Студопедия

Главная страница Случайная лекция


Мы поможем в написании ваших работ!

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика



Мы поможем в написании ваших работ!




Декомпозиция жизненного цикла ТО и ТС на стадии проектирования

Читайте также:
  1. Анализ ситуации на стадии создания организации
  2. Аналитический способ проектирования земельных участков
  3. Арбитражный процесс. Стадии арбитражного процесса
  4. Безопасная организация работ нулевого цикла
  5. Бюджетный процесс: понятие, принципы, стадии
  6. Введение. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
  7. Внутренние и внешние причины чрезвычайных ситуаций. Стадии развития ЧС.
  8. Вопрос 1. Общественное производство, две его стороны и основные стадии
  9. Вопрос 42. Понятие социального процесса и основные стадии его протекания.
  10. Вопрос 71. Комбинаторные методы проектирования: комбинаторика, трансформация, кинетизм, метод модульного проектирования, метод деконструкции

___________________


Проектирование, как процесс, развивающийся во времени, можно разделить на ряд этапов (стадий). Такое деление, конечно, условно. Многие авторы [1,6,8,16,26,42,52,90] выдвигают свои версии этого вопросаю расмотрим один из вариантов. (Рис.4.3)

В целом процесс проектирования, как говорилось в параграфе 6.1., можно укрупненно разделить на предварительное проектирование и опытно-конструкторские работы. Предварительное проектирование менее всего поддается формализации, и его структура представлена многочисленными версиями.

Опытно-конструкторски еработы в основном регламентированы. При этом в отдельную стадию выделяют конструирование или конструкторские этапы, строго регламентированные ГОСТом 2.103-68 и др.

Некоторые авторы относят к предварительному проектированию прикладные НИР. В ряде проектов они действительно применяются. Фундаментальные НИР влияют на проектные решения: при проектировании могут применяться результаты фундаментальных и поисковых НИР.

Например, особенностью инновационных проектов, разработанных в вузах, чаще всего бывает использование результатов только-что выполненных фундаментальных НИР. (или поисковых НИР). Тем самым сокращается время между открытиями, исследованиями и внедрением их результатов в производство.


Формирование реальной общественной потребности
Исследование проектных ситуаций
Генерирование идей
Инженерный анализ
Разработка ТЗ
  Конструирование
Доводка и корректировка рабочей документации
Изготовление опытного образца (партии)
Испытания
Научно-исследовательские работы
фундаментальные
поисковые
прикладные
Рис.6.3. Стадии и этапы процесса проектирования
 
 

 


 


При возникновении реальной общественной потребности в каком-либо ТО и ТС, в новых функциях существующих ТО и ТС или в качественно новом уровне их выполнения начинаются этапы (стадии) предварительного проектирования. Или, другой случай: при возникновении общественной потребности на уровне улучшения конструкции существующего объекта, совершенствования типоразмерного ряда и т.п. работы могут начаться с разработки ТЗ и конструирования. Также не обязательными являются этапы изготовления и и спытания опытного образца (партии).

Охарактеризовать стоимость каждого этапа предварительного проектирования затруднительно. Она зависит от новизны ТО и ТС, значимости. Иногда к стоимости добавляют расходы на прикладные исследования. Некоторые авторы [73,7] включают в предварительное проектирование вопросы прогнозирования тенденций развития, выбор стратегии и методов решения задачи.

Несмотря на это стоимость опытно-конструкторских работ выше, чем стоимость предварительного проектирования.

Как отмечалось выше, декомпозиция предварительного проектирования может быть различной, а каждый, представленный на рис. 6.3., этап может быть представлен как совокупность подэтапов (см. рис.6.4.)

Формулирование задачи требует:

· охарактеризовать ситуацию (условия, обстоятельства) функционирования объекта;

· определить условия обязательные и достаточные, чтобы объект был принят заказчиком;


Формулирование задачи
Информационный поиск
Выявление визуальных несоответствий
Работа с потребителями
  Интервьюривание потребителей
  Анкетный опрос
  Исследование поведения потребителей
Системные испытания
Анализ и свертывание данных
Рис. 6.4. Декомпозиция этапа «Исследование приектных ситуаций»

 


 


· обеспечить совместимость условий друг с другом;

· сформулировать и, по-возможности, ранжировать главные и второстепеные задачи.

