2.2. Оценка перспективности выбранного направления разработки

После реализации процедуры определения потребности в проектировании необходимо сформулировать основные цели проектирования. Реализация данной процедуры состоит из двух этапов:

1) оценки перспективности выбранного направления разработки;

2) выбора основных целей проектирования.

Оценка перспективности направления разработки начинается с анализа и описания факторов окружения ПО. Факторами окружения являются как факторы непосредственного окружения (отображают окружающую среду), так и факторы косвенного окружения (характеризуют научно-техническую, экономическую и социальную ситуации). Проектирование связано с формированием оперативной модели в сознании человека, поскольку мозг позволяет обеспечить опережающее отражение действительности. Самого объекта еще не существует, мы еще точно не знаем, как он будет выглядеть, но знаем, что он должен делать и какими свойствами должен обладать, чтобы функционировать в окружающей среде.

Таким образом, окружающая среда и заданные функции являются теми признаками, с помощью которых можно распознать еще не существующий объект. Поскольку объект предназначен для функционирования в будущем, то распознавание объекта связано с прогнозированием.

Описание факторов окружения начинается с изложения существующего положения и заканчивается прогнозом на будущее, причем для каждого фактора как объекта прогнозирования необходимо подобрать метод прогноза. С этой целью проводится классификация факторов по 6 признакам, включающим 24 позиции.

1. Признаки, обусловленные природой ПО:

а) научно-технические (отражают развитие науки и техники в конкретной области, включая изобретения, открытия, новые материалы и технологии);

б) технико-экономические (отражают развитие производства и его технико-экономические показатели, освоение новых видов продукции);

в) социально-экономические (учитывают спрос и потребление, демографическую ситуацию, уровень образования и трудовые ресурсы);

г) военно-политические (отражают военный потенциал, стратегический курс, международные отношения);

д) естественно-природные (учитывают особенности окружающей среды, природные ресурсы, климатические условия).

2. Признаки масштабности ПО:

а) сублокальные (число значащих переменных до 3);

б) локальные (от 4 до 14 - несложные технические устройства);

в) субглобальные (от 15 до 35 - устройства средней сложности);

г) глобальные (от 36 до 100 - сложные системы, агрегаты);

д) суперглобальные (более 100 - большие ТС, крупные предприятия);

3. Признаки сложности (по степени взаимосвязи переменных):

а) сверхпростые (с отсутствием взаимосвязей);

б) простые (имеют парные связи);

в) сложные (имеют парные и множественные связи);

г) сверхсложные (нужно учитывать связи между всеми переменными).

4. Признаки степени детерминированности:

а) детерминированные (в характеристиках случайная составляющая несущественна);

б) стохастические (необходимо учитывать случайную составляющую);

в) случайные (имеющие как стохастические, так и детерминированные характеристики).

5. Признаки характера развития во времени:

а) дискретные (характеристики изменяются скачками);

б) апериодические (характеристики изменяются в виде апериодической непрерывной функции);

в) циклические (характеристики изменяются в виде периодической непрерывной функции).

6. Признаки степени информационной обеспеченности:

а) объекты с достаточной для обеспечения заданной точности прогнозирования количественной информацией;

б) объекты с недостаточной количественной информацией;

в) объекты, имеющие лишь качественную информацию;

г) объекты с полным отсутствием ретроспективной информации.

Приступая к прогнозированию, необходимо сначала в предложенной классификации отыскать позиции, относящиеся к объекту, по всем классификационным признакам, а затем подобрать метод, охватывающий возможно большее число характеризующих объект позиций.

В отечественной и зарубежной практике можно насчитать свыше 100 методов прогнозирования, но однозначного выбора метода не существует. Наиболее применимые в машиностроении методы приведены в табл.2.1. Из таблицы видно, что наиболее информативными являются экспертные методы (например, метод коллективного экспертного опроса охватывает 20 позиций из 24), метод “Дельфи” (18 позиций) и морфологический анализ (16 позиций). Для ситуаций, медленно изменяющихся во времени, можно использовать экстраполяционные методы (16 позиций), которые основаны на переносе состояний и событий из прошлого в будущее.

