Design är processen att definiera arkitekturen , komponenterna , gränssnitten och andra egenskaper hos ett system eller en del av det (ISO 24765). [1] Resultatet av design är ett projekt - en integrerad uppsättning modeller , egenskaper eller egenskaper som beskrivs i en form som är lämplig för implementering av systemet. [2] :272
Design, tillsammans med kravanalys, är en del av ett större steg i systemets livscykel som kallas systemdefinition . Resultaten av detta steg är ingångsinformationen för implementeringsstadiet ( utförandeform ) av systemet ( eng. systemrealization ). [2] :268
Systemdesign syftar till att representera systemet i enlighet med avsett syfte, principer och avsikt; det innebär att utvärdera och besluta om val av systemkomponenter som är lämpliga för dess arkitektur och inom föreskrivna begränsningar. [2] :272
För närvarande finns en stark tendens att betrakta arkitektonisk och detaljdesign som separata aktiviteter; försök görs att definiera dem som separata metoder, men dessa typer av design är till stor del "sammanflätade". Arkitektoniska beslut ses som mer abstrakta , konceptuella och globala än "normala" designbeslut; de är inriktade på framgången för hela uppdraget och på systemets strukturer på högsta nivå. [2] :272 Detaljdesign definieras i sin tur som processen att detaljera och utöka en preliminär design (arkitektur) till den punkt där projektet är fullt realiserat. [ett]
I forntida tider ansågs design som " arkitektens vetenskap " [3] . Arkitektens verksamhet var inte bara kopplad till byggandet av byggnader utan också med skapandet av konstruktions- och militärfordon . Beskrivning av kunskapssystemet och principerna för organisation av denna vetenskap presenteras i arbetet av den romerske arkitekten och mekanikern Vitruvius , som levde för 2 tusen år sedan i Caesars och Augustus era .
Under den tidiga perioden av Sovjetunionens historia var design en av de mest flaskhalsar i konstruktionen. Det fanns en individuell hantverksdesign . Först 1929 började speciella designorganisationer skapas. .
Designkontor var uppdelade i republikanska och lokala. Republikanska kontor som designade civil konstruktion var: Giprogor och Kommunstroy , vars verksamhet samordnades med designkontor av regional betydelse - särskilt i Moskva - MosProekt , MosoblzhilSoyuz , i Leningrad - Zhilgrazhdanstroy , etc.
För att bygga en enhetlig arbetsplan för projektering av anläggningsarbeten för 1932 fastställdes som regel att:
a) Programmen för RSFSR :s republikanska konstruktionskontor för civilingenjör omfattade konstruktionsarbete för övergränsad individuell, standard- och låggränsstandardkonstruktion;
b) De lokala designbyråernas program (autonoma republiker, krais och oblaster) omfattade konstruktionsarbete för icke-standardbyggande med låga gränser och för anpassning av standardutformningar till tomter; utformning för övergränsad individuell och standardkonstruktion tillåts i den ordning som den planerade kopplingen av dessa arbeten till programmen från de ovan nämnda republikanska designkontoren .
Inom designprocessen, tillsammans med designstadierna och experimentella studier, pekas ofta designprocessen ut.
Design är aktiviteten att skapa en materialbild av det föremål som utvecklas, det kännetecknas av att arbeta med fullskaliga modeller och deras grafiska bilder ( ritningar , skisser , datormodeller). Dessa modeller och bilder, såväl som vissa typer av produkter, kallas design . Till exempel design av klädformer, design av interiörer, utveckling av maskindesign, konstruktiva och rymdplanerande lösningar för ett kapitalbyggobjekt, metallkonstruktioner , byggnadskonstruktioner.
Ordet "konstruktion" används ofta i betydelsen "struktur", "anordning", till exempel konstruktion av en mening i lingvistik eller organisering av estetiskt material i konst.
Design kan utföras:
Följande exempel på typer av design efter bransch kan ges:
Varje tekniskt objekt tjänar till att implementera en eller flera funktioner i systemen som använder det, det vill säga funktionen är primär, objektet är sekundärt. Så en bils huvudsakliga funktion är att transportera varor och människor, pennans huvudfunktion är att lämna ett bläckmärke på en yta (papper, etc.), en bok är att fungera som en bärare av skriftlig information, etc. .
