Человечество давно забыло время, когда оно жило собирательством и примитивной охотой и когда ему не требовалось не только машин, но и простейших орудий труда. С тех пор потребности как общества, так и отдельных его представителей значительно изменились и продолжают изменяться настолько интенсивно, что удовлетворять их стало возможно только при наличии мощной, многоотраслевой промышленности, высокомеханизированного сельского хозяйства, оснащенной уникальным оборудованием науки, не способных выполнять свои функции без огромного числа механизмов, машин, приборов других технических систем.
Опыт истории и естествознания говорит о том, что человечество в течение всего времени своего существования стремилось использовать силы природы для облегчения своего труда и увеличения его производительности. В переживаемую эпоху это делается следующим образом. Предположим, в обществе объективно созрела (или целенаправленно сформирована) потребность в каком – либо изделии или продукте. Наиболее активные члены общества организуют его производство, заранее предвидя выгоды от реализации этого продукта. При этом они учитывают сложность изделия или продукта и предполагаемый объем спроса. Исходя из этого, они намечают тип будущего производства: индивидуальное, серийное, массовое. Если речь идет о паре сапог (индивидуальное производство), то проблема решается в результате простого обращения к ближайшему сапожнику, которому кроме шила из обломка отвертки никакого оборудования не надо, потому что колодку он сделал сам из рядом растущей липы. Но если предприниматель задумал обуть в текущем сезоне в свои сапоги пол – Европы (массовое производство), то ему не обойтись без высокомеханизированного предприятия. А его не создашь, обратившись к ищущим себе применение токарю, фрезеровщику, слесарю и т.д. с приказанием: «сделайте мне обувную фабрику на миллион пар сапог в год». Каждому из них надо дать чертеж какой – либо детали требуемого для фабрики оборудования. Так во выпуск таких «чертежей» (проектов машин, станков, автоматических линий) – задача и конечная цель проектно – конструкторского процесса. С него и начинается то ли новый вид деятельности, то ли совершенствование старого в промышленности (новый товар, продукт), сельском хозяйстве (повышение урожайности, интенсификации уборки), науке (исследование явлений, создание новых материалов). В свою очередь, процесс проектирования интенсифицируется и облегчается благодаря достижениям промышленности, появлению нового оборудования и постоянному его совершенствованию.
С другой стороны – все существующие машины, приборы и технические системы представляют собой в общем случае реальные конструкции в виде совокупности физических тел и веществ определенных форм и размеров, предназначенных для выполнения заданных функций в конкретных условиях. Их создают на основе всестороннего исследования исходных условий и решения научных и технических задач, направленных на достижение заданных результатов.
Таким образом, прогресс в любой области человеческой деятельности невозможен без проектирования, а грамотное, быстрое и квалифицированное проектирование невозможно без достижение промышленности. Тут прослеживается не только связь процесса проектирование со всеми областями человеческой деятельности, но и их определенная взаимосвязь.
Этапы проектирования машин: выявление потребности, постановка задачи, изобретательство, инженерный анализ, принятие решений, представление результатов (Краткое содержание проектной процедуры).
Развитие машиностроения, обусловленное необходимостью производить все новые и новые машины, непрерывно связано с развитием машинопотребляющих отраслей промышленности сельского хозяйства и науки. В промышленности (как и в жизни вообще) происходит процесс непрерывного совершенствования (технический процесс): растет объем выпускаемой продукции, сокращается производственный цикл, появляются новые технологические процессы, меняются компоновка технологических линий, состав и расстановка оборудования, непрерывно повышается уровень механизации и автоматизации производства. Соответственно возрастают требования к характеристикам машин, их производительности, степени автоматизации. Некоторые машины с появлением новых технологических процессов становятся ненужными. Возникает необходимость создания новых машин или коренного изменения старых.
