Объекты проектирования (или проектируемые объекты), т. е. объекты, в отношении которых выполняется процесс проектирования, классифицируются в зависимости от соотношения структуры и элементной базы.

Структура объектов проектирования – это расположение составных элементов объектов в пространстве относительно друг друга и других, внешних, объектов и окружающей среды, а также изменение этого расположения с течением времени.

Элементная база – совокупность элементов, их свойств, параметров и характеристик, на основе которых может быть сформирован объект проектирования.

1) Типовые объекты проектирования – это объекты, для которых известны и структура, и элементная база. Процесс их проектирования сводится к реализации требуемых параметров, габаритов, свойств и т. п.

2) Объекты проектирования с известной структурой, но заранее неизвестной элементной базой. Например, электромеханические устройства и системы (ЭМУС). Известны основные варианты их построения. Известно, что в состав ЭМС обязательно входит электромеханический преобразователь энергии (электрогенератор, электродвигатель, электромашинный преобразователь); преобразователи частоты, напряжения, движения, момента; система управления и т. п. Однако заранее неизвестно какие именно виды перечисленных элементов надо использовать, чтобы получить оптимальный вариант данной ЭМС.

3) Объекты проектирования с заранее неизвестной структурой, но известной элементной базой. Например, электронные устройства. Они выполняются на базе дискретных (диоды, транзисторы, тиристоры и пр.) и (или) интегральных (микросхемы, блоки, каскады) элементов, которые уже существуют. Однако заранее неизвестно каким образом необходимо объединить электронные элементы и компоненты, чтобы получить, например, оптимальный вариант статического преобразователя частоты.

4) Существенно новые объекты, или точнее, объекты для выполнения существенно новых функций.

С увеличение порядкового номера в приведённой классификации увеличивается сложность задач внешнего проектирования и формирования облика объекта проектирования.

Задачи проектирования классифицируются в зависимости от степени их формализации, т. е. их представления в обобщённом, наиболее общем виде, позволяющем в той или иной степени минимизировать участие человека (проектировщика, конструктора) в реализации процесса проектирования (конструирования). В соответствии с таким подходом задачи проектирования классифицируются следующим образом.

1) Формализуемые задачи проектирования – задачи, для решения которых можно составить алгоритм и получить для них проектные решения в автоматическом режиме, т. е. без участия человека.

К ним относятся задачи расчётного характера, задачи размещения и поиска информации, изготовления проектной документации.

2) Трудноформализуемые задачи проектирования – задачи, которые только частично поддаются формализации. Здесь проектные решения получаются при взаимодействии человека и ЭВМ.

Таких задач большинство. Например, при проектировании электродвигателя или электрогенератора по программе на ЭВМ проводятся сложные итерационные расчёты на базе математических моделей объекта проектирования. Исходные данные для расчётов задаёт человек, и он же оценивает полученные результаты и определяет дальнейшие действия, которые необходимо выполнять ЭВМ. К таким задачам относятся, прежде всего, задачи конструирования.

3) Неформализуемые задачи проектирования – задачи, для которых невозможно или нецелесообразно разрабатывать математические модели. Например, это формирование облика объекта проектирования. Количество неформализуемых задач проектирования сокращается по мере совершенствования методов и средств проектирования.

Разделение работ между подразделениями проектной организации или конструкторского бюро построено на блочно-иерархическом подходе (БИП) к проектированию. При таком подходе описание объект проектирования разделяется на несколько иерархических уровней по степени его детализации. Каждому уровню присущи свои формы математических моделей и документации.

Существуют следующие концепции БИП:
1) Разбиение – разделение (декомпозиция) исходной задачи проектирования на ряд более простых, частных, задач, проводимая с учётом связей между ними.

2) Локальная оптимизация – улучшение свойств объекта при решении каждой простой, частной, задачи.

3) Абстрагируемость – возможность построения формальных математических моделей, отражающих только значимые (существенные) в данном случае свойства объекта.

4) Повторяемость – использование в новых разработках опыта проектирования.

При наличии БИП возможно восходящее и нисходящее проектирование. Восходящее (снизу вверх) проектирование основывается на индуктивном подходе и предполагает организацию восхождения от простого (известных элементов) к сложному (неизвестной системе). Нисходящее (сверху вниз) проектирование базируется на дедуктивном подходе и предполагает разделение (декомпозицию) общего проектного решения на ряд взаимосвязанных частных.

При разделении общей задачи проектирования на ряд частных задач могут возникнуть ситуации, когда входная информация для решения какой-нибудь задачи может быть получена только в результате решения некоторых следующих за ней задач. Такая задача называется локально неразрешимой задачей проектирования и для её решения необходимы обратные связи между задачами (этапами) проектирования.

Комментарии запрещены.