Выбрать низший уровень общности, предоставляющий проектировщикам до­статочную свободу решений

Предположим, что возможны три проек­тные ситуации:

а) проектирование стандартной двери
для жилых зданий, предназначенной для
массового производства;

б) выбор типов дверей, которые долж­
ны использоваться в различных частях
нового здания аэровокзала;

в) определение требований безопасности
к эвакуации пассажиров из средств об­
щественного транспорта.

Каждому случаю соответствует различ­ный уровень общности. Можно предпо­лагать, что целью проектировщиков две­ри массового производства будет пере­конструирование традиционной поворот­ной двери, открывающейся в одну сто­рону, с использованием новых материа­лов и новой технологии изготовления. Поэтому им требуется свобода проекти­рования только на уровне 1 (характерис­тики дверей). Архитекторам, выбираю­щим двери для здания аэровокзала, пот­ребуется свобода проектирования на уровне 2 (типы дверей) и даже на уров­не 3 (альтернативы дверям). Может оказаться, что у них не будет времени и средств, чтобы спроектировать новые типы дверей; тогда они должны быть уверены в том, что выбрали наилучшие из имеющихся конструкций. Можно предположить, что требования безопасно­сти к эвакуации пассажиров из транспор­та будут применимы к разнообразным проектным ситуациям в будущем, для некоторых из которых может потребо­ваться свобода проектирования на уров­не 3 (альтернативы дверям), например разработка запасных выходов для таких новых типов скоростных транспортных

Глава 12 Методы оценки (конвергенция)

 

систем, как монорельсовые. Однако в большинстве случаев такое техническое задание будет применяться при проекти­ровании обычных дверей для автобусов и поездов. В этих случаях окажется до­статочной свобода проектирования на уровне 1 (характеристики дверей).

Определить ожидаемый результат про­ектирования вне зависимости от проектных характеристик, которые про­ектировщики могут свободно изменять, ивзависимости от эксплуатацион­ных характеристик, которые проекти­ровщики в состоянии прогнозировать.

Предварительные технические задания для каждой из трех проектных ситуаций могут включать следующие требования:

Дверь массового производства для жи­лых зданий:

"Дверь должна обеспечивать достаточную звукоизоляцию".

Двери в здании аэровокзала:

"Двери в зале прибытия пассажиров

должны открываться автоматически".

Двери для эвакуации пассажиров из тран­спортных средств:

"Запасные двери должны открываться наружу и обеспечивать эвакуацию пас­сажиров за две минуты".

Эти формулировки не уравновешива­ют должным образом противоречивые требования свободы проектирования и стоимости прогнозирования эксплуатаци­онных характеристик. Критические заме­чания и улучшенные формулировки при­водятся ниже:

"Дверь должна обеспечивать достаточ­ную звукоизоляцию".

Эта характеристика предоставляет проектировщикам гораздо большую сво­боду, чем им необходимо, и требует от них значительных затрат на исследова­ния для определения того, что следует понимать под "достаточной" и "звуко­изоляцией", с тем чтобы они сумели рас­познать приемлемую дверь, когда она будет предложена. Более целесообраз­ной была бы формулировка: "Узел двег ри с рамой должен снижать уровень шу­ма пролетающего самолета не менее чем

на 25 дБ". Такое задание указывает проектировщикам цель, достижение ко­торой они легко могут распознать при минимальных испытаниях, и в то же время оставляет им свободу экспери­ментировать с новыми звукопоглощаю­щими материалами, уплотнителями и т.д.

"Двери в зале прибытия пассажиров должны открываться автоматически".

Здесь допущена ошибка в другом на­правлении. Это требование исключает та­кие альтернативы, как воздушная заве­са, и не сообщает проектировщику, является ли автоматическая дверь во всех случаях наилучшим вариантом. Лучше было бы разделить это требова­ние на две части.

1. "Пассажиры должны иметь возмож­
ность войти в здание аэровокзала не
пользуясь руками для обеспечения про­
хода".

