Suunnittelu on prosessi, jossa määritellään järjestelmän tai sen osan arkkitehtuuri , komponentit , rajapinnat ja muut ominaisuudet (ISO 24765). [1] Suunnittelun tulos on projekti - kokonaisuus malleja , ominaisuuksia tai ominaisuuksia, jotka on kuvattu järjestelmän toteuttamiseen sopivassa muodossa. [2] :272
Suunnittelu yhdessä vaatimusanalyysin kanssa on osa järjestelmän elinkaaren suurempaa vaihetta , jota kutsutaan järjestelmän määrittelyksi . Tämän vaiheen tulokset ovat syötetietoa järjestelmän toteutusvaiheelle ( suoritusmuoto ) ( eng. system realisation ). [2] :268
Järjestelmäsuunnittelun tavoitteena on edustaa järjestelmää aiotun tarkoituksen, periaatteiden ja tarkoituksen mukaisesti; se käsittää sen arkkitehtuurille sopivien ja määrättyjen rajoitusten puitteissa sopivien järjestelmäkomponenttien arvioinnin ja valinnan. [2] :272
Tällä hetkellä on vahva suuntaus pitää arkkitehtuuri- ja yksityiskohtainen suunnittelu erillisinä toimintoina; niitä yritetään määritellä erillisiksi käytännöiksi, mutta tämäntyyppiset suunnittelut ovat suurelta osin "kietoutuneet". Arkkitehtoniset päätökset nähdään abstrakteja , käsitteellisiä ja globaaleja kuin "normaali" suunnittelu päätöksiä; ne tähtäävät koko tehtävän onnistumiseen ja järjestelmän korkeimmalle tasolle. [2] :272 Yksityiskohtainen suunnittelu puolestaan määritellään prosessiksi, jossa esisuunnittelua (arkkitehtuuria) täsmennetään ja laajennetaan siihen pisteeseen, jossa projekti on täysin toteutettu. [yksi]
Muinaisina aikoina suunnittelua pidettiin " arkkitehdin tieteenä " [3] . Arkkitehdin toiminta ei liittynyt vain rakennusten rakentamiseen , vaan myös rakennus- ja sotilaskoneiden luomiseen . Kuvaus tämän tieteen tietojärjestelmästä ja organisointiperiaatteista on esitetty roomalaisen arkkitehdin ja mekaanikon Vitruviuksen työssä, joka eli 2 tuhatta vuotta sitten Caesarin ja Augustuksen aikakaudella. .
Neuvostoliiton historian alkuaikoina suunnittelu oli yksi rakentamisen pullonkauloista . Siellä oli yksilöllinen käsityösuunnittelu . Vasta vuonna 1929 alettiin perustaa erityisiä suunnitteluorganisaatioita. .
Suunnittelutoimistot jaettiin tasavaltaisiin ja paikallisiin. Republikaanien siviilirakentamista suunnittelivat toimistot olivat: Giprogor ja Kommunstroy , joiden toimintaa koordinoitiin alueellisesti merkittävien suunnittelutoimistojen kanssa - erityisesti Moskovassa - MosProekt , MosoblzhilSoyuz , Leningradissa - Zhilgrazhdanstroy jne.
Maa- ja vesirakennussuunnittelun yhtenäisen työsuunnitelman rakentamiseksi vuodelle 1932 pääsääntöisesti todettiin, että:
a) RSFSR :n tasavaltaisten maa- ja vesirakentamisen suunnittelutoimistojen ohjelmat kattoivat suunnittelutyöt ylirajoitetun yksittäisen, vakio- ja matalarajaisen standardirakentamisen osalta;
b) paikallisten suunnittelutoimistojen (autonomisten tasavaltojen, piirikuntien ja oblastien) ohjelmat sisälsivät suunnittelutyöt matalarajaiseen, epätyypilliseen rakentamiseen ja vakiosuunnitelmien mukauttamiseen tontteihin; ylirajoitetun yksittäis- ja vakiorakentamisen suunnittelu sallittiin näiden töiden suunnitellun liittämisen järjestyksessä edellä mainittujen tasavallan suunnittelutoimistojen ohjelmiin .
Suunnitteluprosessissa suunnitteluvaiheiden ja kokeellisten tutkimusten ohella usein nostetaan esiin suunnitteluprosessi.
