Загальні відомості про проектування

Процес проектування - це створення опису, необхідного для побудови в заданих умовах ще не існуючого об'єкта на основі первинного опису цього об'єкта, тобто алгоритмізація процесу побудови нового об'єкта.

 

Основні формулювання процесу проектування:

 

§ «Відшукання істотних компонентів якої-небудь фізичної структури» - Александер.

§ «Цілеспрямована діяльність по рішенню задач» - Аргер.

§ «Прийняття рішень в умовах невизначеності з важкими наслідками у випадку помилки» - Азимов.

§ «Моделювання передбачуваних дій до їхнього здійснення, повторюване доти, поки не з'явиться повна впевненість у кінцевому результаті» - Букер.

§ «Технічне конструювання - це використання наукових принципів, технічної інформації й уяви для визначення механічної структури машини або системи, призначеної для виконання заздалегідь заданих функцій з найбільшою економічністю й ефективністю» - Филден.

§ «Ціль проектування - покласти початок змінам у навколишнє штучне середовище, яке оточує людину» - Джонс.

Проектування усе менше виявляється спрямованим на сам розроблювальний об'єкт, і усе більше на ті зміни, які повинен перетерпіти виробництво, збут, споживач і суспільство в цілому в ході освоєння й використання нового об'єкта (виробу).

 

Розрізняють 3 способи проектування:

· Неавтоматизований (практично не застосовується)

· Автоматизований (з використанням САПР)

· Автоматичний (без участі людини)

Первинний опис (завдання на проектування) містить у собі призначення проектованого об'єкта, його параметри, способи функціонування, конструктивна реалізація, виконання й т.д.

Під проектним рішенням розуміється одержання проміжного опису об'єкта, що дозволяє його реалізувати. Проектне рішення оформляється у вигляді проектних документів, які в сукупності становлять проект.

Проектні роботи розділяють за часом і по підрозділах.

Розрізняють стадії й етапи проектування нового об'єкта (табл. 2.1).

Таблиця 2.1. Стадії й етапи проектування

Етапи	Стадії
НДДКР	НДР (науково-дослідних робіт)	Стадії передпроектного дослідження Стадія ТЗ Частина стадій ТП (технічна пропозиція)
ДКР(дослідно-конструкторських робіт)	Частина технічної пропозиції Ескізний проект Технічний проект
РП (робочого проектування)	Робочий проект Виготовлення, налагодження й запровадження в дію

 

Основні стадії проектування (етапи й проектна документація) представлені в додатках.

 

Склад робіт за стадіями:

- НДДКР (Науково дослідницька й дослідно-конструкторська робота) - Обстеження об'єкта й обґрунтування необхідності створення автоматизованої системи (АС). Формування заявки на розробку АС (тактико-технічного завдання - ТТЗ).

- РКП (розробка концепції побудови) - Вивчення об'єкта. Проведення НДР, розробка варіантів концепції АС, вибір варіанта, що задовольняє вимогам користувача, оформлення звіту про НДР.

- ТЗ (Технічне завдання) – Розроблення й затвердження ТЗ на розробку системи.

- ЕП (Ескізний проект) – Розроблення попередніх проектних рішень, розробка документації на АС і її частини.

- ТП (Технічний проект) - Розроблення проектних рішень по системі і її частинах, розробка документації на АС і її частини, розробка й оформлення документації на поставку виробів для комплектування АС і (або) ТЗ на її розробку, розроблення завдань на проектування в суміжних частинах об'єкта (прив'язка до систем електропостачання, будівельно-монтажним роботам).

- РД (Робоча документація) – розроблення РД на систему і її частини, розробка і адаптація програм.

- Запровадження в дію - підготовка об'єкта автоматизації до введення системи в дію, підготовка персоналу, комплектація АС виробами, які постачають, будівельно-монтажні роботи, пуско-наладочні, проведення попередніх випробувань, проведення досвідченої експлуатації, проведення приймальних випробувань.

- Супровід - Виконання робіт відповідно до гарантійних зобов'язань, післягарантійне обслуговування.

Розглянемо основні документи, які створюються в процесі проектування, на прикладі проекту автоматизованої системи (АС) електропостачання.

Основний зміст проектної документації для створення АС:

Технічне завдання (ТЗ):

- основний документ, що включає головні вимоги до проектованої системи й використається на всіх наступних стадіях створення АС. Всі параметри одержуваних проектних рішень повинні постійно зіставялтися з цільовими значеннями, закладеними в ТЗ. ТЗ розробляє як правило розроблювач ТЗ і погоджує з користувачем і всіма виконавцями. Затверджується ТЗ замовником системи (хто оплачує створення).

Зміст ТЗ:

1. Найменування й область застосування.