2. "Тепловой комфорт пассажира, сидя­
щего в течение 2 ч на расстоянии 6 м от
входа, должен быть не хуже теплового
комфорта людей, сидящих в других
местах зала ожидания".

Такое задание вскрывает противоречи­вые соображения, связанные с желанием иметь автоматическую дверь (обеспече­ние прохода пассажира с багажом в обе­их руках и предотвращение проникнове­ния холода снаружи), и позволяет проек­тировщику выбрать любой способ одно­временного выполнения этих требова­ний, например: автоматические пов ные двери, простые поворотные двери при наличии швейцара, воздушная за­веса.

Требование "Запасные двери должны открываться наружу и обеспечивать эва­куацию пассажиров за две минуты" име­ет два недостатка. Во-первых, здесь сме­шаны уровни общности, ибо "откры­ваться наружу" - это характеристика двери (уровень 1), а "эвакуация i жиров за две минуты" - весьма требование (уровень 3 или выи предоставляет проектировщику к ность решать, должны ли пассаж^ кидать транспорт через дверь ил этого должны быть предусмотрены дру­гие средства, например съемные раскрываемые стены, отделяемые ши или даже катапультируемые кресла.

12.4 Составление технического задания

 

Такое смешение уровней общности ни­чего не даст проектировщикам, так как один подробно описанный пункт в зада­нии может лишить их свободы дейст­вий в отношении всего остального. Вто­рой недостаток такого задания состоит в том, что в нем не учитывается необхо­димость применения самых различных уровней общности к разнообразным средствам транспорта, к которым могут относиться требования правил безопас­ности.

Чтобы устранить эти недостатки, сле­дует, во-первых, обеспечить единый уро­вень общности для всего задания так, чтобы им могла пользоваться одна проектная группа, и, во-вторых, соста­вить альтернативные задания для каж­дого уровня общности, которые могут понадобиться разным проектным груп­пам. Так, проектировщики запасных две­рей в обычных автобусах могли бы выбрать задание, гласящее, что "на каж­дые 20 пассажиров должна быть предус­мотрена запасная дверь, открывающаяся наружу и обеспечивающая проход шири­ной 510 мм (выше минимума 450 мм)". Это изменение введено в формулировку для того, чтобы выразить требуемое время эвакуации пассажиров в виде конкретной рекомендации, имеющей тот же уровень общности, что и понятие "открываться наружу". Можно предполо­жить, что большинство конструкторов традиционных автобусов будут заняты лишь вопросами детальной проработки конструкции и не смогут предсказать время, необходимое для эвакуации пас­сажиров другими способами (приведен­ные здесь цифры основаны лишь на субъективных оценках автора). Можно составить и другой вариант задания, ко-■I больше соответствовал бы проек-к) таких новых средств об-ого транспорта, как монорель-тема или самолет с вертикаль-том. Его можно было бы сфор-!гь так: "Все пассажиры, спо-[вигаться, должны иметь воз-ь покинуть транспортное сред-si течение двух минут при любой ели транспортное средство в;ент находится на уровне зем-Зто требование отличается от пер-[ального в двух отношениях: оно очает ссылку на "открывание на-" (так как это уже не имеет зна-

чения, если указано, что эвакуация должна произойти в течение двух минут) и относится только а) к пассажирам, способным двигаться, и б) к авариям, происходящим на земле. Из этой фор­мулировки полностью исключены требо­вания к эвакуации неспособных дви­гаться пассажиров при авариях, проис­ходящих на земле, и к эвакуации всех пассажиров в условиях, когда транс­портное средство находится выше уров­ня земли (например, выгоны подвес­ной монорельсовой системы или новый вид автобуса, движущегося автоматичес­ки по надземным направляющим). Для таких случаев должно быть составлено особое задание. Ясно, что для составле­ния технического задания на высоких уровнях общности требуются как мо­ральные, так и экономические оценки, например: "Насколько больше согласят­ся люди платить за то, чтобы пользо­ваться транспортом, из которого ране­ные пассажиры смогут спастись наравне с невредимыми". На нижнем уровне общности такие вопросы не возникают.

