A tervezés egy rendszer vagy részei architektúrájának , összetevőinek , interfészeinek és egyéb jellemzőinek meghatározásának folyamata (ISO 24765). [1] A tervezés eredménye egy projekt - modellek , tulajdonságok vagy jellemzők integrált halmaza , amelyet a rendszer megvalósítására alkalmas formában írnak le. [2] :272
A tervezés a követelményelemzéssel együtt része a rendszer életciklusának egy nagyobb szakaszának , az úgynevezett rendszerdefiníciónak . Ennek a szakasznak az eredményei a bemeneti információk a rendszer megvalósítási szakaszához ( megvalósításhoz ) ( eng. system realization ). [2] :268
A rendszertervezés célja, hogy a rendszert a tervezett célnak, elveknek és szándéknak megfelelően reprezentálja; magában foglalja az architektúrájának megfelelő rendszerelemek kiértékelését és döntését az előírt korlátokon belül. [2] :272
Jelenleg erős az a tendencia, hogy az építészeti és a részlettervezést külön tevékenységnek tekintik; külön gyakorlatként próbálják meghatározni, de ezek a tervezési típusok nagyrészt "összefonódnak". Az építészeti döntéseket elvontabbnak , koncepcionálisabbnak és globálisabbnak tekintik, mint a "normális" tervezési döntéseknek; a teljes küldetés sikerére és a rendszer legmagasabb szintű struktúráira irányulnak. [2] :272 A részletes tervezést pedig úgy definiálják, mint egy előzetes terv (architektúra) részletezését és kiterjesztését addig a pontig, amíg a projekt teljesen megvalósul. [egy]
Az ókorban a tervezést „ az építész tudományának ” tekintették [3] . Az építész tevékenysége nemcsak épületek építésével , hanem építőipari és katonai járművek készítésével is összefüggött . E tudomány tudásrendszerének és szerveződési elveinek leírását Vitruvius római építész és mechanikus munkája mutatja be , aki 2000 évvel ezelőtt élt Caesar és Augustus korában. .
A Szovjetunió történetének korai szakaszában a tervezés volt az egyik legnagyobb szűk keresztmetszet az építőiparban. Egyedi kézműves tervezés volt. Csak 1929-ben kezdtek létrehozni speciális tervezőszervezeteket. .
A tervezőirodákat köztársaságira és helyire osztották . A polgári építkezést tervező köztársasági irodák a következők voltak: Giprogor és Kommunstroy , amelyek tevékenységét regionális jelentőségű tervezőirodákkal egyeztették - különösen Moszkvában - MosProekt , MosoblzhilSoyuz , Leningrádban - Zhilgrazhdanstroy stb.
Az 1932-es mélyépítési tervezés egységes munkatervének elkészítése érdekében általában megállapították, hogy:
a) az RSFSR köztársasági tervezőirodáinak a mélyépítésre vonatkozó programjai a túlzott egyedi, szabványos és kishatárú szabványos építési tervezési munkákra vonatkoztak;
b) a helyi tervezőirodák (autonóm köztársaságok, körzetek és megyék) programjai kismértékben nem szabványos építkezések tervezésére és a szabványos tervek telkekhez való igazítására terjedtek ki; korláton túli egyedi és szabványos kivitelezést engedélyeztek e munkák tervezett összekapcsolásának sorrendjében a fent említett köztársasági tervezőirodák programjaival. .
A tervezési folyamaton belül a tervezési szakaszokkal és a kísérleti tanulmányokkal együtt gyakran a tervezési folyamatot is kiemelik.
A tervezés az a tevékenység, amelynek során a fejlesztendő tárgyról tárgyi képet készítenek, melynek jellemzője a teljes méretű modellekkel és azok grafikus képeivel ( rajzok , vázlatok , számítógépes modellek) történő munkavégzés. Ezeket a modelleket és képeket, valamint bizonyos típusú termékeket designnak nevezzük . Például ruházati formák tervezése, belső terek tervezése, gépi tervezés fejlesztése, konstrukciós és tértervezési megoldások tőkeépítési objektumhoz, fémszerkezetekhez , épületszerkezetekhez.
A „konstrukció” szót gyakran „struktúra”, „eszköz” értelemben használják, például egy mondat felépítése a nyelvészetben vagy az esztétikai anyag szervezése a művészetben.
A tervezés kivitelezhető:
A következő példák adhatók iparágonkénti tervezési típusokra:
Bármely mérnöki objektum egy vagy több funkció megvalósítására szolgál az őt használó rendszerekben, vagyis a funkció elsődleges, az objektum másodlagos. Tehát az autó fő funkciója áruk és emberek szállítása, a toll fő feladata, hogy tintanyomot hagyjon egy felületen (papíron stb.), a könyv az írott információ hordozója, stb. .
A funkcionális tervezés a rendszerek leírásának legáltalánosabb megközelítése. Meghatározzák a peremfeltételeket és a kívánt be- és kimeneteket, részletes listát készítenek az elvégzendő funkciókról vagy műveletekről [4] . A funkcionális tervezés során elvégzik a szerkezet szintézisét, és meghatározzák az objektum és összetevői (elemei) főbb paramétereit, értékelik a működési folyamatok hatékonyságának és minőségének mutatóit. A tervezés eredménye általában a fő, funkcionális, kinematikai, algoritmikus sémák és a kísérő dokumentumok [5] .
