1.1 Процесс инженерного проектирования

Развитие науки и резкое увеличение числа научных открытий требуют от инженеров знания фундаментальных наук, которые в настоящее время составляют основу инженерного образования. При этом инженерное образование должно включать изучение методов и приемов целенаправленного использования своих знаний.

Задача инженерного проектирования формулируется следующим образом: разработать при некоторых ограничениях, обусловленных способом решения, элемент, систему или процесс, обеспечивающие оптимальное выполнение поставленной задачи при некоторых ограничениях, налагаемых на решение.

Первым этапом инженерного проектирования (рис. 1.) является уяснение цели и задачи. Цель может определяться заданием или вытекать из характера работы (например, разработка патентуемого изделия или проектирование приспособления для металлорежущего станка).

Рис. 1. Блок-схема процесса инженерного

проектирования

На следующем этапе обычно требуется, чтобы инженер-проектировщик получил некоторую идею – новую или старую, по-новому примененную к решению задачи. Кроме этого следует сформулировать способ решения или составить общее представление о задаче. Иногда для этого требуется творческое воображение, искусство и изобретательность. Иногда это просто шаблонное применение известного принципа или его пересмотренного варианта. В значительной мере качество решения определяется качеством идеи или принципа, использованного на данном этапе.

На этапе инженерного анализа требуется, как правило, построение модели (на бумаге или в лабораторных условиях). Инженерный анализ этой модели должен основываться на применении физических принципов (использовании результатов научных и технических дисциплин) и нахождении численных результатов. Сюда входят также проверка, оценка, обобщение и оптимизация результатов.

Если в результате анализа получены благоприятные результаты, то инженер должен переработать свое решение с учетом производственных возможностей. Таким образом, на этом этапе осуществляется конкретизация решения, и возникающие здесь вопросы будут связаны с тем, «как сделать эту вещь?», а не с тем, «как она будет работать?».

Остальные этапы процесса инженерного проектирования представлены на блок-схеме (см. рис. 1).

Основу инженерного проектирования составляют: изобретательство – получение или генерация ряда вариантов; инженерный анализ – детальное изучение одного из вариантов; принятие решений – выбор одного из числа имеющихся вариантов.