Войти
процесс инженерного проектирования - это обычная серия шагов, которые инженеры используют при создании функциональных продуктов и процессы. Процесс в высшей степени итеративный - части процесса часто необходимо повторять много раз, прежде чем можно будет ввести другую - хотя повторяющиеся части и количество таких циклов в любом проекте могут различаться..
Это процесс принятия решений (часто повторяющийся), в котором фундаментальные науки, математика и инженерные науки применяются для оптимального преобразования ресурсов для достижения поставленной цели. Среди основных элементов процесса проектирования - установление целей и критериев, синтез, анализ, построение, тестирование и оценка.
Важно понимать, что существуют различные структуры / элементы процесса инженерного проектирования. Различная используемая терминология может иметь разную степень перекрытия, что влияет на то, какие шаги будут указаны явно или считаться «высокоуровневыми» по сравнению с подчиненными в любой данной модели. Это, конечно же, применимо к любым конкретным примерным шагам / последовательностям, приведенным здесь.
В одном из примеров процесса инженерного проектирования выделяются следующие этапы: исследование, концептуализация, технико-экономическая оценка, установление проектных требований, предварительный дизайн, рабочий проект, планирование производства и проектирование инструментов, а также производство. Другие, отметив, что «разные авторы (как в исследовательской литературе, так и в учебниках) определяют разные фазы процесса проектирования с различными действиями, происходящими внутри них», предложили более упрощенные / обобщенные модели, такие как определение проблемы, концептуальное проектирование, эскизный проект, рабочий проект и проектное сообщение. Другое краткое изложение процесса из европейской литературы по инженерному проектированию включает в себя разъяснение задачи, концептуальный дизайн, вариант воплощения, рабочий проект. (ПРИМЕЧАНИЕ: в этих примерах другие ключевые аспекты, такие как оценка концепции и прототипирование, являются подмножествами и / или расширениями одного или нескольких перечисленных шагов.)
Различные этапы процесс проектирования (и даже раньше) может включать значительное количество времени, затрачиваемого на поиск информации и исследования. Следует учитывать существующую применимую литературу, проблемы и успехи, связанные с существующими решениями, затратами и потребностями рынка.
Источник информации должен быть актуальным. Обратный инжиниринг может быть эффективным методом, если на рынке доступны другие решения. Другие источники информации включают Интернет, местные библиотеки, доступные правительственные документы, личные организации, отраслевые журналы, каталоги поставщиков и отдельных экспертов.
Установление дизайна требований и проведение анализа требований, иногда называемого определением проблемы (или рассматриваемого как связанная деятельность), является одним наиболее важных элементов в процессе проектирования, и эта задача часто выполняется одновременно с анализом осуществимости. Требования к дизайну определяют дизайн разрабатываемого продукта или процесса на протяжении всего процесса инженерного проектирования. Сюда входят базовые вещи, такие как функции, атрибуты и спецификации, определяемые после оценки потребностей пользователя. Некоторые проектные требования включают параметры аппаратного и программного обеспечения, ремонтопригодность, доступность и тестируемость.
В некоторых случаях технико-экономическое обоснование, после чего разрабатываются графики, планы ресурсов и оценки для следующего этапа. Технико-экономическое обоснование - это оценка и анализ потенциала предлагаемого проекта для поддержки процесса принятия решений. В нем излагаются и анализируются альтернативы или методы достижения желаемого результата. Технико-экономическое обоснование помогает сузить масштаб проекта, чтобы определить лучший сценарий. Отчет о целесообразности генерируется, после чего выполняется пост-анализ осуществимости.
Целью технико-экономического обоснования является определение возможности реализации проекта инженера в. Это основано на двух критериях: проект должен основываться на достижимой идее и не выходить за рамки ограничений по стоимости. Для участия в этой части технико-экономического обоснования важно иметь инженеров с опытом и здравым смыслом.
Исследование концепции (концептуализация, концептуальный дизайн ) часто является этапом планирования проекта, который включает в себя выработку идей и учет плюсов и минусов их реализации. Этот этап проекта выполняется для минимизации вероятности ошибки, управления затратами, оценки рисков и оценки потенциального успеха предполагаемого проекта. В любом случае, как только инженерная проблема или проблема определена, необходимо определить потенциальные решения. Эти решения могут быть найдены с помощью идеи, умственного процесса, посредством которого генерируются идеи. Фактически, этот шаг часто называют идеей или «генерацией концепции». Ниже перечислены широко используемые методы:
Затем различные сгенерированные идеи должны пройти этап оценки концепции, на котором используются различные инструменты для сравнения и сопоставления относительных сильных и слабых сторон возможных альтернатив.
Предварительный проект, или проект верхнего уровня (также называемый FEED или базовый проект), часто устраняет разрыв между концепцией проекта и детальным дизайном, особенно в тех случаях, когда уровень концептуализации, достигнутый во время создания идей, недостаточен для полной оценки. Таким образом, в этой задаче определяется общая конфигурация системы, и схемы, схемы и схемы проекта могут обеспечивать раннюю конфигурацию проекта. (Это заметно варьируется в зависимости от области, отрасли и продукта.) Во время детального проектирования и оптимизации параметры создаваемой детали изменяются, но предварительный дизайн фокусируется на создании общей основы для построения проекта.
С. Бланшар и Дж. Фабрики описывают это так: «То, что инициирует концептуальное проектирование, порождает« как »из усилий по оценке концептуального дизайна, примененных к выполнимым концептуальным концепциям дизайна. Затем «как» вводятся в предварительный проект с помощью выделенных требований. Там они становятся «что» и направляют предварительный дизайн для решения «как» на этом более низком уровне ».
После FEED следует этап детального проектирования (детального проектирования), который также может включать закупку материалов. На этом этапе каждый аспект проекта / продукта подробно описывается посредством твердотельного моделирования, чертежей, а также спецификаций.
автоматизированного проектирования (CAD) сделали этап детального проектирования более эффективным. Например, программа CAD может обеспечить оптимизацию для уменьшения объема без ухудшения качества детали. Он также может рассчитывать напряжение и смещение, используя метод конечных элементов для определения напряжений по всей детали.
Планирование производства и разработка инструментов состоит из планирования того, как массово производить продукт и какие инструменты следует использовать в производственный процесс. Задачи, которые необходимо выполнить на этом этапе, включают выбор материалов, выбор производственных процессов, определение последовательности операций и выбор инструментов, таких как приспособления, приспособления, резка металла и инструменты для формования металла или пластмассы. Эта задача также включает дополнительные итерации, чтобы убедиться, что серийная версия соответствует стандартам квалификационных испытаний.
Инженеры формулируют проблему, которую можно решить через дизайн. Наука формулирует вопрос, который можно решить путем исследования. Процесс инженерного проектирования в некоторой степени похож на научный метод. Оба процесса начинаются с существующих знаний и постепенно становятся более конкретными в поисках знаний (в случае «чистой» или фундаментальной науки) или решения (в случае «прикладной» науки, такой как инженерия). Ключевое различие между инженерным процессом и научным процессом заключается в том, что инженерный процесс фокусируется на дизайне, творчестве и инновациях, в то время как научный процесс делает упор на Discovery. (наблюдение).
