Пересмотреть классификацию на более позднем этапе, если появятся противоре­чивые доказательства, изменятся задачи или точка зрения проектировщика на проблему

На более поздней стадии проектирова­ния автомобильного сиденья работа от внештатных дизайнеров-консультантов перешла к штатным проектировщикам, что, естественно, должно было привести кпересмотру и переоценке проблемы и ее классификации, отчасти потому, что изменились цели, отчасти же по той при­чине, что проектом занялись другие лю­ди. Для новых задач проблему следует определить в понятиях, более соответ­ствующих именно целям проектирова­ния автомобильных сидений, а не пер­воначальной исследовательской цели вы­явления переменных, оказывающих вли­яние на комфортность сидений.

Ниже приводится сравнение двух ти­пов классификаций:

Глава 11 Методы исследования структуры проблемы (трансформация)

Соответствующие задачи исследования

Варианты размеров тела человека Позы Варианты размеров тела человека Давление, испытываемое человеком Действия водителя Действия пассажиров Варианты размеров тела человека Позы Пространство, конструкция автомобиля Давление, испытываемое человеком Позы Материалы и производственные процессы изготовления сидений Удар Позы Доступ Конструкция автомобиля Материалы и производственные процессы Просвещение протребителя

Проектные задачи

1. Углы сочленения частей тела

2. Контуры сиденья

3. Регулировка сиденья

4. Схема распределения давления

5. Безопасность сиденья

Проектные задачи обеспечивают воз­можность последовательного принятия решений без необходимости возвращать­ся назад. Задачи исследований предос­тавляют в распоряжение специалистов ряд переменных, которые можно изучать независимо друг от друга и от конкрет­ной конструкции автомобиля.

Замечания

Миллер [117] определил таксономию как "средство классификации объектов или явлений с целью выявления полез­ных взаимосвязей между ними".

В данном случае мы пытаемся клас­сифицировать полученную без какой-ли­бо системы информацию о проблеме таким образом, чтобы между элемента­ми одного ряда были только сильные взаимосвязи, а между элементами раз­ных рядов — слабые. Если классифика­ция отвечает этому требованию, она полезна, так как позволяет параллельно работать над несколькими категориями элементов с сильной внутренней связью.

Как же определить, охватывает ли та или иная классификация ряды со слабой внешней связью, состоящие из элементов с сильной внутренней связью? Это можно проверить следующим образом: взять один элемент из большого числа хорошо изученных элементов и попытаться ввес­ти его в возможно большее число катего­рий. Если большинство элементов явно принадлежит только к одной из катего­рий и если среди них мало пограничных случаев, то такая классификация может оказаться столь же полезной, как и любая другая, которую можно соста­вить без трудоемких исследований точ­ных взаимосвязей между элементами. Такое тщательное исследование невоз­можно выполнить без предварительного

опробования многих приближенных классификаций и концепций, которые постепенно уточняются или отбрасывают­ся. Поэтому на этом этапе бессмыслен­но ставить слишком большие задачи выявления взаимно исключающих друг друга категорий, какие составляются, например, для классификации небесных тел на основании вычисленных расстоя­ний, скоростей и температур. В начале разработки новой проектной проблемы мы скорее напоминаем астрологов, чем астрономов, и должны довольствоваться относительно произвольными катего­риями, польза которых примерно соот­ветствует пользе названий созвездии и планет.

Миллер полагает, что классификация становится затруднительной, когда чис­ло категорий становится более 15-20. и рекомендует ограничиться всего лишь несколькими категориями. Если требует­ся использовать более 12 категорий, следует выделить из них главные. ; второстепенные перевести в разряд суб­категорий, как показано на рис. 11.12.

При составлении классификации большую роль играет субъективный фак­тор (гл. 5), поэтому ее нельзя выполнить должным образом, если над ней будут работать вместе несколько специалис­тов. Целесообразнее, чтобы несколько человек занимались этим самостояте­льно, а затем главный специалист, ответ­ственный за проект, выбрал ту класси­фикацию, которую он считает наилуч­шей. Любая классификация, отвечающая как собранным данным, так и субъек­тивной точке зрения специалиста, ко­торый будет работать с ней, может слу­жить хорошей основой для достижения соответствия между проектируемым объектом и средой. Не может быть "нал-

11.8 Классификация проектной информации

лучшей" или "правильной" классифика­ции, но может быть очень много неэф­фективных классификаций.

