Оптимальное проектирование

История

В античные времена проектирование рассматривалось как «наука архитектора»^[3]. Деятельность архитектора была связана не только с возведением зданий, но и с созданием строительных и военных машин. Описание системы знаний и принципов организации этой науки представлено в труде римского архитектора и механикаВитрувия, жившего 2 тысячи лет назад в эпоху Цезаря и Августа.

Проектирование в СССР

В ранний период истории СССР проектирование являлось одним из наиболее «узких мест» строительства. Существовало индивидуальное кустарное проектирование. Только в 1929 г. начинали создаваться специальные проектные организации^[4].

Проектные конторы разделялись на республиканские и местные. Республиканскими конторами, проектирующими гражданское строительство, являлись: Гипрогор и Коммунстрой, деятельность которых координировалась с проект­ными конторами областного значения — в частности по Москве — МосПроект, МособлжилСоюз, по Ленинграду — Жилгражданстрой и т. д. 3. В целях построения единого плана работ по проектированию гражданского строительства для 1932 г. как правило устанавливалось, что: а) программы республиканских проектных контор РСФСР по гражданскому стро­ительству охватывали проектные работы для сверхлимитного индивидуального, типового и нижелимитного типового строительства; б) программы местных проектных контор (автономных республик, краевых и областных) охватывали проектные работы для нижелимитного не типового строительства и по приспособлению типовых проектов к земельным участкам; проектирование для сверхлимитного индивидуального и типового строительства допускалось в порядке пла­новой увязки этих работ с программами указанных выше республиканских проектных контор^[5].

Понятие конструирования

Внутри процесса проектирования, наряду с расчетными этапами и экспериментальными исследованиями, часто выделяют процесс конструирования.

Конструирование — деятельность по созданию материального образа разрабатываемого объекта, ему свойственна работа снатурными моделями и их графическими изображениями (чертежи, эскизы, компьютерные модели). Эти модели и изображения, а также некоторые виды изделий называют конструкциями. Например, конструирование форм одежды, конструирование интерьеров, разработка конструкции машины, конструктивные и объёмно-планировочные решения объекта капитального строительства, металлоконструкция, строительные конструкции.

Слово «конструкция» часто употребляется в значении «структура», «устройство», например, конструкция предложения в лингвистике или организация эстетического материала в искусстве.

Конструирование может осуществляться:

• вручную при помощи чертёжных инструментов, например, кульмана (чертёжного стола);
• автоматизированно — при помощи систем автоматизации проектных работ (САПР);
• автоматически (без участия человека) при помощи Интеллектуальной информационной системы.

Виды проектирования

По отраслям деятельности

Можно привести следующие примеры видов проектирования по отраслям деятельности:

• проектирование инженерных систем (вентиляции, газопроводов, электросетей и др. инфраструктуры);
• архитектурно-строительное проектирование;
• градостроительное проектирование;
• дизайн интерьера;
• ландшафтный дизайн;
• проектирование программного обеспечения;
• и т.д.

По подходу к проектированию

Функциональное проектирование

Любой объект служит лишь материальным носителем функции, то есть функция — первична, объект — вторичен и создается по причине невозможности иными, нематериальными средствами удовлетворить потребности людей. Так, автомобиль нужен для перевозки грузов и людей (функция — перемещать в пространстве, создан вследствие нереальности перемещения предметов только усилием мысли), назначение ручки — писать, а книги — хранить информацию и т. д.

Наряду со словом «функция» часто используется слово «назначение», особенно при рассмотрении не технических объектов.

Функциональное проектирование нацелено, прежде всего, на создание эффективно работающего объекта. Выполнение требуемой функции — главная цель и основа разработки объекта. Во внимание принимаются, прежде всего, функциональные показатели качества и показатели надёжности.

Оптимальное проектирование

Процесс проектирования всегда подчинён необходимости учёта интересов двух групп людей: производителей и потребителей продукции (товаров, работ, услуг). Каждая из групп стремится к удовлетворению своих требований к продукции, часть из которых может быть взаимоисключающей. Также, процесс решения практической задачи всегда многовариантен, и перед разработчиком встаёт проблема аргументированного выбора окончательного варианта. Например, автомобиль должен не только обладать высокой скоростью и мощностью двигателя, но и низкой стоимостью, комфортабельностью, экологичностью, быть выгодным для производителя и т. д.

Проектирование, целью которого является не только поиск функционально эффективных решений, но и удовлетворение разных, порой противоречивых потребностей людей, обоснованный выбор окончательного варианта, стали называть оптимальным проектированием (критериальным проектированием, вариантным проектированием). Активно оно начало применяться со второй половины 20 века благодаря достижениям теории принятия решений и теории исследования операций и широкому распространению вычислительной техники, позволившим разработать соответствующие методы, в обозримые сроки просчитывать многочисленные варианты и решать сложные математические задачи.

Большое значение в оптимальном проектировании отводится подготовке на этапе технического задания полного перечня требований к разрабатываемому объекту, выделению среди них показателей качества и преобразованию наиболее важных из них в критерии оптимизации. Показателен в этой связи девиз одной японской фирмы — «Мы не создаем технику, мы создаем человека».

К типовым требованиям к научно-технической продукции относят требования функциональные (показатели назначения), надёжности, технологичности, стандартизации и унификации, ограничения вредных воздействий (эргономичность и экологичность), эстетичность, экономичность, патентно-правовые. Требования к другим видам продукции во многом совпадают с перечисленными.