Проект и проектирование в чем разница

Проектирование

Существует несколько определений термина «проектирование». В основном они характеризуют его с двух сторон, как общераспространенное понятие и с научно-технической позиции [1] :

Проектирование — деятельность человека или организации (ий) по созданию проекта, то есть прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, состояния; комплекта документации, предназначенной для создания определённого объекта, его эксплуатации, ремонта и ликвидации, а также для проверки или воспроизведения промежуточных и конечных решений, на основе которых был разработан данный объект.

От специфического для машиностроения, строительства и других отраслей науки и техники понятия «проект» (англ. design) в значении «проектная документация» следует отличать используемое в области деятельности управление проектами в контексте менеджмента понятие «проект» (англ. project, от лат. projectus — брошенный вперёд, выступающий) в значении «некоторая задача с определёнными исходными данными и требуемыми результатами (целями), обусловливающими способ её решения», «программа», «комплекс работ» и т. п.

Проектирование может включать несколько этапов от подготовки технического задания до испытания опытных образцов. Объектом проектирования является проект материального предмета.

Понятие «проектирование» не включает в себя стадию реализации проекта.

Проектирование обладает своей методологией, которая включает структуру деятельности, принципы и нормы деятельности, субъектов, объект и его модели, методы и др.

Содержание

История

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 с натурными 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:

Виды проектирования

По отраслям деятельности

По видам разрабатываемых объектов выделяют следующие виды проектной деятельности:

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.

Функциональное проектирование лежало в основе массового проектирования разнообразных объектов, особенно в эпоху СССР. При индивидуальном проектировании (отдельных зданий, предметов потребления и т. д.) разработчик стремился учитывать пожелания и особенности заказчика.

Правильный выбор функции и приоритетов сильно влияли на конечный результат. Например, известна следующая шутка времён 80-х годов:

Если считать, что назначение автомобиля — езда по дорогам, то его главной частью является двигатель. Тогда разработку автомобиля начинаем с двигателя, а в оставшееся место помещаем пассажиров. Если считать, что назначение автомобиля — перевозить пассажиров, то разработку автомобиля начинаем с салона, а в оставшееся место помещаем двигатель. В итоге, в первом случае получаем «Запорожец ЗАЗ-965», во втором — «Фольксваген Жук».

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.

Системное проектирование

К концу 20 века не только существенно возросла сложность проектируемых объектов, но и их воздействие на общество и окружающую среду, тяжкость последствий аварий из-за ошибок разработки и эксплуатации, высокие требования к качеству и цене, сокращению сроков выпуска новой продукции. Необходимость учёта этих обстоятельств заставляла вносить изменения в традиционный характер и методологию проектной деятельности.

При создании объектов их уже необходимо было рассматривать в виде систем, то есть комплекса взаимосвязанных внутренних элементов с определенной структурой, широким набором свойств и разнообразными внутренними и внешними связями. Сформировалась новая проектная идеология, получившая название системного проектирования.

Системное проектирование комплексно решает поставленные задачи, принимает во внимание взаимодействие и взаимосвязь отдельных объектов-систем и их частей как между собой, так и с внешней средой, учитывает социально-экономические и экологические последствия их функционирования. Системное проектирование основывается на тщательном совместном рассмотрении объекта проектирования и процесса проектирования, которые в свою очередь включают ещё ряд важных частей, показанных на рисунке 1.

Принципы системного проектирования

Системное проектирование должно базироваться на системном подходе. На сегодняшний день нельзя утверждать, что известен его полный состав и содержание применительно к проектной деятельности, однако можно сформулировать наиболее важные из них:

Нисходящее и восходящее проектирование

Ведение разработки объекта последовательно от общих черт к детальным называется нисходящим проектированием. Его результатом будут требования к отдельным частям и узлам. Возможен ход разработки от частного к общему, что образует процесс восходящего проектирования. Такое проектирование встречается, если одна или несколько частей уже являются готовыми (покупными или уже разработанными) изделиями.

Нисходящее и восходящее проектирование обладают своими достоинствами и недостатками. Так, при нисходящем проектировании возможно появление требований, впоследствии оказывающихся нереализуемыми по технологическим, экологическим или иным соображениям. При восходящем проектировании возможно получение объекта, не соответствующего заданным требованиям. В реальной жизни, вследствие итерационного характера проектирования, оба его вида взаимосвязаны.