Применение

Эта методика может оказаться ненуж­ной в тех случаях, когда проектная си­туация хорошо знакома и понятна. Но она дает возможность сэкономить массу времени при решении неизученных проб­лем, так как обязывает всех заинтересо­ванных специалистов привести свои взгляды на проблему в соответствие с действительным положением дел уже на самом раннем этапе работы. Это значи­тельно уменьшает опасность выбора аб­солютно неверного направления работы и полного упущения значительных аспек­тов проблемы.

Надежным способом глубокого про­никновения в незнакомую сложную проблему является классификация про­тиворечий и несоответствий, выявленных во время изучения проектной ситуации.

Обучение

Любой специалист может научиться клас-

сифицировать данные, даже не имея опы­та в области таксономии, если у него до­статочно выдержки и имеется четкое представление о том, как будет исполь­зоваться классификация. Однако "чет­кое представление" о последующем ис­пользовании может в новой проектной ситуации оказаться недоступным нико­му, кроме специалиста, отвечающего за последующие действия.

Вполне вероятно, что одни специалис­ты проектной группы смогут значитель­но лучше, чем другие, справиться с клас­сификацией данных, которые на первый взгляд не поддаются никакому упоря­дочению.

Стоимость и время

На классификацию набора карточек мо­жет потребоваться день или два, а затем на обдумывание и поиск независимых категорий может уйти еще одна-две недели.

Библиография

Джонс, Грей и Уорд [116], Миллер [117].

Метод

12.1. Контрольные перечни

12.2. Выбор критериев

12.3. Ранжирование и взвешивание

12.4. Составление технического задания

12.5. Индекс надежности по Квирку

Цель

Дать проектировщикам сведения о тре­бованиях, которые были признаны реле­вантными в аналогичных ситуациях.

Установить критерии приемлемости про­ектного решения

Сравнить ряд альтернативных проектных решений, используя общую шкалу изме­рения

Описать приемлемый конечный резуль­тат предстоящего процесса проектирова­ния

Позволить неопытным проектировщи­кам выявить ненадежные элементы без испытания всей конструкции

Глава 12

-

Методы оценки (конвергенция)

Глава 12 Методы оценки (конвергенция)

5. Вентиляция

5.1. Естественное вентиляционное отверстие — окно

5.2. Естественное вентиляционное отверстие — отдушина

5.3. Необходима принудительная вытяжная вентиляция из комнаты

5.4. Необходима принудительная вытяжная вентиляция от оборудования

5.5. Желательна приточная вентиляция воздуха

5.6. Необходимо кондиционирование воздуха (регулирование охлаждения и влаж­
ности)

5.7. Необходима очистка воздуха (от пыли и бактерий)

5.8. Необходима независимая регулировка

6. Звук

6.1. Желательно регулирование наружного шума

6.2. Желательно регулирование шума внутри помещения

6.3. Необходима изоляция всех источников шума

6.4. Необходима изоляция всех источников вибрации

7. Нагрузка, создаваемая оборудованием

7.1. Только оборудование с небольшим весом

7.2. Относительно легкое оборудование (8,9.. .14,9 кПа)

7.3. Тяжелое оборудование (14,9. . .29,8 кПа)

7.4. Свыше 29,8 кПа с весьма значительными концентрированными нагрузками

7.5. Оборудование с движущимися деталями, создающими вибрацию или очень
большие ударные нагрузки

8. Размер оборудования

8.1. Оборудование, требующее увеличения размера дверей по крайней мере вдвое (1500x2100 мм)

9. Коммуникации

9.1. Городская телефонная линия

9.2. Внутренняя линия - служебная связь в учреждении

9.3. Вызов персонала 9.3.1. Звуковой

9.3.2. Визуальный

9.3.3. Селектор

9.4. Внутренняя пневматическая почта

9.5. Радиофикация здания

9.6. Телевидение/радиовещание

Пример 2

Перечень вопросов, на которые надо от­ветить при проверке качества и надежно­сти конструкции деталей авиационных двигателей (составлено по Маркхэму [119] и приводится с разрешения Ин­ститута инженеров-механиков).

конструкции цель введения нового устройст-

1. О ц е н к а

Какова ва?

