Глава 1 Основы методики проектирования

1.1. Становление науки о проектировании

Прежде, чем что-либо создать, человек или коллектив разработчиков формирует в своем воображении субъективную модель проектируемого объекта, а затем реализует его. Эти два условных этапа можно назвать проектированием и исполнением (или конструированием). Проектирование - более широкое понятие. Иногда считают конструирование частью проектирования. В процессе проектирования возникает необходимость передачи информации.

До появления письменности формами проектирования и конструирования были устные советы и натурная модель. Начало использования чертежей-рисунков и чертежей-схем на Руси относится к XI веку. Однако их широкое применение при конструировании началось в XVIII веке, когда чертежи стали выполнять в масштабе с разрезами, сечениями. Преподавание черчения в технических школах было введено по указанию Петра I. Несмотря на успехи в проекционном черчении, основной формой конструирования оставалось изготовление натурной модели, по которой затем составлялись чертежи. К моделям прибегали все известные механики того времени: Нартов А.К., Ползунов И.И., Кулибин И.П., Собакин Л.Ф. и другие.

Теоретические основы проектирования механизмов были заложены академиком Эйлером Л. (вторая половина XVIII века). Вслед за Эйлером появились труды Котельникова С.К., в которых рассматривалась динамика механизмов машин. К концу XVIII века центром развития механики становится Франция, чему способствовали работы Лагранжа Ж.

В России заметный вклад в науку о машинах внесли ученые Петербургского института инженеров путей сообщения, где работали как видные русские математики и механики, так и крупные французские ученые. Основателем института был один из пионеров кинематики машин, выдающийся конструктор А.Бетанкур.

XIX век ознаменовался многочисленными достижениями в технике и науке. Начертательная и аналитическая геометрия, черчение, теоретическая механика, теория машин и механизмов, детали машин и другие дисциплины дали аппарат для описания и преобразования описаний объекта. В настоящее время основным документом, закрепляющим в законодательном порядке последовательность этапов проектирования, форму и содержание технических документов, является ЕСКД.

Что же такое проектирование - наука или искусство? Правильным является ответ, что проектирование - это и наука (поскольку опирается на систематизированные научные знания), и искусство (так как непрерывно связано с творчеством). Только в разные исторические эпохи доли того и другого были различны. По мере развития и совершенствования техники одних творческих способностей становится уже недостаточно, нужны специальные научные знания. И в то же время еще много в процессе проектирования связано с творческими способностями человека, его воображением, интуицией. Творчество всегда будет необходимо проектированию, однако в настоящее время неуклонно возрастает число формализованных операций, выполняемых по определенным алгоритмам. Это и предопределило возникновение САПР.

Таким образом, при современном проектировании имеет место как эвристический (неформализованный) подход к поиску технических решений, так и формализованный, основанный на математических и логических приемах и методах.