Глава 19

СОДЕРЖАНИЕ СИСТЕМОТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИИС

19.1. Стадии проектирования иис

Перед началом проектирования нового технического изделия выявляются назначение, основные свойства, потребности, иногда основные идеи реализации и другие особенности, достаточные для принятия решения о проектировании этого изделия. В процессе проектирования нового технического изделия предлагаются, обосновываются, разрабатываются, оформляются и представляют­ся в виде соответствующей документации и опытных образцов ре­шения, обеспечивающие определенные свойства изделия при огра­ничениях, накладываемых на его стоимость, сроки проектирования, изготовления и т. п.

В соответствии с ГОСТ 2.103-68 выделяются следующие основ­ные стадии разработки проекта: техническое задание (ТЗ), тех­ническое предложение (с присвоением документации литеры П), эскизный проект (литера Э), технический проект (литера Т), рабо­чая документация (литера Р). Ниже приводится содержание этих стадий применительно к проектированию ИИС и основных частей системы.

Начальная стадия проектирования ИИС объединяет разработку ТЗ, его согласование и утверждение. Техническое задание должно содержать следующие основные сведения, характеризующие про­ектируемую ИИС: основное назначение, технические характеристи­ки, показатели качества, технико-экономические требования, ста­дии разработки, принятые в данном проекте, и их состав, включая программное, методическое и метрологическое обеспечение, а также специальные требования к системе.

К основным техническим характеристикам ИИС относятся метрологические (динамический и частотный диапазоны, погреш­ность, быстродействие, чувствительность, порог чувствительности), а также общетехнические (надежность, сложность, габариты, вес и т. п.) характеристики. В ТЗ должны быть приведены критерии оценки (показатели качества) этих характеристик.

В ТЗ, как правило, не указываются пути достижения постав^ ленных требований. .' *

Технические задания разрабатываются и согласуются при сов­местном участии заказчиков и проектировщиков. Доля их участия в разработке ТЗ может быть различной и зависит от особенностей проектируемой ИИС, ее назначения и последующего использова­ния. Например, перед проектировщиком ИИС могут быть постав­лены требования, направленные на выполнение задач конкретного измерительного эксперимента, или проектировщику даются зара­нее подготовленные ТЗ. В первом случае проектировщик на основа­нии анализа требований конкретного эксперимента и современно­го состояния информационно-измерительной техники должен опре­делить характеристики создаваемой ИИС, позволяющие выпол­нять эти требования, и согласовать их с заказчиком. Этот случай требует наибольшего участия проектировщика. В другом случае участие проектировщика заключается в предварительной оценке возможности реализации этого ТЗ, а при необходимости—в его уточнении и изменении.

В процессе проектирования ИИС может возникнуть необходи­мость в корректировке уже согласованного и утвержденного ТЗ. Такая корректировка может быть произведена только после соот­ветствующего согласования с заказчиком.

Следующей основной стадией проектирования, предусмотрен­ной ГОСТ 2.118-73, является разработка технического предложе­ния на проектируемую ИИС. При разработке технического пред­ложения предусматривается выполнение следующих этапов.

84. Подбор патентных материалов, определение патентоспособ­ности проектируемой ИИС, анализ материалов по существующим системам, наиболее близким к проектируемой по назначению и ха­рактеристикам.

85. Предложение возможных вариантов реализации системы, удовлетворяющих ТЗ, сравнительная оценка этих вариантов и обоснование выбора наилучшего варианта. Варианты системы мо­гут различаться по алгоритмам сбора и обработки информации, техническим и программным средствам, видам используемого ин­терфейса, модуляции сигналов и т. п. Сравнительная оценка ва­риантов должна выполняться с учетом критериев оценки показа­телей качества, определенных в ТЗ.

86. Разработка и анализ структурной схемы и алгоритма рабо­ты проектируемой системы.

87. Выбор функциональных блоков (ФБ) проектируемой систе­мы. Для создания ИИС во многих случаях целесообразно исполь­зовать готовые, выпускаемые промышленностью ФБ, объединяемые в систему с помощью стандартного интерфейса. Такие системы, ориентированные на проведение конкретного измерительного экс­перимента и включающие в свой состав мини-ЭВМ, микро-ЭВМ или микропроцессоры, а также измерительно-вычислительные комплексы, называются локальными измерительно-вычислитель­ными системами (ЛИВС). Однако при проектировании ЛИВС не

всегда удается обеспечить ее всеми необходимыми ФБ и интерфейс­ными устройствами. В этом случае разработка таких ФБ может входить в проект системы или же выполняться вне рамок проекта.

