Прежде чем изучать методы автоматизированного проектирования объектов газовой промышленности, рассмотрим упрощенную модель проектного процесса. Необходимо отметить, что проектные процессы зависят от объекта проектирования (линейная часть магистральных газопроводов, компрессорная станция), от ресурсов проектной организации (субъекта проектирования) и его структуры (инжиниринговый центр или специализированный проектный институт), от вида процесса (проектирование на базе типовых решений или полностью оригинальный проект нового объекта или сооружения). Эти компоненты определяют модель процесса проектирования, которая должна адекватно отражаться последовательностью действий проектировщиков. Можно привести следующее определение процесса проектирования.
Проектирование- это комплекс работ с целью получения описаний нового или модернизируемого технического объекта, достаточных для реализации или изготовления объекта в заданных условиях. Объектами проектирования могут быть как технические объекты (в т.ч. объекты нефтегазового комплекса), так и технологические процессы. Комплекс проектных работ включает в себя теоретические и экспериментальные исследования, расчеты, конструирование [11].
На рис. 1 отображены систематизированные действия проектировщиков и элементарные операции, производимые при проектировании объектов.
Далее приведем понятие автоматизированного проектирования. В литературных источниках под автоматизированным понимают проектирование, осуществляемое человеком при взаимодействии с компьютером. Степень автоматизации может быть различной и оценивается долей 
проектных работ, выполняемых на компьютере без участия человека. При 
проектирование называют неавтоматизированным, при 
- автоматическим [11,14,16,18].
|
| Рис. 1. Основные действия и операции при проектировании |
Автоматизированное проектирование осуществляется в рамках систем автоматизированного проектирования (САПР).
В соответствии с ГОСТом система автоматизированного проектирования- это организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования (АП), взаимодействующего с подразделениями проектной организации и выполняющая автоматизированное проектирование [11,17,18].
Для создания любой системы автоматизации необходимо знать свойства объекта автоматизации. Для САПР таким объектом является процесс проектирования. Прежде чем изучать структуру и методы проектирования САПР, необходимо формализовать и упорядочить понятия, относящиеся к сфере проектирования, научиться структурировать процессы разработки конкретных объектов, изучить общие положения и закономерности проектирования, типовые проектные процедуры и маршруты.
Из-за сложности процесса проектирования его систематическое описание не является тривиальной задачей, предпринятые попытки найти способ формализации этого процесса, его стандартизации и универсализации, завершившиеся множеством похожих предложений, отличающихся, однако, деталями. Если САПР должна обеспечивать автоматизацию всего процесса в целом, а не только его отдельных частей, то начальным этапом процесса автоматизации должно быть создание модели процесса проектирования, ориентированную на определенную предметную область.
Далее рассмотрим несколько упрощенных моделей процесса проектирования.
На рис. 2 показан первый вариант такой модели, относительно которой делаются следующие основные предположения:
· цель проектирования неизменна (по крайней мере, в течение какого-то времени);
· для создания проекта требуются знания технологии определенного типа; процесс проектирования порождает информацию («проект»), которая может быть документирована и использована для производства тем или иным способом.
В представленной простейшей модели процесса проектирования (рис. 2) заложен принцип системного подхода к проектированию, который заключается в том, что объект проектирования рассматривается как единая система для достижения поставленных целей прежде всего за счет управляемого взаимодействия на уровне процесса проектирования, осуществляемого с помощью методов теории управления проектами.
Такой подход определяет проектирование как процесс достижения целей, распределения ресурсов, организации информации и обеспечения управления таким образом, чтобы все главные аспекты и проблемы были точно определены и связаны с подпроцессами в соответствии с заранее сконструированной схемой или маршрутом проектирования.
Таким образом, системный подход позволяет рассматривать процесс проектирования как средство достижения цели – получение проектного описания объекта, оптимально удовлетворяющего поставленным требованиям для выделения наиболее существенного и общего, присущего проектированию. Он дает возможность содержательно представить этапы декомпозиции процесса и объекта проектирования, что позволяет сформулировать основные принципы построения логической схемы решения задач (или маршрутов) проектирования, которая является необходимым (базовым) элементом при создании и функционировании САПР.