Suunnittelu on materiaalikuvan luomista kehitettävästä kohteesta, jolle on ominaista työskentely täysimittaisten mallien ja niiden graafisten kuvien ( piirustukset , luonnokset , tietokonemallit) kanssa. Näitä malleja ja kuvia sekä tietyntyyppisiä tuotteita kutsutaan malleiksi . Esimerkiksi vaatemuotojen suunnittelu, sisätilojen suunnittelu, konesuunnittelun kehittäminen, rakennus- ja tilasuunnitteluratkaisut pääomarakennuskohteeseen, metallirakenteet , rakennusrakenteet.
Sanaa "rakennus" käytetään usein merkityksessä "rakenne", "laite", esimerkiksi lauseen rakentaminen kielitieteessä tai esteettisen materiaalin järjestäminen taiteessa.
Suunnittelu voidaan suorittaa:
Seuraavat esimerkit toimialan suunnittelutyypeistä voidaan antaa:
Mikä tahansa suunnitteluobjekti palvelee yhden tai useamman toiminnon toteuttamista sitä käyttävissä järjestelmissä, eli toiminto on ensisijainen, objekti toissijainen. Auton päätehtävä on siis kuljettaa tavaroita ja ihmisiä, kynän päätehtävä on jättää mustejälki pinnalle (paperille jne.), kirjan tehtävänä on toimia kirjoitetun tiedon välittäjänä jne. .
Toiminnallinen suunnittelu edustaa yleisintä lähestymistapaa järjestelmien kuvaamiseen. Määritetään rajaehdot ja halutut tulot ja lähdöt, laaditaan yksityiskohtainen lista suoritettavista toiminnoista [4] . Toiminnallisessa suunnittelussa suoritetaan rakenteen synteesi ja määritetään kohteen ja sen komponenttien (elementtien) pääparametrit, arvioidaan toimintaprosessien tehokkuuden ja laadun indikaattoreita. Suunnittelun tuloksena ovat pääsääntöisesti pääasialliset, toiminnalliset, kinemaattiset, algoritmiset kaaviot ja liiteasiakirjat [5] .
Optimaalinen muotoiluSuunnitteluprosessissa on aina otettava huomioon kaikkien keskeisten sidosryhmien (sidosryhmien) edut : asiakkaat, kehittäjät, valmistajat, myyjät, kuluttajat, hävittäjät jne. Jokainen sidosryhmä pyrkii tyydyttämään tarpeitaan, joista osa voi joutua ristiriitaan. Esimerkiksi eri osapuolten etujen näkökulmasta autolla tulee olla samanaikaisesti suuri nopeus ja moottoriteho, alhainen hinta, mukavuus, ympäristöystävällisyys, teknisesti edistynyt tuotanto, kätevä huoltaa, helppo hävittää, jne.
Lisäksi käytännön ongelman ratkaisemiseksi on lähes aina useita vaihtoehtoja, ja kehittäjä kohtaa lopullisen vaihtoehdon perustellun valinnan ongelman.
Suunnittelua, jonka tarkoituksena ei ole vain toiminnallisesti tehokkaiden ratkaisujen etsiminen, vaan myös erilaisten, joskus ristiriitaisten tarpeiden tyydyttäminen, järkevä valinta lopullisesta versiosta , alettiin kutsua optimaaliseksi suunnitteluksi ( kriteerisuunnittelu , varianttisuunnittelu ). Sitä on käytetty aktiivisesti 1900-luvun toiselta puoliskolta lähtien päätösteorian ja operaatiotutkimuksen teorian saavutusten ja tietotekniikan laajan käytön ansiosta , mikä mahdollisti sopivien menetelmien kehittämisen, lukuisten vaihtoehtojen laskemisen ennakoitavissa olevassa ajassa. ja ratkaista monimutkaisia matemaattisia ongelmia.
Suuri merkitys optimaalisessa suunnittelussa annetaan teknisten eritelmien vaiheessa täydellisen luettelon laatimiselle kehitettävän kohteen vaatimuksista, laatuindikaattoreiden valinnasta niiden joukosta ja tärkeimpien muuntamisesta optimointikriteereiksi .
Järjestelmäsuunnittelu1900-luvun loppuun mennessä ei ainoastaan suunniteltujen tilojen monimutkaisuus lisääntynyt merkittävästi, vaan myös niiden vaikutukset yhteiskuntaan ja ympäristöön, suunnittelu- ja toimintavirheistä johtuvien onnettomuuksien seurausten vakavuus, korkeat laatu- ja hintavaatimukset, ja uusien tuotteiden ajoituksen lyhentäminen. Tarve ottaa nämä olosuhteet huomioon johti muutoksen tekemiseen projektitoiminnan perinteiseen luonteeseen ja metodologiaan.