Это новая проблема? Имеется ли устройство, которое можно использовать в существующем виде или с соответствующей модификацией? Каковы существующие официальные нормативы?

Имеется ли полезная релевантная инфор­мация конкурирующих фирм? Не является ли это просто усовершенст­вованием существующего устройства?

Каковы в этом случае новые требо! Не следует ли воспользоваться этой в< можностью для введения также других изменений?

Если предлагается модифицировать су­ществующее устройство, то каковы но­вые условия эксплуатации по сравнении* с теми, для которых оно было первона­чально создано?

с п е ц и а-

2. Консультации по льным проблемам

Обсуждались ли специальные аспекты проблемы с авиаконструктором, инжене­рами по прочности, специалистами по системам обслуживания, по инженерным программам снижения стоимости изде­лий, по аэродинамике, по надежности, по проектированию оснастки, по безе пасности (для управляемых снарядов) и т.д. и т.п.?

12.1 Контрольные перечни

Передана ли вся релевантная информа­ция экспертам?

Может ли что-то быть неправильно по­нято?

Правильно ли поняты советы экспертов? Конструктор несет окончательную ответ­ственность и должен как можно тщатель­нее проверить всю информацию.

3. Соответствие официаль­
ным стандартам и фирмен­
ным нормалям

Соответствует ли проект официальным стандартам и фирменным нормалям и т.д.?

Имеются ли другие проектные требова­ния⁹

4. Напряжения

Каковы основные механические напря­жения в конструкции? Имеются ли в соединениях консольные детали, способные вызвать вибрацию? Будет ли тепловое расширение вызывать напряжения? Учтены ли временные нап­ряжения, возникающие в результате увеличения температуры? Если конструкция разрушится, то в ка­ком месте?

5. И з г о т о в л е н и е деталей

Какова технология производства дета­лей?

Можно ли ее упростить? Может ли использоваться имеющаяся оснастка?

Оправдано ли применение деталей, труд­но поддающихся механической обработ­ке, или использование дорогостоящих материалов?

Можно ли применить полностью управля­емую автоматами сварку?

6. С б о р к а

Стыкуются ли детали? Возможно ли неправильное соединение трубопроводов?

Возможна ли неправильная установка од­носторонних клапанов? Можно ли путем контроля проверить правильность и точность сборки? Например, если опорный подшипник установлен неправильно, можно ли об­наружить это визуально без его демонта­жа''

Предусмотрены ли там, где это необхо­димо, специальные инструкции?

7. Демонтаж

Предусмотрены ли простые экстракто­ры?

Учтено ли влияние коррозии и нагара? Не вызовет ли затруднений заедание резьбы и т.п.?

Не возникнет ли авария из-за деформа­ции или износа?

Можно ли выполнить частичный или пол­ный осмотр и ремонт данного узла без демонтажа других узлов и без риска уронить в них детали или инструменты?

8. О б с л у ж и в а н и е и ремонт

Будет ли обеспечен к узлу доступ после его монтажа?

Не требуется ли подъемное приспособле­ние и предусмотрены ли для него места доступа?

Можно ли заменить узел без регулировки или без стендовых испытаний? Учтена ли возможность ношения операто­ром арктической одежды и толстых пер­чаток⁹

Достаточно ли прочен узел, чтобы меха­ник мог опереться на него ногой или рукой?

Не может ли слабое крепление обтекате­ля быть лишь по видимости прочным? Можно ли уменьшить коррозию и износ? Нужны ли бороскопические отверстия?

9. Анализ дефектов

Может ли небольшой дефект привести к серьезному отказу?

Не может ли отвернуться гайка или сре­заться головка заклепки и попасть во впускное сопло?

Может ли механизм управления закли­ниться из-за попадания в него инородно­го тела?

Как может система выйти из строя, что на это укажет и каковы будут резуль­таты?

Может ли она выйти из строя, не созда­вая опасности для людей?

10.Опасность возгорания

Что может загореться? Возможна ли утечка масла или топлива? Можно ли обнаружить возгорание? Можно ли отключить подачу топлива? Имеется ли источник возгорания? Повредит ли вынужденная посадка на фюзеляж систему подачи топлива или масла?