Например, разрабатывая при нисходящем проектировании автомобиль (от общей схемы к его частям, например, — к мотору), необходимо увязать общую компоновку с размерами и мощностью уже выпускаемых двигателей. В противном случае придётся разрабатывать применительно к данной компоновке новый двигатель, либо изменять первоначальные варианты его расположения или схему компоновки всего автомобиля.

Структура проектирования

Проектирование, как осознанная целенаправленная деятельность, обладает определённой структурой, то есть последовательностью и составом стадий и этапов разработки проекта, совокупностью процедур и привлекаемых технических средств, взаимодействием участников процесса.

В настоящее время существуют два представления структуры проектирования, подобные по форме, но различные по целям и подходам к деятельности. Это — структура в виде стадий разработки проектной документации (стадий проектирования) и структура процесса проектирования.

Стадии проектирования

Стадии проектирования регламентированы стандартами ГОСТ 2.103-68 [5] и ГОСТ Р 15.201-2000. [6] Последовательность выполнения всех стадий образует официальную структуру процесса разработки проектной документации, которая, как правило, используется при официальных взаимоотношениях между заказчиком и исполнителем или между соисполнителями работ. Сама документация необходима для отчета перед заказчиком о проделанной работе, возможности проверки или повторения разработок другими исполнителями, подготовки производства и обслуживания изделия в период эксплуатации.
Стадии создания других систем регламентируются своими стандартами, например, для автоматизированных систем — ГОСТ 34.601-90. [7]

Структура устанавливает стадии разработки конструкторской документации на изделия всех отраслей промышленности и этапы выполнения работ внутри каждой стадии, то есть состав документации и виды работ, что помогает ответить на вопрос «Что нужно делать?» в процессе проектирования. Основные стадии структуры показаны на рисунке 2 и включают:

В процессе разработки проектной документации в зависимости от сложности решаемой задачи допускается объединять между собой ряд этапов. Этапы постановки ТЗ и технического проектирования могут входить в цикл научно-исследовательских работ (НИР), а этапы технического предложения и эскизного проектирования — образовывать цикл опытно-конструкторских работ (ОКР).

Структура процесса проектирования

Проектирование — это ещё и целенаправленная деятельность, которая обладает последовательностью процедур, ведущих к достижению эффективных решений. Соответственно, должна быть структура процесса решения задачи проектирования, которая помогает ответить на вопрос «Как это делать?». В настоящее время предложен ряд структур и алгоритмов проектирования, совпадающих в основных чертах и различающихся только в содержании или названии отдельных этапов. На рисунке 3 представлена обобщённая такая структура.

Решение любой задачи начинается с её осмысления и уточнения исходных данных. Те (технические) требования (ТТ), которые выдаются заказчиком, формулируются на языке потребителя-неспециалиста и не всегда бывают технически чёткими и исчерпывающими. Перевести требования на язык предметной области, сформулировать задачу максимально полно и грамотно, обосновать необходимость её решения, то есть сформулировать техническое задание (ТЗ), — первый и обязательный этап работы. Исполнитель выполняет его в тесном контакте с заказчиком.
В машиностроении этот этап иногда называют внешним проектированием. Этим подчеркивают, что разработка объекта уже начинается с постановки задачи (ТТ) и формирования ТЗ и активно ведётся совместно с заказчиком. Важным результатом этапа является согласование целей разработки и назначения проектируемого объекта (его функций), системы показателей качества.

Следующие этапы образуют внутреннее проектирование. Они нацелены на поиск решения задачи и выполняются разработчиком. Сюда входят этапы синтеза принципа действия, структуры и параметров проектируемого объекта:

Вследствие неполноты начальных знаний о задаче процесс проектирования — итерационен, что на рисунке 3 отражается стрелками обратных движений. С каждым циклом итерации цели проектирования всё более уточняются, появляется необходимость в дополнительных функциях и, как следствие, — потребность в разработке дополнительных частей и узлов. Решение частных проектных задач, дополняющих основное решение, также проводится в соответствии с представленной последовательностью.

На каждом этапе внутреннего проектирования выполняются следующие процедуры:

Замечено, что эффективность проектируемого объекта определяется: в первую очередь — выбранным принципом действия, во вторую — предложенной структурой и в третью — соотношением параметров.

Методы проектирования

Участники (субъекты) проектных работ

Проектирование — это один из видов работ, результатом которых является продукция-проект. Поэтому участников этих работ можно разделить на потребителей (заказчиков проектных работ) и поставщиков (исполнителей этих работ). Исполнителя-специалиста по разработке проекта обобщенно называют проектировщиком или разработчиком. Если продукция создается для собственного потребления, то возможно соединение в одном лице заказчика и исполнителя.