В результате анализа сложившейся конъюнктуры устанавливается «узкое место», препятствующие дальнейшему прогрессу, выявляется потребность в новой технике.. Необходимость перехода к новой технике может подсказать и развитие науки, в результате которого на «рынок идей» поступают научные продукты (идеи, открытия, изобретения), способные служить основой для принятия конкретных технических решений крупного масштаба. Серьёзным стимулом для создания новой техники является также боязнь отстать или стремление обогнать конкурентов (другие фирмы, государства и т.д.).
После выявления и констатации потребности в новой технике ставится задача на проектирования конкретной машины, базирующаяся не просто на желании, а на определенной, поддающейся формулировке идее. Задача должна быть поставлена четко и ясно, и, вместе с тем, в ее формулировке должны содержаться основные требования к объекту проектирования на основе которых может быть разработано техническое задание.
При постановке задачи необходимо установить: - объект проектирования; - область применения проектируемого изделия и условия его эксплуатации; - ориентировочную программу выпуска изделия; -лимитную цену изделия.
При необходимости указывают также: - основные параметры и характеристики изделия, в том числе требуемые показатели качества и надежности, технологичности, эргономичности, патентной части и др.; - ссылки на технические документы, использование которых необходимо при проектировании (чертежи прототипа и аналога, элементы которых подлежат заимствованию); другие требования или ограничения (вид привода, систем управления, метода наладки, степень автоматизации, технологические ограничения и т.д.).
После этого в рамках, очерченных постановкой задачи, начинается формирование идеи (изобретательство) объекта, подлежащего проектированию. Процесс формирования идей имеет сложную природу и является творческим процессом, сравнимым с процессом художественного творчества в искусстве, результатом умственной деятельности человека./Сравнительно недавно широко пропагандировались программы изобретательства на ЭВМ/
Человек мыслит обычно зрительными образами, которые соответствуют отдельным функциональным решениям стоящей перед ним задачи. При мысленном решени и сложных пространственных задач происходит расчленение процесса поиска решения на отдельные шаги, чередующиеся во времени и пространстве. Это упорядоченный по функциональным признакам творческий процесс, на каждом этапе которого принимается решение, целиком ориентированное на какую-либо реализацию конкретной функции, можно определить как оригинальное конструирование (изобретательство).
Идея, сформированная в результате решения поставленной задачи, должна быть подвергнута инженерному анализу на предмет ее применимости в данной конкретной ситуации. Это обеспечит рациональность решения поставленной задачи. Анализ заключается в выработке оценки предлагаемой идеи на основании принятых критериев и методов определения этих критериев.
Первым шагом в процессе инженерного анализа является формулирование его цели. От формулировки цели зависит содержание анализа, его направленность, а следовательно и его результат, она должна быть краткой, четкой и содержать указание на ожидаемый результат.
Следующим шагом является построение модели (аналитической или физической). Целью построения модели является получение данных и их оценка для установления соответствия ожидаемых показателей качества спроектированного изделия (процесса) показателям, предусмотренным техническим заданием, и для выбора наиболее рационального варианта решения. Использование модели позволяет выполнить оптимизацию сформированной идеи – внесение усовершенствований, которые допускаются ограничениями, наложенными на процесс проектирования.
Результаты анализа являются основанием для принятия решения. Это может быть заключение о необходимости пересмотра предлагаемой идеи или даже цели проектирования. В таком случае операции формирования идеи и инженерного анализа повторяются, пока не будет найдено приемлемое решение или доказана невозможность решения задачи в данной постановке (данного варианта). Решением может быть обоснование продолжения разработки данного варианта, совершенствование его конструкции, режимов или же отказ от разработки.
Заключительной операцией проектной процедуры является представление результатов (изложение проектного решения). Эта операция заключается в выдаче проектной документации (проектных материалов). Виды, состав и порядок представление проектной документации предусмотрены соответствующими стандартами ЕСКД, ЕСТД и оговариваются в техническом задании на разработку изделия.