5. Решение принципиальных вопросов метрологического, про­ граммного и методического обеспечения проектируемой ИИС.

На всех стадиях проектирования должны прорабатываться во­просы метрологического обеспечения создаваемой ИИС, включая не только методику использования соответствующих средств по­верки, но, при отсутствии последних, и их разработку. В техничес­ком предложении должны быть рассмотрены средства и методики, пригодные для поверки проектируемой системы. Если таких средств и методик нет, то необходимо решить вопросы выбора варианта их создания.

Большое значение имеет создание программного обеспечения проектируемой системы. На стадиях разработки технического пред­ложения и эскизного проекта должны быть определены состав и основное содержание программного обеспечения, включая в пер­вую очередь формальное описание работы системы. На стадиях разработки технического проекта и рабочей документации должны быть созданы все предусмотренные ТЗ рабочие программы. Так же как и при построении аппаратурной части ИИС, при создании программного обеспечения желательно использовать модульный принцип, позволяющий наращивать и совершенствовать состав этого обеспечения.

Разработка методического обеспечения проектируемой ИИС на стадии технического предложения может содержать рекомендации по рациональному использованию проектируемой ИИС и т. п.

6. Рассмотрение и утверждение технического предложения. В результате выполнения предложения должен быть обоснован це­ лесообразный путь реализации ТЗ. Предложение является основа­ нием для эскизного или технического проектирования.

Стадии разработки технического задания и технического пред­ложения можно отнести к системотехническому проектированию ИИС, особенностью которого является рассмотрение системы в це­лом с привлечением соответствующего математического аппарата. Эти стадии часто выполняются в виде научно-исследовательской работы, и в ней участвует относительно небольшое количество вы­сококвалифицированных специалистов.

Дальнейшие стадии проектирования выполняются обычно в виде опытно-конструкторских работ (ОКР) и требуют привлече­ния большего числа исполнителей по сравнению с системотехни­ческим проектированием.

Стадия эскизного проектирования (ГОСТ 2.119-73) предусмат­ривает создание документации, содержащей принципиальные кон­структивные'решения, которые дают общее представление об устройстве и принципе работы изделия. В необходимых случаях изготовляются и испытываются макеты изделия. Эскизный проект после согласования и утверждения служит основой для разработ­ки технического проекта или рабочей документации. ' .

Стадия технического проектирования (ГОСТ 2.120-73) связана с созданием документации, содержащей окончательные техничес­кие решения, дающие полное представление об устройстве разра­батываемой системы. Технический проект служит основанием для разработки рабочей конструкторской документации.

Завершающей стадией является стадия создания рабочей до­кументации на проектируемую ИИС. Она состоит в разработке^ конструкторской документации на опытный образец системы (ли­тера Oi), изготовлении опытного образца, проведении государств венных, межведомственных или других испытаний опытных образ­цов, последующих корректировок рабочей документации (литеры 0₂, 0₃ ...), подготовки рабочей документации и изготовлении уста­новочной серии и массового выпуска новой ИИС.

Стадии эскизного, технического и рабочего проектирования можно отнести к системотехнической проработке требований ТЗ и выбранного в техническом предложении варианта системы, т. е. к реализации результатов системотехнического проектирования.

Проектирование конкретного изделия может содержать не все перечисленные стадии системотехнического проектирования. Опре­деление состава стадий выполнения данного проекта делается при разработке ТЗ. Необходимость в стадиях эскизного, технического или рабочего проектирования особенно внимательно следует оце­нивать при создании ИИС путем набора стандартных ФБ, ИФ, ИВК- Такая разновидность проектирования получила название компоновочного. При компоновочном проектировании могут не по­требоваться стадии эскизного и технического проекта и может также резко упроститься стадия рабочего проекта.

Умением разработать ТЗ, предложить работоспособный вари­ант системы и обоснованно выбрать готовые ФБ, программы и т. п., т. е. умением произвести системотехническое проектирование кон­кретной системы, включая компоновочное проектирование, должны обладать все специалисты в области информационно-измеритель­ной техники.

Большинство ИИС может быть отнесено к системам средней сложности. При их системотехническом проектировании могут быть эффективно использованы как математическое, так и экспе­риментальное моделирование.

В предлагаемом варианте введения в системотехническое про­ектирование основная методика проектирования связана с фор­мальным описанием функционирования системы с помощью СЛСА и анализом, в первую очередь, погрешности и быстродействия си­стем.