1.1: Введение
На вопрос «Знаете ли вы, что такое проектирование?» большинство людей отвечают, что знают; тем не менее, на вопрос о том, чем занимаются проектировщики и какие из вещей, используемых в повседневной жизни, являются продуктом их работы, они, скорее всего, не смогут найти ответ.
ЧТО ТАКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ?
Проектирование понимается как применение практических и научных знаний в решении задач при использовании систематизированного процесса.
Говоря простым языком, проектирование - это решение задач.
Решения задач могут иметь множество форм. Для решения одних задач проектировщики создают предметы реального мира, для решения других - оптимизируют процессы или определяют причины тех или иных событий. С проектированием связано множество разнообразных задач, в частности, если их необходимо решать с применением систематизированного подхода (речь о котором пойдет позже).
Приведенное выше определение означает, что в процессе решения поставленных задач проектировщики применяют практические и научные знания. Некоторые считают, что проектировщики берут научные знания и ищут пути их практического применения с пользой для человечества. Тем не менее, чтобы преуспеть, они должны обладать знаниями и квалификацией в различных областях.
Например, рассмотрим проектную задачу для этого изделия:
Чтобы спроектировать кронштейн для настенного крепления телевизора, изображенный выше, проектировщику требуется знание теоретических основ ряда областей науки. В их числе: классическая механика - для определения сил, воздействующих на кронштейн в условиях закрепленного на нем телевизора; проектирование конструкций - для определения способности кронштейна сопротивляться воздействию этих сил; основы производственного процесса - для изготовления кронштейна. Проектировщик должен также создать проект кронштейна. Для этого потребуются знания о типах поверхностей, на которые крепятся кронштейны, а также о винтах и гайках, необходимых для монтажа, и их количестве. Проектировщик должен иметь представление о том, каким образом конечный потребитель будет выполнять установку, а также как кронштейн будет использоваться после установки (должен ли кронштейн обладать способностью поворачиваться вверх и вниз? Влево и вправо?) Проектировщику также потребуются знания из области производства телевизоров; чтобы создать качественное изделие, оно должно быть пригодно для установки телевизоров различных типов - существуют ли общие производственные стандарты в этой области, применимые к креплениям телевизоров, что делает монтаж универсальным?
Все эти знания необходимы проектировщику для того, чтобы разработать единственное наилучшее решение. Таким образом, из данного примера видно, что для решения задачи требуются знания из различных областей науки, а также целый рад практических знаний. Откуда проектировщики черпают все эти знания? Большинство из них приобретают их в процессе обучения в ВУЗах. Чтобы стать проектировщиком, необходимо получить соответствующий диплом профильного высшего учебного заведения в области, в которой будущий проектировщик продолжит свою работу. Остальные знания приобретаются в процессе практической подготовки, а также в ходе работы. Например, молодой проектировщик может получить знания о типах крепежных средств (гайки и болты) от более опытных коллег в течение первых лет работы.
ЧТО ТАКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ?
Термин «проектирование» упоминался выше, но что именно он означает? Когда мы говорим «проектировщики работают над созданием кронштейна», о чем именно идет речь?
В словаре дается следующее определение проектирования:
- Представить образ мысленно; изобрести
- Сформулировать план для; разработать
- Спланировать систематизированную, как правило, графическую форму
- Создать или придумать для достижения конкретной цели или эффекта
- Создать или выполнить в артистичной или профессиональной манере
Более простое определение может быть сформулировано следующим образом: Проектирование - это процесс поиска и создания чего-то нового или адаптации того, что уже создано, для решения задачи и/или удовлетворения текущих потребностей. Отметим, что в определении фигурирует словосочетание «решение задачи».
ДИСЦИПЛИНЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ:
Существует несколько типов проектировщиков, каждый из них специализируется в определенной области науки и занимается решением особых задач. Количество областей проектирования практические совпадает с количеством областей научного исследования! Вот некоторые примеры. Данный список, тем не менее, не является исчерпывающим.
- Техническая акустика
- Авиационное машиностроение
- Авиационно-космическое машиностроение
- Сельскохозяйственное машиностроение
- Архитектурное проектирование
- Автомобилестроение
- Биоинженерия
- Биомеханика
- Биомолекулярные технологии
- Машиностроительная керамика
- Химическая технология
- Гражданское строительство
- Компьютерная техника
- Техника автоматизированного управления
- Электротехника
- Электроника
- Проектирование энергетических систем
- Инженерные средства защиты окружающей среды
- Тепловая (отопительная), вентиляционная, холодильная техника и техника для систем кондиционирования
- Промышленное строительство
- Проектирование производства
- Технология материалов
- Машиностроение
- Мехатроника
- Металлургия
- Горная техника
- Молекулярная техника
- Нано технологии
- Военно-морская, океанографическая и судостроительная техника
- Ядерная техника
- Оптическая техника
- Технологии производства бумаги
- Нефтехимическое проектирование
- Технологии изготовления пластмасс
- Энергетическое машиностроение
- Технологическое проектирование
- Строительное проектирование
- Проектирование систем
- Теплотехника
- Транспортное машиностроение
В рамках настоящего курса будут обсуждаться концепции, сопряженные с каждой из перечисленных областей проектирования, а также многие другие концепции, напрямую связанные с робототехникой. В их числе: робототехника, машиностроение, электротехника, компьютерная техника и пр.
Что же происходит, если для решения комплексной задачи требуется обладание научными и практическими знаниями в различных областях? Такое случается постоянно! Поэтому проектировщики часто работают совместно, организуя проектные группы.