Эксперимент. Создание опытного образца и проведение лабораторных испытаний для определения основных характеристик изделия, для проверки правильности выбранной концепции.

Решение. Проектировщик представляет конкретную информацию об устройстве. Он дает описание изделия в виде отчета, необходимую для изготовления конструкторскую документацию: чертежи деталей, сборочные чертежи, технические условия, перечень стандартных изделий, калькуляцию затрат, техническое задание на изготовление.

Производство. Проектировщик определяет потребности в производственном оборудовании, разрабатывает методы изготовления изделия, автоматизации производства, контроля качества.

Распределение. Установление цены, обеспечение экономической эффективности.

Потребление. На этом этапе осуществляются контакты с потребителем, ремонт и обслуживание ЭС.

Анализ основных этапов процесса проектирования позволяет утверждать, что ЭВМ целесообразно использовать на этапах «Выработка концепций», «Анализ» для сравнения вариантов по заданным критериям, на этапе «Эксперимент» при наличии математической модели устройства, на этапе «Производство», используя автоматизированный технологический процесс, на этапе «Распределение» при оценке экономических показателей изделия.

Наиболее сложно автоматизировать творческую деятельность проектировщика на этапах проектирования: «Определение потребности», «Определение цели», «Формирование идей».

Стремление использовать ЭВМ при решении неформализуемых задач требует анализа деятельности проектировщика, обоснования последовательности его логических рассуждений, приводящих к принятию решения – выбору оптимального или близкого к нему варианта конструкции. Анализ деятельности проектировщика способствует внедрению диалоговых САПР.

Деятельность инженера-проектировщика может быть представлена в виде кибернетических моделей, отражающих его поведение с различных точек зрения: исследования творчества, логики проектирования, управления (рисунки 17 – 22).

С точки зрения «исследования творчества» проектировщик представляет собой кибернетическую модель, которую принято называть «черным ящиком» (см. рисунок 17). Сигнал этой модели характеризуется принимаемыми решениями, возникающими в результате загадочного творческого озарения. Можно сказать, что проектировщик способен получать решения, которым он доверяет и которые часто оказываются удачными, хотя сам он не может объяснить, каким образом ему удалось прийти к этим решениям.

Творческий взгляд на проектирование, в соответствии с которым проектировщик – это «маг и волшебник» (см. рисунок 18), является поэтическим описанием того, что лежит в основе действий человека как живого организма, обладающего нервной системой.

Однако творческое решение (озарение) связано с накопленным опытом человека, его знаниями и с сигналами внешнего мира (исходная информация и условия для проектирования). Нельзя быть хорошим проектировщиком, не имея соответствующего опыта.

Представление о проектировщике как о «черном ящике» позволяет сделать следующие выводы для организации процесса проектирования.

Успешное решение поставленной задачи зависит от особенностей исходной информации, которую получает проектировщик, его опыта.

Важнейшее значение имеют условия проектирования, время, необходимое для поиска решения, контроль над формами ввода исходных данных и структуры задачи.

Как правило, такое представление проектировщика характерно при решении им эвристических задач.

Рисунок 17– Кибернетическая модель проектировщика с точки зрения

исследования творчества – «черный ящик»

 

Рисунок 18– Проектировщик – «маг и волшебник»

С точки прения логики проектирования считают, что процесс проектирования может быть объяснен до конца, даже если проектировщики-практики не могут обстоятельно обосновать каждое принятое решение (см. рисунок 19). Логическое или систематическое поведение проектировщика напоминаёт работу вычислительной машины: он пользуется только той информацией, которая в него введена, и действует по заданной схеме, проводя анализ, синтез, оценку и повторение циклов до тех пор, пока не найдет наилучшее из всех возможных решений (см. рисунок 20). Если задачи, решаемые проектировщиком, могут быть представлены определенным алгоритмом (часто это теоретико-расчетные задачи, основанные на формализованных процессах), то эта часть работы может быть передана ЭВМ.

Рисунок 19 – Кибернетическая модель проектировщика с точки зрения логики проектирования – ЭВМ

Рисунок 20 – Проектировщик – «электронно-вычислительная машина»

С точки зрения управления проектировщик является «самоорганизующей системой», которая способна находить пути, приводящие к оптимальной или близкой к ней точке в многомерном пространстве на поверхности, не имеющей формального описания (см. рисунок 21).

Проектировщик вырабатывает множество неизученных альтернатив, слишком большое для того, чтобы их можно было исследовать. Он не может сделать выбор интуитивно, так как вступают в силу ограничения, налагаемые опытом прошлого. В то же время он лишен возможности ускорить поиск с помощью вычислительной техники, так как для составления программы дляЭВМ надо знать цели икритерии отбора, а они зависят, от имеющихся вариантов.

Рисунок 21 – Кибернетическая модель проектировщика с точки зрения управления

Рисунок 22 – Проектировщик – самоорганизующаяся система

Решением дилеммы, связанной с обилием нового материала и необходимостью быстрой оценки его в целом, является разделение работы проектировщика на две части:

– осуществление поиска подходящей конструкции;

– контроль и оценка схемы поиска управления стратегией.

Это дает возможность вместо слепого перебора вариантов применить осознанный поиск и найти короткие пути поиска решений, используя как внешние критерии, так и результаты частичного поиска (см. рисунок 22).

Каждый проектировщик может сам определить, насколько избранная методика поиска способна привести к приемлемому равновесию между новой конструкцией, ситуацией, на которую она окажет влияние, и стоимостью ее разработки.

Такое представление процесса проектирования позволяет проектировщику применять новые методы проектирования, если функция управления стратегией обеспечивает создание правильной модели как стратегии поиска, так и внешней ситуации, которой должна удовлетворять создаваемое изделие.

Современный инженер-проектировщик должен обладать следующими качествами: знанием, способностью к самообразованию, интеллектуальной собранностью, энтузиазмом, любознательностью, наблюдательностью, критичностью, настойчивостью, логичностью мышления, хорошей памятью, воображением, творчеством, организаторскими способностями, мастерством; он должен владеть графикой, уметь эскизировать, выполнять масштабные чертежи, владеть ЭВМ.

Литература

Основная

[4, 8, 15, 28, 17, 5].

Дополнительная

[3, 9, 10, 12, 18, 23, 35].

Контрольные вопросы и задания

1 Приведите пример системной иерархии комплекса РЭС, последовательности этапов восходящего проектирования БИС, нисходящего проектирования РЭС.

2 Дайте характеристику основным этапам процесса проектирования и конструирования.

3 Дайте характеристику кибернетической модели инженера-проектировщика с точки зрения исследования творчества, логики проектирования, управления.

4 Назовите качества современного инженера.