Optimális kialakításA tervezési folyamat során mindig figyelembe kell venni az összes kulcsfontosságú érdekelt fél (stakeholderek) érdekeit : vásárlók, fejlesztők, gyártók, eladók, fogyasztók, ártalmatlanítók stb. Minden érintett igyekszik kielégíteni igényeit, amelyek közül néhány konfliktusba kerülhet. Például a különböző érintettek érdekei szempontjából egy autónak egyszerre kell nagy fordulatszámmal és motorteljesítménnyel, alacsony költséggel, kényelemmel, környezetbarátnak lennie, technológiailag fejlettnek kell lennie a gyártásban, kényelmesen karbantartható, könnyen ártalmatlanítható, stb.
Ezenkívül szinte mindig több lehetőség kínálkozik egy gyakorlati probléma megoldására, és a fejlesztő szembesül a végső lehetőség ésszerű megválasztásának problémájával.
A tervezést, amelynek célja nemcsak a funkcionálisan hatékony megoldások keresése, hanem a különböző, esetenként egymásnak ellentmondó igények kielégítése, a végső változat ésszerű megválasztása is, az optimális tervezést kezdték el nevezni ( kritériumtervezés , változattervezés ). A 20. század második felétől aktívan alkalmazzák a döntéselméleti és a műveletelméleti kutatás eredményeinek, valamint a számítástechnika széles körű elterjedésének köszönhetően , amely lehetővé tette a megfelelő módszerek kidolgozását, belátható időn belül számos lehetőség kiszámítását. és összetett matematikai problémákat old meg.
Az optimális tervezésben nagy jelentőséget tulajdonítanak a fejlesztés alatt álló objektumra vonatkozó követelmények teljes listájának a műszaki specifikációk szakaszában történő elkészítésének, a minőségi mutatók kiválasztásának köztük és a legfontosabbak optimalizálási kritériumokká történő átalakításának .
RendszermérnökiA 20. század végére nemcsak a tervezett létesítmények összetettsége nőtt jelentősen, hanem a társadalomra és a környezetre gyakorolt hatásuk, a tervezési és üzemeltetési hibákból adódó balesetek következményeinek súlyossága, a magas minőségi és árkövetelmények, és az új termékek időzítésének csökkentése. E körülmények figyelembevétele szükségessé tette a projekttevékenységek hagyományos jellegének és módszertanának megváltoztatását.
Az objektumok létrehozásakor ezeket már rendszer formájában kellett figyelembe venni , vagyis bizonyos szerkezetű, egymással összefüggő belső elemek komplexumát, sokféle tulajdonságot és különféle belső és külső kapcsolatokat. Kialakult egy új tervezési ideológia, az úgynevezett rendszertervezés.
A rendszertervezés átfogóan megoldja a kitűzött feladatokat, figyelembe veszi az egyes objektumok-rendszerek és részeik egymás közötti és a külső környezettel való kölcsönhatását, összekapcsolódását, figyelembe veszi működésük társadalmi-gazdasági és környezeti következményeit. A rendszertervezés a tervezési objektum és a tervezési folyamat gondos közös mérlegelésén alapul, amely számos fontos részt tartalmaz.
A rendszertervezés alapelveiA rendszertervezésnek rendszerszemléleten kell alapulnia. Egyelőre nem vitatható, hogy teljes összetétele és tartalma ismert a projekttevékenységekkel kapcsolatban, azonban ezek közül a legfontosabbak megfogalmazhatók:
Egy objektum fejlesztésének szekvenciális vezetését az általánostól a részletesig, felülről lefelé történő tervezésnek nevezzük . Ennek eredménye az egyes alkatrészekre és szerelvényekre vonatkozó követelmények lesz. A konkréttól az általános felé lehet fejlődni, ami az alulról építkező tervezés folyamatát alkotja . Ilyen kialakításra akkor kerül sor, ha egy vagy több alkatrész már kész (megvásárolt vagy már kifejlesztett) termék.
A felülről lefelé és az alulról felfelé építkező kialakításnak megvannak a maga előnyei és hátrányai. A felülről lefelé irányuló tervezésnél tehát megjelenhetnek olyan követelmények, amelyek később technológiai, környezetvédelmi vagy egyéb okok miatt megvalósíthatatlannak bizonyulnak. Alulról felfelé építkező tervezéssel lehetőség van olyan objektum beszerzésére, amely nem felel meg a meghatározott követelményeknek. A való életben a tervezés iteratív jellegéből adódóan mindkét tervezési típus összefügg egymással.
Például egy autó felülről lefelé történő fejlesztésekor (az általános sémától a részeiig, például egy motorig), össze kell kapcsolni az általános elrendezést a már gyártott motorok méretével és teljesítményével. Ellenkező esetben új motort kell kifejlesztenie ehhez az elrendezéshez képest, vagy módosítania kell a helyére vagy az egész autó elrendezésére vonatkozó eredeti beállításokat.