Funktionell design representerar den mest allmänna metoden för att beskriva system. Randvillkor och önskade in- och utgångar bestäms, en detaljerad lista över funktioner eller operationer som ska utföras upprättas [4] . I funktionell design utförs syntesen av strukturen och huvudparametrarna för objektet och dess komponenter (element) bestäms, indikatorerna för effektivitet och kvalitet hos de fungerande processerna utvärderas. Resultatet av designen är som regel de huvudsakliga, funktionella, kinematiska, algoritmiska schemana och medföljande dokument [5] .
Optimal designDesignprocessen är alltid föremål för behovet av att ta hänsyn till alla nyckelintressenters (intressenters) intressen : kunder, utvecklare, tillverkare, säljare, konsumenter, kasserare, etc. Var och en av intressenterna strävar efter att tillfredsställa sina behov, varav några kan komma i konflikt. Till exempel, ur synvinkeln av olika inblandade parters intressen, måste en bil samtidigt ha hög hastighet och motoreffekt, låg kostnad, komfort, miljövänlighet, vara tekniskt avancerad i produktionen, bekväm att underhålla, lätt att kassera, etc.
Dessutom finns det nästan alltid flera alternativ för att lösa ett praktiskt problem, och utvecklaren står inför problemet med ett motiverat val av det slutliga alternativet.
Design, vars syfte inte bara är sökandet efter funktionellt effektiva lösningar, utan också tillfredsställelsen av olika, ibland motstridiga behov, ett rimligt val av den slutliga versionen , började kallas optimal design ( kriteriedesign , variantdesign ). Det har använts aktivt sedan andra hälften av 1900-talet på grund av framgångarna inom beslutsteorin och teorin om operationsforskning och den utbredda användningen av datorteknik , vilket gjorde det möjligt att utveckla lämpliga metoder, beräkna många alternativ inom en överskådlig tid och lösa komplexa matematiska problem.
Stor vikt vid optimal design ges till utarbetandet av tekniska specifikationer av en komplett lista över krav för objektet som utvecklas, valet av kvalitetsindikatorer bland dem och omvandlingen av de viktigaste av dem till optimeringskriterier .
SystemteknikI slutet av 1900-talet ökade inte bara komplexiteten i de designade anläggningarna avsevärt utan även deras påverkan på samhället och miljön, svårighetsgraden av konsekvenserna av olyckor på grund av konstruktions- och driftfel, höga krav på kvalitet och pris, och en minskning av tidpunkten för nya produkter. Behovet av att ta hänsyn till dessa omständigheter gjorde det nödvändigt att göra ändringar i projektverksamhetens traditionella karaktär och metodik.
När man skapade objekt måste de redan beaktas i form av system , det vill säga ett komplex av sammankopplade interna element med en viss struktur, ett brett utbud av egenskaper och olika interna och externa anslutningar. En ny designideologi bildades, kallad systemdesign.
Systemdesign löser heltäckande uppgifterna, tar hänsyn till interaktionen och sammankopplingen av enskilda objektsystem och deras delar både sinsemellan och med den yttre miljön, tar hänsyn till de socioekonomiska och miljömässiga konsekvenserna av deras funktion. Systemteknik bygger på en noggrann gemensam övervägande av designobjektet och designprocessen, som i sin tur innefattar ett antal viktiga delar.
Principer för systemteknikSystemdesign bör baseras på en systemansats. Hittills kan det inte hävdas att dess fullständiga sammansättning och innehåll är känt i förhållande till projektaktiviteter, men de viktigaste av dem kan formuleras:
Att leda utvecklingen av ett objekt sekventiellt från allmänt till detaljerat kallas top-down design . Resultatet blir krav på enskilda delar och sammansättningar. Det är möjligt att utvecklas från det specifika till det allmänna, vilket utgör processen för design underifrån och upp . En sådan design uppstår om en eller flera delar redan är färdiga (köpta eller redan utvecklade) produkter.
Top-down och bottom-up design har sina egna fördelar och nackdelar. Så med top-down design kan krav dyka upp som senare visar sig vara orealiserbara av tekniska, miljömässiga eller andra skäl. Med bottom-up-design är det möjligt att få ett objekt som inte uppfyller de angivna kraven. I det verkliga livet, på grund av designens iterativa natur, är båda typerna av design relaterade till varandra.
Till exempel, när man utvecklar en bil i en top-down design (från det allmänna schemat till dess delar, till exempel till en motor), är det nödvändigt att koppla den övergripande layouten med storleken och kraften hos redan producerade motorer. Annars måste du utveckla en ny motor i förhållande till denna layout, eller ändra de ursprungliga alternativen för dess placering eller layouten för hela bilen.
