2015-08-21
7839
Проектирование – комплекс мероприятий, обеспечивающих поиск технических решений, удовлетворяющих заданным требованиям, их оптимизацию и реализацию в виде комплекта конструкторских документов и опытного образца (образцов), подвергаемого циклу испытаний на соответствие требованиям технического задания.
Не существует чисто технического проектирования. Любое проектирование является технико-экономическим с применением математического моделирования экономических и экономико-производственных систем. Основы системного подхода к конструкторскому процессу заключаются в следующем [28]:
· разработка проекта идет от общего к частному, а не наоборот;
· конструктору следует браться за решение частных задач, только проработав общие;
· при разработке частных задач необходимо учитывать технические решения (ТР), принятые на более ранних этапах проектирования;
· новые технические решения появляются в результате творческого процесса, носящего итерационный характер последовательных приближений к цели;
· получение рационального технического решения достигается разработкой максимального числа вариантов и их углубленным анализом;
· при принятии решения требования оптимального функционирования технического средства (ТС) превалируют над другими (экономическими);
· предельные конструктивные параметры ТС определяются физико-техническими, а не экономическими факторами (проектирование необходимо начинать с инженерных расчетов);
· конструирование изделий выполняется с учетом возможности и трудоемкости их изготовления;
· экономическая оценка конструкции проводится не раньше, чем появятся варианты, отвечающие требованиям функционирования изделия и технически осуществимые;
· при проектировании необходимо максимально использовать технические решения предшествующих поколений инженеров;
· для оценки ТС используют весь комплекс критериев (функционирование, надежность, технологичность, стандартизация и унификация, а также эргономические, эстетические и экономические показатели);
· патентно-правовые показатели – необходимые критерии оценки новых конкурентоспособных технических решений;
· при проектировании новых ТС решается вопрос их безболезненной ликвидации после истечения срока службы.
Схема системного проектирования состоит из четырех этапов:
· постановки задачи создания нового ТС;
· поискового проектирования;
· концептуального проектирования;
· инженерного конструирования.
На этапе постановки задачи создания нового ТС формируется системная модель нового изделия, описывающая его связи и отношения с внешним окружением (рис. П.7.1). Данная модель позволяет осуществить постановку общей задачи – создания нового ТС, сформулировать его служебное назначение, определить ограничения и граничные условия на реализацию рабочей функции, критерии оценки и т.п. Этот этап должен ответить на вопросы: нужно ли новое ТС и какие задачи оно должно решать. При положительном решении этих вопросов оформляется задание, в котором окончательно формулируется постановка общей задачи создания нового изделия, которое является основой для выполнения этапов проектно-конструкторского процесса.
Этап поискового проектирования должен ответить на вопрос: каким должно быть будущее ТС (рис. П.7.2). Уточняется его служебное назначение, определяются границы системы и связи с внешним окружением. Четко формулируется рабочая функция нового ТС и определяются компоненты задачи: параметры, факторы решения, цели и критерии оценки, время, отводимое на выполнение проекта. Определяется принцип действия будущего ТС. Если на сегодняшний день задача создания нового ТС окажется технически не осуществима, то необходимо вернуться к постановке задачи его создания, уточнив или изменив его служебное назначение. Когда принцип действия ясен и рабочая схема известна, определяют предельные режимы функционирования объекта проектирования. Результатом данного этапа является оформленное техническое задание на проектирование нового ТС, которое должно содержать однозначное описание его служебного назначения, показателей качества и критерии оценки проекта.
Этап концептуального проектирования решает вопрос о технической реализации замысла будущей конструкции. Разработка и анализ различных вариантов принципиальных решений (функциональной, компоновочной, кинематической и других схем) дает концепцию конструкции. На этом этапе проводится экономическая оценка отобранных вариантов. Результатом этапа концептуального проектирования является оформленное техническое предложение, которое должно определить концепцию конструкции будущего технического средства и технико-экономическую целесообразность его создания.