A tervezésnek, mint tudatos, céltudatos tevékenységnek van egy bizonyos struktúrája , azaz a projektfejlesztés szakaszainak és szakaszainak sorrendje és összetétele, eljárások és bevont technikai eszközök összessége, valamint a folyamat résztvevőinek interakciója.
Jelenleg a tervezési struktúra két ábrázolása létezik, amelyek formájukban hasonlóak, de a célok és a tevékenységek megközelítése eltérő. Ez a struktúra a projektdokumentáció fejlesztési szakaszai (tervezési szakaszok) és a tervezési folyamat szerkezete formájában .
A tervezési szakaszokat a GOST 2.103-2013 [6] és a GOST R 15.301-2016 [7] szabványok szabályozzák . Az összes szakasz végrehajtási sorrendje alkotja a projektdokumentáció kidolgozási folyamatának hivatalos struktúráját, amelyet általában a megrendelő és a kivitelező, illetve a munkavégzők közötti hivatalos kapcsolatokban használnak. Maga a dokumentáció szükséges ahhoz, hogy a megrendelő beszámoljon az elvégzett munkáról, a fejlesztések más szereplők általi ellenőrzésének vagy megismétlésének lehetőségéről, a gyártásra való felkészítésről és a termék üzem közbeni szervizeléséről.
Más rendszerek létrehozásának szakaszait saját szabványaik szabályozzák, például az automatizált rendszerek esetében - GOST 34.601-90 [8] .
A struktúra meghatározza az összes iparág termékeinek tervdokumentációjának fejlesztési szakaszait és az egyes szakaszokon belüli munkaszakaszokat, azaz a dokumentáció összetételét és a munkatípusokat, ami segít megválaszolni a „Mit kell tenni?” kérdésre. a tervezési folyamatban. A szerkezet fő szakaszai a következők:
A projektdokumentáció kidolgozása során a megoldandó probléma összetettségétől függően több szakasz kombinálható egymással. A műszaki leírás és a műszaki tervezés szakaszai beépíthetők a kutatási munka (K+F) ciklusába, a műszaki javaslat és az előzetes tervezés szakaszai pedig kísérleti tervezési munka (K+F) ciklust alkothatnak. .
A tervezés olyan céltudatos tevékenység, amelynek eredményes megoldásokhoz vezető eljárási sorozata van. Ennek megfelelően létre kell hozni a tervezési probléma megoldási folyamatának struktúráját, amely segít megválaszolni a „Hogyan kell?” kérdésre. Jelenleg számos olyan szerkezetet és tervezési algoritmust javasoltak, amelyek fő jellemzőikben egybeesnek, és csak az egyes szakaszok tartalmában vagy elnevezésében térnek el egymástól.
Bármely probléma megoldása a kezdeti adatok megértésével és tisztázásával kezdődik. Azok a (műszaki) követelmények (TT), amelyeket az ügyfél állít ki, a nem szakosodott fogyasztó nyelvén fogalmazódnak meg, és technikailag nem mindig egyértelműek és kimerítőek. A követelmények lefordítása a tantárgyi terület nyelvére, a feladat minél teljesebb és legkompetensebb megfogalmazása, a megoldás szükségességének igazolása, azaz a feladatkör (TOR) megfogalmazása a munka első és kötelező szakasza. A kivitelező a megrendelővel szoros kapcsolatban végzi.
A gépészetben ezt a szakaszt néha külső tervezésnek is nevezik . Ez hangsúlyozza, hogy az objektum fejlesztése már a feladat megfogalmazásával (TT) és a TOR kialakításával kezdődik és a megrendelővel együtt aktívan történik. A szakasz fontos eredménye a tervezett objektum (funkciói) fejlesztési céljainak és rendeltetésének összehangolása, a minőségi mutatók rendszere .
A következő lépések alkotják a belső kialakítást . Céljuk, hogy megoldást találjanak a problémára, és a fejlesztő hajtja végre. Ez magában foglalja a tervezett objektum működési elvének, szerkezetének és paramétereinek szintézisének szakaszait:
A feladatra vonatkozó kezdeti ismeretek hiányossága miatt a tervezési folyamat iteratív , minden iterációs ciklussal a tervezési célok egyre finomodnak, további funkciókra van szükség, és ebből adódóan további fejlesztések szükségesek. alkatrészek és szerelvények. A fő megoldást kiegészítő konkrét tervezési problémák megoldása is a bemutatott sorrendnek megfelelően történik.
A belső tervezés minden szakaszában a következő eljárásokat hajtják végre:
Megjegyzendő, hogy a tervezett objektum hatékonyságát elsősorban a választott működési elv, másodszor a javasolt szerkezet, harmadszor pedig a paraméterek aránya határozza meg.
Az újrahasználati projekt egy építési terület dokumentációja, amely szerint pozitív államvizsga eredmény érkezett, a létesítmény megépült és üzembe helyezve. Az újrahasználati projektek tervezésben történő felhasználása lehetővé teszi a tervezés és a szakértelem költségeinek minimalizálását. Csökkenti a tervezési időt is. .