Поставщиком, как и потребителем, продукции, может быть организация (юридическое лицо) или конкретный человек (физическое лицо). Работы по созданию такой продукции в соответствии с Гражданским кодексом относятся к подрядным. В этой ситуации исполнитель называется подрядчиком, то есть стороной по договору подряда, которая обязуется выполнить по заданию другой стороны (заказчика) определенную работу и сдать её результат заказчику, а заказчик обязуется принять результат работы и оплатить его. Подрядчик рассматривается как первая сторона в коммерческой деятельности. Субподрядчик — организация, представляющая продукцию поставщику.

Существует ещё один участник этих работ — государство, которым создана система мер по защите потребителя посредством контроля, лицензирования, выпуска нормативной документации, регламентирующей в том числе проектную деятельность.

Источник

Дайте определение понятиям проектирование и проект. Перечислите и опишите задачи, методы и стили проектирования.

Дайте определение понятиям проектирование и проект. Перечислите и опишите задачи, методы и стили проектирования.

Проектирование – это процесс создания, преобразования и представления в принятой форме образа еще не существующего объекта (системы).

Результатом проектирования является техническая документация, по которой в дальнейшем создается проект.

Проект – совокупность технической документации, описанный состав, принцип работы, производства и обслуживания объекта (системы).

Неотъемлемая часть технической документации: чертежи, пояснительная записка, схемы.

Методы проектирования:

1) Математический (аналитический) метод – применяется если можно формализовать требования к системе и представить их в виде математической модели, после математической модели выделяется целевая функция, которая описывает качество работы системы, потом эта функция оптимизируется (находится экстремум)

2) Экспериментальный – создание макета системы (физической модели) и исследование производится на основе этой модели.

3) Эвристический. Этот метод используется при:

— выборе и формулировке цели проектирования

— при выборе физических принципов действия системы

— при выборе методов математического и экспериментального исследования

— при трактовке результатов

— при принятии решений

Суть метода заключается в том, что используется интуиция и опыт разработчика.

Цель задачи и стили проектирования

Цель – эффект (экономический, социальный, технический), который будет достигнут в результате реализации проекта

Задачи: 1. Создание новой системы

2. Модернизация существующей системы

Стили: 1. Нисходящее проектирование (переход от общего к частному)

2. Восходящее (от частного к общему)

2. Перечислите и опишите этапы и фазы проектирования технических систем. Раскройте цель и содержание каждого этапа.

Под проектом будем понимать проектно-конструкторскую и технологическую документацию, в которой представлено описание проектных решений по созданию и эксплуатации объекта (системы). Под проектированием будем понимать процесс преобразования входной информации об объекте проектирования, о методах проектирования и т. д. в проект.

1. Анализ объекта и формирование требований

Целью проектирования является тот эффект (экономический, социальный, технический), который достигается при проектировании.

При обследовании объекта, необходимо уточнить границы изучения системы, круг пользователей, для которых она создается, выделить типы объектов, подлежащих дальнейшей разработке/модернизации. Важнейшими объектами обследования являются:

1. Структурные звенья организации (структура отделов, цехов, участков, рабочих мест)

2. Функциональная структура (состав хозяйственных процессов и процедур)

Основной целью данного этапа проектирования является:

1. На основе общих сведений об объекте выяснить предполагаемый объем работ, стоимостные ограничения на используемые ресурсы, временные ограничения на процесс проектирования,

2. Провести анализ аналогичных решений (при анализе аналогов вначале должны быть выбраны критерии сравнения: стоимость; функциональные возможности; удобство настройки, сопровождения; качественные характеристики. Затем должно быть дано краткое описание каждого аналога и проведено сравнение в контексте выбранных критериев.)

2. ТЗ является основным документом, определяющим требования и порядок создания (развития или модернизации) системы, в соответствии с которым проводится разработка системы и ее приемка при вводе в действие.

3. Эскизный проект разрабатывают с целью установления принципиальных (конструктивных, схемных и др.) решений изделия, дающих общее представление о принципе работы и (или) устройстве системы/объекта. Эскизный проект: включает в себя ведомость эскизного проекта, схему организационной структуры, схему комплекса технических средств, схему функциональной структуры и др.

