Общая стратегия процесса проектирования

Жизненный цикл объектов техники и технологии включает следующие крупные этапы: планирование развития науки и техники; составление заявок на разработку и освоение продукции; создание установок в процессе проведения научно-исследовательских, опытно-технологических и опытно-конструкторских работ; создание мощностей; освоение и производство продукции; эксплуатация объекта; совершенствование технологии и улучшение качества выпускаемой продукции; снятие объекта с эксплуатации.

Поэтапная организация проектирования позволяет определять способы реализации и сроки выполнения конкретных работ, избирать стратегию проектирования.

Выявление потребности. Проектирование начинается с зарождения идеи изменить сложившуюся ситуацию и выражается в выявлении потребности в таком изменении. Необходимость изменить сложившуюся ситуацию составляет основу намечаемой программы деятельности ведомственных учреждений и предприятий, в которой определяются ассортимент, объем выпуска продукции, уровни издержек производства и цен.

После обоснования необходимости и возможности изменений сложившейся ситуации переходят к следующему этапу проектирования.

Постановка и формулирование цели проектирования. Из постановки цели должно вытекать, что реализация проекта позволит изменить существующее положение и удовлетворить обнаруженную потребность. Однако одну и ту же потребность можно удовлетворить различными путями, и от того, как сформулирована задача проектирования, зависит направление дальнейших работ и их конечный результат.

Цель обычно определяется заказчиком. При этом необходимо учитывать, что формулировка цели проектирования практически всегда базируется на заинтересованности довольно узкого круга лиц и организаций. Решение узких задач дает малозначительный эффект и даже прямые убытки и не только не приводит к полному удовлетворению потребности, но и вызывает новые и, следовательно, дополнительные общественные затраты. Кроме того, чрезмерно конкретизированная задача нацеливает мысль разработчиков на определенный результат и направляет дальнейшее проектирование по единственному пути устранения количественных противоречий прототипа. Вследствие этого могут возникнуть только такие разработки, которые принципиально не изменят существующего положения; созданный объект едва ли составит серьезную конкуренцию существующим и не сможет преодолеть предпочтения потребителей привычному, традиционному. Разработчики сознательно должны рассматривать проектную ситуацию шире, чем ее представляют заказчики, желательно на уровне знания, основанного на законах бытия, человеческого опыта. Тогда дальнейший поиск сможет охватить наибольшее число возможных и кажущихся поначалу невозможными идей для разработки эффективного варианта решения.

Следует помнить, что конечной целью проектирования является не объект как таковой, а функция, которую он должен выполнять. Таким образом, формулировка цели должна указывать на основное назначение проекта – его функцию, но не сводиться к указанию способов ее осуществления.

Научно-информационное исследование проектной ситуации. На этом этапе собирают, анализируют и обрабатывают информацию о возможностях реализации сформулированной цели проектирования. Эта информация может быть основана на имеющемся опыте и знаниях, а также на новых знаниях, полученных в результате специальных дополнительных исследований. Информация, обладающая релевантностью, достоверностью и оперативностью, имеет для предприятия не меньшее значение, нежели материальные и трудовые ресурсы. Затраты на исследование проектной ситуации часто окупаются, поскольку более тщательная проработка материала позволяет предотвратить убытки на последующих этапах проектирования, если окажется, что выбранное направление неудачное, и компенсировать затраты за счет создания объекта с высокой эффективностью эксплуатации.

Исследование проектной ситуации направлено на возможно большее ее расширение, а также на расширение поиска эффективного решения. Это позволяет быстрее выявить новые идеи, а также может привести к изменению цели проектирования (например, к сужению формулировки цели, если она не оправдывает затраты на создание объекта) или даже к отказу от ее осуществления (если цель реализована ранее).

Техническое задание на проектирование объекта – это совокупность данных, которые должны послужить исходными для достижения поставленной цели на последующих этапах проектирования. Формулируют задание на основании требований заказчика к объекту и самостоятельно полученной информации. Формулировка технического задания должна быть более конкретной, чем формулировка цели. Техническое задание согласовывается с основным потребителем продукции, предприятием-разработчиком (если, оно не разрабатывает техническое задание) и предприятием-изготовителем (при наличии нескольких изготовителей – с головным изготовителем). В зависимости от вида и назначения продукции техническое задание согласовывают также с органами государственного надзора, министерствами и ведомствами, на которые возложены функции по охране природы, профсоюзными органами и т. п. Техническое задание утверждает ведущее министерство. По отдельным видам продукции оно может быть утверждено заказчиком, тогда согласования с заказчиком не требуется. Утверждение технического задания без учета результатов оценки технического уровня или в случае проведения вневедомственной экспертизы без учета ее результатов не допускается.

Разработчик должен с большой осмотрительностью подходить к составлению технического задания – исходного документа для проекта и не забывать, что за этот документ предприятие несет финансовую и социальную ответственность. Недопустимо включать в техническое задание собственные идеи, не согласованные с руководством. Вместе с тем, осмысливая все этапы проектирования и соответствующие им этапы жизненного цикла проекта, разработчик вправе подвергнуть сомнению поставленную цель, пересмотреть ее или даже отказаться от выполнения проекта, если он видит, что это может причинить ущерб обществу или принести убытки на последующих, более капиталоемких этапах разработки проекта.

