Design er processen med at definere arkitekturen , komponenterne , interfaces og andre karakteristika for et system eller en del af det (ISO 24765). [1] Resultatet af design er et projekt - et integreret sæt af modeller , egenskaber eller karakteristika beskrevet i en form, der er egnet til implementering af systemet. [2] :272
Design er sammen med kravanalyse en del af et større trin i systemets livscyklus kaldet systemdefinition . Resultaterne af dette trin er inputinformationen for implementeringsstadiet ( udførelsesform ) af systemet ( eng. systemrealization ). [2] :268
Systemdesign sigter mod at repræsentere systemet i overensstemmelse med det påtænkte formål, principper og hensigter; det involverer evaluering og beslutning om valg af systemkomponenter, der er passende for dets arkitektur og inden for foreskrevne begrænsninger. [2] :272
På nuværende tidspunkt er der en stærk tendens til at betragte arkitektonisk og detaljeret design som separate aktiviteter; Der gøres forsøg på at definere dem som separate praksisser, men disse typer design er stort set "sammenflettet". Arkitektoniske beslutninger ses som mere abstrakte , konceptuelle og globale end "normale" designbeslutninger; de er rettet mod succes for hele missionen og mod systemets strukturer på højeste niveau. [2] :272 Detaljeret design er til gengæld defineret som processen med at detaljere og udvide et foreløbigt design (arkitektur) til det punkt, hvor projektet er fuldt ud realiseret. [en]
I oldtiden blev design betragtet som " arkitektens videnskab " [3] . Arkitektens aktivitet var ikke kun forbundet med opførelsen af bygninger , men også med skabelsen af bygge- og militærmaskiner . Beskrivelse af systemet med viden og principper for organisering af denne videnskab er præsenteret i arbejdet af den romerske arkitekt og mekaniker Vitruvius , der levede for 2 tusind år siden i Cæsars og Augustus ' æra. .
I den tidlige periode af Sovjetunionens historie var design en af de største flaskehalse i byggeriet. Der var et individuelt håndværksdesign . Først i 1929 begyndte specielle designorganisationer at blive oprettet. .
Designkontorer var opdelt i republikanske og lokale. Republikanske kontorer, der designede civilt byggeri var: Giprogor og Kommunstroy , hvis aktiviteter blev koordineret med designkontorer af regional betydning - især i Moskva - MosProekt , MosoblzhilSoyuz , i Leningrad - Zhilgrazhdanstroy osv.
For at opbygge en samlet arbejdsplan for projektering af civilingeniør for 1932 blev det som regel fastslået, at:
a) programmerne fra de republikanske designkontorer i RSFSR for civilingeniører omfattede designarbejde for overgrænse individuel, standard og lav grænse standardkonstruktion;
b) programmerne fra lokale designkontorer (autonome republikker, krais og oblaster) omfattede projekteringsarbejde for lavgrænse ikke-standardbyggeri og for tilpasning af standarddesign til jordlodder; design til overgrænse individuel og standard konstruktion blev tilladt i rækkefølgen af den planlagte kobling af disse værker med programmerne fra de ovennævnte republikanske designkontorer .
Inden for designprocessen, sammen med designstadierne og eksperimentelle undersøgelser, fremhæves designprocessen ofte.
Design er aktiviteten med at skabe et materialebillede af det objekt, der udvikles, det er karakteriseret ved at arbejde med modeller i fuld skala og deres grafiske billeder ( tegninger , skitser , computermodeller). Disse modeller og billeder, såvel som nogle typer produkter, kaldes designs . For eksempel design af beklædningsformer, design af interiør, udvikling af maskindesign, konstruktive og rumplanlægningsløsninger til et kapitalbyggeobjekt, metalkonstruktioner , bygningskonstruktioner.
Ordet "konstruktion" bruges ofte i betydningen "struktur", "anordning", for eksempel konstruktion af en sætning i lingvistik eller organisering af æstetisk materiale i kunst.
Design kan udføres:
Følgende eksempler på typer design efter branche kan gives:
Ethvert ingeniørobjekt tjener til at implementere en eller flere funktioner i de systemer, der bruger det, det vil sige, at funktionen er primær, objektet er sekundært. Så en bils hovedfunktion er at transportere varer og mennesker, en pens hovedfunktion er at efterlade et blækmærke på en overflade (papir osv.), en bog er at fungere som en bærer af skriftlig information osv. .