Глава 12 Методы оценки (конвергенция)

11.Зазоры

Можно ли увеличить зазоры, не ухуд­шая качества конструкции? Приведут ли накопленные ошибки в до­пусках и производственные ошибки к отказам? Насколько зазор будет уменьшен при:

а) временном дифференциальном расши­
рении?

б) нормальных рабочих напряжениях?

в) высоких гравитационных нагрузках?

12. Коррозия

Находятся ли разнородные металлы в контакте друг с другом в условиях влажности?

Подвергается ли материал коррозии при рабочих напряжениях и температурах? Будет ли защитное покрытие разруша­ться при эксплуатации или сборке, при использовании гаечных ключей и т.д.? Можно ли поврежденные участки испра­вить во время эксплуатации? Имеются ли карманы, в которых может накапливаться влага? Возможно ли интергранулярное проник­новение плакировочного слоя при нор­мальных рабочих температурах или при температурах, возникающих в случае небольших повреждений?

13.Термообработка

Учтены ли полностью все условия экс­плуатации?

Не превышает ли температура закалки максимально допустимую температуру? Достаточен ли запас прочности, чтобы противостоять местным концентрациям напряжения?

14. Использование стандарт­
ного оборудования

Имеются ли стандартные спецификации? Проведены ли консультации с поставщи­ком?

Можно ли использовать оборудование должным образом?

Хорошо ли читается шильдик с инструк­цией на оборудовании? Возможен ли доступ к оборудованию после его установки?

15. Восстановление и ремонт

Можно ли восстановить дорогостоящие детали при их износе или поломке? Есть ли место для установки вкладышей с резьбой?

12.1 Контрольные перечни

Какова теплостойкость?

Каковы антикоррозийные свойства?

и т.п.

20. Сравнение с другими конструкциями

Сравнили ли данную конструкцию с су­ществующими? Легче ли данная конструкция? Более ли она надежна? Дешевле ли она? и т.д.

21.Соответствие современ­ным требованиям

Проверено ли, не изменились ли проект­ные требования и условия окружающей среды с того времени, когда началась работа над проектом? Не сделал ли отдел эксплуатации какие-либо замечания в последний момент? Не появились ли новые информацион­ные материалы?

Пример 3

Перечень вопросов, на которые следует ответить при планировке рабочего места (из работы Джонса [66] ; печатается с разрешения военного ведомства Вели­кобритании) .

1. Каковы цели и задачи потребителя?

2. Путем каких действий потребитель бу­
дет стремиться к достижению этих целей.

s'. Какие действия могут вызвать утом­ление?

10. Какие действия требуют макси­
мального напряжения соответствующих
мышц, а какие — лишь легкого усилия?

11. Для выполнения каких действий тре­
буются неудобные захват или поза, что
значительно снижает максимальные уси­
лия мышц или уменьшает зону досягае­
мости?

12. Какие действия выполняются в неу­
добном положении или направлении от­
носительно положения тела человека?

13. До какой степени движения тела че­
ловека соответствуют выполнению дейст­
вия с требуемой эффективностью и без
заметного неудобства?

14. Встретятся ли потребители с незнако­
мыми для них действиями или у них уже
будет большой опыт в их выполнении?

15. Познакомится ли значительная часть
потребителей впервые с новым обору­
дованием и не испытают ли они чувство
разочарования при сравнении с обору­
дованием, хорошо знакомым им по дли­
тельному опыту?

16. Ожидают ли потребители от нового!
оборудования большого комфорта и
удобства и представляет ли это для них
особую ценность или же они согласны
терпеть значительные неудобства и дис­
комфорт?

Замечания

В настоящее время контрольные переч­ни — самое простое и приносящее непо­средственную пользу средство решения проектных задач. Они составляются, ис­ходя из предположения, что требования, которые не были учтены ранее, не будут учтены и впоследствии. Как правило, так и получается, когда новые специалисты начинают работать над обычными проект­ными проблемами. Так же бывает и в тех случаях, когда повышается уровень требований к комфортности, надежнос­ти, простоте обслуживания и т.д., и про­ектировщики нуждаются в указаниях по возникающим вопросам, чтобы выяснить новый уровень требований. Каждый из приведенных выше примеров относится именно к последнему случаю.

