вход Вход Регистрация



Детальные математические исследования проектированного объекту, в частности исследования на основе оптимизационных методов, в большинстве случаев начинаются после синтеза, оценивание и отбора структурной схемы, то есть определенного образа реализации ТЗ: набора основных взаимодействующих подсистем и образов их функционирование, основных параметров и ограничивающих соотношений между ними. Это не исключает применения элементов оптимизации, количественных методов на этапе выбора структурной схемы. Однако преимущественно этап поиска структурной схемы есть слабо формализованным.

Рассмотрим формализованные методы поиска технических решений, которые повышают качество проектных решений путем увеличения числа разных вариантов (расширение поля поиска), что дает возможность на основе дальнейшего применения формализованных методов оценивания выбрать наиболее эффективный вариант. К формализованным методам относятся: ассоциативные; контрольных вопросов; мозгового штурма; синектики; морфологического анализа; анализа взаимосвязанных областей решения; функционально-стоимостного анализа.

Ассоциативные методы поиска технических решений обосновываются на применении в творческом процессе семантических свойств понятий путем использования аналогий их вторичных смысловых оттенков. Основными источниками для генерирования новых идей служат ассоциации, метафоры и случайно выбраны понятия.

Ассоциация – связь, которая возникает при определенных условиях между двумя или более психическими образованиями (ощущениями, двигательными актами, восприятиями, идеями и т.п.).

Метафора – перенесение свойств с одного предмету (явления) на другой на основании общего для обеих признака.

К ассоциативным методам относятся методы фокальных объектов, а также гирлянд случайностей и ассоциаций.

Цель метода фокальных объектов – поиск новых модификаций известных образов и пристроил. Суть этого метода фокальных объектов состоит в перенесении признаков случайно выбранных объектов на усовершенствованый объект, который лежит как бы в фокусе перенесения. Алгоритм применения метода:

1) выбор фокального объекту;

2) выбор трех-четырех случайных объектов;

3) составление списков признаков случайных объектов;

4) генерирование идей присоединением к фокальному объекту признаков случайных объектов;

5) развитие полученных объединений путем свободных ассоциаций;

6) оценка полученных идей и отбор полезных решений (целесообразно поручить оценку эксперту или группе экспертов, а потом совместно отобрать нужны решения).

Цель метода гирлянд случайностей и ассоциаций – найти большое количество подсказок для новых идей путем образования ассоциаций. Алгоритм применения метода:

1) определение гирлянды синонимов объекту;

2) произвольный выбор гирлянды случайных объектов;

3) образование комбинаций из элементов гирлянд синонимов и случайных объектов;

4) составление перечня признаков случайных объектов ( для удобства их объединяют в таблицу);

5) генерирование идей путем поочередного присоединения к техническому объекту и его синонимов признаков случайно выбранных объектов;

6) генерирование гирлянд ассоциаций – поочередно из признаков случайных объектов, выявленных на шагу 4, генерируются гирлянды ассоциаций;

7) генерирование новых идей;

8) выбор альтернативы – на этом шагу решают вопросы: продолжать генерирование гирлянд ассоциаций или уже достаточно для отбора полезных идей;

9) оценка и выбор рациональных вариантов идей;

10) отбор оптимального варианту.

Метод контрольных вопросов. Цель метода – с помощью наводящих вопросов подвести проектировщика к решению задачи. Метод контрольных вопросов может применяться или в форме монолога проектировщика, обращенного к самому себя, или в форме диалога, например в виде вопросов, которые задаются руководителем членам группы проектировщиков. Суть метода заключается в том, чтобы рассматривать вопрос, которые содержатся в списке, и в связи с ними решать свою задачу.

Пример. Список контрольных вопросов (вариант).

1. Какое новое применение техническому объекту вы можете предложить? Возможные ли новые средства применения? Как модифицировать известные средства применения?

2. Есть ли в прошлом аналогичные проблемные ситуации, которые можно использовать?

3. Какие модификации технического объекту возможные?

4. Возможно ли увеличение времени службы? Увеличение частоты, размеров, прочности?

5. Что можно в техническом объекте заменить? Что, сколько замещений, чем? Другой ингредиент? Другой материал? Другой процесс? Другой источник энергии? Другое расположение? Другой цвет, звук, освещение?

6. Что можно превратить в техническом объекте? Какие компоненты можно взаимно заменить? Изменить модель? Изменить разбивку, разметку, планирование? Изменить последовательность операций? Изменить скорость или темп? Изменить режим?