Objekteja luotaessa ne jouduttiin harkitsemaan järjestelmien muodossa , toisin sanoen kompleksina toisiinsa kytkettyjä sisäisiä elementtejä, joilla on tietty rakenne, laaja valikoima ominaisuuksia ja erilaisia sisäisiä ja ulkoisia yhteyksiä. Muodostui uusi suunnitteluideologia, nimeltään järjestelmäsuunnittelu.
Järjestelmäsuunnittelussa ratkaistaan kokonaisvaltaisesti asetetut tehtävät, otetaan huomioon yksittäisten esineiden-järjestelmien ja niiden osien vuorovaikutus ja keskinäinen yhteys sekä keskenään että ulkoiseen ympäristöön, otetaan huomioon niiden toiminnan sosioekonomiset ja ympäristövaikutukset. Järjestelmäsuunnittelu perustuu suunnittelukohteen ja suunnitteluprosessin huolelliseen yhteiseen harkintaan, joka puolestaan sisältää useita tärkeitä osia.
Järjestelmäsuunnittelun periaatteetJärjestelmäsuunnittelun tulisi perustua järjestelmälähestymistapaan. Toistaiseksi ei voida väittää, että sen koko koostumus ja sisältö olisi tiedossa hanketoimintojen suhteen, mutta tärkeimmät niistä voidaan muotoilla:
Objektin peräkkäisen kehityksen johtamista yleisestä yksityiskohtaiseen kutsutaan ylhäältä alas -suunnitteluksi . Sen tulos on vaatimuksia yksittäisille osille ja kokoonpanoille. On mahdollista kehittyä erityisestä yleiseen, mikä muodostaa alhaalta ylös -suunnittelun prosessin . Tällainen suunnittelu tapahtuu, jos yksi tai useampi osa on jo valmiita (ostettuja tai jo kehitettyjä) tuotteita.
Ylhäältä alas ja alhaalta ylös -suunnittelulla on omat etunsa ja haittansa. Ylhäältä alas suuntautuvassa suunnittelussa voi siis ilmetä vaatimuksia, jotka osoittautuvat myöhemmin toteuttamattomiksi teknisistä, ympäristöllisistä tai muista syistä. Alhaalta ylöspäin suuntautuvalla suunnittelulla on mahdollista saada esine, joka ei täytä määritettyjä vaatimuksia. Todellisessa elämässä suunnittelun iteratiivisuuden vuoksi molemmat suunnittelutyypit liittyvät toisiinsa.
Esimerkiksi kehitettäessä autoa ylhäältä alas -mallissa (yleiskaaviosta sen osiin, esimerkiksi moottoriin), on tarpeen yhdistää yleinen layout jo valmistettujen moottoreiden kokoon ja tehoon. Muussa tapauksessa sinun on kehitettävä uusi moottori suhteessa tähän asetteluun tai muutettava alkuperäisiä vaihtoehtoja sen sijainnille tai koko auton asettelulle.
Suunnittelulla tietoisena määrätietoisena toimintana on tietty rakenne , eli projektin kehittämisen vaiheiden ja vaiheiden järjestys ja koostumus, menettelytavat ja mukana olevat tekniset keinot sekä prosessin osallistujien vuorovaikutus.
Tällä hetkellä suunnittelurakenteesta on kaksi esitystapaa, jotka ovat muodoltaan samanlaisia, mutta tavoitteiltaan ja toimintatapoilta erilaisia. Tämä on rakenne projektidokumentaation kehitysvaiheiden (suunnitteluvaiheiden) ja suunnitteluprosessin rakenteen muodossa .
Suunnitteluvaiheita säätelevät standardit GOST 2.103-2013 [6] ja GOST R 15.301-2016 [7] . Kaikkien vaiheiden toteutusjärjestys muodostaa projektidokumentaation kehittämisprosessin virallisen rakenteen, jota käytetään pääsääntöisesti tilaajan ja urakoitsijan välisissä virallisissa suhteissa tai työn toteajien välillä. Itse dokumentaatiota tarvitaan raportoimaan asiakkaalle tehdystä työstä, mahdollisuudesta tarkistaa tai toistaa muiden tekijöiden kehitystä, valmistautua tuotantoon ja huoltaa tuotetta käytön aikana.
