Процесс разработки нового изделия

Технический проект

технический проект —совокупность конструкторских документов,содержащих окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве разрабатываемого изделия, и исходные данные для разработки рабочей документации;

разработка рабочей документации —совокупность конструкторскихдокументов, предназначенных для изготовления и испытания опытного образца (опытной партии) изделия.

Процесс разработки нового изделия состоит из двух этапов.

Этап 1 — научно-исследовательская разработка(НИР).На этомэтапе производится предварительная аналитическая и расчетная проработка изделия. Результат НИР — научно-технический отчет,

содержащий выводы о новых принципах построения изделия, научно обоснованный подход к реализации этих принципов, анализ проведенных исследований. НИР может дать отрицательный результат, показывающий, что на современном уровне развития науки и техники реализация поставленной задачи невозможна или преждевременна.

Этап 2 — опытно-конструкторская разработка(ОКР).Работа наэтом этапе основывается на результатах НИР и является процессом инженерного воплощения теоретических результатов, полученных на этапе НИР, в схему и конструкцию изделия.

На этапе ОКР на первый план выступают экономические задачи, так как именно здесь формируются основные параметры изделия, влияющие как на его стоимость, так и на длительность и стоимость его разработки. Во время выполнения ОКР производится теоретическое, расчетное и экспериментальное исследование реализованных в изделии идей. ОКР заканчивается выпуском полного комплектатехнической документации наизделие, изготовлением и испытанием его опытного образца (или опытной партии).

Научно - исследовательская разработка (НИР) включает в себя стадии разработки технического задания и технического предложения,а ОКР — эскизное и техническое проектирование,а также стадию разработки рабочей документации. В

зависимости от степени проработанности НИР и степени новизны разрабатываемого изделия стадия эскизного проектирования в ОКР может быть опущена.

Рис. 1

НИР:

- техническое задание (ТЗ)

- техническое предложение

ОКР:

- эскизный проект

- технический проект

- разработка рабочей документации

В соответствии с приведенным порядком существуют определенные этапы разработки ЭВМ, последовательность выполнения которых представлена на рис. 1.

Этап 1 —подготовительный.На этом этапе производятся изучениезадач, для решения которых предназначена данная ЭВМ, и анализ существующих конструкций машин,

обсуждаются достижения в смежных областях науки и техники и новые принципы. Такой анализ позволяет ориентировочно определить технические характеристики будущей машины.

Этап 2 — разработка ТЗ. Оно должно содержать основноеназначение, технические и тактико-технические характеристики (быстродействие, разрядность, объем памяти и т. д.), показатели качества и технико-экономические требования, состав конструкторской документации, а также специальные, конструктивные, технологические, эксплуатационные требования и требования по надежности.

В ТЗ указываются предприятие-заказчик и предприятие-разработчик ЭВМ. Взаимоотношения между ними регламентируются договором— юридическим документом, определяющим взаимоотношения на различных этапах разработки. В договоре определяются взаимные обязательства сторон, их ответственность в случае нарушения отдельных его пунктов, сроки выполнения работ и источники финансирования. Кроме ТЗ к договору прилагают сметную калькуляцию работ, в которой общая сумма расхода разбивается по статьям: сырье и основные материалы, покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты; зарплата работникам НИИ и рабочим опытного производства, отчисления на капитальные вложения, финансирование сторонних организаций и т. д. В договоре указываются объем и сроки выполнения каждого из этапов работ, за которые предприятие-разработчик отчитывается перед предприятием-заказчиком. Все спорные вопросы, возникающие между разработчиком

и заказчиком, разрешаются Государственной арбитражной комиссией. Составление ТЗ обычно ведется заказчиком совместно с

разработчиком-исполнителем, для того чтобы требования к ЭВМ, зафиксированные в ТЗ, являлись практически выполнимыми.

Если заказчик не знает конкретного исполнителя, то он составляет проект ТЗ и рассылает его в организации, занимающиеся разработкой вычислительной аппаратуры, и просит рассмотреть возможность реализации проекта в практической разработке.