При составлении перечней могут воз­никнуть следующие трудности:

Глава 12 Методы оценки (конвергенция)

а) Время, необходимое на то, чтобы про­читать и обдумать все вопросы в длин­ном перечне, может значительно превы­сить общее время, отведенное на проек­тирование. Составители подобных переч­ней пытались избежать этого путем сох­ранения в них только достаточно общих вопросов, оставив на долю проектиров­щика формулирование при необходимос­ти более частных вопросов. Второй путь - это составление длинного переч­ня таким образом, чтобы проектиров­щик мог быстро выбрать вопросы, имею­щие отношение к проблеме, над кото­рой он работает. Это можно сделать, снабдив перечень сетевой схемой и ука­зав, какое из многих ее ответвлений имеет отношение к данной проблеме. Это лучше всего сделать с помощью ин­дексных карт, перфокарт или ЭВМ. Пауэлл [118} показал эффективность

этого способа для разработки всеобъем­лющего руководства по учету акустичес­ких требований при проектировании кон­торских помещений со свободной плани­ровкой.

б) Перечни основаны на допущениях, ко­торые скорее уводят проектировщика от нового творческого решения, чем приб­лижают к нему. Эта опасность всегда присутствует при любой попытке пере­нести соображения, касающиеся одной ситуации, на другую ситуацию. Этого можно избежать путем сравнения допу­щений, на которых основан перечень, с теми, которые проектировщик счи­тает оправданными. Если, например, ар­хитектор проектирует телефонную сеть в аэропорте, он может сравнить свои до­пущения с предпосылками, приведенны­ми выше в примере 1:

Заметив эти несоответствия в допу­щениях, проектировщик может спроек­тировать телефонную сеть, в которой не будет будок. Если бы он воспользо­вался перечнем некритически, он мог бы спроектировать дорогостоящие теле­фонные будки с акустической изоляци­ей, а результат был бы не лучше, чем размещение телефонов на достаточно далеком друг от друга расстоянии.

Несмотря на указанные недостатки, а возможно, и на некоторые другие, кон­трольные перечни необходимы в ряде проектных ситуаций. Однако проекти­ровщики, вероятно, пренебрегут даже хорошим контрольным перечнем, если он не будет принят также их руководи­телем или заказчиком в качестве тех­нических условий для проверки прием­лемости или неприемлемости разрабо­танных проектов.

Применение

Для многих проектных проблем имеет­ся достаточное количество прогнозируе­мых заранее требований, которые неиз-

вестны проектной группе, что оправды­вает составление по крайней мере крат­кого контрольного перечня. Важно, что­бы контрольные вопросы имели самое непосредственное отношение к крите­риям, по которым будет оцениваться приемлемость проекта.

Обучение

Научиться использовать контрольный пе­речень нетрудно — необходимо лишь соответствующее желание.

Стоимость и время

Использование, а не просто чтение конт­рольного списка может значительно уве­личить время и стоимость разработки проекта. Необходимо ограничить степень детализации, чтобы стоимость исполь­зования перечней была меньше, чем убытки от их неиспользования. Длинные перечни могут включать некоторые оце­ночные вопросы, предназначенные для определения размеров этих убытков; та­ковы, например, вопросы 14—16 в при­мере 3.

12.2 Выбор критериев

Библиография

Джонс [66], Маркхэм[1191, Пауэлл [118].

12.2.Выбор критериев Цель

Установить критерии приемлемости про­ектного решения.

План действий

1. Сформулировать задачу, которой дол­
жно отвечать приемлемое проектное ре­
шение.

2. Охарактеризовать "гарантирующее ус­
пех" направление работ по данной задаче.

3. Изучить имеющиеся данные о влиянии
отклонений от сформулированной задачи
и определить условие, соответствующее
"области гарантированного успеха" в зо­
не между приемлемым и неприемлемым
решениями.

4. Выбрать в качестве критерия простей­
шую меру, надежно указывающую, лежит
ли проект в "области гарантированного
успеха".

5. Повторить действия пп. 1—4 для каж­
дой задачи.

Пример

Определить критерии, указывающие на дискомфортность автомобильных сиде­ний. Этот пример взят из исследования, проведенного автором и его коллегами по инициативе и при поддержке фирмы "Кокс оф Уотфорд Лтд" (ныне "Кокс оф Ноттингем", Англия), изготовляю­щей автомобильные сиденья (Джонс также соответствующий при-1. 11.8).