Среди полуформализованных методов можно отметить морфологический анализ, основанный на построении генеральных определительных таблиц.

Морфологический анализ в инженерном прогнозировании применим как к эволюционному развитию, так и к качественным изменениям. Сравнение конкурирующих направлений или объектов производится по ряду характеристик, для каждой из которых определяется весовой коэффициент _i. Каждая характеристика разбивается на позиции по нарастающему смысловому значению, т.е. следующая по номеру позиция включает по смыслу предыдущие.

Таблица 2.1. - Классификация методов прогнозирования.

№ п/п	Метод прогнозирования	Классификационные признаки ПО
1	Математическая подгонка полиномами	а,б,в,д	а - д	а,б	а	б,в	а,б
2	Экстраполяция по элементарным функциям	а,б,в,д	а - д	а,б	а,б	б,в	а,б
3	Авторегрессионные модели	а,б,в,д	а - д	а	б	б,в	а
4	Парные регрессии	а,б,в,д	а	б	б	б,в	а,б
5	Множественные регрессии	а,б,в,д	б - д	в,г	б	б,в	а,б
6	Компонентный анализ	а,б,в,д	в,г,д	в,г	б	б,в	а
7	Многофакторные модели	а,б,в,д	в,г,д	в,г	б	б,в	а
8	Экономические аналоги по опережающей стране	б	а,б	а - г	а,б	а,б,в	а,б,в
9	Технические прогнозы по опережающей области	а	а,б	а - г	а,б,в	а,б,в	а,б,в
10	Анализ динамики патентования	а	а,б	б	б	а,б,в	а,б,в
11	Индивидуальный экспертный опрос	а - г	а,б	а,б,в	а,б,в	а,б,в	а,б,в
12	Коллективный экспертный опрос	а - г	а,б,в	а - г	а,б,в	а,б,в	б,в,г
13	Экспертные комиссии	а - г	а,б	б,в,г	а,б,в	а,б,в	б,в,г
14	Морфологический анализ	а,б	а,б	а - г	а,б,в	а,б,в	в,г
15	Метод “Дельфи”	а,б,в	а,б	а - г	а,б,в	а,б,в	б,в,г
16	Метод эвристического прогнозирования	а,б,в	а,б,в	а - г	а,б,в	а,б,в	б,в,г
17	Коллективная генерация идей	а - г	а	а - г	б,в	а	в,г
18	Динамический концептуальный анализ	а,б,в	а,б,в	в,г	б,в	а	в,г
19	Экономические игровые модели	б	а,б	б,в,г	б,в	а,б,в	б,в,г
20	Коэффициент полноты и уровня техники	а,б	а,б	а - г	а,б,в	а,б,в	а,б,в

Характеристики и позиции сводятся в генеральную определительную таблицу (ГОТ). Примером ГОТ для технологического оборудования микроэлектроники является форма табл.2.2.

Табл. 2.2. – Форма ГОТ для технологического оборудования микроэлектроники.