2. Підстави для створення системи (приводяться директивні документи, галузеві програми, плани заходів і т.п., у цьому розділі вказуються розроблювачі й виконавці роботи, користувачі системи).

3. Характеристика об'єкта керування або проектування (склад устаткування, топологія об'єкта).

4. Мета й призначення системи (також вказуються основні критерії ефективності, які використаються при обґрунтуванні мети роботи).

5. Характеристика процесу роботи автоматизованого керування (проектування). Тут описуються схеми автоматизованого керування, що включають:

- особливості процесів.

- вимоги до вхідних\вихідних даних.

- автоматичні\неавтоматичні функції.

6. Вимоги до АС (формулюються вимоги до системи в цілому, до підсистем, до видів забезпечення, до взаємозв'язків з іншими системами, до розвитку систем).

7. Техніко-економічні показники системи (вказуються витрати, пов'язані зі створенням системи, джерело економії, очікувана ефективність, вимоги до техніко-економічних показників, які повинні бути досягнуті).

8. Стадії й етапи створення системи (визначаються стадії, етапи, строки виконання робіт, суми фінансування, виконавці).

9. Порядок випробувань і запровадження в дію (дається для систем і підсистем).

10. Джерела розробки (перелік НДР, виконаних на попередніх стадіях, нормативні документи, патенти й т.п.).

11. Додатки (включають все більші схеми ТЗ, опис процесів функціонування...).

На обсяг ТЗ існує неофіційне обмеження: 30-50 стор.

 

Ескізний проект:

В ЕП описуються попередні основні проектні рішення. Структура цього документа не має твердих обмежень. Тут представляють структуру системи й описують її функціонування, взаємозв'язки з іншими підсистемами, основні вимоги до видів забезпечення.

 

Технічний проект (ТП):

Описуються остаточні проектні рішення по всіх видах забезпечення. ТП має містити наступні документи:

- Відомість техн.проекту (перелік документації, що увійшла до складу ТП - їхнє найменування, шифр, місце зберігання).

- Пояснювальна записка.

- Схеми процесів керування (проектування), структура системи, специфікації компонентів всіх видів забезпечення.

- Кошторис витрат на створення системи.

- ТЗ на підсистеми.

- Розрахунок очікуваних техніко-економічних показників.

 

Робочий проект (РП):

Випускається після завершення стадії РД (робочої документації) і включає детальну розробку проектних рішень. На цій стадії приймаються остаточні структурні рішення, виконуються основні роботи, розробляється документація на монтаж, налагодження й експлуатацію.

Містить:

- Відомість робочого проекту.

- Пояснювальна записка.

- Специфікація всіх видів забезпечення.

- Документація (у різних видах: паперові, електронні носії).

 

При розподілі проектних робіт використовують блочно-ієрархічний принцип БІП. При цьому весь первинний опис об'єкта структуюється й розділяється на рівні, що відрізняються по рівнях деталізації об'єкта (табл. 2.2).

Розрізняють:

· Ієрархічні (горизонтальні) рівні

· Аспекти (вертикальні)

 

Методологія БІП базується на 3-х основних концепціях:

1. Розбивка або локальна оптимізація (задача®підзадача® її більш оптимальний розв’язок)

2. Абстрагування (застосовується при розробці опису об'єкта, ураховуються найбільш істотні параметри)

3. Повторюваність (досвід попередньої роботи)

 

Таблиця 2.2. Структура вертикальних і горизонтальних рівнів проектування АС.

 

Горизонтальні рівні	Вертикальні рівні
Функціональний	Алгоритмічний	Конструкторський	Технологічний
Системний	Програмування системи	Шафа	Принципова схема технологічного процесу
Логічний	Стійка
Схемотехнічний	Програмування модулів	Панель керування	Маршрутна технологія
Компонентний	Проектування мікропрограм	Модуль Кристал Комірка	Технологічні операції

 

· Функціональний рівень:

· Системний (формування ТЗ, структурна схема - розробляється ґрунт для логічного)

· Логічний (на основі структурних схем розробляється функціональна схема, а на її основі - принципові схеми, діагностичні засоби)

· Схемотехнічний (уточнюються принципові схеми)

· Компонентний (проробляється на яких компонентах збирається, параметри технологічного процесу, розробка конструкції й технології)

· Алгоритмічний

· Програмування системи (на рівні блоків програмування, перевірка умов укрупнення)

· Модулі (модулі функціональних вузлів також можуть складатися з модулів, створюються об'єкти, усе реалізується на мовах високого рівня)

· Конструкторський (осередок (МОП, біполярна), технологія вирощування ®топологія)

· Технологічний (остаточний перед впровадженням у виробництво)

· Розробляються принципові схеми технологічних операцій (полягає у виконанні певної операції в певному режимі на i -му робочому місці)