На этапе инженерного конструирования (рис. П.7.1) разрабатываются варианты важнейших элементов ТС (ЭТС), которые анализируются и уточняются (эскизное конструирование). Затем выполняется технико-рабочее проектирование, дающее полное и окончательное представление об устройстве и функционировании будущего изделия, предусматривает детализацию конструкции путем разработки чертежей на каждый изготовляемый элемент. Объем комплекта конструкторской документации должен ответить на вопросы: каким должно быть будущее ТС, как оно работает, как его ремонтировать, транспортировать и т.д.
Элементы необходимой информационной поддержки проектно-конструкторского процесса представляют собой каталоги известных технических решений технических средств и их элементов (рис. П.7.1) справочники по физическим эффектам, методам и способам преобразования вещества, энергии и информации (рис. П.7.2) сборники апробированных правил синтеза технических решений для технических средств различных видов (рис. П.7.3) методов анализа вариантов технических решений (рис. П.7.3) и методов принятия решений (рис. П.7.4) на разных стадиях проектирования, описание рекомендуемых правил расчета технико-экономических показателей (ТЭП) новых технических средств и их элементов (рис. П.7.3). Оформление документации должно выполняться по требованиям ЕСКД и ЕСТД.
На рис. П.7.1. – П.7.4. разработка принципиальных структурных схем предшествует расчету ТЭП. В такой последовательности расчет ТЭП по существу превращается в экономическое обоснование уже принятых технических решений. На практике разработка схем должна выполняться совместно с расчетами ТЭП. Каждый отчет по ОКР содержит расчет общей надежности системы, как бы сложна она ни была. Эти показатели обязательно входят в технические условия на систему.
В последние годы широко исследуются вопросы комбинаторного проектирования систем [25].
Декомпозируемая система – система, состоящая из частей, для которых существуют альтернативные проектные варианты. Подход к проектированию декомпозируемых систем включает следующие стадии:
· задание требований к системе и ее компонентам;
· формирование структуры системы;
· генерация проектных альтернатив компонент;
· оценивание и ранжирование проектных альтернатив компонент;
· композицию составных частей;
· анализ компонентов и их улучшение.
Базовые предположения в этом случае:
· проектируемая система имеет иерархическую древовидную структуру;
· качество (эффективность) системы есть объединение качества ее составных частей и качества их совместимостей;
· многокритериальные характеристики качества частей и их совместимостей могут быть отображены на некие порядковые согласованные шкалы.
В использовании уже имеющихся компонент, особенно стандартных, нет ничего принципиально нового, это обычный нормальный способ проектирования, который сам по себе не решает никаких ранее отмеченных проблем [1].
Комбинаторное проектирование систем применяет реинжиниринг информационных систем [25]. Принципы и методы нового системного проектирования (НСП) информационной системы (ИС) определены на основе новых информационных технологий [21–23].
Работы в НСП проводят в той последовательности, которая адаптируется к условиям конкретного предприятия и проекта. В соответствии с рис. 11.1 иллюстрирует приводимые работы НСП в виде модели – «ромашки».
Перечень основных работ НСП и используемых в них методов:
1. Ситуационный и диагностический анализ положения предприятия. Применяются методы и программные инструменты: финансового анализа положения предприятия (финансовой устойчивости, ликвидности баланса, коэффициентов деловой активности и др.); степени и динамики прибыльности отдельных товаров и процессов (продуктов, услуг, технологий, работ); маркетингового анализа (товаров и услуг, имиджа предприятия и конкурентов и др.) на различных секторах рынка, маркетингового прогноза; социопсихологического анализа (установок руководства предприятия, других групп работников, кадровой ситуации в целом), его информационной поддержки и автоматизации.
2. Анализ стратегических целей предприятия и критических факторов его успеха. Делается заключение о технологических, рыночных и общественных тенденциях и возможностях предприятия, формулируются положения новой бизнес-архитектуры или, в случае более радикального реинжиниринга, положения новой бизнес-платформы [22]. Используются функции прогноза в аналитических маркетинговых системах, базы данных прецедентов, линии открытой конъюнктурной информации, сведения о наиболее успешно работающих конкурентах и др.
