Схема процесса проектирования.

Процесс проектирования не является изолированным. Он всегда включается в другой процесс (называемый его средой), инициируется и управляется процессом более высокого уровня (например, на уровне генпроектировщика). Термин «управление» в данном случае – это область знаний, относящаяся к другой, смежной области знаний – управление проектами. В начале процесса проектирования проектировщику передается Задание на проектирование (ТЗ), которое еще не полностью соответствует конечной цели, оно скорее формулирует цель. По причине неверной интерпретации исходных данных, неполных или некорректных формулировок в ТЗ достижение цели бывает невозможным. Нельзя предполагать, что ТЗ на проектирование масштабных и капиталоемких объектов (например, морские гидротехнические сооружения и комплексы), рассчитанных на длительное время разработки, будут оставаться неизменным. Стоит отметить, что на ТЗ могут оказывать влияние не только внешние воздействия. В ходе проектирования может выясниться, что некоторые положения ТЗ уже не соответствуют цели проектирования. Например, слишком жесткие требования могут привести к неоправданно большим затратам. Переоценка проекта на верхнем уровне может затем привести к менее жестким ограничениям, отраженным в спецификациях и, таким образом, к лучшему проекту. Для обеспечения таких корректирующихся мер в модель процесса проектирования должно быть включено представление промежуточных результатов проектирования для этапов, имеющих более высокий уровень в общем процессе.

Схема процесса проектирования на каждом уровне проектирования представляется как решение совокупности задач; этот процесс иллюстрируется схемой. Разработка блока по предъявленному ТЗ начинается с синтеза структуры. Исходный вариант структуры генерируется, а затем оценивается с позиций удовлетворения условий работоспособности. Для каждого варианта структуры предусматривается оптимизация параметров, поскольку оценка должна выполняться при оптимальных или близких к оптимальным значениям внутренних параметров. В свою очередь, оптимизация осуществляется путем многократного анализа. Если для некоторого варианта структуры достигнуто выполнение условий работоспособности с заранее оговоренным запасом, то задача синтеза считается решенной; результаты проектирования блока оформляются в виде необходимой технической документации и ТЗ на разработку элементов блока.

Для каждого варианта структуры составляется модель объекта. Эта модель может быть математической при машинном проектировании или физической при экспериментальной отработке изделия. Модель должна быть адекватной объекту в отношении основных интересующих разработчика свойств. Численные значения параметров элементов модели устанавливаются либо на основе простых ручных расчетов, либо берутся сугубо ориентировочными на основе опыта и интуиции инженера.

Далее анализом модели, проверкой выполнения условий работоспособности и принятием решения по результатам проверки производится параметрическая оптимизация, Если условия работоспособности в процессе оптимизации не выполняются, то изменяются параметры элементов и модель анализируется при этих значениях параметров. При успешном решении задачи оптимизации переходят к завершающим процедурам, в противном случае — к генерации нового варианта структуры. Если перебор многих вариантов структуры не приводит к успеху, то ставится вопрос о пересмотре ТЗ на разработку блока, т. е. происходит возврат к предыдущему уровню блочно-иерархического проектирования.

Схема отражает типичную последовательность процедур при проектировании, однако в конкретных ситуациях могут быть естественные отклонения от этой последовательности. Так, при разработке дискретных объектов оценка каждого варианта обычно осуществляется более простыми средствами, чем решением сложной задачи параметрической оптимизации; в некоторых случаях структура блока может быть заданной или известной из некоторых источников (тогда из схемы исключают процедуру синтеза структуры). В связи с итерационным характером процесса проектирования процедуры по схеме могут выполняться многократно. Обычно на первых итерациях блок анализируется менее тщательно, например проверка выполнения условий работоспособности может проводиться только в номинальном режиме. На последних итерациях становится оправданным трудоемкий статистический анализ.