Согласование ТЗ начинается после того,как определилсяконкретный исполнитель или исполнители.

Процесс согласования состоит в том, что исполнитель после получения проекта ТЗ исследует возможность его реализации как с

технической точки зрения,так и в указанные заказчиком сроки. Приэтом исполнитель обобщает опыт предшествующих разработок, а также опыт родственных организаций, оценивает возможности своего предприятия, проводит подбор и изучение отечественной и иностранной научно-технической литературы, патентов и авторских свидетельств.

Наряду с этим исполнитель предварительно прорабатывает построения блоков и узлов ЭВМ и делает вывод о принципиальнойвозможности выполнения ТЗ. В процессе предварительной проработки заказчику от разработчика может быть выдан ряд замечаний по отдельным пунктам технических требований или предложены свои формулировки этих пунктов. Если после принятия соответствующих уточнений и изменений договаривающиеся стороны приходят к единому мнению о практической выполнимости требований, указанных в ТЗ, согласование считается законченным.

Утверждение ТЗ происходит после его согласования.Приутверждении ТЗ подписывают представители и руководители организаций заказчика и разработчика. После подписания ТЗ становится официальным документом, в соответствии с которым выполняется разработка ЭВМ или системы. В случае необходимости исполнителем проводится корректировка ТЗ, иногда требующаяся по результатам выполнения эскизного и технического проектирования (на рис. 2.2 обратные связи справа и слева). При конкретном проектировании может оказаться, что некоторые требования ТЗ надо изменить.

Заказчик в процессе разработки также может вносить изменения в ТЗ, не приводящие к существенным изменениям в уже проделанной работе. Корректировка проводится по взаимному согласованию между заказчиком и исполнителем.

Этапы 3, 4 — техническое предложение. На этих этапахразрабатывается совокупность конструкторских документов, в которых отображаются различные варианты конструктивного и схемного построения разрабатываемой ЭВМ и дается сравнительная оценка этих вариантов между собой и с аналогами.

Частично эти вопросы уже должны быть рассмотрены в процессе согласования ТЗ.

На этапе 3 разработчиком производится выбор основных комплектующих изделий, обеспечивающих выполнение требований ТЗ.

Сюда относится выбор элементной базы, носителя информации, оперативной и внешней памяти и т.д.

Большое внимание на стадии технического предложения уделяют анализу алгоритмов,определяющих логическую структуру ЭВМ,последовательность выполнения логических и арифметических операций.

Этапы 5—7 — эскизное проектирование. На этих этапахпринимаются принципиальные конструктивные и технические решения, которые отличаются от технического предложения более детальной проработкой устройств в соответствии с ТЗ.

На стадии эскизного проектирования проводятся разработка специальных схем частного применения (например, для управления запоминающим устройством, устройством ввода—вывода и т. д.), испытание разработанных схем, расчет и проверка рабочих режимов комплектующих элементов, выполняется предварительный расчет надежности как отдельных узлов и блоков ЭВМ, так и изделий в целом.

В процессе проработки эскизного проекта, как правило, производится макетирование отдельных наиболее сложных узлов и операционных блоков,а иногда и полностью целых устройств,таких,как процессор,устройство обмена, запоминающее устройство и др.

По завершении эскизного проектирования разработчик защищает эскизный проект перед заказчиком или заказчиками.

Если ЭВМ имеет относительно несложную структур у или является

модернизацией своей предыдущей модели,допускается опустить этап эскизного проектирования и сразу перейти к техническому проекту.

Этапы 8—9 — техническое проектирование. На этих этапахдетально отрабатываются схемные и конструкторские решения, выпускаются чертежи на все элементы, узлы, блоки и устройства ЭВМ, прорабатываются вопросы защиты от механических, климатических и радиационных воздействий, доступа при ремонте и контроле, привязки к объекту установки и т. д., уточняются вопросы технологии и стоимости, особенности предприятия-изготовителя ЭВМ.

