Designul este procesul de definire a arhitecturii , componentelor , interfețelor și altor caracteristici ale unui sistem sau ale unei părți a acestuia (ISO 24765). [1] Rezultatul proiectării este un proiect - un set integral de modele , proprietăți sau caracteristici descrise într-o formă adecvată pentru implementarea sistemului. [2] :272
Proiectarea, împreună cu analiza cerințelor, face parte dintr-o etapă mai mare din ciclul de viață al sistemului numită definirea sistemului . Rezultatele acestei etape sunt informațiile de intrare pentru etapa de implementare ( realizare ) a sistemului ( ing. realizarea sistemului ). [2] :268
Proiectarea sistemului urmărește să reprezinte sistemul în conformitate cu scopul, principiile și intenția urmărite; implică evaluarea și luarea deciziei cu privire la alegerea componentelor sistemului care sunt adecvate pentru arhitectura sa și în cadrul constrângerilor prescrise. [2] :272
În prezent, există o tendință puternică de a considera arhitectura și designul detaliat ca activități separate; se încearcă definirea lor ca practici separate, dar aceste tipuri de design sunt în mare măsură „împletite”. Deciziile arhitecturale sunt văzute ca fiind mai abstracte , conceptuale și globale decât deciziile de proiectare „normale”; acestea vizează succesul întregii misiuni și structurile de cel mai înalt nivel ale sistemului. [2] :272 Designul detaliat, la rândul său, este definit ca procesul de detaliere și extindere a unui proiect preliminar (arhitectură) până la punctul în care proiectul este pe deplin realizat. [unu]
În antichitate , designul era considerat „ știința arhitectului ” [3] . Activitatea arhitectului a fost legată nu numai de construcția de clădiri , ci și de realizarea de vehicule de construcții și militare . Descrierea sistemului de cunoștințe și a principiilor de organizare a acestei științe este prezentată în lucrarea arhitectului și mecanicului roman Vitruvius , care a trăit acum 2 mii de ani în epoca lui Cezar și Augustus . .
În perioada timpurie a istoriei URSS , designul a fost unul dintre cele mai multe blocaje în construcții. A existat un design individual de artizanat . Abia în 1929 au început să fie create organizații speciale de proiectare. .
Birourile de proiectare au fost împărțite în republicane și locale. Birourile republicane care proiectau construcții civile au fost: Giprogor și Kommunstroy , ale căror activități au fost coordonate cu birouri de proiectare de importanță regională - în special la Moscova - MosProekt , MosoblzhilSoyuz , în Leningrad - Zhilgrazhdanstroy etc.
Pentru a construi un plan de lucru unificat pentru proiectarea ingineriei civile pentru 1932, de regulă, s-a stabilit că:
a) programele birourilor republicane de proiectare ale RSFSR pentru lucrări de inginerie civilă acoperă lucrări de proiectare pentru construcție individuală, standard și standard de depășire limită;
b) programele birourilor locale de proiectare (republici autonome, regiuni și oblast) au acoperit lucrări de proiectare pentru construcții nestandardizate la limită joasă și pentru adaptarea proiectelor standard la terenuri; proiectarea pentru construcția individuală și standard depășită de limită a fost permisă în ordinea legăturii planificate a acestor lucrări cu programele birourilor republicane de proiectare menționate mai sus. .
În cadrul procesului de proiectare, împreună cu etapele de proiectare și studiile experimentale, procesul de proiectare este adesea evidențiat.
Proiectarea este activitatea de creare a unei imagini materiale a obiectului dezvoltat, se caracterizează prin lucrul cu modele la scară reală și cu imaginile grafice ale acestora ( desene , schițe , modele computerizate). Aceste modele și imagini, precum și unele tipuri de produse, se numesc modele . De exemplu, proiectarea formelor de îmbrăcăminte, proiectarea interioarelor, dezvoltarea designului de mașini, soluții constructive și de planificare a spațiului pentru un obiect de construcție capitală, structuri metalice, structuri de construcție.
Cuvântul „construcție” este adesea folosit în sensul de „structură”, „dispozitiv”, de exemplu, construcția unei propoziții în lingvistică sau organizarea materialului estetic în artă.
Proiectarea poate fi realizată:
Pot fi date următoarele exemple de tipuri de design în funcție de industrie:
Orice obiect de inginerie servește la implementarea uneia sau mai multor funcții în sistemele care îl folosesc, adică funcția este primară, obiectul este secundar. Deci, funcția principală a unei mașini este de a transporta mărfuri și oameni, funcția principală a unui stilou este de a lăsa o urmă de cerneală pe o suprafață (hârtie etc.), o carte este de a acționa ca purtător de informații scrise etc. .
