.

2.4.2.Дивергенция.

2.4.3.Трансформация.

2.4.4.Конвергенция.

2.5.Выбор стратегий и методов проектирования.

2.5.1.Стратегии проектирования.

2.5.2.Как выбрать метод проектирования.

2.5.3.Примеры.

2.1.Что такое проектирование?

Чтобы найти более надежную основу для рассуждений, попытаемся дать определение проектирования, исходя не из течения самого процесса, а из его результатов. Для этого достаточно рассмотреть конец той цепочки событий, которая начинается с пожеланий заказчика, включает в себя проектирование, производство, сбыт, потребление и заканчивается влиянием вновь спроектированного объекта на мир в целом. Единственное, что можно утверждать с уверенностью, - это то, что общество (мир) стало после этого иным, чем оно было до появления данного объекта. Если проект был удачным, он вызвал именно такие изменения, на которые рассчитывал заказчик. Если проект оказался неудачным, его конечное влияние может быть весьма далеким от расчетов заказчика и прогнозов проектировщика, и все же он и в этом случае вызовет изменение того или иного характера. В любом случае мы можем , следовательно заключить, что цель проектирования - положить начало изменениям в окружающей человека искусственной среде. Эту простую, но универсальную формулировку можно принять хотя бы в качестве рабочего определения того расширяющегося процесса, который когда - то протекал за чертежной доской, а сегодня включает в себя «научные исследования и опытно - конструкторские разработки», снабжение, разработку технологии, подготовку производства, сбыт, системное проектирование и многое другое. Уже при беглом взгляде на это всеобъемлющее определение видно, что оно охватывает деятельность не только конструкторов, архитекторов и других «профессиональных» проектировщиков, но также плановиков и экономистов, законодателей, администраторов, публицистов, ученых - всех тех, кто стремится осуществить изменения в форме и содержании изделий, рынков сбыта, городов, систем бытового обслуживания и т.п.

Первым инициатором изменений в искусственной среде был не создатель чертежей, а создатель вещей, искусный ремесленник.

Пути эволюции кустарных промыслов:

1. Ремесленник не вычерчивает эскиз своего изделия - а часто просто и не в состоянии сделать это - и не может удовлетворительно объяснить, почему он принимает то или иное решение.

2. Изменение формы кустарного изделия происходит в результате бесчисленных неудач и успехов в процессе многовекового поиска методом проб и ошибок. Этот медленный и дорогостоящий последовательный поиск «невидимых линий» удачной конструкции может в конечном итоге привести к удивительно точно уравновешенному изделию, которое в очень высокой степени удовлетворяет нуждам потребителя.

3. Эволюция кустарных промыслов может привести и к дисгармонии в решениях.

4. Хранилищем всей важной информации, собранной в ходе эволюции промысла, является в первую очередь сама форма изделия, которая остается постоянной и изменяется только для исправления ошибок и при возникновении новых потребностей. Частично информация хранится в виде эталонов (профилей сечения и т.д.), а также в виде усваиваемых при обучении ремеслу фиксированных навыков, необходимых для воспроизведения традиционной формы изделия.

5. Два класса данных, наиболее важные для современного проектирования, - форма изделия в целом и ее логические обоснования - не фиксируются в символической форме, поэтому их невозможно исследовать и изменить без грубого экспериментирования с самим изделием.

Принципиальная разница между чертежным способом проектирования и кустарным промыслом заключается в том, заключается в том, что здесь поиск методом проб и ошибок отделен от производства, что эксперименты и изменения проводятся на масштабном чертеже, а не на самом изделии. Такое отделение умозрительной разработки от практического изготовления изделия имело ряд важных последствий:

1. Стало возможным задавать размеры изделия до его изготовления, а это позволило разделить труд по изготовлению отдельных частей изделия между несколькими работниками.

2. Первоначально именно преимущества, связанные с вычерчиванием изделий до его изготовления, обеспечили возможность создания изделий, слишком больших, чтобы они могли быть изготовлены одним ремесленником, например крупных судов, зданий. Таким образом, можно считать, что в масштабном чертеже сводятся воедино отдельные части, которые прежде хранились в форме заученных наизусть размеров, шаблонных и эмпирических правил.

