2.6 Методы проектирования

Принципы создания технических систем непрерывно изменяются и совершенствуются вследствие внедрения новых способов изготовления, усложнения их конструкции и условий сбыта, более полного учета технических, социальных и экономических вопросов. Все это требует организационно-технической дифференциации процесса создания технической системы и разработки новых, более эффективных методов проектирования.

Общим для всех новых методов проектирования является попытка заставить проектировщика «думать вслух, позволить другим людям ознакомиться с процессами мышления, которые до сих пор протекали у него в голове, объектировать процесс проектирования. Всегда используется какая-либо схема, позволяющая разделить задачу проектирования на части и указать взаимные связи между этими частями. Естественно, что основой всегда является стремление добиться большего контроля над процессом проектирования, особенно на уровне систем. Основное преимущество такого обдумывания проекта «в открытую» заключается в том, что другие специалисты могут следить за происходящими событиями и участвовать в них, сообщая проектировщику те сведе­ния и оценки, которые выходят за пределы его знаний и опыта.

С точки зрения исследования творчества проектировщик представляет собой «черный ящик», на выходе которого возникает загадочное творческое озарение.

С точки зрения логики проектировщик—это «прозрачный ящик», в котором происходит логический процесс, до конца поддающийся объяснению (рис.10);

Рис. 10. Проектировщик как вычислительная машина

Существующие и разрабатываемые методы проекти­рования делятся на две большие группы — эвристиче­ские и алгоритмические методы.

Эвристические методыспособствуют мыс­лительной деятельности человека, направленной на решение вопросов, которые возникают при рассмотрении задачи, требующей решения. Они представляют собой упорядоченные в какой-то мере правила и рекоменда­ции, помогающие при решении задач без предваритель­ной оценки результата.

К наиболее распространенным эвристическим методам относятся:

- метод элементарных вопросов;

- метод аналогий;

- «от целого к частному» (принцип синергии);

- «наводящие операции»;

- коллективное спонтанное мышление (мозговой штурм) и др. Алгоритмические методыболее формализованы. Эти методы создают рациональный переход от замкнутого мышления к открытому рассуждению. Они используют возможности дедукции, стремятся к определению операций и их очередности, а также связей между операциями, в результате создается ряд последовательных и приближающих к цели процедур (логических и математических алгоритмов).

Наиболее распространенными принципами алгоритмизации проектных процедур являются:

- графы зависимостей;

- сетки связей;

- «через разделение — к целому»;

- элементарные комбинации;

- исключение избыточности;

- структурные карты;

- морфологические карты;

- феноменологические и математические модели;

- прямая минимизация при косвенном ограничении;

- прямая ранжированная минимизация;

- сложная оптимизация и др.

При выборе методов решения в процессе проектирования технических систем и технологических комплексов следует различать единичное (индивидуальное), вариантное оптимальное конструирование (рис. 11).

При единичном конструированиина основании технической характеристики необходимо искать пути решения, сравнивая полученный проект с заданием.При этом с целью экономии времени различные варианты сопоставляются.

Рис. 11. Типы проектно-конструкторских процессов

Оптимальное конструированиеотличается от вариантного конструирования стратегией поиска. Стратегия поиска — это алгоритм, реализующий получение альтернативных решений, улучшающихся в отношении заданной целевой функции.