Начиная информационный поиск следует определить цели, для которых разыскивается информация, и установить поле поиска. Это позволяет минимизировать временные и материальные затраты по поиску информации.

Соотношение между объемом требуемой и имеющейся информации можно прокоментировать диаграммой, представленной на рис. 6.5. [42].

Таким образом, объем требуемой недостающей информации составит:

JA=JB – (JE +JV +JG).

Для получения недостающей информации, ее необходимо получить. Источниками информации могут быть:

· энциклопедии, учебная литература;

· каталоги, справочники;

· реферативные и отраслевые журналы;

· периодическая литература;

· патентная литература;

· автоматизированые указатели и источники информации;

· другие источники.


 

JE
JV
JG
JA
JB
Рис. 6.5. Диаграмма потребности в информации JB – общая потребность в инфрмации; JА – требуемая, недостающая информация; JЕ – информация, полученная в ходе процесса решения задачи (результаты измерений, эксперимента и т.п.); JV – информация, имеющаяся в памяти и в накопителях на рабочем месте; JG – информация, полученная вместе с постановкой задачи.


 


Запросы производят в библиотеках, патентных отделах, других службах.

Рассмотрим составляющие данных, запрошенных разработчиком, на аналогичной диаграмме (рис. 6.6.).

Имеется массив информации, которая требуется разработчику, ее недостает. Рбозначим этот массив – JA . Разработчик по каталогам и другим источникам нашел и запросил массив информации DAB2 . Запрошенный массив не перекрывает JA . При неправильном запросе эти массивы вообще могут не иметь точек перекрытия. В любом запросе часть информации, обозначенная DB является «балластом» , «шумом», не имеющим ценности. Некоторая часть – DS будет не найдена. Причем DS может распространяться как на «баласт» так и на объективно необходимую запрошенную информацию.

В итоге проектировщик получает дополнительную часть новой необходимой и затребованной информации, обозначенную JAB2 .

Чем больше разница между количеством запрашиваемой информации и необходимой, тем больше приходится обрабатывать информацию, не имеющую отношения к данной задаче, что требует дополнительных затрат труда и значительно уменьшает производительность. Поэтому правильный поиск, накапливание и систематизация информации имеют осоюбое значение. В целом структуру информационных процессов можно представить в виде (см. рис. 6.7.)


Сбор научно-технической информации
Деятельность человека как источника НТИ
Анализ, обобщение и систематизация
Хранение
Поиск
Воспроизведение
Ретрансляция, распространение
Рис. 6.7. Структура информационных процессов

 

 


 


Сбор информации. На этом этапе решается задача обеспечения полноты получения необходимых документов.

Цель систематизации – распределение собранной информации по определенным классификационным признакам, подготовка информации к хранению или воспроизведению (специализированный информационно-методический фонд, копирование и т.п.).

Долговременное хранение предполагает использование надежных носителей информации, дублирование и организацию, способстующую быстрому и полному систематизированному поиску.

В данном случае информационный поиск рассматривается как совокупность логических операций, обеспечивающих нахождение необходимой информации.

Наконец, распространение информации – это отчеты, обзоры и т.п., передаваемые заказчику, распространяемые информационные издания, реклама и т.п., т.е. доведение информации до потенциальных потребителей.

Выявление визуальных несоответствий подразумевает подробное изучение существующих образцов, аналогов ТО и ТС, их чертежей, фотографий и т.п., определение очевидных несоответствий и недостатков. Возможно изучение фотографий и образцов с места аварий объектов-аналогов.

Результат этапа – выявление недостатков, несоответствий и доказательство целесообразности изменения имеющегося техническог решения.

Работа с потребителями имеет цель: собрать информацию, известную только потребителю данного ТО и ТС. Формы могут быть различными: непосредственный опрос различных категорий работающих, анкетирование, наблюдение и моделирование различных ситуаций, хронометрия, анализ ошибок операторов и т.п.

