Инженерно-техническое проектирование

В качестве этапа процесса проектирования техническое проектирование характеризуется тщательной и детальной проработкой каждого схемного конструкторского решения и подробным техническим описанием элементов системы. Если речь идёт об инженерно-техническом проектировании, то результатом такой проработки будет создание технической документации на разрабатываемую продукцию, делающей возможным переход к процессу производства. Если речь идёт, например, об организационном проектировании, то техническая документация должна демонстрировать механизм появления экономического эффекта от внедрения проекта и состав организационных решений по ключевым направлениям.

В зависимости от отраслевой, видовой и функциональной направленности техническое проектирование в структуре процесса может соседствовать с различными этапами предпроектной подготовки (с одной стороны) и этапом рабочего проектирования экспертизы и/или внедрения (с другой стороны).

Понятие и сущность технического проектирования

Инженерно-техническое проектирование как процесс предполагает изобретение системы или её компонентов с определённым набором функций, направленным на решение поставленных задач. Поскольку инновационная деятельность связана с планированием ещё не существующих технических систем или изделий, инженер комбинирует творческий потенциал, знания и навыки, решая тем самым следующие задачи, которые выстраиваются в определённую логическую последовательность.

1. Запрос на создание системы. В этой задаче выражается сущность всего процесса проектирования, который направлен на реализацию выраженной общественной потребности в новом продукте. В широком охвате этот запрос может быть выражен мнением любой общественной группы или совокупностью мнений. В узком охвате заказчик как инициатор проектирования ориентируется, в первую очередь, на целевую аудиторию. Для инженера-проектировщика эта задача выражается в необходимости определить перечень требований к техническому устройству. Требования должны быть сформулированы достаточно конкретно для того, чтобы по ним было точно понятно, каким в итоге должно быть техническое устройство, что оно должно делать и к какому результату это должно привести.

2. Детальная проработка решения. Поскольку потребности даже узкой целевой аудитории, как правило, разняться, проектировщик должен в своём выборе решений согласовать весь спектр мнений.
3. Оценка альтернативных решений. Альтернатива не может быть выбрана произвольно, поскольку она тоже возникает как сопоставимый по возможностям вариант удовлетворения требований.

В завершении выбирается единственный вариант, который и реализовывается на практике. Но уже на первом этапе, при определении чётких требований, проектировщик сталкивается с трудностями.

Сложности технического проектирования обусловлены объективными факторами, необходимостью идти на компромиссы при выборе группы проектных технологических вариантов, которые конфликтуют с другой группой тоже приемлемых вариантов. Кроме того, надо учитывать расхождение теоретических расчётов с практикой и связанные с этим риски.

К объективным факторам, довлеющим над проектировщиком, относится и фактор времени завершения части технического проектирования и сдачи документации. В реальной жизни совокупность процессуальных ограничений приводит к тому, что предпочтение отдаётся не идеальному, а функционирующему варианту изделия, характеристик которого достаточно для удовлетворения исходной потребности. Таким образом, готовое изделие в окончательном виде редко бывает идентично тому, что задумывалось изначально.

Начинаясь с исходной концепции, замысел изделия постепенно (путём прохождения итерационных циклов) усложняется. Но поскольку процесс проектирования относится к нелинейным и творческим видам деятельности, в ходе создания он может одновременно идти по нескольким направлениям. Путём комбинации методов синтеза и анализа инженер уточняет и усложняет систему. Подобная практика постоянных уточнений находит отражение в перманентной корректировке технического задания и отдельно взятых положений технического предложения и/или эскизного проекта.

С помощью анализа потенциально эффективных вариантов конструктивного исполнения производится выбор оптимального варианта. Для принятия конструктивного образа объекта производятся более точные расчёты и проводятся экспериментальные исследования параметров всего изделия и его узлов. Как расчётным, так и экспериментальным методом проверяется соответствие требованиям технического задания. Корректировка продолжается до тех пор, пока проектные решения не будут удовлетворять всем требованиям.

Результатом инженерно-технического проектирования становится технический проект, в котором содержится и необходимая для производства опытного образца документация, и сам опытный образец изделия.

Помимо вопросов конструирования, решаются вопросы технологии производства, изготовления узлов и деталей, обработки поверхностей, компоновки конструкций, а также вопросы эксплуатации. А после уточнения конструкторско-технологических и эксплуатационных характеристик объекта проектирования, уточняется и оценка его экономической эффективности.