Генерирование идей и формулирование задачи. Необходимо выработать некоторое минимальное количество идей, чтобы вероятность нахождения действительно эффективной идеи увеличивалась. Так, для создания пользующегося спросом изделия культурно-бытового и хозяйственного назначения необходимо генерировать около 60 новых идей, а для освоения наиболее удачного способа производства химического продукта – 540 предложений. Примеров для биотехнологических объектов в литературе нет; это указывает на актуальность применения стратегии проектирования для объектов микробного синтеза. Условием повышения качества проектирования является организация непрерывного поиска идей для создания научно-технического задела – «банка идей». Поэтому не следует отбрасывать идеи, которые по каким-либо причинам неприемлемы для разработки, они могут оказаться перспективными.

Инженерный анализ. Этот этап является ключевым в проектировании, так как именно здесь в основном осуществляется принятие проектного решения, предлагаются и рассматриваются конкретные способы осуществления отобранных идей, осуществляют необходимые работы по экспериментированию на макетных или модельных установках.

Инженерный анализ включает три взаимосогласованные стадии: выработку концепции и их отсев, анализ и эксперимент. После того как концепция объекта выбрана, проводят анализ научной обоснованности и технической реализуемости. Часто в результате анализа оказывается, что требуется изменить концепцию или сформулировать новую идею; новая концепция также подвергается анализу. Таким образом, осуществляется непрерывный процесс перехода от анализа к выработке концепции и обратно, пока концепция не начнет приобретать реальное содержание.

На следующей стадии инженерного анализа эксперимента проектируемые процесс и продукция испытываются для проверки правильности выбранной концепции и проведенного анализа на соответствие техническому заданию в условиях, максимально приближенных к заданным.

Инженерное решение и разработка комплекта технической документации. На этом этапе разработчики должны подготовить документацию, убедить заказчика в правильности выбранной идеи и разработанной концепции, в необходимости дальнейшей разработки и освоения объекта.

Для окончательного принятия решения в ряде случаев требуется дополнительная информация, иногда необходимы даже дополнительные эксперименты.

После принятия инженерного решения начинается стадия разработки комплекта технической и технологической документации. Документы могут быть в графическом или текстовом виде на бумажных и электронных носителях. Руководствуясь документами, осуществляют разработку, изготовление, монтаж оборудования, пуск и наладку, эксплуатацию, приемку и сбыт продукции в пределах сформулированных требований. Разработка документации сопутствует каждому этапу проектирования. Инженер, подписавший соответствующий документ, несет за него не только моральную и профессиональную, но и должностную, а в некоторых случаях юридическую ответственность.

По отдельным видам продукции ведущие министерства в установленном порядке проводят экспертизу документации, по результатам которой составляют экспертное заключение. На его основании вносят изменения и дополнения в документацию при последующей разработке или доработке проекта.

Производство. Этап заключается в освоении продукции, т. е. в оснащении технологического процесса изготовления объекта, и в подготовке производства к выпуску целевой продукции. Это обусловливает необходимость разработки директивной технологической документации для решения инженерно-технических, планово-экономических и организационных задач и требует непосредственных контактов разработчиков с персоналом предприятия-изготовителя.

В функции разработчиков входят также контроль за освоением и производством продукции, т. е. за реализацией решений, предусмотренных технической и технологической документацией, и своевременное выявление и устранение недостатков проекта и технологического процесса. Объектами авторского надзора являются объект или его составные части; сырье и материалы; технологический процесс; метрологическое обеспечение и т. п. Группа авторского надзора, выделяемая разработчиком, проводит следующие работы: анализ соблюдения изготовителем требований технической документации; анализ выявленных дефектов; решение вопросов, возникающих при обработке объекта (улучшение технологического процесса, снижение расхода сырья, энергии, оперативное внесение изменений в техническую документацию). Этот этап предполагает изготовление и испытания (приемо-сдаточные, периодические и квалификационные) объекта, также исследовательскую корректировку документов по результатам испытаний и оснащения технологического процесса оборудованием.

По результатам квалификационных испытаний комиссия по приемке первой промышленной партии принимает решение об окончании освоения объекта либо дает рекомендации по совершенствованию производственного процесса, устанавливает сроки устранения отмеченных недостатков и проведения повторных испытаний.

Распределение продукции. Назначение этого этапа заключается в организации контактов между сферами производства и потребления и управления этими контактами с целью установления и поддержания равновесия между производством и потреблением, т. е. сбытом и спросом.

На практике имеют место случаи необоснованного планирования деятельности предприятия и принятия хозяйственных решений, что приводит к накоплению нереализованной продукции или созданию ее избыточных запасов, или возникновению дефицита. Это является следствием неправильного прогнозирования спроса на третьем этапе проектирования.

Эксплуатация объекта. Данные об эксплуатации технологического объекта служат основанием для принятия решения об усовершенствовании технологии и ее интенсификации либо о прекращении выпуска продукции. Так, цикл процесса проектирования (разработки, изготовления и эксплуатации) технологического объекта замыкается, а вместе с этим завершается существование конкретного объекта. Это не означает физического уничтожения технологического объекта, но дает импульс к возникновению идей по его более эффективному использованию.