Designul funcțional reprezintă cea mai generală abordare pentru descrierea sistemelor. Se determină condițiile limită și intrările și ieșirile dorite, se întocmește o listă detaliată a funcțiilor sau operațiilor care trebuie efectuate [4] . În proiectarea funcțională, se realizează sinteza structurii și se determină principalii parametri ai obiectului și componentele (elementele) acestuia, se evaluează indicatorii de eficiență și calitate a proceselor de funcționare. Rezultatul proiectării, de regulă, sunt schemele principale, funcționale, cinematice, algoritmice și documentele însoțitoare [5] .
Design optimProcesul de proiectare este întotdeauna supus necesității de a lua în considerare interesele tuturor părților interesate cheie (părți interesate) : clienți, dezvoltatori, producători, vânzători, consumatori, eliminatori etc. Fiecare dintre părțile interesate caută să-și satisfacă nevoile, dintre care unele poate intra în conflict. De exemplu, din punctul de vedere al intereselor diferitelor părți implicate, o mașină trebuie să aibă simultan o viteză mare și puterea motorului, costuri reduse, confort, respectarea mediului, să fie avansată din punct de vedere tehnologic în producție, convenabilă de întreținut, ușor de eliminat, etc.
În plus, există aproape întotdeauna mai multe opțiuni pentru rezolvarea unei probleme practice, iar dezvoltatorul se confruntă cu problema alegerii motivate a opțiunii finale.
Designul, al cărui scop este nu numai căutarea de soluții eficiente funcțional, ci și satisfacerea unor nevoi diferite, uneori conflictuale, o alegere rezonabilă a versiunii finale , a început să fie numită design optim ( design criteriu , proiectare variantă ). A fost utilizat în mod activ încă din a doua jumătate a secolului al XX-lea datorită realizărilor teoriei deciziei și teoriei cercetării operaționale și a utilizării pe scară largă a tehnologiei informatice , care a făcut posibilă dezvoltarea unor metode adecvate, calcularea a numeroase opțiuni într-un timp previzibil. și rezolva probleme matematice complexe.
O mare importanță în proiectarea optimă se acordă pregătirii în etapa de specificații tehnice a unei liste complete de cerințe pentru obiectul în curs de dezvoltare, selectarea indicatorilor de calitate dintre aceștia și transformarea celor mai importanți dintre ei în criterii de optimizare .
Ingineria sistemelorPână la sfârșitul secolului al XX-lea, nu numai complexitatea instalațiilor proiectate a crescut semnificativ, ci și impactul acestora asupra societății și mediului, severitatea consecințelor accidentelor din cauza erorilor de proiectare și funcționare, cerințe ridicate de calitate și preț, și o reducere a timpului de apariție a noilor produse. Necesitatea de a lua în considerare aceste circumstanțe a făcut necesară modificarea naturii și metodologiei tradiționale a activităților proiectului.
La crearea obiectelor, acestea trebuiau deja luate în considerare sub formă de sisteme , adică un complex de elemente interne interconectate cu o anumită structură, o gamă largă de proprietăți și diverse conexiuni interne și externe. S-a format o nouă ideologie de design, numită design de sistem.
Proiectarea sistemului rezolvă în mod cuprinzător sarcinile stabilite, ține cont de interacțiunea și interconectarea obiectelor-sisteme individuale și a părților acestora atât între ele, cât și cu mediul extern, ține cont de consecințele socio-economice și de mediu ale funcționării lor. Ingineria sistemelor se bazează pe o analiză comună atentă a obiectului de proiectare și a procesului de proiectare, care la rândul lor includ o serie de părți importante.
Principiile ingineriei sistemelorProiectarea sistemului ar trebui să se bazeze pe o abordare de sistem. Până în prezent, nu se poate susține că întreaga sa compoziție și conținutul este cunoscută în legătură cu activitățile proiectului, totuși, cele mai importante dintre ele pot fi formulate:
Conducerea dezvoltării unui obiect secvenţial de la general la detaliat se numeşte design de sus în jos . Rezultatul acestuia va fi cerințele pentru piese și ansambluri individuale. Este posibil să se dezvolte de la specific la general, care formează procesul de proiectare de jos în sus . Un astfel de design are loc dacă una sau mai multe piese sunt deja produse finite (achizitionate sau deja dezvoltate).
Designul de sus în jos și de jos în sus au propriile avantaje și dezavantaje. Deci, cu design de sus în jos, pot apărea cerințe care mai târziu se dovedesc a fi irealizabile din motive tehnologice, de mediu sau de altă natură. Cu design de jos în sus, este posibil să obțineți un obiect care nu îndeplinește cerințele specificate. În viața reală, datorită naturii iterative a designului, ambele tipuri de design sunt interconectate.
De exemplu, atunci când se dezvoltă o mașină într-un design de sus în jos (de la schema generală la părțile sale, de exemplu, la un motor), este necesar să se lege aspectul general cu dimensiunea și puterea motoarelor deja produse. În caz contrar, va trebui să dezvoltați un nou motor în legătură cu acest aspect sau să modificați opțiunile originale pentru locația sa sau aspectul întregii mașini.