Muiden järjestelmien luomisen vaiheita säätelevät omat standardit, esimerkiksi automatisoiduille järjestelmille - GOST 34.601-90 [8] .
Rakenne määrittää kaikkien toimialojen tuotteiden suunnitteludokumentaation kehitysvaiheet ja kunkin vaiheen työvaiheet, eli dokumentaation koostumuksen ja työtyypit, mikä auttaa vastaamaan kysymykseen "Mitä on tehtävä?" suunnitteluprosessissa. Rakenteen päävaiheet sisältävät:
Projektidokumentaatiota kehitettäessä, ratkaistavan ongelman monimutkaisuudesta riippuen, on sallittua yhdistää useita vaiheita keskenään. Teknisten eritelmien lausunnon ja teknisen suunnittelun vaiheet voivat kuulua tutkimustyön kiertokulkuun (T&K) ja teknisen ehdotuksen ja esisuunnittelun vaiheet voivat muodostaa kokeellisen suunnittelutyön (T&K) syklin. .
Suunnittelu on määrätietoista toimintaa, jossa on useita toimenpiteitä, jotka johtavat tehokkaisiin ratkaisuihin. Näin ollen suunnitteluongelman ratkaisuprosessille tulisi olla rakenne, joka auttaa vastaamaan kysymykseen "Kuinka se tehdään?". Tällä hetkellä on ehdotettu useita rakenteita ja suunnittelualgoritmeja, jotka ovat pääominaisuuksiltaan yhteneväisiä ja eroavat toisistaan vain yksittäisten vaiheiden sisällön tai nimien osalta.
Minkä tahansa ongelman ratkaisu alkaa sen ymmärtämisestä ja alkutietojen selventämisestä. Asiakkaan ilmoittamat (tekniset) vaatimukset (TT) on muotoiltu ei-ammattilaisen kuluttajan kielellä, eivätkä ne ole aina teknisesti selkeitä ja tyhjentäviä. Vaatimusten kääntäminen oppiaineen kielelle, tehtävän mahdollisimman kattava ja asiantunteva muotoilu, sen ratkaisutarpeen perustelu eli toimeksiantojen (TOR) laatiminen on työn ensimmäinen ja pakollinen vaihe. Urakoitsija suorittaa sen läheisessä yhteydessä tilaajaan.
Konetekniikassa tätä vaihetta kutsutaan joskus ulkoiseksi suunnitteluksi . Tämä korostaa, että kohteen kehittäminen alkaa jo tehtävän (TT) muotoilulla ja TOR:n muodostamisella ja tehdään aktiivisesti yhdessä asiakkaan kanssa. Vaiheen tärkeä tulos on suunnitellun kohteen (sen toimintojen) kehittämistavoitteiden ja tarkoituksen koordinointi, laatuindikaattorijärjestelmä .
Seuraavat vaiheet muodostavat sisäisen suunnittelun . Niiden tarkoituksena on löytää ratkaisu ongelmaan, ja kehittäjä suorittaa ne. Tämä sisältää suunnitellun kohteen toimintaperiaatteen, rakenteen ja parametrien synteesin vaiheet:
Tehtävän alkutiedon epätäydellisyydestä johtuen suunnitteluprosessi on iteratiivinen , jokaisen iterointisyklin myötä suunnittelun tavoitteet tarkentuvat, lisätoimintoja tarvitaan ja tästä johtuen tarvetta kehittää lisää. osat ja kokoonpanot. Myös tiettyjen pääratkaisua täydentävien suunnitteluongelmien ratkaisu suoritetaan esitetyn järjestyksen mukaisesti.
Sisäisen suunnittelun jokaisessa vaiheessa suoritetaan seuraavat toimenpiteet:
On huomattava, että suunnitellun kohteen tehokkuus määräytyy: ensinnäkin valitulla toimintaperiaatteella, toiseksi ehdotetulla rakenteella ja kolmanneksi parametrien suhteella.
Uudelleenkäyttöprojekti on rakennustyömaan dokumentaatio, jonka mukaan valtiotarkastuksesta on saatu myönteinen tulos, laitos on rakennettu ja otettu käyttöön. Uudelleenkäyttöprojektien hyödyntäminen suunnittelussa mahdollistaa suunnittelun ja asiantuntemuksen kustannusten minimoimisen. Se myös vähentää suunnitteluaikaa. .