Пример 2

Ряд взаимно согласованных технических заданий для решения проблемы транс­портных заторов приведен в разд. 11.4.

Замечания

Очень трудно провести границу между данным методом составления задания и методами, изложенными в разд. 9.1 и 12.2. Основные различия состоят в следующем:

Формулирование задач — процедура, с помощью которой проектировщики расширяют задание заказчика и исследу­ют возможности его реализации. Пред­полагается, что бригада проектировщи­ков располагает большей информацией, чем заказчики.

Составление технического задания -процедура, с помощью которой заказ­чики или независимые группы специа­листов, такие, как инженеры по технике безопасности, задают характеристики приемлемых результатов предстоящего процесса проектирования. Предполагает­ся, что составители технического зада­ния знают больше, чем проектировщики, об условиях, которые должны быть удовлетворены.

Глава 12 Методы оценки (конвергенция)

 

Выбор критериев — процедура, с помощью которой неопределенные зада­чи и технические задания преобразуют­ся в форму, допускающую объективные измерения. Часто быстрее и дешевле оказывается сначала исследовать альтер­нативные задачи и технические задания, пусть даже в довольно неопределенных выражениях, а лишь затем приступать к дорогостоящему процессу преобразо-

вания отобранных задач в измеряемые критерии.

В связи с этим следует более тщатель­но рассмотреть понятие общности, к ко­торому автор прибегает во многих мес­тах этой книги, особенно же в гл. 3 и 5 и в данном разделе. Ниже приводятся три основных уровня общности форму­лировок, а также способы их проверки на этих уровнях.

 

 

 

Объективные критерии должны быть на уровне научного знания. Технические задания должны составляться главным образом на уровне логического знания, и их можно развивать и совершенство­вать путем проверки их логической согласованности. Конечные задачи долж­ны оставаться на онтологическом уровне, их правильность или неправильность не может быть доказана, они устанавлива­ются на основе личных убеждений путем ссылки на принципы, путем переубежде­ния, соглашения, компромисса, путем голосования, на основе законов или волевого решения. Второстепенные зада­чи, т.е. те, которые служат средством для достижения конечных задач, рассея­ны вниз через логический уровень вплоть до уровня научного знания. В процессе правильно организованной разработки проекта конструкторы должны поддер­живать преемственность между этими тремя уровнями путем вычерчивания иерархических или сетевых схем задач, путем составления логически согласо­ванных технических заданий и формули­рования объективных критериев, с по­мощью которых устанавливается прием­лемость проекта.

Указанные уровни знания отличаются, конечно, от уровней конкретизации, при­веденных в примере с проектированием

дверей. И эти два типа уровней связаны друг с другом только через действия потребителей. Например, пригодность стальной плиты толщиной 6 мм в конк­ретной ситуации может оказаться онто­логическим вопросом, если плита являет­ся частью скульптуры, но это может стать и логическим вопросом, если данная тол­щина плиты выбрана с целью уменьше­ния массы изделия. Если же плита вы­брана за ее прочностные характеристики, то ее пригодность может быть опреде­лена путем научных исследований и наб­людений.

Полностью выяснить различные запу­танные вопросы и раскрыть трудности, которые могут возникнуть в связи с кон­цепцией уровней общности, не входит в задачу этой книги, да и лежит за преде­лами компетенции автора. Однако мы надеемся, что приведенные примеры позволят уменьшить неопределенность, всегда испытываемую теми, кто состав­ляет технические задания.

Применение

Как видно из приведенного примера, важно, чтобы степень общности задания была приведена в соответствие с потреб­ностями проектной группы. При состав­лении заданий для нескольких проект-

12.5 Индекс надежности по Квирку

ных групп, работающих на разных уров­нях общности, можно создать несколько вариантов для каждого уровня. Состав­ление технического задания, возможно, самый полезный из инструментов проек­тирования, лежащих выше уровня рабо­ты с масштабным чертежом, но это труд­ное искусство.