Целью системных испытаний является определение действий, которые могут привести к желаемым результатам, снятие существенных ограничений, введенных ранее, возможное расширение поля поиска, вариабельности.

Общим итогом этапа «Исследование проектных ситуаций» является:

· результаты анализа существующих ТО и ТС, аналогов, их преимуществ и недостатков;

· формулирование условий и ограничение поля поиска новых технических решений;

· принятие решения об использовании сущестующего технического решения (аналога, патента, идеи и.т.п.) или генерировании дополнительных идей, основанных на других принципах действия и т.п.

В первом случае сразу переходят к инженерному анализу вариантов. Во-втором – к генерированию дополнительных идей, которые в совокупности с имеющимися, поступят для инженерного анализа.

Примерная декомпозиция этапа «Генерирование идей» представлена на рис. 6.8.


 

Формулирование задачи
Уточнение возможного поля поиска и ограничений
Генерирование идей
Анализ и отбор идей
Выбор концептуальных моделей
Выбор метода генерирования
Банк методов и средств генерирования идей
Экспертная оценка, проверка на патентную чистоту
Рис. 6.8. Декомпозиция этапа «Генерирование идей»

 

 


 


Процесс генерирования идей – наиболее творческий в общем процесс проектирования. Наличие неформализуемых операций предполагает неоднозначность результата.

Существуют алгоритмические, эвристические и системные методы активизации творческого мышления. На рис. 6.8. они представлены как банк методов и средств генерирования идей. Экономический и технический расчет всех идей достаточно трудоемкий, поэтому на стадии отбора наиболее значимых и перспективных альтернатив применяют методы экспертной оценки.

Основным итогом этапа является выбор концептуальных моделей для более детального изучения и оценки.

Декомпозиция этапа « Инженерный анализ» представлена на рис. 6.9.

Основной целью этого этапа является поиск и обоснование наиболее рационального или оптимального решения, подлежащего конструкторской проработке.

Трудоемкость этапов и неопределенность поиска определяются огромным количеством альтернатив, которые необходимо сравнить, систематизировать и ранжировать по каким-то критериям (или группе критериев). Поэтому одним из начальных этапов являестя выбор метода анализа, оценки и сравнения альтернатив. Все вышеназванные действия легче проводить на моделях. В общем случае модели могут быть абстрактные и материальные, вербальные, мысленные, математические, графические и др.


Формулирование задачи
Формирование полного перечня концептуальных моделей
Построение моделей для анализа
  Аналитические (математические)
Исследование моделей, вычисления, обработка данных, анализ
Оценка, сравнение, систематизация
Отбор и ранжирование альтернатив
Принятие решения об альтернативах подлежащих конструкторской проработке
Выбор метода анализа, оценки и сравнения альтернатив
Улучшение и оптимизация альтернатив
Построение уточненных моделей
Предпроектные НИР отдельных вариантов, уточнение описаний альтернатив
Рис. 6.9. Декомпозиция этапа «Инженерный анализ»
  Физические (экспериментал)

 


 


В технике для анализа применяют математические (т.е. аналитические) модели и физические (т.е. эксперементальные).

Любая модель предполагает некоторую степень упрощения по сравнению с реальной действительностью. Поэтому первоначально нужно доказать адекватность модели реальному образцу или процессу. На основании исследования моделей получают качественные или количественные данные , которые обрабатывают в соответсвии с поставленными задачами.

Проведя исследования по ряду альтернативных вариантов, их можно систематизировать, ранжировать по заданным критериям и выбрать наиболее рациональный.

Если модель имеет высокую степень адекватности объекту или процессу, а варьирование переменных позволяет получить экстримальное значение (min или max) критерия (критериев), то говорят о получении оптимального варианта (альтернативы).

На практике чаще получают ряд альтернатив, которые обладают максимальными показателями и принимают их к конструкторской прорабтке.

Итак, после принятия решения начинается конструкторская проработка альтернативных вариантов.

