Hybrydowe podejście do projektowania automatyki

Trwa „odwieczna” debata między projektantami układów automatyzacji a ich szefami na temat: czy lepiej projektować zaczynając od góry i kierując się w dół, czy też na odwrót? Tymczasem doświadczenie wykazuje, że najlepszym wyjściem jest kompilacja obu tych sposobów. 
Metoda „od góry do dołu”
Mówiąc o projektowaniu „od góry”, mam na myśli rozpoczynanie działań od zdefiniowania ogólnego obrazu automatyki dla całości obiektu i schodzenia kolejno coraz niżej, aż do najdrobniejszych szczegółów. Jako pierwsza zostaje opracowana ogólna koncepcja całego układu, w oparciu o pełną wiedzę na temat oczekiwań przyszłego użytkownika. Projektant musi wiedzieć, jakie zadanie ma spełniać układ automatyki oraz poznać podstawowe dane techniczne i ekonomiczne charakteryzujące oczekiwania klienta. Po utwierdzeniu się w przekonaniu, że zna odpowiedź na zasadnicze pytania, przechodzi do opracowywania projektu. Pracę kończy ustalaniem ostatnich szczegółowych elementów.
Ten sposób pracy najbardziej odpowiada kierownikom. Są oni wtedy przekonani, że wiedzą, co i kiedy otrzymają. Mogą na tej podstawie opracowywać plany, harmonogramy oraz szacować koszty i nakłady. Jest to również wygodne dla zespołu projektantów. Umożliwia bowiem podzielenie całej pracy na wielu członków zespołu. Ta metoda pracy świetnie nadaje się do standardowego sposobu oceniania postępów prac. Można dla niej sporządzić wykres Gandta lub siatkę Perth (siatkę ścieżek przebiegu prac i wzajemnych uzależnień, a także powiązań czasowych między węzłowymi zagadnieniami), sporządzić zestawienia materiałowe i uważnie, lecz spokojnie obserwować postęp prac. 
Metoda „od dołu do góry” 
Projektowanie metodą „od dołu do góry” rozpoczyna się od jednej konkretnej cechy. Najpierw rozwiązujemy problem związany z pomiarem czy regulacją jednego parametru i dobieramy odpowiednią metodę realizacji pożądanej funkcji. Następnie wybieramy sprzęt właściwy do osiągnięcia tego celu. Na koniec zaś tworzymy obwód, który łączy elementy sprzętowe. Dopiero wtedy przechodzimy do następnego punktu, określonego przez technologa procesu na schemacie automatyzacji. 
Opracowaną w ten sposób część całego zadania uzupełnia siatka niezbędnych powiązań między obwodami w tej części. Postępując w ten sposób, obwód za obwodem, węzeł za węzłem lub maszyna za maszyną, projektant dochodzi do momentu, gdy wszystkie parametry automatyzowanego procesu znajdą swoje odzwierciedlenie w dokumentacji  projektowej.
Ten sposób postępowania ma jedną zasadniczą zaletę: dodanie jakiegokolwiek, nieprzewidywanego wcześniej punktu pomiarów, sterowania czy regulacji w dowolnym momencie, a nawet już po zakończeniu projektowania, nie stanowi problemu. Taka metoda wykonania pracy może być wygodna dla tych obiektów, dla których z góry zakłada się ich dalsze rozbudowywanie w przyszłości.
Niestety, metoda projektowania od dołu do góry ma też szereg wad. Przede wszystkim nie poddaje się czynnościom o charakterze zarządzania. Brak ogólnej koncepcji utrudnia ocenę postępu prac. Nie ma tu punktów krytycznych ani punktów odniesienia. Nie udaje się żadne planowanie. Nie ma możliwości ustalenia budżetu. Trudno też jest zorganizować działania zespołowe. W efekcie projekt końcowy nie może być spójny, zaś oddzielnie opracowywane szczegóły nie dają się dobrze zgrać z sobą. Wykazują raczej tendencje do dryfowania w bok od głównego nurtu prac. 
Metoda mieszana 
Na szczęście nie ma zasadniczych niezgodności między obiema pokrótce omówionymi metodami. Stąd najlepszym wyjściem jest ich łączenie. Pozwala to na wykorzystanie zalet oraz minimalizowanie wad każdej z nich. Najkorzystniejsze jest zatem zaplanowanie przedsięwzięcia metodą „od góry”, zaś realizacji metodą „od dołu”. 
Rozpoczynamy przedsięwzięcie od ustalenia ogólnej koncepcji układu automatyki i sterowań. Przyjmujemy odpowiedni standard, najlepiej jeden dlacałości zadania albo też standardów najbardziej dopasowanych do konkretnych części dużego zadania. 
Te ustalenia umożliwiają:
  • stworzenie planu realizacji, 
  • wyznaczenie węzłowych punktów w realizacji poszczególnych etapów prac i terminów ich zakończenia, 
  • opracowanie budżetu i szczegółowe rozpisanie zadań cząstkowych dla zespołu. 
Działając w ten sposób nie tylko uporządkujemy tok prac, ale też stworzymy komfortowe warunki dla koordynatora prac i kierownictwa zakładu. 
Analiza zadania przeprowadzona na samym początku pozwala na ustalenie podstawowych wytycznych dla realizacji każdego etapu i każdego zadania cząstkowego. Nie pojawi się wtedy żaden problem ze zrozumieniem kto, co, kiedy i jak ma wykonać, aby całe przedsięwzięcie mogło być zrealizowane w ustalonym terminie i bez nieoczekiwanych przestojów. 
Hybrydowe podejście jest skuteczne w przypadku przedsięwzięć o charakterze technicznym. Stawianie jakiejkolwiek budowli większej od psiej budy byłoby innym sposobem prawie niemożliwe. Jak bowiem zbudować ceglaną ścianę, jeśli nie wiadomo, gdzie ma stać, czy też z jakich cegieł ma być zrobiona? 
Odpowiedź na takie pytania daje początek dzieła wykonany metodą „od góry do dołu”. Jeśli natomiast przystępuje się do budowy ściany już z kielnią w ręku, wiadomo, że każdą następną cegłę kładzie się na tej, która jest uprzednio umieszczona w dolnej warstwie. To właśnie jest realizacją metodą „od dołu do góry”.  
W zasadzie projekty układów automatyzacji mogą być w całości opracowane jedną lub drugą z opisanych metod postępowania. Niemniej jednak dla projektantów tej specjalności ważne jest dobre zrozumienie istoty każdej z nich. Tak, aby z powodzeniem w każdym z realizowanych przez siebie zadań mogli zastosować obie. Dotyczy to również przypadków, gdy projektant realizuje zadanie samodzielnie, bez zespołu. 
Gruntowna analiza przed rozpoczęciem opracowania projektu pomaga w zorganizowaniu pracy. Ponadto zaprojektowany układ będzie użyteczny, łatwy w zmontowaniu oraz podatny na rozbudowę.  
C.G. Masi