4. Технический проект. На этом этапе осуществляется логическая проработка функциональной и системной архитектуры, в процессе которой строится несколько вариантов компонентов системы, проводится оценка этих вариантов по показателям: стоимость, трудоемкость, достоверность и т. д. и составляется технический проект системы. Наиболее важной задачей на данном этапе можно считать разработку функциональной архитектуры.

5. Рабочая документация. Подготовление рабочей документации по установке и сопровождению системы.

6. Ввод в эксплуатацию. Этот этап можно разделить на 3 части:

1. Подготовка объекта к внедрению.

2. Опытное внедрение.

3. Сдача проекта в промышленную эксплуатацию.

7. Сопровождение системы. На этом этапе определяется чьими силами будет осуществляться техническое сопровождение проекта. В процессе выполнения этапа осуществляется регистрация сбоев, накопление статистики о качестве работы системы. Эти данные служат основой для модернизации системы в целом или ее частей.

Перечислите основные методы проектирования и опишите структуру процесса проектирования. Приведите классификацию и особенности основных параметров проектируемой системы связи.

Проектирование – это процесс создания, преобразования и представления в принятой форме образа еще не существующего объекта (системы). Результатом проектирования является техническая документация, по которой в дальнейшем создается проект.

Опишите суть и принципы системного подхода к проектированию сложных систем. В чем особенности применения данного подхода при проектировании телекоммуникационных систем?

Основы системного подхода

Системный подход подразумевает изучение разрабатываемой системы и ее поведения как единого объекта, выполняющего определенные функции в конкретных условиях с учетом взаимной связи и взаимного влияния элементов системы.

Система – это объединение некоторых составных частей в единое целое, которое можно рассматривать как единый комплекс, преследующий одну цель.

Принципы системного подхода

— система, состоящая из оптимальных элементов, в общем случае не является оптимальной

— оптимизация должна осуществляться по количественно определенному и единственному критерию, который в математической форме выражает цель программирования

— система должна оптимизироваться в условиях количественно определенных ограничений на ее параметры

Систем­ный подход позволяет на стадии проектирования оптимизировать состав оборудо­вания, избавиться от избыточности оборудования и кабельных коммуникаций, из­бежать встречной работы систем, которая часто является проблемой.

Также он позволяет найти оптимальное, в широком смысле, решение задачи проектирования за счет всестороннего, целостного рассмотрения как проектируемой системы, так и самого процесса проектирования, и способен привести к подлинно творческим новаторским решениям, включая крупные изобретения и научные открытия.

Для всех подходов к проектированию сложных систем характерны также следующие особенности:

1. Структуризация процесса проектирования, выражаемая декомпозицией проектных задач и документации, выделением стадий, этапов, проектных процедур. Эта структуризация является сущностью блочно-иерархического подхода к проектированию.

2. Итерационный характер проектирования.

3. Типизация и унификация проектных решений и средств проектирования.

6. Опишите разновидности системного подхода и особенности проектирования сложных систем. Какие способы проектирования таких систем существуют?

Системный подход подразумевает изучение разработанной системы и её поведения как единого объекта, выполняющего определённые функции в конкретных условиях с учётом взаимной связи и взаимного влияния элементов системы.

Разновидности системного подхода:

— структурный подход. Идея заключается в синтезе вариантов компоновки системы из элементов и частичном переборе этих элементов с оценкой и прогнозированием качественных параметров системы.

— блочно-иерархический. Подразумевает декомпозицию сложных описаний элементов системы на различных уровнях и рассмотрение системы на этих отдельных уровнях.

— объектно-ориентированный подход. Вносит большую структурную определенность, распределяет данные между классами объектов, также он сокращает объем спецификации благодаря введению иерархии объектов.

Для всех подходов к проектированию сложных систем характерны следующие особенности.

1) Структуризация или декомпозиция задач проектирования.

2) Итерационный характер проектирования.

3) Типизация и унификация проектных решений и средств проектирования.

Существуют следующие способы проектирования:

1) Ручное (без использования приспособлений)

2) Автоматическое (без участия человека)

3) Автоматизированное (системы автоматизированного проектирования САПР – диалог человек-ЭВМ)

— CAM (производство системы)

— CASE (разработка программных средств)

Ведется диалог между пользователем и ЭВМ. Чаще всего используют третий способ проектирования.

7. Опишите математическую трактовку задач проектирования. Какие методы и средства для решения данных задач используются?