3. Анализ факторов риска предприятия в отношении выполнения программ бизнес-реинжиниринга в кадровом аспекте (для жесткого BРR, тотального реинжиниринга, структурной реорганизации или др.) и возможности управления этими факторами. Применяются методы социопсихологических экспертиз, оценивается возможность перестройки установок персонала, планируются тренинги персонала, начиная с руководства предприятия, моделируются последовательности других шагов по подготовке персонала к реинжинирингу.
4. Инвентаризация и оценка состояния ИС предприятия: по применяемым прикладным системам, системам классификации и кодирования информации, информационному составу баз данных, методам поддержки принятия решений, использованию локальных и глобальных сетевых технологий, составу компьютерного парка, открытости архитектуры и другим показателям качества применяемых ИТ. Кроме того, оценивается полезный результат, который вносит каждая подсистема (автоматизированная задача, функция) в деятельность предприятия. Применяются средства информационного и функционального моделирования систем (отдельные инструменты для описания ИТ-моделей, CASE -системы, системы DD/D, автоматизированные тезаурусные системы, системы моделирования локальных компьютерных сетей и др.), логические правила классификации понятий, известные системы классификации и кодирования, используются сведения о стандартах в области ИТ, промышленных технологиях, служащих типичными и перспективными представителями ИТ в своих классах. Применяются количественные стоимостные оценки эффективности использования каждой подсистемы (при невозможности их получения – оценки в натуральных единицах или качественные).
5. Детальное обследование предприятия (или его частей) и построение моделей существующей структуры организации, процедур и показателей деятельности (текущее состояние организационной структуры, нормативные документы предприятия, показатели результатов деятельности подразделений и предприятия в целом), анализ документов и регламентов, используемых в производственных процессах. Оценивается полезный результат, который вносит каждая автоматизированная задача, комплекс функций в деятельность предприятия. Применяются CASE -системы и отдельные специальные инструменты моделирования: средства укрупненного формального описания объекта (например описание иерархии функций и подразделений), декларативные детальные функциональные модели бизнес-процедур, имитационные модели в терминах массового обслуживания, динамические модели на сетях Петри, декларативные описания информационных элементов и структур данных, составляющих потоки данных; строится (или дополняется) тезаурус понятий, составляющих специфическую для предприятия понятийную модель и определяющих профессиональный жаргон, строятся активные понятийные модели на основе фреймовых представлений и др. Применяются количественные стоимостные оценки эффективности автоматизации задач (комплексов функций), при невозможности их получения используются оценки в натуральных единицах или качественные.
6. Сквозной анализ и синтез новых бизнес-процессов: определяется и оптимизируется их вклад в производственную деятельность, в первую очередь в виде конечных результатов и показателей эффективности.
Применяются методы функционального и оргпроектирования: вычленение главных или определение новых ключевых функциональных ролей работников с их ориентацией на результат бизнес-процессов в целом, проектирование объемов власти и ресурсов, необходимых этим работникам для выполнения всех функций в процессе; проектирование новых оргструктур и процессов, планирование преобразований существующих процессов и имеющейся оргструктуры для усиления функциональных ролей работников в бизнес-процессах и минимизации числа принимающих решения работников; ввод измеримости в бизнес-процессы, позволяющей в каждый момент времени знать состояние дел, выраженное в денежных единицах, процентах роста, прогнозе времени выполнения или отклонения от плановых показателей и т.д.
Строятся (впоследствии реконструируются) целевые модели предприятия: понятийная, организационная, информационная, функциональная, территориальная и другие, при этом применяются: программные инструменты (компоненты CASE -систем, отдельные программы) моделирования и оценки бизнес-процессов, использующие методы формализованного статического описания, функционально-стоимостного бизнес-анализа (ABC, activity-based costing), динамического моделирования (CР -модели, модели по типу языка JРSS и др.); CASE -системы для фиксации принимаемых решений в виде новых функциональных, информационных, объектно-ориентированных и других моделей.