То, что на рис. 2 обозначено словом «проект», еще не сам объект. Здесь понимается модель объекта, на основании которой можно говорить об объекте до его материального воплощения.
|
| Рис. 2. Простейшая модель процесса проектирования |
Здесь следует остановиться на многозначности термина «проект», исходя из методологических аспектов теории управления проектами (Project Management).
Управление проектами как наука начала развиваться с 50-х годов XX века и к концу 80-х годов сформировалась в самостоятельную научную дисциплину. Управление проектами (УП) в современном понимании – это профессиональная деятельность, основанная на использовании современных научных знаний, навыков и методов, ориентированных на получение эффективных результатов под действием организационно-экономических факторов на непосредственных исполнителей. Это методы руководства людскими и материальными ресурсами на всем протяжении жизненного цикла проекта для достижения определенных результатов по составу проекта и объему, стоимости, времени, качеству. Ключевым вопросом менеджмента является контроль качества, стоимости и, особенно, времени для всего периода проектно-строительного процесса.
Таким образом, можно дать следующее определение термина «проект».
Проект – система определенно сформулированных целей для создания объектов или комплект технической и организационной документации для них, а также документации для управленческих решений и мероприятий по их выполнению на протяжении всего жизненного цикла объекта [10].
В дальнейшем, под жизненным циклом проекта будем понимать набор последовательных фаз развития проекта от возникновения идеи до полного его завершения. Полная совокупность фаз развития проекта, выделяемых для лучшего контроля и управления деятельностью исполнителей, образуют жизненный цикл проекта, который делится на фазы, а фазы на более мелкие составляющие – стадии, этапы, разделы проекта [10].
Под фазой проекта будем понимать набор логически взаимосвязанных работ, процессов, по завершении которых достигается один из результатов проекта. Каждый проект от возникновения идеи до полного завершения проходит ряд последовательных фаз (рис. 3). Концептуальная схема жизненного цикла проекта приведена на рис. 4.
|
| Рис. 3. Основные фазы проекта |
|
| Рис. 4. Концептуальная схема жизненного цикла проекта |
Простейшая модель процесса проектирования, представленная на рис. 2, еще не отражает его важных характеристик. Усложним модель, чтобы учесть такое свойство процесса, как итеративность.
Процесс проектирования не является изолированным. Он всегда включается в другой процесс (называемый его средой), инициируется и управляется процессом более высокого уровня (например, на уровне генпроектировщика). Термин «управление» в данном случае – это область знаний, относящаяся к другой, смежной области знаний – управление проектами.
В начале процесса проектирования проектировщику передается Задание на проектирование (ТЗ), которое еще не полностью соответствует конечной цели, оно скорее формулирует цель. По причине неверной интерпретации исходных данных, неполных или некорректных формулировок в ТЗ достижение цели бывает невозможным. Нельзя предполагать, что ТЗ на проектирование масштабных и капиталоемких объектов (например, морские гидротехнические сооружения и комплексы), рассчитанных на длительное время разработки, будут оставаться неизменным. Стоит отметить, что на ТЗ могут оказывать влияние не только внешние воздействия. В ходе проектирования может выясниться, что некоторые положения ТЗ уже не соответствуют цели проектирования. Например, слишком жесткие требования могут привести к неоправданно большим затратам. Переоценка проекта на верхнем уровне может затем привести к менее жестким ограничениям, отраженным в спецификациях и, таким образом, к лучшему проекту. Для обеспечения таких корректирующихся мер в модель процесса проектирования должно быть включено представление промежуточных результатов проектирования для этапов, имеющих более высокий уровень в общем процессе.
Таким образом, в большинстве случаев процесс проектирования является итеративным и представляет собой формализованную совокупность действий проектировщика, выполнение которых терминологически обозначим проектной процедурой.