3. Возникшее вместе с масштабными чертежами разделение труда дало возможность увеличить не только размеры изделий, но и темп их изготовления.

«Проектирование», или «конструирование», выделяется в особую профессию.

Когда геометрические аспекты производства были сведены в чертеж, у проектировщика появилось гораздо более обширное «поле представлений», чем было у ремесленника. Конструктор может все изделие целиком, манипулировать им, и ничто - ни неполнота сведений, ни боязнь дорогостоящей переделки самого изделия - уже не мешает ему вносить в конструкцию даже принципиальные изменения. С помощью линейки и циркулю он легко может найти траекторию движения любой детали и определить, как изменение формы одной из деталей скажется на конструкции всего изделия.

Необходимость все время цикл за циклом двигаться по кругу заставляет проектировщика в поисках новых решений работать не более чем над одним проектом одновременно вместо того, чтобы сопоставлять между собой несколько альтернативных проектов. Традиционный метод заключается в том, что на большом листе бумаги или на копиях с исходного эскиза или схемы вычерчиваются последовательные варианты решений. Отправной точкой для проектировщика служит единая конструкция, которая в довольно точном виде предстает перед его мысленным взором. Основным критерием для оценки различных вариантов конструкции служит геометрическая увязка деталей, которую можно определить по чертежу. Таким образом, процесс конструирования чертежным способом можно рассматривать как ускоренный вариант эволюции кустарного промысла, позволяющий за один раз изменять не одну, а целую совокупность деталей.

Соответствие разрабатываемого изделия условиям его изготовления и использования - это уже другой вопрос, и здесь проектировщик чувствует себя менее уверенно, чем ремесленник. Чтобы решить, какая конструкция окажется работоспособной, а какая нет, что можно изготовить, а что нельзя, конструктору приходится полагаться в основном на свою память и воображение. Для преодоления этой трудности введена стажировка конструкторов, во время которой они учатся распознавать нетехнологичные, дорогостоящие и неприемлемые для потребителя варианты решений. При этом «обучение» молодого конструктора обнаружению недостатков в своей работе проводится не на реальном рынке сбыта и не в реальном производственном процессе, а на основании оценок его руководителя - главного или ведущего конструктора. В производство передаются лишь чертежи, одобренные главным конструктором; значительно больше проектов бракуется в конструкторском бюро. Постепенно хороший конструктор - стажер выучивается предлагать своему руководителю только такие чертежи, которые тот, исходя из своего более богатого опыта, вероятнее всего, одобрит. К сожалению, ни у главного конструктора, ни у его помощников нет ситуаций, в соответствии с которыми они мысленно оценивают приемлемость предлагаемого проекта, - чертеж обладает тем существенным недостатком, что на нем невозможно отразить требования потребителей и трудности производства.

В какой - то мере эту проблему удается разрешить путем изготовления моделей и опытных образцов для оценки и испытаний, а также путем расчетов для определения эксплуатационных характеристик важнейших деталей и узлов. Эти опытные образцы и расчеты равносильны шаблонам и критическим размерам, с помощью которых ремесленник закрепляет некоторые точки в сложившейся в его воображении сети подлежащих выполнению требований.

Важно отметить следующее: над чертежом одновременно может работать только один человек, и все ситуации, которым должна удовлетворять конструкция, приходится держать в одной голове. Из - за этого на ранних стадиях проектирования чертежным способом работу ведет всего один человек, чаще всего главный (ведущий) конструктор или руководитель группы. Только после того, как ведущему конструктору удалось сформулировать критические подпроблемы данной задачи и найти удовлетворительные решения этих подпроблем можно распределить работу между несколькими исполнителями.

Последовательность этапов инженерного конструирования в 1962 г. описал Азимов, и почти ту же последовательность для архитектурного проектирования приводит Королевский институт британских архитекторов. Эти две последовательности приведены в таблице 1.

Таблица 1.