7. Введение необходимых элементов маркетинговой организации фирмы как производителя рыночных товаров (услуг). Разрабатываются или покупаются информационно-аналитические системы для поддержки выполнения маркетинговых экспертиз в жизненном цикле товара, применяются системы поддержки хранилищ данных (DWH) и оперативной аналитической обработки (OLAР).
8. Проектирование сокращенного числа иерархических уровней управления и их поддержки с использованием: социопсихологических методов компоновки новых структур и отношений (специальные тренинги, мониторинг отношений, корректировка видов и форм мотиваций); средств автоматизированной поддержки групповой работы в новых условиях: средства workflow, системы групповой разработки, параллельного проектирования и другие; БД шаблонов-заготовок рабочих документов, нормативов, постоянного отслеживания реальной текущей ситуации с доступными работнику ресурсами; корпоративной почты, теле- и видеоконференций, соединенных с ними, c БД и средствами workflow процедур планирования и исполнения поручений, в том числе для перехода от руководства непосредственно подчиненными в соотношении 1:7 к соотношению 1:15 и более.
9. Создание и информационная поддержка автономных и мобильных бизнес-подразделений и работников, обеспечение «полевых» инженеров и ремонтников, бригад спасателей или скорой помощи постоянной связью с корпоративной ИС. Применяются различные технические средства ИТ, например, ноутбуки с модемной (в том числе радио -) связью и коммуникационными программами, имеющими простой для непрограммиста, дружественный интерфейс; использование тиражирования (репликации) документов и баз данных, асинхронные режимы работы с ИС в трехзвенных архитектурах «клиент - сервер приложений - сервер баз данных» и др.
10. Обеспечение роста возможностей каждого работника, выполнение максимума функций в бизнес-процессах работником, получающим конечный результат. Также применяются технические методы и средства новых ИТ: средства доступа ко всем необходимым данным в режимах использования распределенных баз данных, средства репликаций данных, управления событиями в данных и процессах обработки транзакций; концепция и программные средства DWH, средства OLA Р, быстрой разработки приложений (RAD) для создания «ИС руководителя» (EI S), создание средств поддержки принятия решений (DSS) на основе DWH, OLAР и EIS; применение средств DSS на основе методов логического вывода, нейронных сетей и нейрокомпьютеров, анализа прецедентов и других; предложение единого интерфейса пользователя для работы с разными компонентами данных и приложений, использование в этом интерфейсе средств, повышающих простоту поиска информации и обращения к конкретным прикладным функциям, например, интерфейсы геоинформсистем, естественного языка, речевого ввода.
11. Разработка концепции и структуры корпоративной БД для новой ИС, реализация структуры БД и управление ее развитием. Применяются методы компонентного проектирования предметных баз данных, как для операционных, так и для исторических БД хранилищ данных, архивов документов, геоинформационных данных и другие; разработка процедур компонентного изменения корпоративной БД при изменении бизнес-процедур, видов деятельности, применяемых приложений и географического размещения предприятия; постоянная актуализация понятийной модели предприятия для учета новых понятий, возникающих как при замене прикладных компонентов на функционально сходные, так и при изменении видов деятельности предприятия; подключение корпоративной БД к каналам глобальной информационной магистрали, предоставление прав на включение информации из нее в БД работникам всех иерархических уровней; динамическое администрирование фрагментами распределенной корпоративной БД при изменении их логической структуры, частоты их использования и места размещения.
12. Разработка концепции и структуры внутренней корпоративной сети. Применяются технические стандарты открытых систем, (например, технологии Internet и WWW для построения корпоративной сети по типу Intеrnet). Закладывается минимум оперативного резервирования ресурсов сети для снятия ограничений на ее развитие и реконфигурирование.