7. Какие новые комбинации элементов технического объекту возможные? Или можно создать смесь, сплав, новый ассортименты, комплекс? Комбинировать секции, узлы, блоки, агрегаты? Комбинировать цели?

 

Известный вопросник, который содержит, например, такие вопросы:

- Как решить задачу, если не учитывать затраты, если от ее решения зависит жизнь человека, если технический объект будет использован как игрушка, или если объект является учебным пособием, экспонатом?

- Ли нельзя презренные в прошлом принципы решения использовать сейчас при современной технической возможности?

- Или можно предусмотреть результат решения задачи через 10-15 лет с учетом роста общественных нужд?

- Как выглядит перечень всех основных недостатков известных решений? Которым должно быть решение, чтобы отстранить их?

Пример использования метода. Разработать перечень контрольных вопросов, который уменьшает достоверность создания неэффективного варианту технического обеспечения абонентского пункта (АП) в сети САПР.

Решение (фрагмент):

1) Позволяет ли АП оформлять входные документы?

2) Не используются ли дорогие материалы для носителей информации на АП?

3) Каким образом обеспечивается введения данных в АП?

4) Обеспечивается ли контроль данных, что вводятся в АП ?

5) Какие возможности предоставляет АП по выводу информации потребителям?

6) Возможный ли диалоговый режим взаимодействия с ЭВМ?

7) Обеспечивается ли хранения информации в АП?

8) Обеспечивается ли защита от несанкционированного доступа к данным в АП и т.д.

Метод мозгового штурма. Мозговой штурм – один из наиболее популярных методов активизации коллективной творческой деятельности. Для устранения препятствий, которые вызываются боязнью критики, разделяются во времени процессы генерирования идей и их критической оценки.

Алгоритм применения метода:

1) Отбор группы лиц для генерирования идей и группы экспертов;

2) Организация процесса генерирования идей;

3) Фиксация выдвинутых идей;

4) Оценка зафиксированных идей с помощью экспертов и выбор наиболее рациональной с них.

Основные правила метода:

1) Задачу последовательно решают две группы людей по 4 – 15 человек в каждой (оптимальный состав 6 – 12 человек). Первая группа только выдвигает разные идеи. Время работы группы 20 – 40 минут. Вторая группа после окончания работы первой выносит мысль о ценности выдвинутых идей.

2) Основная задача первой группы – выдать за отведенное время как можно больше идей. Все они высказываются без доводов и записываются в протокол или фиксируются на магнитофонной ленте.

3) При генерации идей содержатся от критики предложений, которые выдвигаются участниками.

4) Процессом решения задачи управляет руководитель, который обеспечивает соблюдение всех правил.

5) Если задача не решенная, можно повторить процесс решения: лучше сделать с другим составом первой группы.

Метод синектики является развитием и усовершенствованием метода мозгового штурма. Методика проведения синектического заседание заимствована из мозгового штурма, однако отличается от него использованием приемов психологической настройки, в частности активным применением аналогий. Алгоритм применения метода:

1) Формулирование проблемы в общем виде. На синектические заседания приглашают экспертов (специалистов в области данных проблем), которые проясняют проблемную ситуацию. Этот этап называется формулированием «проблема как она дана» (П2Д).

2) Начальный анализ проблемы. Этот этап синекторы проводят совместно с экспертом. Этап называется формулированием «проблема как ее понимают» (П2Г).

3) Генерирование идей решений проблемы в том ее формулировании, на котором основанный выбор. В ходе этого этапа используются разные аналогии: прямые, личные, символические, фантастические.

4) Перенесение полученных в процессе генерации новых идей к П2Р и П2Д и выявление их возможностей. Если полученная идея по решению проблемы оказывается практически нериализоваными, необходимо повторить весь процесс для разбора других идей.

5) Завершающая часть синектического заседание – развитие и максимальная конкретизация идеи, признанной наиболее удачной (ведется на специальном техническом языке).

Метод морфологического анализа. Цель метода морфологического анализа состоит в систематическом использовании всех воображаемых вариантов, вытикающих из закономерностей строения ( то есть морфологии) усовершенствованой системы.

В усовершенствованой технической системе выделяют несколько характерных для нее структурных или функциональных морфологических признаков. Каждый признак может характеризовать параметры или характеристики системы.

