Принципы, этапы и варианты конструкторского проектирования
Конструкторское проектирование — это процесс создания какого-либо технического объекта, заканчивающийся составлением технических требований к готовому изделий и рабочих чертежей.
На практике существуют три основных варианта конструкторского проектирования. Первый из подразумевает создание принципиально нового устройства. Второй вариант проектирования - это проектирование, в результате которого существующий объект заменяется на новый. Третьим вариантом предусмотрены улучшения технико-экономических показателей и параметров имеющегося объекта. Сам процесс конструкторского проектирования состоит из следующих этапов:
- Уточнение и формирование технического задания о назначении проектируемого объекта и его принципиальной схемы.
- Эскизное конструирование, в процессе которого определяются компоновка изделия, форма и расположение составляющих, разрабатываются правила эксплуатации и т.п.
- Разработка технического проекта с применением макетирования и эскизирования в натуральную величину. Результатом данного этапа являются выявление ошибок, уточнение геометрической формы изделия, основных размеров и т.п.
В процессе конструкторского проектирования также создается рабочий проект. На каждую составляющую разрабатывается отдельный чертеж, а в случае необходимости составляется технологическая документация с указанием оснастки. После этого изготавливается опытный образец, который проходит испытания в реальных условиях, после получения результатов устраняются все недостатки, а документация передается в массовое производство.
Конструкторское проектирование основано на двух основных принципах. Первый из них — принцип унификации, который предполагает наличие возможности использования одинаковых по функциональности и конструктивности составляющих и узлов. Второй принцип — принцип технологичности конструкции. При создании какого-либо изделия необходимо предусмотреть все, что может удешевить и облегчить его. Должны учитываться все актуальные затраты на материалы, электрическую энергию и инструмент. Однако, при этом основным направлением конструкторского проектирования остается увеличение надежности, качества и эффективности эксплуатации изделия. Самыми распространенными методами конструкторского проектирования являются: методы модификации (перестройка объекта для нормальной работы в изменившихся условиях), аналогии (использование уже известных конструкций, материалов и т.п.) и объединения (создание новых изделий посредством соединения составляющих их других конструкций).
Конструкционное проектирование электрических и электронных схем и методы их конструирования
Конструкторское проектирования современных электронных схем основано на таких науках, как техническая эстетика, системотехника, эргономика, теория решений, методы исследования операций, сетевое планирование и т.п.
Конструкция электронной схемы — это пространственно-организованная совокупность элементов, между которыми существуют тепловые, электрические, механические и другие типы связей.
При конструкторском проектировании электронных и электрических схем все задачи, решаемые конструктором, можно разделить на группы:
- Генерация возможных вариантов конструкции.
- Оценка и анализ каждого варианта конструкции для выбора самого лучшего.
При генерации вариантов можно использовать электронно-вычислительную машину. Для генерации вариантов могут быть использованы способов для увеличения ее эффективности: матрица идей, диаграмма идей, инверсия, ассоциации и синтектика. Примером диаграммы идей является любая классификация. Самый эффективный способ увеличения эффективности процесса генерации вариантов — матрица идей, которая основана на упорядочении перебора вариантов. Метод ассоциации основан на способности конструктора преобразовывать полученную информацию в такой вид, который обеспечивает ее использование в новых условиях. При использовании метода инверсии конструкторская задача рассматривается противоположно принятым позициям. Например, если создание конструкции невозможно при установленных требованиях, то исполнитель может предложить новый вариант. Метод синектики основан на увеличении продуктивности умственной работы за счет использования аналогий. Методы конструирования электрических и электронных схем делятся:
- По видам связи на геометрический и топологический.
- По способу выявления структуры связи на базовый и метод моноконструкций.
- По степени автоматизации выявления структуры связей на автоматизированный и эвристический.