13. Разработка системы приложений как набора компонентов, опирающихся на общую понятийную модель и доступных для переукомплектования включением новых, в первую очередь покупных компонентов. Применяются СУБД и модели БД с использованием языков (моделей данных), отвечающих промышленным юридическим стандартам представления и обработки данных; опробованные юридические стандарты открытых систем в части обмена запросами, данными, документами, объектами; разработка приложений на основе переносимых RAD -систем (в том числе с элементами объектно-ориентированного программирования). В перспективе возможно использование новых стандартов в области объектно-ориентированных сред.
14. Информационная и функциональная поддержка глобализации бизнеса. Применяется подключение предприятия к глобальным коммуникациям. Используются глобальные цифровые (компьютерные) сети и их услуги, например, Internet, построение выходов из корпоративных сетей в Internet; инструменты и средства работы в глобальных сетях: средства гипертекстового просмотра БД серверов WWW (World Wide Web), приложения для удаленных финансовых расчетов и другие; режимы и стандарты информационной супермагистрали для повсеместного доступа к информации любых видов – от прейскурантов и типовых условий возможных бизнес-партнеров до динамических потоков конъюнктурной и справочной информации общего характера; отказ от встраивания ограничений на возможности компьютерного общения в аппаратную архитектуру, архитектуру каналов связи, в программное обеспечение или в выделенный центр удаленного администрирования распределенной корпоративной сетью; средства защиты конфиденциальных данных, не ограничивающих возможности свободного обращения абонентов по нужному адресу (кроме особых случаев, в которых оправдано создание «компьютерных островов»); режимы работы коммуникаций и ИС в режиме 24*365.
15. Построение системы поддержки и управления документооборотом как части системы реализации актуального набора бизнес-процедур. Применение такой системы в качестве средства планирования организации работ, измерений показателей их выполнения, контроля и самоконтроля исполнения. Для этого используются средства корпоративной и глобальной электронной почты, электронных архивов документов, инструментальных и инфраструктурных систем классов grouрware и workflow, написание и администрирование конкретных регламентов (бизнес-процедур), охватывающих сотрудников предприятия, предоставление каждому сотруднику динамических отчетов о ситуации с выполнением регламентированных работ, достигнутыми значениями оценочных показателей и др.
16. Переподготовка и повышение квалификации персонала. Предоставление работникам максимума базовой информации как основы для принятия самостоятельных решений. Формирование у них знаний и навыков с использованием в программах обучения всех средств ИТ, сводящих последующие накладные расходы сотрудников на осуществление бизнес-процедур к минимуму, например: мультимедийные обучающие компьютерные программы с динамическими сценариями имитации различных ситуаций; контекстные подсказки, гипертекстовые справочные руководства, контекстные обучающие программы; использование средств workflow для снабжения и тренинга актуальными бизнес-процедурами и др.
17. Планирование набора и последовательности шагов перехода от текущего состояния бизнес-архитектуры предприятия к новому (с оценкой стоимости перехода). Планирование таких шагов в части подготовки персонала, управления ресурсами и проектами, финансового учета и анализа и других, в том числе с использованием программных систем управления проектами (построение и динамический пересчет линейных и сетевых план-графиков, планирование ресурсов, оценка стоимости проекта).
18. Планирование и осуществление перехода от текущего состояния ИТ-архитектуры предприятия и его функционирующей ИС к новому. Например, в части реконструкции корпоративной БД и комплексов приложений применяются программные системы управления проектами разработки ИС; применение программных средств разработки и реализации схем переноса и реинжиниринга БД; разработка программ интерфейсного использования имеющихся (наследованных) или вновь комплексируемых компонентов: приложений, предметных БД и подсистем в новой ИС, реализация технического и смыслового аспектов совместного функционирования компонентов, применение известных методов и программных инструментов для реинжиниринга имеющихся прикладных программ в новую среду (изменение языка программирования, интерфейсов с базами данных и др.).