Design, som en medveten målinriktad aktivitet, har en viss struktur , det vill säga sekvensen och sammansättningen av stadierna och stadierna av projektutveckling, en uppsättning procedurer och involverade tekniska medel, och interaktionen mellan processdeltagare.
För närvarande finns det två representationer av designstrukturen, lika i form, men olika i mål och tillvägagångssätt för aktiviteter. Detta är en struktur i form av utvecklingsstadier av projektdokumentation (designstadier) och strukturen i designprocessen .
Designstadierna regleras av standarderna GOST 2.103-2013 [6] och GOST R 15.301-2016 [7] . Sekvensen för utförande av alla steg utgör den officiella strukturen för utvecklingsprocessen för projektdokumentation, som som regel används i officiella relationer mellan kunden och entreprenören eller mellan medutförare av arbete. Själva dokumentationen är nödvändig för att rapportera till kunden om utfört arbete, möjligheten att kontrollera eller upprepa utvecklingen av andra utförare, förbereda för produktion och serva produkten under drift.
Stadierna för att skapa andra system regleras av sina egna standarder, till exempel för automatiserade system - GOST 34.601-90 [8] .
Strukturen fastställer utvecklingsstadierna för designdokumentation för produkter i alla branscher och arbetsstadierna inom varje steg, det vill säga sammansättningen av dokumentationen och typer av arbete, vilket hjälper till att svara på frågan "Vad behöver göras?" i designprocessen. Huvudstadierna i strukturen inkluderar:
I processen att utveckla projektdokumentation, beroende på komplexiteten i det problem som ska lösas, är det tillåtet att kombinera ett antal steg med varandra. Stadierna av redogörelse för tekniska specifikationer och teknisk design kan inkluderas i cykeln av forskningsarbete (FoU), och stegen i det tekniska förslaget och preliminära design kan utgöra en cykel av experimentellt designarbete (FoU). .
Design är en målmedveten aktivitet som har en sekvens av procedurer som leder till effektiva lösningar. Följaktligen bör det finnas en struktur för processen att lösa designproblemet, vilket hjälper till att svara på frågan "Hur gör man det?". För närvarande har ett antal strukturer och designalgoritmer föreslagits, som sammanfaller i sina huvuddrag och skiljer sig endast i innehållet eller namnen på enskilda steg.
Lösningen av alla problem börjar med dess förståelse och förtydligande av de ursprungliga uppgifterna. De (tekniska) kraven (TT) som utfärdas av kunden är formulerade på språket för en icke-specialistkonsument och är inte alltid tekniskt tydliga och uttömmande. Att översätta kraven till ämnesområdets språk, formulera uppgiften så fullständigt och kompetent som möjligt, motivera behovet av att lösa den, det vill säga att formulera referensvillkoren (TOR), är det första och obligatoriska arbetet. Entreprenören utför det i nära kontakt med beställaren.
Inom maskinteknik kallas detta steg ibland för extern design . Detta understryker att utvecklingen av objektet redan börjar med formuleringen av uppgiften (TT) och bildandet av TOR och utförs aktivt tillsammans med kunden. Ett viktigt resultat av scenen är samordningen av utvecklingsmålen och syftet med det designade objektet (dess funktioner), systemet med kvalitetsindikatorer .
Följande steg utgör den interna designen . De syftar till att hitta en lösning på problemet och utförs av utvecklaren. Detta inkluderar stegen för syntes av driftsprincipen, strukturen och parametrarna för det designade objektet:
På grund av ofullständigheten i den initiala kunskapen om uppgiften är designprocessen iterativ , med varje iterationscykel blir designmålen mer och mer förfinade, det finns ett behov av ytterligare funktioner och som ett resultat behovet av att utveckla ytterligare delar och sammansättningar. Lösningen av särskilda designproblem som kompletterar huvudlösningen utförs också i enlighet med den presenterade sekvensen.
I varje steg av intern design utförs följande procedurer:
Det noteras att effektiviteten hos det designade objektet bestäms: för det första av den valda driftprincipen, för det andra av den föreslagna strukturen och för det tredje av förhållandet mellan parametrar.
Ett återanvändningsprojekt är en dokumentation för en byggarbetsplats, enligt vilken en positiv slutsats av den statliga prövningen har erhållits, anläggningen har byggts och tagits i drift. Användningen av återanvändningsprojekt i design gör att kostnaden för design och expertis kan minimeras. Det minskar också designtiden. .