Designul, ca activitate conștientă, are o anumită structură , adică succesiunea și compoziția etapelor și etapelor de dezvoltare a proiectului, un set de proceduri și mijloace tehnice implicate și interacțiunea participanților la proces.
În prezent, există două reprezentări ale structurii de proiectare, similare ca formă, dar diferite ca obiective și abordări ale activităților. Aceasta este o structură sub formă de etape de dezvoltare a documentației proiectului (etape de proiectare) și structura procesului de proiectare .
Etapele de proiectare sunt reglementate de standardele GOST 2.103-2013 [6] și GOST R 15.301-2016 [7] . Secvența de execuție a tuturor etapelor formează structura oficială a procesului de elaborare a documentației de proiect, care, de regulă, este utilizată în relațiile oficiale dintre client și antreprenor sau între co-executori de lucrări. Documentația în sine este necesară pentru a raporta clientului despre munca efectuată, posibilitatea de a verifica sau repeta evoluțiile de către alți executanți, pregătirea pentru producție și întreținerea produsului în timpul funcționării.
Etapele creării altor sisteme sunt reglementate de propriile standarde, de exemplu, pentru sistemele automate - GOST 34.601-90 [8] .
Structura stabilește etapele de dezvoltare a documentației de proiectare pentru produse din toate industriile și etapele de lucru din cadrul fiecărei etape, adică alcătuirea documentației și tipurile de lucru, care ajută la răspunsul la întrebarea „Ce trebuie făcut?” în procesul de proiectare. Principalele etape ale structurii includ:
În procesul de elaborare a documentației de proiect, în funcție de complexitatea problemei care se rezolvă, este permisă combinarea unui număr de etape între ele. Etapele enunțului specificațiilor tehnice și proiectarea tehnică pot fi incluse în ciclul lucrărilor de cercetare (C&D), iar etapele propunerii tehnice și proiectarea preliminară pot forma un ciclu de lucrări de proiectare experimentală (C&D) .
Designul este o activitate cu scop care are o succesiune de proceduri care conduc la soluții eficiente. În consecință, ar trebui să existe o structură pentru procesul de rezolvare a problemei de proiectare, care să ajute să răspundă la întrebarea „Cum se face?”. În prezent, au fost propuși o serie de structuri și algoritmi de proiectare, care coincid în principalele lor trăsături și diferă doar prin conținutul sau denumirile etapelor individuale.
Rezolvarea oricărei probleme începe cu înțelegerea și clarificarea datelor inițiale. Acele cerințe (tehnice) (TT) care sunt emise de client sunt formulate în limba unui consumator nespecialist și nu sunt întotdeauna clare și exhaustive din punct de vedere tehnic. Traducerea cerințelor în limba domeniului de studiu, formularea sarcinii cât mai complet și competent posibil, justificarea necesității rezolvării acesteia, adică formularea termenilor de referință (TOR), este prima și obligatorie etapă a muncii. Antreprenorul o realizează în strânsă legătură cu clientul.
În inginerie mecanică, această etapă este uneori denumită proiectare externă . Acest lucru subliniază faptul că dezvoltarea obiectului începe deja cu formularea sarcinii (TT) și formarea TOR și se realizează în mod activ împreună cu clientul. Un rezultat important al etapei este coordonarea obiectivelor dezvoltării și scopului obiectului proiectat (funcțiile acestuia), sistemul de indicatori de calitate .
Următorii pași formează designul intern . Acestea au ca scop găsirea unei soluții la problemă și sunt realizate de dezvoltator. Aceasta include etapele de sinteză a principiului de funcționare, a structurii și a parametrilor obiectului proiectat:
Datorită caracterului incomplet al cunoștințelor inițiale despre sarcină, procesul de proiectare este iterativ , cu fiecare ciclu de iterație, obiectivele de proiectare sunt din ce în ce mai rafinate, este nevoie de funcții suplimentare și, ca urmare, necesitatea de a dezvolta piese si ansambluri. Rezolvarea anumitor probleme de proiectare care completează soluția principală este, de asemenea, efectuată în conformitate cu secvența prezentată.
În fiecare etapă a proiectării interne, se efectuează următoarele proceduri:
Se observă că eficiența obiectului proiectat este determinată: în primul rând, de principiul de funcționare ales, în al doilea rând, de structura propusă și, în al treilea rând, de raportul parametrilor.
Un proiect de reutilizare este o documentație pentru un șantier, conform căreia a fost primită o concluzie pozitivă a examinării de stat, instalația a fost construită și pusă în funcțiune. Utilizarea proiectelor de reutilizare în proiectare permite reducerea la minimum a costurilor de proiectare și expertiză. De asemenea, reduce timpul de proiectare. .