11.2. Философия и логика проектирования
Любое современное сложное техническое устройство есть результат комплексного знания.
Проектировщик должен знать маркетинг, экономику страны и мира, физику явлений, многочисленные технические дисциплины (радиотехнику, вычислительную технику, математику, машиностроение, метрологию, организацию и технологию производства и т.д.), условия эксплуатации изделия, руководящие технические документы и стандарты.Кроме того, следует учитывать: особенности и требования реальной
жизни, коллектива, чужой опыт, умение получать и оценивать информацию.
Не последним требованием к проектировщику является комплексность мышления, умение работать с большим числом организаций. Особенно это умение необходимо разработчику изделия, входящего в более сложный комплекс (например, радиостанции для судна, самолета) или связанного с другими системами (по выдаче данных, питанию, управлению и т.д.).
В качестве иллюстрации рассмотрим типичный порядок разработки и освоения новой техники в интересах конкретного ведомства (Министерство обороны, геологические ведомства, Агропром и т.д.), см. также табл. 11.1:
Исполнители
Академический НИИ Головной НИИ отрасли
НИИ, головной НИИ отрасли, ОКБ
Исполнитель НИР НИИ заказчика
НИИ, ОКБ
НИИ заказчика, НИИ, ОКБ
НИИ, ОКБ, приемка заказчика
НИИ, КБ, опытный завод
НИИ, КБ
НИИ, КБ, опытный завод, изготовитель объекта
Работы
Поисковая НИР, проблема
Прикладная НИР (исследование возможности создания изделия)
Разработка ТЗ на ОКР
Техническое предложение (определение возможности получения характеристик по ТЗ)
Уточнение ТЗ
Эскизный проект (определение основных технических решений, возможных вариантов исполнения)
Технический проект (определение основного варианта разработки, основных технических решений)
Рабочий проект (разработка документации опытного
образца)
Изготовление опытного образца
Предварительные (стендовые) испытания опытного
образца
Установка опытного образца на объекте-носителе
НИИ, КБ
Госкомиссия заказчика с участием НИИ, КБ
НИИ, КБ
Завод, НИИ, КБ
Завод Завод, НИИ, КБ
Завод Завод
Предварительные испытания опытного образца на
объекте
u
Государственные испытания
u
Отработка документации по результатам испытаний
u
Передача документации заводу-изготовителю серии
u
Подготовка производства на серийном заводе
u
Выпуск опытной партии
u
Корректировка документации по результатам выпуска
опытной партии
u
Выпуск установочной серии
u
Установившееся серийное производство
И разработчик (НИИ, КБ), и завод-изготовитель непрерывно совершенствуют изделие по мере накопления опыта его эксплуатации.
Логическая модель принятия решений разработчиком может быть изложена следующим образом. Множество технических решений, удовлетворяющих i-му ограничению, обозначим А1.
Тогда множество допустимых по n ограничениям технических решений определится какn
пересечение множеств П Ai. Прежде всего разработчик должен выяснить, что
i =1
n
Далее из этого множества
П Ai * 0 i=1
выявляются решения Е, элементы Х которых удовлетворяют всем критериям f k (x), заданным в техническом задании:
последнее множество непустое
E|X е nAi|fk(x) > ak
При проектировании любой системы можно установить ее входные и выходные сигналы (в информационном смысле), внешние условия и критерии успешности решения. В общем смысле вход системы - реакция среды на систему, а выход - реакция системы на среду. Внешние условия могут проявляться в двух аспектах: ограничения при проектировании и набор
ситуаций, в которых должна действовать система.
Наиболее сложной и наименее разработанной задачей является свертка множества критериев в единый (целевую функцию). Этот вопрос будет рассмотрен позднее.
Выбор конкретных технических решений математически представляет задачу оптимизации, для решения которой могут использоваться известные методы теории операций (прямое вычисление, классический метод дифференцирования, метод множителей Лагранжа, вариационное исчисление, численные методы поиска, линейное и нелинейное программирование, принцип максимума Понтрягина).