Код	Характеристики признаков и позиций	Оценка
		ji	ji i
Р11 Р12 Р13 Р14 Р15	Инженерно-техническая особенность технического решения (ТР) (i = ; i = ) Усовершенствование узлов Усовершенствование узлов на новом уровне механизации и автоматизации Усовершенствование узлов на более совершенном физическом принципе действия Новые ТР Принципиально новые ТР (на уровне изобретения)	1 2 3 4 5
Р21 Р22 Р23 Р24 Р25	Уровень обоснованности ТР (i = ; i = ) Обоснование ТР на уровне элементарных гипотез Обоснование ТР на аналогах Обоснование ТР на простейших теоретических представлениях Обоснование ТР на моделях Обоснование ТР на экспериментальных исследованиях и теоретических обобщениях (оптимизационных математических моделях)	1 2 3 4 5
Р31 Р32 Р33 Р34 Р35	Надежность оборудования (i = ; i = ) ТР не удовлетворяет всем четырем показателям надежности ТР удовлетворяет одному показателю надежности ТР удовлетворяет двум показателям надежности ТР удовлетворяет трем показателям надежности ТР удовлетворяет четырем показателям надежности	1 2 3 4 5
Р41 Р42 Р43 Р44 Р45	Производительность оборудования (i = ; i = ) ТР не связано с повышением производительности Некоторое повышение производительности связано с дополнительными эксплуатационными затратами (ДЭЗ) Некоторое повышение производительности не связано с ДЭЗ Существенное повышение производительности связано с уменьшением ДЭЗ Существенное повышение производительности не связано с ДЭЗ	1 2 3 4 5
Табл. 2.2 (окончание)
Код	Характеристики признаков и позиций	Оценка
		ji	ji i
Р51 Р52 Р53 Р54 Р55	Степень интеграции технологических операций (ТО) (i = ; i = ) ТР не связано с интеграцией ТО ТР связано с интеграцией однотипных ТО В ТР интегрируются несколько разнотипных ТО, обеспечивающих выполнение части этапа техпроцесса Интегрирование обеспечивает выполнение этапа техпроцесса Интегрирование обеспечивает выполнение нескольких этапов техпроцесса	1 2 3 4 5
Р61 Р62 Р63 Р64 Р65	Степень автоматизации (i = ; i = ) Автоматизируется часть вспомогательных операций Автоматизируется часть рабочих и часть вспомогательных операций Автоматизируются все рабочие и часть вспомогательных операций Полная автоматизация всех операций Возможность встраивания в автоматическое производство	1 2 3 4 5
Р71 Р72 Р73 Р74 Р75	Степень стандартизации и унификации (i = ; i = ) Стандартизация и унификация (СУ) отдельных элементов и деталей СУ вспомогательных подсистем СУ узлов и вспомогательных подсистем Частичная компоновка ТС из стандартных модулей Полная компоновка ТС из стандартных модулей	1 2 3 4 5
Р81 Р82 Р83 Р84 Р85	Выполнение требований эргономики (ТЭ) (i = ; i = ) ТР не удовлетворяет ТЭ по всем показателям ТР удовлетворяет ТЭ по одному показателю ТР удовлетворяет ТЭ по двум показателям ТР удовлетворяет ТЭ по трем показателям ТР удовлетворяет всем требованиям эргономики	1 2 3 4 5
Р91 Р92 Р93 Р94 Р95	Выполнение экологических требований (i = ; i = ) Имеются вредные воздействия (ВВ), превышающие ПДУ Имеются ВВ, не превышающие ПДУ Предусмотрена защита, снижающая ВВ до ПДУ Предусмотрена полная защита от ВВ Отсутствуют ВВ в объекте разработки	1 2 3 4 5

Для определения весовых коэффициентов можно использовать методы экспертного опроса или формальный подход, когда веса характеристик рассчитываются по нормирующей функции (например, _i = i/2 ^i-1, где i - номер характеристики, полученный в результате ранжирования характеристик по мере важности).

Вес каждой позиции определяется как произведение  _i на номер позиции j_i.

С помощью построенной ГОТ можно определить перспективность задуманной разработки, установив показатели перспективности, например, коэффициент инженерно-технической значимости , который рассчитывается по формуле

где j_i - номер позиции, соответствующий планируемой разработке по i-й характеристике; j_max - наибольший номер позиции по той же характеристике; n - число характеристик объекта разработки, по которым ведется оценка перспективности.

Таблица 2.3. - Шкала прогнозной эффективности.

	Оценка перспективности
1,00 - 0,8	Весьма перспективно
0,79 - 0,6	Перспективно
0,59 - 0,4	Малоперспективно
0,39 - 0,2	Неперспективно

Для оценки перспективности разработки используют шкалу прогнозной эффективности (табл.2.3). Чем ближе  к единице, тем перспективнее ПО. По ГОТ можно определить пути повышения перспективности объекта, в первую очередь за счет улучшения наиболее важных характеристик.

На основе универсальных методов производится также инженерное прогнозирование, охватывающее период до 15 лет, которое позволяет выявить:

- какие направления займут лидирующие положения в технике;

- каковы возможные пропорции внедрения конкурирующих направлений;

- какова экономическая эффективность реализации технических направлений;

- когда можно ожидать внедрения в производство объектов техники.