19. Документирование процессов и результатов проектирования и перепроектирования как бизнес-процессов, так и компьютерных компонентов ИС. Применяются: средства выдачи отчетов и справок CASE -систем и других, специальных программ моделирования; развитые средства редакторов текстов и графики (может быть, с элементами анимации или мультимедиа) для создания качественной документации на бизнес-условия, процедуры и процессы; включение актуальных документов в контуры корпоративной сети, программы обучения, контекстную помощь и т.п.
20. Создание внешней документации программ производства и поставок товаров и услуг основной деятельности предприятия на конкурентно высоком уровне. Формируются выходные потоки информации, направленные на клиентов, бизнес-партнеров, правительственные круги, широкую публику, для формирования которых используются: описанные ранее редакторы, системы компьютерной верстки, анимации и мультимедиа для создания интерактивных справочных приложений, видеодисков, каталогов, прейскурантов и другие; системы программирования объектов, обеспечивающие для получателя «удаленную интерпретацию» содержания указанных интерактивных справочных приложений, видеодисков, каталогов, прейскурантов и т.д.; программирование WWW- серверов, другие возможности информационной супермагистрали для размещений своей внешней документации основной деятельности.
21. Обеспечение оперативной обратной связи от возможных потребителей, коммерческих клиентов, бизнес-партнеров и др. Применяются методы и системы маркетингового мониторинга и анализа с получением первичной и вторичной информации. Используются методы и средства ИТ: для создания приложений, обеспечивающих обратную связь с клиентами и потребителями через системы глобальной сети; обеспечения круглосуточного функционирования ИС предприятия с целью информирования, приема и выполнения заявок и претензий клиентов; администрирование для этого операционных БД с осуществлением безостановочного функционирования OLTР.
В общем случае в НСП исследуются необходимость и возможность выполнения всех видов работ, потенциально необходимых предприятию. Строятся гибкие организационные схемы проектирования, заключающееся в построении и динамическом уточнении адаптивной организационной схемы, ориентированной на специфику конкретного предприятия, его внутреннее состояние и внешнее положение.
Адаптивность проявляется в том, что строится схема, в соответствии с которой в процессе выполнения работ выбирается тот вариант проектирования и будущей информационной системы, для которого готово предприятие или может быть подготовлено за приемлемое время. Начальными являются аналитические экспертные процедуры, определяющие состояние предприятия и его потребность в BРR и готовность к нему.
Принципы НСП предполагают использование многих новых проектных методов и нового взгляда на применение классических подходов. Это означает сочетание двух правил:
· не поддаваться без предварительной оценки сложившейся ситуации модным течениям;
· проводить поиск и фиксировать настоящие изменения, которые впоследствии включаются в практику проектирования.
Сложность, многостадийность, дороговизна создания ИС реинжиниринга реально оправдана, если выполнено конструирование такого решения бизнес-архитектуры, которое обеспечит “прорыв”, т.е. такую организацию бизнес-процессов, которая в реальности может обеспечить радикальное повышение эффективности на 100% и более.
Информационные системы – сложные системы специального назначения, цели, функционирования которых имеют общегосударственное значение (системы исследования космоса, развития транспортной сети, энергетики, обеспечения национальной безопасности и т.д.) [2].
Подготовка производства – сложный процесс, состоящий из многих стадий и этапов. Решения, принимаемые на каждом из этих этапов, влияют на последующие этапы и общую эффективность НИОКР. Важное значение имеет сокращение времени проведения НИОКР и подготовки производства. Одним из методов достижения этого является максимальное запараллеливание процессов разработки и подготовки производства.
Все стадии НИОКР вносят свой вклад в решение стратегических задач фирмы. Часто так называемые мелочи служили камнем преткновения даже для фирм с опытным менеджментом. Полагать, что некий из бизнес-процессов – важнейший, а другим можно уделять меньшее внимание, поскольку (как считалось ранее): все решится в рабочем порядке, – глубокое заблуждение.
