Научно-технический прогресс не стоит на месте. Каждый день появляются изобретения, коренным образом влияющие на нашу жизнь. Жизнь становится проще, а приборы сложнее. Создание интуитивно понятной и удобной цифровой экосистемы требует глубоких разноплановых знаний у людей, создающих современные технологии. Герои нашего времени — инженеры.
Инженерный труд — это уникальный сплав знаний, заложенных в учебных заведениях и опыта получаемого в процессе создания продукта. Творческий подход, экономность и рациональность в решении поставленных задач — идеалы к которым должен стремиться каждый пытливый инженерный ум.
В статье рассмотрим основы проектирования линейных объектов.
Общие положения проектирования
Термин проектирование буквально обозначает — брошенный вперед (от лат. projectus — брошенный вперед) и сводится к детальному описанию ещё несуществующего объекта окружающего нас мира. Исторически проектирование появилось в тот исторический период, когда произошло разделение труда между разработчиком идеи и тем, кто воплощает её в материале.
Когда речь идёт о передаче информации от одного человека другому главной задачей будет передать её без искажений сохранив первоначальный смысл. Описание нашего объекта может выполняться в текстовом и графическом виде. Носителем информации может быть бумага, пластик или цифровые данные на локальных или облачных хранилищах. Этой цели служит формализация языка, на котором общается проектировщик и исполнитель.
В процессе создания нового объекта можно выделить следующие основные этапы:
- Инициация.
- Планирование.
- Контроль.
- Реализация.
- Завершение.
Инициация включает в себя описание основных характеристик проектируемого объекта, составление списка исходных данных, без которых нельзя создать объект, разработка основных концепций и методов решения поставленной задачи и наложение ограничений. Ограничения стоит пояснить отдельно, эти данные необходимы чтобы проект соответствовал здравому смыслу и имеющемуся бюджету. Результатом Инициации будут такие документы, как технические требования и техническое задание.
Планирование включает в себя сбор всех необходимых исходных данных. Например, акты выбора трассы, инженерные изыскания, обследования объектов и трасс, эскизы схем и описаний. Результатом будет получения максимально возможного количества вводных данных: исходно-разрешительная документация (ИРД), отчеты об инженерных изысканиях, планы и чертежи объектов и общие технические решения (ОТР).
Контроль представляет собой не столько этап, сколько продолжительный непрерывный процесс взаимодействия проектировщика, заказчика и исполнителя. Чем выше качество общения между заинтересованными сторонами, тем больше вероятность, что проект будет реализован в срок и без больших технических проблем. В этом поможет авторский надзор за выполнением работ.
Реализация. На этом этапе происходит разработка проектной и рабочей документации. Составляется детальное описание — схемы, текстовые записи, таблицы с данными и компьютерные модели будущего объекта. Полнота и наглядность проекта напрямую коррелирует с затратами на реализацию. Если исправить пару десятков чертежей относительно просто, то перестраивать многокилометровую линию связи может быть весьма затруднительно. Самые дорогие ошибки возникают от некачественного проектирования. Готовый проект проходит согласования, получает заключение экспертизы и направляется в реализацию — строительство.
Завершение включает весь перечень работ по проверке и сдаче объекта, проведению испытаний и составлению исполнительной и эксплуатационной документации. Это заключительный этап в создании объекта, дальше начинается период эксплуатации.
Проектирование в современном мире имеет ряд особенностей, призванных облегчить контроль за всем жизненным циклом создания проекта.
Принципы проектирования
Подавляющее большинство современных проектов отличаются высокой сложностью и требуют от проектировщиков глубоких знаний в самых разных областях. Зачастую один человек не может решить все задачи, возникшие в процессе проектирования и в работу включается команда специалистов. Командная работа, техническая сложность проекта и использование современных машинных методов проектирования складываются в следующие особенности проектной деятельности:
- Итерационность проектирования.
Создание нового объекта идет по спирали. Не всегда возможно описать объект в достаточном объеме с первого раза. Причин может быть масса: от технической сложности и уникальности объекта до изменившихся условий окружающей среды и ошибок в исходных данных. С каждым новым витком исключаются ошибки, повышается точность проекта. Как следствие снижаются риски и возможные непредвиденные издержки. Достаточно дорогое проектирование в общем случае снижает стоимость монтажных работ. Проектирование волоконно-оптических линий связи в общем случае включает не более трёх итераций. - Многовариантность решений.
Задачи, которые призван решить проект имеют несколько возможных решений. Можно использовать разное оборудование, менять трассу, задействовать разное количество единиц техники и специалистов. В конечном итоге это влияет на стоимость конечного сооружения. Говоря проще, любую задачу можно решить минимум тремя способами: просто, быстро, эффективно. В условиях рыночной экономики, патентных и ресурсных ограничений проектировщику приходится прорабатывать несколько технических решений в поисках оптимального пути. - Коллективный характер проектирования.
В создание любого проекта участвует минимум три человека: проектировщик, главный инженер проекта (ГИП) и руководитель организации. Если говорить о масштабных и продолжительных во времени проектах, то количество участников работ может исчисляться десятками и сотнями человек. Необходимость большого количества специалистов продиктована технической сложностью проекта, где требуется знания из разных областей науки. И большим количеством однотипных решений, когда необходимо распараллеливание задач.
На дворе XXI век и проектирование полностью выполняется при помощи специализированного программного обеспечения — системы автоматизированного проектирования (САПР). Для удобства разработки проекта используется блочно-иерархический подход (БИП). Сущность БИП заключается в последовательном делении проекта на блоки. Используется принцип от общего к частному. На нулевом этапе проектируемый объект рассматривается как «черный ящик» с неизвестной внутренней структурой. Далее определяется структура на 1-ом уровне детализации и связи между блоками. Затем детализируются блоки 1-го уровня и возникают блоки 2-го уровня и т. д. до получения достаточно простых блоков самого нижнего уровня с прозрачной структурой. Достоинство блочно-иерархического подхода в возможности распараллелить работу между многими специалистами, которые занимаются разными блоками, недостаток — в сложности «стыковки» решений, т. к. проектируемые объекты до их изготовления виртуальны.
Заключение
Мы рассмотрели основные пять этапов создания нового объекта и три важные особенности свойственные современным проектам. Всегда следует помнить, что качественно выполненное проектирование поможет сэкономить на этапе строительства. В следующей статье мы рассмотрим основные этапы проектирования и экспертизу проекта.
Алексей Солодков,
эксперт в области проектирования