Работы, выполняемые при разработке технического проекта

Характер и назначение изделия, а также пожелания заказчика определяют для разработчика перечень предстоящих работ. Как правило, при подготовке технического проекта проектировщик:

• выполняет расчёты, которые могут подтвердить (или опровергнуть) технико-экономические показатели (по ТЗ),
• разрабатывает и обосновывает технические решения, касающиеся показателей надёжности,
• проектирует схемы (принципиальные схемы, схемы соединения и другие),
• разрабатывает конструктивные решения, касающиеся как изделия в целом, так и отдельных его частей,
• анализирует конструкцию изделия на предмет технологичности на основании отзывов конкретных предприятий-изготовителей, что предполагает учёт условий их производства, возможностей имеющегося оборудования, требований действующей там нормативно-технической документации,

В случае если для производства необходимо приобретение дополнительного оборудования в проект вносится обоснование его разработки или покупки. Также оценивает возможность транспортировки, хранения, окончательного монтажа изделия и соответствия его экономическим и эстетическим требованиям. При этом для оценки необходимо определить (разработать) методы, средства измерения и прочие метрологическое обеспечение.

В перечень работ также входит определение эксплуатационных параметров изделия, что, помимо прочего, предполагает разработку и изготовление макетов, проходящих испытание. Для соответствия принципам проектирования разработчик проводит мероприятия, обеспечивающие нужный уровень стандартизации и унификации объекта.

Часть работ связана с номенклатурной деятельностью:

• оформлением заявок на изготовление новых объектных изделий и средств измерения их характеристик,
• проверкой патентной чистоты и оформлением заявки на изобретение,
• выявлением номенклатуры покупных изделий,
• согласованием установочных, габаритных и присоединительных размеров с потребителем и/или заказчиком,
• проверкой безопасности изделия,
• подачей предложений по пересмотру стандартов (в случае необходимости).

Отдельным пунктом идёт составление перечня работ при разработке рабочей документации, которые дополняли бы (уточняли бы) перечень, предусмотренный ТЗ, техническим предложением и эскизным проектом.

Требования к оформлению документации

ГОСТ 2.119-73 определяет, каким должен быть чертёж общего вида технических документов. В чертеже, при необходимости, приводят:

• технические требования к изделию (например, метод сварки, вид покрытия и др.),
• технические характеристики изделия, значимые при последующей работе над чертежами,
• указания о посадках деталей с размерами и максимальными отклонениями сопрягаемых поверхностей (согласно ГОСТу 2.307-68).

Ведомость технического проекта заполняется указаниями на конструкторские документы по разделам, согласно ГОСТу 2.106-96:

1. Введение. Указывается наименование, дата утверждения и номер технического задания (либо дата и номер протокола рассмотрения эскизного проекта или технического предложения).
2. Назначение и область применения. Здесь даётся краткая характеристика условий и сферы применения изделия, а также основные данные, обеспечивающие стабильность показателей при эксплуатации.
3. Техническая характеристика. Перечисляются основные технические характеристики (от мощности и расхода энергии до производительности и КПД), а также данные о соответствии-отклонениях в работе изделия от требований ТЗ и предыдущих стадий разработки.
4. Описание и обоснование конструкции. Обосновывается не только выбранная конструкция, но и схемы, упаковка, необходимость нового оборудования, дефицитных материалов, составляющих и другие технические решения. Сравниваются показатели изделия с показателями аналогов. Поверяется патентная чистота и конкурентоспособность и, если в изделии используются изобретения, то указываются номера их регистрационных свидетельств. Помимо этого, в разделе фиксируются:
   • результат макетных испытаний,
   • сведения о правилах транспортировки и хранения,
   • данные по соответствию технике безопасности и санитарным нормам.
5. Расчёты работоспособности и надёжности. В подтверждение работоспособности приводят электрические, гидравлические и пневматические, тепловые, кинематические результаты расчётов. А в подтверждение надёжности – результаты расчётов по ремонтопригодности и долговечности.
6. Организация работ с применением изделия. Даётся информация об организации работ по месту эксплуатации, которая включает:
   • данные об особенностях способов, приёмов, режимов работы с изделием,
   • анализ эксплуатационных характеристик,
   • сведения о персонале (его квалификации и численности),
   • описание способа и порядка хранения, транспортировки, монтажа и введения в эксплуатацию.
7. Технико-экономические показатели. Вносятся ориентировочные данные по цене опытного и серийного образцов и затраты на организацию производства. Экономические показатели также включают эффективность от внедрения изделия в народное хозяйство.
8. Уровень стандартизации и унификации. В разделе собираются сведения об унифицированных, стандартизированных, заимствованных элементах в изделии и показатели этих параметров. Также обосновывается возможность введения новых отраслевых и/или государственных стандартов под новую разработку.
9. Приложение к пояснительной записке. В приложение вносится:
   • копия технического задания,
   • материалы, не относящиеся к конструкторским документам, но связанные с художественно-конструкторской проработкой,
   • список документов, которые были использованы при разработке этой части проекта (в том числе – полученные от других организаций, патентных бюро и др.),
   • перечень работ, планируемых для следующей стадии,
   • сетевой график по последующей разработке и внедрению в производство изделия.

Пояснительная записка технического проекта тоже выполняется по ГОСТу 2.106-96.