Основные компоненты, полученные на предыдущих стадиях, следующие [1]:

А = {а1; а2; а3; … ам} – множество целей;

Р = {р1; р2; р3; … рн} – множество признаков;

к = {к1; к2; к3; … кs} – множество технических решений;

v = {v1; v2; v3; … vl} – множество оценок.

Поектирование ТС можно связать с отображением на множестве оценок среза (страта) произведения бинарных отношений множества целей и множества признаков; множества признаков и множества технических решений. Тогда функция проектирования может быть выражена так:

F: (ψoφ(Ao)) → V

где ψ – бинарное отношение между элементами множеств Р и К, при этом ψ = (Р х К);

φ – бинарное отношение между элементами множеств А и Р, при этом φ = (АхР);

А0 – подмножество целей, выбранное для конкретного объекта из множества целей А, т.е. А0 = А.

Установить бинарные сотношения ψ и φ означает указать на те упорядоченные пары декартова произведения, которые находятся в отношении ψ и φ соответственно. Бинарное отношение между множествами А и Р при проектировании означает быть средством к достижению цели, а бинарное отношение между Р и К – отвечать признаку.

В итоге, целевую функцию проектирования необходимо оптимизировать:

{F: (ψoφ(Ao)) → V }→ opt

По сути данное выражение отражает основную задачу проектирования – удовлетворение наилучшим образом потребности человека и общества.

При такой множественности технических решений, признаков и целей этапы и стадии процесса конструирования в общем случае можно представить в следующем виде (рис. 6.10.). Т.е. каждый этап имеет вариативный характер.

Концептуальная модель (КМ) (возможны несколько концептуальных моделй и несколько «ветвей» конструкторских проработок) может быть представлена некоторым числом вариантов технического задания: ТЗ1 ; ТЗ2 ; ТЗ3 ; ТЗi .При возможной процедуре оптимизации принимается ОТЗ, удовлетворяющее сформированным целям и критериям. Тогда относительно оптимального технического задания (ОТЗ) может быть составлено j технических предложений: ТП1; ТП2; ТП3;… ТПj .

Если выбор ОТЗ невозможен, то по каждому ТЗ выполняется группа ТП, т.е.

s – количество ТП, выполняемых в соответствии с ТЗ1 .

Естественно вариативность ТП резко возрастает.

Аналогично формируются множество эскизных проектов (ЭП1; ЭП2;…. ЭПn), множество технических проектов (ТПП1; ТПП2;… ТППm). Вопрос о разработке рабочей конструкторской документации (РКД), как правило, решается однозначно, т.к. РКД предназначена для непосредственного изготовления ТС. Поэтому на стадии технического проектирования производят окончательные расчеты и сравнения вариантов с выбором наиболее рационального. В исключительных случаях РКД выполняют для нескольких вариантов, изготавливают опытные образцы и производят сравнение в реальных условиях по достигнутым результатам.


ТЗ1
КМ
ТЗ2
…..
ТЗi
ТП1
ОТЗ
ТП2
…..
ТПj
ЭП1
ОТП
ЭП2
…..
ЭПn
ТПП1
ОЭП
ТПП2
…..
ТППm
ОТПП
РКД
Рис.6.10. Стадии разработки при многовариантном конструировании с выбором оптимального решения

 

 


 


Конструирование в целом, так и отдельный его этап, можно представить как процесс. Напомним, что процессом [18] называют набор состояний системы, соответствующий упорядоченному непрерывному или дискретному изменению некоторого параметра, определяющего характеристики системы.

Зафиксируем все характеристики в системе и получим ее конкретное состояние на данный момент времени. Пользуясь этим на каждом этапе или стадии можно определить текущее состояние системы, выраженное в виде готовности конструкторской документации. Возвращаясь к жизненному циклу ТС для отдельно взятого ТО на этапе проектирования понятие «текущее состояние» является весьма важным.


 

6.4

 



<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Декомпозиция жизненного цикла ТО и ТС | Декомпозиция жизненного цикла ТО и ТС на стадиях освоения и производства

Дата добавления: 2014-05-02; просмотров: 462; Нарушение авторских прав




Мы поможем в написании ваших работ!
lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.01 сек.