Funktionelt design repræsenterer den mest generelle tilgang til at beskrive systemer. Grænsebetingelser og ønskede ind- og udgange fastlægges, en detaljeret liste over funktioner eller operationer, der skal udføres, udarbejdes [4] . I funktionelt design udføres syntesen af strukturen, og hovedparametrene for objektet og dets komponenter (elementer) bestemmes, indikatorerne for effektivitet og kvalitet af funktionsprocesserne evalueres. Resultatet af designet er som regel de principielle, funktionelle, kinematiske, algoritmiske skemaer og ledsagende dokumenter [5] .
Optimalt designDesignprocessen er altid underlagt behovet for at tage hensyn til alle nøgleinteressenters (interessenter) interesser : kunder, udviklere, producenter, sælgere, forbrugere, bortskaffere osv. Hver af interessenterne søger at tilfredsstille deres behov, hvoraf nogle kan komme i konflikt. For eksempel, set ud fra forskellige involverede parters interesser, skal en bil samtidig have høj hastighed og motorkraft, lave omkostninger, komfort, miljøvenlighed, være teknologisk avanceret i produktionen, bekvem at vedligeholde, nem at bortskaffe, etc.
Derudover er der næsten altid flere muligheder for at løse et praktisk problem, og udvikleren står over for problemet med et begrundet valg af den endelige mulighed.
Design, hvis formål ikke kun er søgen efter funktionelt effektive løsninger, men også tilfredsstillelse af forskellige, til tider modstridende behov, et rimeligt valg af den endelige version , begyndte at blive kaldt optimalt design ( kriteriedesign , variantdesign ). Det har været aktivt brugt siden anden halvdel af det 20. århundrede på grund af resultaterne af beslutningsteori og teorien om operationsforskning og den udbredte brug af computerteknologi , som gjorde det muligt at udvikle passende metoder, beregne talrige muligheder i en overskuelig tid og løse komplekse matematiske problemer.
Stor betydning i optimalt design tillægges forberedelsen på stadium af tekniske specifikationer af en komplet liste over krav til det objekt, der udvikles, udvælgelsen af kvalitetsindikatorer blandt dem og omdannelsen af de vigtigste af dem til optimeringskriterier .
SystemteknikI slutningen af det 20. århundrede steg ikke kun kompleksiteten af de designede anlæg markant, men også deres indvirkning på samfundet og miljøet, alvoren af følgerne af ulykker på grund af design- og driftsfejl, høje krav til kvalitet og pris, og en reduktion i timingen af nye produkter. Behovet for at tage hensyn til disse omstændigheder gjorde det nødvendigt at foretage ændringer i projektaktiviteternes traditionelle karakter og metodologi.
Ved oprettelse af objekter skulle de allerede overvejes i form af systemer , det vil sige et kompleks af indbyrdes forbundne interne elementer med en bestemt struktur, en bred vifte af egenskaber og forskellige interne og eksterne forbindelser. En ny designideologi blev dannet, kaldet systemdesign.
Systemdesign løser omfattende de stillede opgaver, tager hensyn til interaktionen og sammenkoblingen af individuelle objektsystemer og deres dele både indbyrdes og med det ydre miljø, tager højde for de socioøkonomiske og miljømæssige konsekvenser af deres funktion. Systemudvikling er baseret på en nøje fælles overvejelse af designobjektet og designprocessen, som igen omfatter en række vigtige dele.
Principper for systemteknikSystemdesign bør være baseret på en systemtilgang. Til dato kan det ikke argumenteres for, at dens fulde sammensætning og indhold er kendt i forhold til projektaktiviteter, men de vigtigste af dem kan formuleres:
At lede udviklingen af et objekt sekventielt fra generel til detaljeret kaldes top-down design . Dets resultat vil være krav til individuelle dele og samlinger. Det er muligt at udvikle sig fra det specifikke til det generelle, som danner processen med bottom-up design . Et sådant design opstår, hvis en eller flere dele allerede er færdige (købte eller allerede udviklede) produkter.
Top-down og bottom-up design har deres egne fordele og ulemper. Så med top-down design kan der opstå krav, som senere viser sig at være urealiserbare af teknologiske, miljømæssige eller andre årsager. Med bottom-up design er det muligt at opnå et objekt, der ikke opfylder de specificerede krav. I det virkelige liv, på grund af designs iterative karakter, er begge typer design indbyrdes forbundne.
For eksempel, når man udvikler en bil i et top-down design (fra den generelle ordning til dens dele, for eksempel til en motor), er det nødvendigt at forbinde det overordnede layout med størrelsen og kraften af allerede producerede motorer. Ellers bliver du nødt til at udvikle en ny motor i forhold til dette layout, eller ændre de originale muligheder for dens placering eller layoutet af hele bilen.
