6. Основные этапы и задачи проектирования.

Процесс проектирования состоит из следующих основных этапов проектирования:

• разработка технического задания (ТЗ) и предложения;

• эскизное проектирование;

• техническое проектирование.

ТЗ – исходный документ, содержащий требования к основными параметрам разрабатываемого устройства, его функциональные характеристики (стоимость, масса), а также требования к условиям эксплуатации: температуры. Влажности, давления, надежности.

ТЗ всегда согласуется с исполнителем.

Типичное содержание ТЗ на некоторый блок следующее:

1. Конкретные числовые требования выходным параметрам

2. Конкретные числовые характеристики внешних параметров

3. Словесное, качественное описание требований, условия неподдающиеся количественной оценке.

Из приведенного примера видно – основная часть ТЗ относится к выходным параметрам схемы, величины, характеризующие эти требования называют техническими требованиями (ТТ).

Техническое предложение, его содержание раскрывает актуальность разработки и наиболее оптимальные пути реализации требований, заложенных в ТЗ.

В процессе работы(!) проводится анализ научно-технической и патентной литературы. Также осуществляется предварительный выбор функциональной, структурной схемы. Решаются принципиальные вопросы: метрологические, программные и т. д.

Эскизное проектирование, связанно с выполнением ОКР (опытно-конструкторских работ). Данный этап требует привлечения большего числа специалистов и результаты работ оформляются в виде эскизного проекта. Этот проект содержит уточненную функциональную схему устройства, принципиальные и монтажные схемы его отдельных блоков, а также требования к их конструктивному исполнению. Задачи, решаемые в ходе эскизного проектирования формализованы.

Техническое проектирование связано с созданием документации, содержащей окончательные технические решения, дающие полное представление об особенностях разрабатываемого устройства. На этом этапе изготавливается опытный образец изделия, который проходит совместное испытание с объектом исследования (измерения). Технический проект служит основанием для разработки рабочей конструкторской документации, которая включает в себя структурную и функциональную схему устройства, принципиальные схемы устройства, схемы внешних подключений, конструкторские чертежи, технологию сборочных чертежей, паспорт изделия и т.д. Перечисленные виды документации обеспечивают возможность серийного изготовления разработанного устройства.

Задачи.

На каждом уровне нисходящего проектирования исходными данными являются данные Технического задания. А результатами – техническая документация на блоке данного уровня и ТЗ – на проектирование элементов.

При восходящем проектировании к исходным данным добавляются относительные сведения об унифицированных элементах, среди результатов отсутствует ТЗ на проектирование элементов. Проектирование сводится к решению группы задач, относящихся либо к задаче синтеза, либо к задаче анализа.

Понятие синтез близко к понятию проектирования, проектирование означает полностью изготовление (разработка), полный процесс, синтез – часть этого процесса, когда создается какой-то вариант, необязательно окончательный. Синтез может при проектировании выполняться много раз, перемежаясь с задачами анализа.

Анализ – изучение свойств объектов; при анализе не создаются новые, а исследуются заданные объекты.

Таким образом, синтез технических объектов нацелен на создание новых вариантов, а анализ для оценки этих вариантов. Синтез и анализ выполняются в процессе проектирования последовательно.

Созданные при синтезе варианты должны быть представлены на принятом языке оформления документации в виде чертежей, схем, пояснительного текста, правила ЕСКД действуют.

В общей задаче синтеза можно выделить 2 составляющие:

1.Синтез, результаты которого полностью определяют облик изделия, которые представлены на промежуточном языке.

2.Оформление технической документации (синтез документов, при котором результаты проектирования преобразуются из промежуточных форм в принятые формы проектных документов).

В процессе синтеза используются процедура структурного синтеза и параметрического синтеза. При структурном синтезе – определение структуры. При параметрическом – определение значений внутренних параметров, оптимальных с позиции некоторого критерия при заданной структуре устройства называется параметрической оптимизацией.

Параметрическая оптимизация имеет несколько разновидностей:

1.Оптимизация номинальных значений параметров.

2.Оптимизация технических требований, предъявляемых к параметрам.

3.Оптимизация допусков.

Задачи анализа делятся на: одновариантный анализ и многовариантный анализ.

Решение задач одновариантного анализа позволяет получить информацию о выходных параметрах объекта непосредственно в заданной отображающей точке. При этом решение задачи сводится к однократному решению системы уравнений.

Примеры одновариантного:

• анализ статического состояния;

• анализ переходного процесса;

• анализ частотного;

• анализ стационарных колебаний.

Задача многовариантного анализа сводится к исследованию объекта в некоторой окрестности отображающей точки. Обычно многовариантный анализ предусматривает повторение выполнения одновариантного: статический анализ; анализ чувствительности.