За каждым выделенным морфологическим признаком составляют список его конкретных разных вариантов, альтернатив. Признаки с них альтернативами можно располагать в форме таблицы, званой морфологическим ящиком, который позволяет лучше представить себе поисковое поле. Перебирая всяческие объединения альтернативных вариантов решения задачи, которые при простом переборе могли быть упущены. Алгоритм применения метода:

1) Точное формулирование задачи ( проблемы), что подлежит решению.

2) Составление списка всех морфологических признаков, то есть всех возможных характеристик объекту, его параметров, от которых зависит решение проблемы и достижения основной цели.

3) Раскрытие возможных вариантов за каждым морфологическим признаком (характеристике) путем составления матрицы. Очень важно, чтобы вплоть до данного этапа не относился вопрос о практической осуществленности и ценности того или другого варианту решения.

4) Определение функциональной ценности всех полученных вариантов решений. Должны быть рассмотренные все варианты решений, вытекающих из структуры морфологической таблицы, и проведено сравнения поодиночке или нескольким наиболее важным для данной технической системы показателям.

5) Выбор наиболее рациональных конкретных решений.

Метод анализа взаимосвязанных областей решения – один из наиболее эффективных и надежных методов поиска новых технических решений. Начальные этапы метода анализа взаимосвязанных областей решений напоминают метод морфологического анализа. Основное отличие заключается в том, что в данном методе частичные решения могут включать только практически осуществимые, а не все возможные варианты. Цель метода – оказать и оценить все совместные комбинации частичных решений проектной проблемы. Алгоритм применения метода анализа взаимосвязанных областей решения:

1) Выявление нескольких возможных вариантов в каждой области решений;

2) Определение вариантов, несовместимых друг с другом;

3) Перечень всех наборов вариантов, которые можно объединять друг с другом, не опасаясь их несовместимости;

4) При наличии единого критерия для выбора вариантов (например, стоимости) определение совместных наборов вариантов, которые наилучшим образом удовлетворяют данному критерия;

5) Выбор из совместных вариантов наиболее приемлемой точки зрения цели решения проблемы.

 

Метод функционально-стоимостного анализа. Функционально-стоимостный анализ (ФВА) является методикой рационализации, то есть усовершенствование процессов с целью снижения их стоимости и затрат преимущественно без изменения основных принципов, лежачих у них основе. ФВА строится на том, что деталь машины усовершенствовать легче, чем машину в целом. Применение его позволяет понизить стоимость изделий на 5 – 20 %. ФВА проводят преимущественно постоянно действующие исследовательские группы численностью 3 – 6 человек. У них числе обязательно находятся конструкторы, технологи и экономисты. Алгоритм использования метода:

1) Подготовительный этап. Обучение специалистам основам ФВА, выбор объекту исследования и определение целей анализа.

2) Информационный этап. Систематизация информации и ее изучение для описания объекту, выяснение его фактического состояния; выявление и формулирование функций; построение схемы взаимосвязи основных частей исследуемого объекту; определение затрат на создание и функционирование объекту и его составных частей.

3) Аналитический этап. Анализ и уточнения функций; размежевание и анализ затрат, связанных с осуществлением функций; сравнение функций, составных частей и затрат на них осуществление с аналогами; формирование задач для поиска новых идей и вариантов оптимальных решений.

4) Творческий этап. Выбор методов коллективного творчества для поиска новых решений; организация и проведения совещаний по выдвижению идей; обработка и систематизация результатов творческих совещаний для них дальнейшей оценки.

5) Исследовательский этап. Оценка осуществленности идей с точки зрения материально-технического, финансового, производственного обеспечения; определение затрат и экономичности выполнения функций для разных вариантов решений; ранжирование вариантов и выбор оптимального.

6) Рекомендательный этап. Оформление рекомендаций по реализации окончательно выбранных вариантов решений с уточнением расчетов эффективности; обсуждение представленных рекомендаций комитетом ФВА и принятие решений.

 

Метод решения изобретательских задач. Содержание метода состоит в выявлении технического разногласия или его причины – физического разногласия – и устранения (разрешения) их при переборе относительно небольшого числа вариантов.

 

 

Случайная статья

2.5. Цепочки звеньев и их свойства

В теории автоматического управления используется три вида соединений звеньев. Рассмотрим их. 1. Последовательное соединение звеньев. Рисунок 2.40 – Последовательное соединение...
© 2017
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру