Составные элементы инженерного проектирования

План работы



Задание 1. Составные элементы инженерного проектирования

Задание 2. Освоение нового изделия 

Задание 3. Приведите примеры оформления текстовой и чертежной документации при освоении нового изделия.

Список использованных источников информации




Задание 1

Составные элементы инженерного проектирования



Проектирование (по ГОСТ 22487-77) - это процесс составления описания, необходимого для создания еще несуществующего объекта (алгоритма его функционирования или алгоритма процесса), путем преобразования первичного описания, оптимизации заданных характеристик объекта (или алгоритма его функционирования), устранения некорректности первичного описания и последовательного представления (при необходимости) описаний на различных языках.

Инженерное проектирование - это процесс, в котором научная и техническая информация используется для создания новой системы, устройства или машины, приносящих обществу определенную пользу.

Проектирование как особый вид инженерной деятельности формируется в начале ХХ столетия и связано первоначально с деятельностью чертежников, необходимостью точного графического изображения замысла инженера для его передачи исполнителям на производстве. Однако постепенно эта деятельность связывается с научно-техническими расчетами на чертеже основных параметров будущей технической системы, ее предварительном исследованием. 

В инженерном проектировании следует различать "внутреннее" и "внешнее" проектирование. Первое связано с созданием рабочих чертежей (технического и рабочего проектов), которые служат основными документами для изготовления технической системы на производстве; второе – направлено на разработку общей идеи системы, ее исследование с помощью теоретических средств, разработанных в соответствующей технической науке. Проектирование следует отличать от конструирования. Для проектировочной деятельности исходным является социальный заказ, т.е. потребность в создании определенных объектов. Продукт проектировочной деятельности в отличии от конструкторской выражается в особой знаковой форме – в виде текстов, чертежей, таблиц и т.д. Результатом конструкторской деятельности является опытный образец, с помощью которого уточняются расчеты, проводимые в проекте и конструктивно-технические характеристики проектируемой технической системы. 

В инженерной сфере процесс проектирования часто противопоставляется исследованиям и разработкам и сравнивается с ними, чтобы показать их сходства и различия. Другая тенденция развития проектирования включает анализ и моделирование практических видов деятельности человека, процессов управления и принятия решения. Процесс принятия решения базируется на теории статистических решений, теории решений в конфликтных ситуациях, на анализе операций и методах исследования операций, методе оптимизации и т. д. 

Для современной проектировочной деятельности характерны следующие тенденции: 

расширение спектра информации, которая принимается в процессе проектирования. Сегодня необходимо учитывать широкие связи и отношения систем, большое число различных профессиональных сфер, которые замыкаются на проектировочную деятельность. Эта тенденция проявляется и в создании многоцелевых банков данных и автоматизированных систем. Сложные проекты дают возможность многоцелевого применения данных на различных фазах процесса проектирования и последующих фазах использования; 

возрастающая сложность и математическая трудность инженерных расчетов в процессе проектирования. Эта тенденция проявляется из-за необходимости более детального анализа и моделирования основных компонентов с помощью компьютера. В области применения теории вычислительных машин недавно выделились две новые сферы – обработка данных и научно-технические расчеты; 

сложность процесса проектирования выдвигает настоятельную необходимость его специального исследования, имитации, проверки возможности различных вариантов планируемых решений. Отсюда возникает совокупность технических информационных и других требований, включаемых в оценочную деятельность; 

прогностическая сторона проекта. Проектировочная деятельность должна быть научно и технически обоснована на базе новейших результатов исследования и разработок, доступных здесь и сейчас. Но в то же время проектировщик всегда должен принимать во внимание более или менее отдаленное будущее, перспективу. Т. е. Проектирование все более смещается с эмпирически данного мира на область "возможных миров", которые могут и улучшить и ухудшить ситуацию, существующую в нашем современном мире. 

Инженерное проектирование не может рассматриваться в отрыве от инженерной графики, одной из целей которой является обучение студентов работе с различной по виду и содержанию графической информацией, основам графического представления информации, методам графического моделирования геометрических объектов, правилам разработки и оформления конструкторской документации, графических моделей явлений и процессов.

При изучении инженерного проектирования уделяется особое внимание таким элементам как:

конструкторская документация;

оформление чертежей;

элементы геометрии деталей;

изображения, надписи, обозначения;

аксонометрические проекции деталей;

изображения и обозначения элементов деталей;

изображение и обозначение резьбы;

рабочие чертежи деталей;

выполнение эскизов деталей машин;

изображения сборочных единиц;

сборочный чертеж изделий;

Компьютерная графика – составная часть инженерной графики, и предметом ее изучения определены следующие темы:

геометрическое моделирование и решаемые ими задачи;

графические объекты, примитивы и их атрибуты;

представление видеоинформации и ее машинная генерация;

графические языки;

архитектура графических терминалов и графических рабочих станций;

реализация аппаратно-программных модулей графической системы;

базовая графика;

пространственная графика;

современные стандарты компьютерной графики;

графические диалоговые системы;

применение интерактивных графических систем;



Задание 2

Освоение нового изделия



При любом производстве перед предпринимателем стоит проблема правильного и качественного освоения выпуска нового изделия с минимальными затратами. Для этого прежде всего необходимо выбрать и придерживаться определенной стратегии, в основе которой всегда лежит инженерное проектирование.

Для освоение нового изделия необходимо следующее:




Определение потребности в изделии и необходимости его проектирования

Решение проблемы финансирования:

на основе заказа-наряда

по договору о подряде

на основе самофинансирования

за счет спонсоров и т.д.

Техническое задание(ТЗ)

Проектирование изделий:

техническое предложение(ТП)

эскизный проект(ЭП), возможно изготовление и отладка опытного образца

технический проект(ТП)

рабочая документация(РД)

Технологическая подготовка производства:

закупка материалов

разработка технологических процессов

разработка управляющих программ

закупка комплектующих и т.д.

Изготовление деталей, сборка изделия и контроль

Технико-экономические показатели объектов новой техники оформляются в виде технического на разработку и освоение, исходный текст которого составляет организация-заказчик - это текстовый документ, в котором указываются: наименование продукции; цель и работы; предполагаемый разработчик; ориентировочная потребность в продукции на определенный срок; лимитная цена единицы заказываемой продукции: заявки (изготовление опытного образца и начало промышленного производства); источники финансирования; заключение организации-разработчика.

Заявка передается организации-разработчику (с оформлением заказа-наряда или договора). Установление потребности в новой продукции должно вести к формулированию общей технической задачи, которая отражается в техническом задании. Оно определяет основные направления разработки конструкции и принцип работы будущего изделия, отражает его технические и технико-экономические характеристики. Техническое задание разрабатывается на основе исходных требований, изложенных в заявке, а также результатов выполненных научно-исследовательских и экспериментальных работ, научного прогнозирования, анализа передовых достижений и технического уровня отечественной и зарубежной техники, изучения патентной документации и др. Конкретное содержание этого документа определяют заказчик и разработчик, а при инициативной разработке -только разработчик. Техническое задание должно содержать все исходные данные, необходимые для создания проекта изделия, но не более. Оно не должно содержать описание конкретных вариантов конструкций, сковывающих творчество разработчика и мешающих ему в поисках нового.

Техническое задание не является конструкторским документом и оформляется в соответствии с ГОСТ. Техническое задание на продукцию, разрабатываемую и выпускаемую по документации, предусмотренной стандартами ЕСКД, должно включать следующие разделы: наименование и область применения, основание для разработки; цели и назначение разработки, источники разработки, технические требования, экономические показатели, стадии и этапы разработки, порядок контроля и приемки, приложения.

Техническое задание является основанием для выполнения проектных конструкторских работ.

Стадии разработки конструкторской документации. Процесс разработки конструкторской документации подразделяется на четыре стадии: техническое предложение, эскизный проект, технический проект и рабочая конструкторская документация. На каждой стадии решается определенный круг вопросов. Государственный стандарт ЕСКД не обязывает выполнять все стадии, поэтому проектные организации пропускают некоторые из них.

Техническое предложение разрабатывается в том случае, если это предусмотрено техническим заданием, и значит, не всегда входит в план проектных работ. Объем технического предложения также определяется техническим заданием.

Техническое предложение - начальная стадия проектирования. Оно является ответом проектировщика на задачи, требования и ограничения, приведенные в техническом задании.

На стадии технического предложения создаются конструкторские документы с техническим и технико-экономическим обоснованием целесообразности разработки документации изделия на основании анализа технического задания заказчика и различных вариантов возможных решений изделия, сравнительной оценки решений с учетом конструкторских и эксплуатационных особенностей разрабатываемого и существующих изделий, а также патентных материалов. Техническое предложение помогает выявить дополнительные или уточненные требования к изделию, его технические характеристики, показатели качества, которые не могли быть указаны в техническом задании.

Наиболее важные работы на этой стадии:

выявление и конструктивная проработка вариантов возможных технических решений, установление особенностей этих вариантов;

проверка соответствия вариантов требованиям техники безопасности и производственной санитарии;

сравнительная оценка вариантов технических решений по всей совокупности выявленных свойств и показателей, конструктивным и эксплуатационным особенностям разрабатываемого и существующих изделий;

выбор оптимального варианта изделия и установление требований к последующей стадии разработки.

При необходимости экспериментального сравнения прорабатываемых вариантов изготавливают и испытывают макеты.

В число документов технического предложения могут входить схемы: кинетические, гидравлические, электрические и др., они отражают принципиальную связь между отдельными элементами изделия без уточнения его конструктивных особенностей.

Техническое предложение после его рассмотрения и согласования служит основанием для выполнения эскизного или технического проекта. В результате работ, проведенных на стадии технического предложения, определяют один из нескольких приемлемых вариантов изделия и требования к последующей стадии разработки. Такой стадией в случае необходимости является эскизное проектирование.

При выполнении эскизного проекта разрабатываются принципиальные конструктивные решения, дающие более полное (по сравнению с предыдущей стадией) представление об устройстве изделия, а также определяются технические данные, основные параметры, размеры. На этой стадии выполняется конструкторская проработка оптимального варианта изделия, прочерчиваются основные параметры изделия, прорабатываются необходимые схемы (принципиальные, кинематические, электрические и др.). В частности, подтверждаются или уточняются требования к изделию, установленные техническим заданием и техническим предложением, определяются дополнительные технико-экономические характеристики и показатели качества изделия, выявляются на основе проработок новые комплектующие изделия и материалы, которые должны быть разработаны другими организациями и предприятиями, и составляются технические требования к этим изделиям и материалам. При необходимости решаются основные вопросы технологии изготовления изделия.

Далее выполняется технический проект изделия. При разработке технического проекта в общем случае проводятся следующие основные работы:

разработка конструктивных решений изделия и его составных частей, принципиальных схем, схем соединения и др.;

выполнение технико-экономических расчетов, подтверждающих соответствие предлагаемых решений техническому заданию и условиям производства изделия;

оценка эксплуатационных данных изделия (удобство обслуживания, ремонтопригодность, взаимозаменяемость и др.), а также его эстетичности и эргономичности, соответствия принимаемых решений требованиям безопасности и производственной санитарии;

проведение экспериментальных работ (с созданием при необходимости макетов и стендовых установок) для проверки показателей исходных материалов и составных частей изделия;

окончательное оформление заявок на разработку и изготовление комплектующих изделий и материалов, применяемых в изделии;

определение работ, которые следует провести при составлении рабочей конструкторской документации в дополнение к работам, предусмотренным техническим заданием и выполненной ранее проектной документацией.

Выполнением технического проекта завершается этап конструирования изделия в целом. Проект содержит окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве изделия. Разработка технического проекта включает в себя и работы по выполнению совокупности конструкторских документов, относящихся к этой заключительной стадии проектирования.

Завершает стадию разработки конструкторской документации формирование комплекта рабочих конструкторских документов, необходимых для технологической подготовки производства и организации процессов изготовления в заданных объемах. Рабочая документация является основной продукцией проектной организации.

Основная цель разработки конструкторской документации на этой стадии - поэтапное доведение конструкции изделия по результатам его изготовления, опытной проверки и технологической подготовки производства до соответствия требованиям технического задания и условиям выпуска изделий со стабильными показателями качества.

Задание 3

Приведите примеры оформления текстовой и чертежной документации при освоении нового изделия.

В качестве примера оформления чертежной документации здесь приводится эскизный чертеж вала-шестерни.

Классическим же примером оформления текстовой документации является спецификация прилагающаяся к сборочному чертежу, здесь приведен пример спецификации к сборочному чертежу планетарного редуктора.




Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3



 Разраб.



 Провер.



 Реценз.



 Н. Контр.



 Утверд.



Колесо зубчатое 

Лит.

Листов

1







Список использованных источников информации



Л. Тондл, И. Пейша, Методологические аспекты системного проектирования. - "Вопросы философии", 1982, №10, с. 87.

Философия науки и техники: Учеб. Пособие./В.С. Степин, В.Г. Горохов, М.А. Розов. - М.: Контакт – Альфа, 1995. – 384с.

Митчем К., Что такое философия техники? / Пер. с англ. Под ред.В.Г. Горохова. – М.: Аспект Пресс, 1995. 149с.

Гуд Г.Х., Макол Р.Э. Системотехника. Введение в проектирование больших систем. – М.: Наука, 1962.

Ридлер А. Цели высших технических школ / Бюллетени политехнического общества. 1901. №3. С.133.

Кибернетика и математическая логика". М., 1984, с. 147-169.

Энгельмейер П.К. В защиту общих идей в технике / Вестник инжененров. 1915. №3. С.99.