Математический (аналитический) метод – применяется если можно формализовать требования к системе и представить их в виде математической модели, после математической модели выделяется целевая функция, которая описывает качество работы системы, потом эта функция оптимизируется (находится экстремум)

Синтез проектных решений:

1. Структурный – выбор топологии, архитектуры, технологии.

2. Параметрический – оптимизация настроек системы, выбор методов управления трафиком, пропускной способности, изменении е размера буфера с целью коррекции задержки и потерь пакетов.

Структурный синтез первичен. Процедура синтеза проектных решений выполняется человеком в процессе многовариантного анализа, либо реализуется на базе формальных методов оптимизации.

С математической точки зрения задача синтеза проектных решений сводится к задаче оптимизации.

extr F(x) – в качестве экстремума лучше исп-ть min, а не max;

x D_x, D_x =0, ψ(x)=0>

F(x) – целевая функция. Её целесообразно формировать таким образом, чтобы её оптимальное значение находилось в 0.

х – параметры системы (управляемые параметры).

D_x – обл-ть допустимых значений в простр-ве управляемых парам-в.

φ(x) и ψ(x) – ф-ии-ограничения.

y – вых. параметры сист., по этим парам-м оценивается качество работы системы.

F(Y(x)) – целевая функция.

Этапы решения задачи синтеза:

— формализация задачи и формирование целевой ф-ии;

— нахождение экстремума целевой ф-ии при известных ограничениях на её параметры.

Основная проблема состоит в том, что выходных параметров много, а целевая ф-ия одна.

Чтобы выделить целевую ф-ию существует несколько подходов:

1. Частный критерий оптимизации – среди вых. парам-в выбирают один в качестве целев. ф-ии, а условия работоспособности остальных вых. парам-в относятся к ограничениям задачи. Использование этого критерия приемлемо, если можно выделить один наиболее критичный выходной параметр.

2. Двухкритериальная задача.

3. Нахождение «не худш.» систем. Такой метод подходит для случая дискретн. выбора точки – возм. вариант конфигурации системы.

8.Опишите назначение и принцип применения диаграммы Парето при выборе проектных решений. Приведите пример использования данной диаграммы.

Постановка задачи: необходимо найти экстремум от целевой функции при .

— Если х состоит из одного параметра проводится частный критерий оптимизации. Выбирается наиболее важный параметр и ищется экстремум функции при соблюдении ограничений на остальные параметры.

— Если важны два параметра, то строится диаграмма Парето, где параметры нормализуются так, чтобы оптимальное значение находилось в начале координат.

На диаграмму наносятся все точки с возможными конфигурациями системы. Далее на диаграмму накладывают ограничения, отсекающие нецелесообразные варианты систем. Потом строится область Парето, включающая в себя точки, наиболее приближенные к оптимальным. Далее производится выбор из точек, принадлежащих диаграмме Парето по дополнительным критериям.

y1 и y2 – вых. парам-ры

Т1 и Т2 – огранич. работоспособности

· требования к ширине полосы пропускания лежат в широких диапазонах: от десятков кбит/с для низкоскоростных интерактивных приложений до тысяч Мбит/с для приложений, ориентированных на работу с графическими данными.

Трафик данных: высокоскоростная передача цифровой инфы, передача сигналов телесигнализации, телеконтроль.

Для трафик данных допустима любая задержка.

Основные характеристики трафика:

-значение трафика ( мгновенное, макс-е, пиковое, среднее и мин), бит/с;

— коэф пачечности трафика (пульсация)

— средняя длительность пикового трафика, с;
— средняя длительность сеанса связи, с;

— форматы элемента трафика;

— максим, сред, миним размеры пакета;

— интенсивность трафика запросов.

Пример временной реализации трафика одного из сервисов:

Среднее значение трафика выч-ся по формуле:

График трафика реального времени:

Коэф. пачечности и средней длительности пика:

Средняя длительность пика — средняя длительность интервала времени в течении которого воотсетствующий сервис генерирует пиковый трафик. Вычисляется по формуле: , где — число пиков в течении сеанса связи; — длительность i-го пика процесса B(t), i=1..N ( p ) и в течение i-го пика определяется выражением .

Рекомендации QoS для VoIP сервисов.

* Потери пакетов в магистралях спроектированных для предоставления VoIP сервиса высокого качества не должны превышать 0,25%.

* В соответствии с требованиями ITUG.114 односторонняя задержка не должна превышать 150 мс (в худшем случае 400 мс)

Источник