Курсовая работа (т): Выпуск новых изделий как гарантия процветания фирмы

4 Инженерное проектирование

Проектировать - это творить, создавать что-то новое. Результатом проектирования часто оказываются изделия, обеспечивающие получение прибыли. Инженерное проектирование - это непрерывный процесс, в котором научная и техническая информация используется для создания новой системы, нового устройства или процесса, приносящих обществу определенную пользу.

Умение проектировать - это одновременно и наука и искусство. Как науку проектирование можно постигнуть путем систематических занятий, накопления опыта и решения проблем. Как искусство проектирование требует полной отдачи от тех, кто стремится овладеть им. Проектирование предполагает применение анализа и синтеза. Однако нередко анализ отождествляют с проектированием, ибо считают, что если в данной ситуации проведен хороший анализ, то и проектирование выполнено хорошо. Анализ, т. е. расчленение рассматриваемой ситуации на контролируемые элементы и изучение каждого элемента в отдельности, выполняется при проектировании для проверки первоначально поставленных целей. Синтез - объединение элементов в единое целое - ближе к проектированию, чем любой другой процесс, но он должен быть творческим, чтобы комбинация объединяемых элементов была оригинальной. В процессе проектирования наука и искусство, анализ и синтез неотделимы друг от друга и проявляются одновременно.

При проектировании устройства, системы или процесса можно базироваться на одном из двух принципов: 1) эволюционные изменения и 2) создание нового. Метод эволюционных изменений характерен для первых лет промышленной революции, когда конкуренция товаров была слабой, технология совершенствовалась медленно и риск при вложении капиталов был минимальным. Если изделие совершенствуется в течение определенного промежутка времени путем внесения лишь незначительных улучшений, то риск допустить крупные ошибки невелик и конструктор может проявить свои творческие способности.

В настоящее время в большей степени, чем когда-либо, проектирование связано с непрерывным созданием новых изделий. Бурный рост научных и технических открытий, конкуренция между фирмами за рынки сбыта выдвинули на первый план создание новых изделий, что настоятельно требует внедрения технических новшеств. В этом случае творческих навыков конструктора и его способностей к анализу бывает недостаточно, поскольку нет опыта, на основе которого можно было бы принимать решения. Поэтому такая практика проектирования сопряжена с большим риском. Подобно тому как наука неотделима от искусства и анализ связан с синтезом, эволюционные изменения и появление нового происходят одновременно. С самого начала мысль конструктора должна быть направлена на создание нового, на поиск жизнеспособной идеи, обладающей оригинальностью. По мере работы над проектом конструктор непрерывно сверяет свои идеи с прошлым и текущим состоянием вопроса. Проектирование может быть нацелено на будущее, но его результаты должны основываться на том, что было известно в прошлом. Таким образом, конструктор одновременно создает новое и осуществляет эволюционные изменения.

Наибольших успехов в проектировании может достигнуть тот, кому присущи следующие качества, приобретаемые в процессе обучения (в том числе путем самообразования), а также благодаря внутренней дисциплине и любви к творчеству.

Грамотность

Конструктор должен знать физические законы и основы математики.

Мастерство

Конструктор должен разрабатывать и непрерывно совершенствовать аналитические и графические методы решения задач, методы экспериментальной работы, устные и письменные способы передачи идей.

Заинтересованность

Важно, чтобы конструктор проявлял заинтересованность и активную любознательность, обладал гибкостью мышления, проявлял научную добросовестность, ответственность за разрабатываемую конструкцию, охотно принимал решения, умел излагать и отстаивать свои идеи и стремился выносить суждения на основе опыта.

Творчество

Успех зависит также от желания избегать традиционных решений, стремление добиваться оригинальных результатов и искать области применения устройств, а также от убежденности в том, что творческое решение существует.

.1 Научный метод

Прежде чем обсуждать методику проектирования, сопоставим «метод проектирования» с «научным методом» для проведения сравнения между ними. Хотя оба эти метода не связаны друг с другом, пх существование обусловлено относительными успехами каждого из них. Результаты, получаемые при проектировании, обычно обогащают научные исследования, которые в свою очередь дают конструктору дополнительную информацию для новых разработок.

На рисунке 4.1 схематично представлены основные этапы в научном методе и методе проектирования, каждый из которых можно разбить на ряд подэтапов.

Научный метод начинается с некоторого объема существующих знаний в форме научных законов. Когда ученый наблюдает за природой в свете этих законов, его научная любознательность требует поиска, исследования или разработки повой идеи, он принимает гипотезу, объясняющую изучаемое явление.

Рисунок 4.1- Научный метод и метод проектирования(основные этапы)

Затем он проводит логический анализ гипотезы, в результате которого предложенное объяснение явления либо подтверждается, либо отвергается. Построение гипотезы и анализ повторяются несколько раз, так как анализ часто показывает слабость или порочность гипотезы, которую необходимо изменить и затем проанализировать заново. Если гипотеза подтверждается, ученый должен доказать ее справедливость своим коллегам. Наконец, идея сообщается научной общественности, тем самым увеличивается объем существующих знаний. На этом цепь пополнения знаний замыкается.

Метод проектирования начинается с получения информации о состоянии данной области: сведения о технических устройствах, материалах, методах изготовления, компонентах, процессах, состоянии рынка и т. д. Например, современное общество обеспокоено такими проблемами, как загрязнение окружающей среды и транспортные перегрузки. Фирмы пытаются создать новые системы, процессы или устройства, а конструктор определяет потребность в системе, обеспечивающей решение подобной проблемы. Затем сформулированная потребность должна быть представлена в виде математической или графической модели, выражающей концепцию. Осуществимость этой концепции проверяется путем анализа. Как и для научного метода, повторный анализ и повторное формирование концепции не обязательно приводят к тому, что идея достигает стадии производства. Производственный цикл замыкается, когда устройство оказывается приемлемым с точки зрения технологии и расширяет круг существующих технических средств. Затем цикл повторяется снова.