В процессе выполнения технического проекта необходимо макетирование как отдельных узлов и устройств разрабатываемой ЭВМ, так и всей машины в целом.

Итог технического проекта — макет ЭВМ,предъявляемый наиспытания,

К конструкторской документации относят:сборочные чертеживсех устройств с пояснительной запиской, полный комплект электрических схем, инструкции по эксплуатации, технический отчет.

В отчете приводятся все основные механические и электрические расчеты, результаты исследований и испытаний. По результатам технического проектирования может быть проведена корректировка ТЗ по согласованию с заказчиком.

Этапы 10—12 — изготовление,настройка и эксплуатация опытногообразца.

После того как заказчик вынес положительное решение по результатам технического проекта, разработчик приступает к разработке рабочей документации, производя окончательную корректировку электрических схем и чертежей, выпуская конструкторскую документацию, по которой производится выпуск опытного образца ЭВМ.

Конструкторской документации присваивается литера «О».

В процессе изготовления ЭВМ проводятся приемосдаточные

испытания отдельных узлов и блоков,а после изготовления—приемосдаточные испытания опытного образца (одного или нескольких) по электрическим, механическим, климатическим и другим требованиям.

Испытания проводятся представителями отдела технического контроля (ОТК) и представителями заказчика в соответствии с техническими услови ями,которые составляются разработчиком наузлы, блоки и изделие в целом на основе требований ТЗ. Технические условия обязательно входят в состав конструкторской документации,

передаваемой на завод-изготовитель. По результатам опытной эксплуатации и государственных испытаний проводится окончательная корректировка документации.

Этапы 13—14 — выпуск установочной серии.

Взаимоотношения между разработчиком и заводом-изготовителем регламентируются договором, который заключается на период освоения

ЭВМ в серийном производстве. Разработчик при этом обязуется передать заводу-изготовителю несколько комплектов копий конструкторской и технологической документации, обучить представителей завода процессам наладки и регулировки, новым технологическим процессам и т. д.

После выпуска и испытания установочной партии ЭВМ (или головного образца для больших машин) разработчик передает все оригиналы технической документации заводу-изготовителю, который при необходимости перевыпускает ее, присваивая литеру «А».

По окончательно отработанной документации производится массовый (серийный) выпуск ЭВМ.

Этапы 15 и 16. В процессе эксплуатации и ремонта ЭВМ,изготовленных в серийном (массовом) производстве, часто возникает необходимость в корректировке функциональных, принципиальных, монтажных и других схем, конструкторской и технологической документации или же ТЗ.

Эти изменения вносятся в установленном порядке, и по откорректированной документации производится изготовление

опытного образца, его испытание в полном объеме; в случае положительных результатов корректируется документация на заводе-изготовителе.

Указанные этапы необходимы для такого сложного изделия, как ЭВМ, так как нельзя допустить ее запуск в серийное производство по

первичной рабочей документации,которая всегда содержит какие-то

ошибки. Последние могут носить принципиальный характер из-за того,что разработчик, например, неверно составил временную диаграмму выполнения какой-либо операции, не учел какого-то фактора в алгоритме той или иной команды или допустил ошибку в принципиальной электрической схеме или элементах конструкции.

Хотя такого рода ошибки при правильной организации разработки и достаточно высокой квалификации разработчиков случаются достаточно редко, они существенно влияют на затраты и время изготовления опытных образцов ЭВМ.

Основное количество ошибок (около80—90%) возникает от

недостаточной внимательности и усталости разработчика и

копировщика. Вследствие этого обнаруживаются, например, неверно указанные связи между контактами, приведение не того типа микросхемы, ошибки при копировании документации вследствие нечеткого написания букв и обозначений в оригинале документа и т. п. Существенное уменьшение такого рода ошибок достигается использованием автоматизированных с помощью ЭВМ методов разработки и обработки технической документации,и применениемСАПР (PCAD, AutoCad, OrCad, Mentor Graphics, Cadence, Compass и

др.)