Обучение

Многие считают составление техническо­го задания чрезвычайно трудным делом и затрудняются даже определить, когда эти задания помогают, а когда мешают процессу проектирования. Вероятно, трудность эта вытекает из необходимос­ти соотнесения заданий с конечными за­дачами, удерживая их в то же время на логически согласованном и правильно выбранном уровне общности. Кроме то­го, опытный специалист должен уметь подбирать слова, чтобы свести до мини­мума последующие трудности перевода задания на язык объективных критериев. Все три процесса: дивергенция, транс­формация и конвергенция, рассматри­ваемые в гл. 5, участвуют в мыслитель­ном процессе при составлении техничес­кого задания.

Составителям технических заданий можно дать следующие советы:

1. Выявите функции объекта, спросив се­
бя, что не сможет произойти, если дан­
ного объекта не будет. Например, если
бы не было книг, у нас не было бы спо­
соба "получить быстрый доступ к любой
строчке большого печатного документа".
Многие из тех, кому предложили бы дать
определение функций книги, могли бы
упустить этот существенный аспект из
виду и вспомнили бы только о таких ее
второстепенных функциях, как хранение
листов текста в портативном виде и их
защита от повреждений с помощью жест­
кого переплета.

2. Найдите функции, одновременно свой­
ственные нескольким различным объек­
там, применяемым для сходных це­
лей. Например, какие функции являют­
ся общими для лестниц, лифтов и эска­
латоров или для гвоздей, винтов и кле­
ящих веществ?

3. Не рассчитывайте получить правиль­
ные технические задания с первого раза.
Легче начать с произвольных задании,

которые быстро приходят в голову, а затем видоизменять их до тех пор, пока не будет достигнут единый и постоян­ный уровень общности для всего зада­ния. Затем уже можно переходить от не­определенных высказываний к более точ­ным выражениям, чтобы уменьшить трудности выбора критериев.

Превосходным руководством по сос­тавлению заданий может служить работа Мейнстоуна, Бьянко и Гаррисона [120], которая, к сожалению, слишком поздно поступила в распоряжение автора, чтобы он мог рассмотреть ее в этой книге.

Стоимость и время

Сказанное выше имело своей главной целью подчеркнуть необходимость на­хождения компромисса между свободой новаторского творчества и способностью прогнозировать эксплуатационные харак­теристики широкого разнообразия аль­тернативных проектных решений. "Штра­фы" должны быть сопоставлены с "из­держками", т.е. убытки из-за исключения новых решений проблемы (путем состав­ления слишком детальных заданий) должны быть согласованы со стоимос­тью испытаний, которые позволили бы выявить и сопоставить приемлемые ре­шения на высоком уровне оригиналь­ности и общности.

На составление даже небольшого числа заданий могут потребоваться месяцы или годы, если специалисту придется прово­дить исследования, чтобы выразить неоп­ределенные цели в виде критериев, допускающих строгую проверку. Но если проектная группа имеет достаточный опыт или исследовательские навыки, позволяющие работать и без наличия объективных критериев, на составление задания может потребоваться всего нес­колько часов или дней.

Библиография

Мейнстоун, Бьянко и Гаррисон [ 120].

12.5. Индекс надежности

по Квирку

Цель

Позволить неопытным проектировщикам выявлять ненадежные элементы без испытания всей конструкции.

Глава 12 Методы оценки (конвергенция)

 

План действий

1. Подготовить описательную классифи­
кацию, включающую все характеристи­
ки, относящиеся к надежности деталей,
а также все случаи ненадежности¹* для
рассматриваемого типа изделия.

2. Предложить опытным проектировщи­
кам оценить степень, с которой каждая
пара элементов в данной классифика­
ции увеличивает ненадежность изделия.

3. На основе сделанных инженерами оце­
нок вычислить средние величины пока­
зателей ненадежности для каждого эле­
мента классификации.

4. Выбрать элементы для описания каж­
дой детали новой конструкции.

6. Изменить конструкцию деталей, для которых получился высокий показатель ненадежности.

Пример

Вычислить показатели ненадежности каждой детали системы (рис. 12.1). Этот пример и иллюстрации воспроиз­водятся из книги Квирка [121].