Design, som en bevidst målrettet aktivitet, har en vis struktur , det vil sige rækkefølgen og sammensætningen af faserne og faserne af projektudviklingen, et sæt procedurer og involverede tekniske midler og interaktionen mellem procesdeltagere.
I øjeblikket er der to repræsentationer af designstrukturen, ens i form, men forskellige i mål og tilgange til aktiviteter. Dette er en struktur i form af stadier af udvikling af projektdokumentation (design stadier) og strukturen af designprocessen .
Designstadierne er reguleret af standarderne GOST 2.103-2013 [6] og GOST R 15.301-2016 [7] . Udførelsessekvensen af alle faser danner den officielle struktur af projektdokumentationsudviklingsprocessen, som som regel bruges i officielle forhold mellem kunden og entreprenøren eller mellem medudøvere af arbejdet. Selve dokumentationen er nødvendig for at rapportere til kunden om det udførte arbejde, muligheden for at kontrollere eller gentage udviklinger fra andre udførende, forberedelse til produktion og servicering af produktet under drift.
Stadierne med at skabe andre systemer er reguleret af deres egne standarder, for eksempel for automatiserede systemer - GOST 34.601-90 [8] .
Strukturen etablerer udviklingsstadierne for designdokumentation for produkter i alle brancher og arbejdsstadierne inden for hver fase, det vil sige sammensætningen af dokumentationen og typer af arbejde, som hjælper med at besvare spørgsmålet "Hvad skal der gøres?" i designprocessen. De vigtigste faser af strukturen omfatter:
I processen med at udvikle projektdokumentation, afhængigt af kompleksiteten af det problem, der skal løses, er det tilladt at kombinere en række faser med hinanden. Stadierne af redegørelse for tekniske specifikationer og teknisk design kan inkluderes i forskningsarbejdets cyklus (F&U), og faserne af det tekniske forslag og foreløbige design kan udgøre en cyklus af eksperimentelt designarbejde (F&U) .
Design er en målrettet aktivitet, der har en række procedurer, der fører til effektive løsninger. Derfor bør der være en struktur for processen med at løse designproblemet, som hjælper med at besvare spørgsmålet "Hvordan gør man det?". På nuværende tidspunkt er der foreslået en række strukturer og designalgoritmer, som falder sammen i deres hovedtræk og kun adskiller sig i indholdet eller navnene på de enkelte stadier.
Løsningen af ethvert problem begynder med dens forståelse og afklaring af de indledende data. De (tekniske) krav (TT), der udstedes af kunden, er formuleret på sproget for en ikke-specialist forbruger og er ikke altid teknisk klare og udtømmende. At oversætte kravene til fagområdets sprog, formulere opgaven så fuldt ud og kompetent som muligt, begrunde behovet for at løse den, det vil sige at formulere kommissoriet (TOR), er den første og obligatoriske fase af arbejdet. Entreprenøren udfører det i tæt kontakt med kunden.
I maskinteknik kaldes denne fase nogle gange som eksternt design . Dette understreger, at udviklingen af objektet allerede begynder med formuleringen af opgaven (TT) og dannelsen af TOR og udføres aktivt sammen med kunden. Et vigtigt resultat af scenen er koordineringen af udviklingsmålene og formålet med det designede objekt (dets funktioner), systemet med kvalitetsindikatorer .
De følgende trin danner det interne design . De har til formål at finde en løsning på problemet og udføres af udvikleren. Dette inkluderer stadierne af syntese af driftsprincippet, strukturen og parametrene for det designede objekt:
På grund af ufuldstændigheden af den indledende viden om opgaven, er designprocessen iterativ , med hver iterationscyklus bliver designmålene mere og mere raffinerede, der er behov for yderligere funktioner og som følge heraf behovet for at udvikle yderligere dele og samlinger. Løsningen af særlige designproblemer, der komplementerer hovedløsningen, udføres også i overensstemmelse med den præsenterede sekvens.
På hvert trin af internt design udføres følgende procedurer:
Det bemærkes, at effektiviteten af det designede objekt bestemmes: først og fremmest af det valgte driftsprincip, for det andet af den foreslåede struktur og for det tredje af forholdet mellem parametre.
Et genbrugsprojekt er en dokumentation for en byggeplads, hvorefter der er modtaget en positiv konklusion på statsundersøgelsen, anlægget er bygget og sat i drift. Brugen af genbrugsprojekter i design gør det muligt at minimere omkostningerne til design og ekspertise. Det reducerer også designtiden. .