Хотя эти два метода сходны друг с другом и требуют аналогичной умственной деятельности, они существенно различаются мотивировкой и обстановкой, в которой протекают оба процесса. Ученым движет научная любознательность, потребность в профессиональном признании или престиже среди своих коллег, и он работает в условиях, когда время и деньги не являются определяющими факто рами. В то же время инженер-конструктор должен создавать что-то полезное обществу. Он постоянно находится под давлением фактора времени, конкуренции, состояния рынка и затрат на разработку изделия; живет в состоянии неопределенности, даже когда разработанное им изделие принято, поскольку он обязан обеспечить оригинальность изделия и его сбыт, так как конкуренты стараются создать лучшее изделие.

4.2 Процесс проектирования

При проектировании устройства, системы или процесса необходимо обеспечить выполнение ряда условий, связанных с такими факторами, как затраты, время, критерии отбора, техническая осуществимость, рабочие характеристики, производство, техническая эстетика. Для этого проектирование должно осуществляться по методике, гарантирующей получение действительно полезного изделия, имеющего шансы на успешный сбыт. Методика проектирования - это не формула и даже не инструкция, а последовательность событий, составляющих процесс проектирования, в рамках которого возможно логическое развитие конструкции. Процесс проектирования состоит из отдельных этапов (фиг. 3.2), позволяющих определить фактическое состояние разработки и последующий этап. Этапы могут повторяться, так как в процессе работы над изделием требуется принимать ряд решений. Чаще всего происходит чередование этапов, пока, наконец, не будет достигнуто такое состояние разработки, при котором возможен переход на следующий этап. Наиболее часто повторяются такие этапы, как выработка концепции и анализ, на которых общее представление о конструкции проверяется с использованием физических законов, многократно обдумывается и вновь проверяется возможность создания изделия. Формирование новых идей может происходить на этапе, изображенном на схеме, либо в зависимости от характера разработки еще раньше.

Рисунок 4.2.1 - Процесс проектирования.

Ниже кратко описан каждый этап процесса проектирования.

Определение потребности.

Конструктор, сталкиваясь с определенной ситуацией, которая его раздражает или волнует, стремится что-то сделать для ее изменения, и его творческое воображение под действием этого стимула определяет существующую потребность.

Определение цели

Формулировка в общих выражениях характеристик системы, устройства или процесса, которые удовлетворяют эту потребность.

Научные исследования

Сбор всей доступной информации, связанной с решением поставленной цели.

Формулировка задания

Перечень данных и параметров, обеспечивающих достижение поставленной цели.

Формирование идей

Процесс рождения новых идей.

Выработка концепции

Оригинальная, новаторская, творческая, изобретательская деятельность в форме выработки вариантов возможных решений поставленной цели. На этом этапе обычно выполняются эскизы от руки.

Анализ

Проверка выбранных концепций на соответствие физическим законам.

Эксперимент

Создание опытного образца и лабораторные испытания (определение рабочих характеристик, работоспособности, надежности и долговечности).

Решение

Описание системы, процесса или устройства в виде отчета, содержащего описание изделия, рабочие чертежи, технические условия, перечень деталей и калькуляцию затрат.

Производство

Определение объема производства и потребности в производственном оборудовании; методы изготовления продукции, приобретение сырья и полуфабрикатов, автоматизация, календарное планирование, контроль качества и приемочный контроль.

Распределение продукции

Установление конкурентоспособных цен, реклама, нахождение рынков сбыта, обеспечение прибыли.

Потребление

Контакты с потребителями, ремонт, обслуживание.

Заключение

В заключении отметим еще раз, что проектировать - это творить, создавать что-то новое. Результатом проектирования часто оказываются изделия, обеспечивающие получение прибыли. Инженерное проектирование - это непрерывный процесс, в котором научная и техническая информация используется для создания новой системы, нового устройства или процесса, приносящих обществу определенную пользу. Проектирование состоит из следующих этапов. Определение потребности. Определение цели. Научные исследования. Формулировка задания. Формирование идей. Выработка концепции. Матрицы решение. Анализ. Эксперимент. Решение. Изготовление изделия. Распределение продукции. Потребление. Принятие субъективных решений. Общие принципы. Графические и аналитические методы. Поиск компромиссных решений. Проектирование - это творческий и чрезвычайно трудоемкий процесс, начиная с генерации идеи и заканчивая ее воплощением в жизни. Инженер должен четко представлять этот процесс, должен найти допустимое решение, сделать правильный выбор при реализации поставленной задачи. Проектирование является «научным» искусством. Осознав цели и задачи, четко представляя конечный результат, инженер-проектировщик способен воплотить свои замыслы в жизнь, и тогда свет увидит новое устройство, новая система, новый технологический процесс.

Список использованных источников

.        Гуленков, В.Ю. Архитектура внешнего мира //Методический материал//М.: Совинстандарт, 1991. - 41 стр.

2.      Дукарский, С.М. Автоматизированная система технологической классификации // Наука и искусство проектирования-2006-№2;

.        Рубин, Г.Я. Система группирования изделий машиностроения //РИСК-2006-№1;

.        Смиронов, Е.С. Система классификации технологической документации //Наука проектирования-2005-№9;

.        Шляпников В.И. Российский комплекс//Машиностроительный комплекс-2006-№1;