2.3 Эмпатия

Эмпатия – прием, используемый при разработке объекта, основанный на отождествлении личности разработчика с разрабатываемым объектом, процессом, или деталью. Применение приема заключается в устранении недостатков, или наложения новых функций разработчиком с позиции, или с " точки зрения"детали.

Пример 2.18. Проиллюстрируем прием на примере добывания ядра из грецкого ореха. Разработчик представляет себя ядром грецкого ореха, находящегося внутри скорлупы.

Рисунок 2.4

Наилучшим вариантом для добывания ядра является воздействие не с наружи, а изнутри (инверсия), для чего нужно привлекать внешние силы.

Наилучшим является следующее решение. Орех помещают в герметичный сосуд и создают избыточное давление воздуха. Воздух постепенно проникнет под скорлупу. Через некоторое время в сосуде резко сбрасывается давление. Внутри ореха давление больше чем снаружи, по этому, скорлупа раскалывается и сбрасывается.

Пример 2.19. По аналогии с этим решением добываются семечки из шишек, производится очистка семечек, стручков сладкого перца, очищаются фильтры или пористые объекты.

Пример 2.20. При выпуске пористого титана одна из последних операций –откачка жидкости из пор. Это осуществляют с помощью вакуума. Процесс идет очень медленно - вакуум создавать достаточно долго. Здесь решение аналогично рассмотренным ранее. Избыточное давление создается значительно быстрее.

2.4 Комбинирование

Методы комбинирования базируются на системном анализе основных признаков изделия, образующих техническое описание его конструктивных исполнений (параметры, элементы, связи между элементами). Их использование связано с синтезом новых технических решений по разрабатываемому объекту в целом и всему возможному в перспективе многообразию его исполнений.

В научно-техническом творчестве применяются обе разновидности системного анализа: функциональный (функционально-технический) и морфологический (элементно-структрурный, комбинаторно-структурный) анализ.

Комбинирование, как способ действий при конструировании, включает в общем случае четыре последовательные операции:

1) разделение параметра (функции) изделия на упорядоченное множество параметров (подфункций) изделия;

2) классификация подфункции и составление «морфологического ящика», т.е. соответствующей морфологической матрицы комбинаций компонентов исполнений изделия, обеспечивающих реализацию всех подфункций;

3) установление ограничений на множество возможных комбинаций компонентов исполнений изделия;

4) отбор, с учетом установленных ограничений, из всего множества возможных комбинаций подмножеств, технически совместимых и целесообразных комбинаций.

Комбинирование, как формализуемый в определенной степени способ решения конструкторских задач, целесообразно выполнять с использованием ЭВМ. В связи с необходимостью проверки анализируемых вариантов технических решений на соответствие принятым ограничениям такая работа должна проводиться конструктором в режиме интерактивного диалога с ЭВМ.

Регулирование множества анализируемых вариантов в случае его недостаточности (чрезмерности) осуществляется ослаблением (ужесточением) требований к ожидаемому результату решения задач конструирования.

Повышенный интерес к методам комбинирования в последние годы вызван автоматизацией конструкторских работ и все более широким применением САПР. Использование САПР позволяет уже на ранних стадиях конструирования отбирать для последующего анализа и разработки отдельные исполнения объекта или группы его исполнения, которые по предварительной оценке могут оказаться наиболее эффективными с точки зрения устранения технических противоречий.

К распространенным методам комбинирования относятся методы сочетаний, перестановок, размещения, перемещения.

Метод сочетаний основан на переборе рассматриваемого множества признаков объекта таким образом, что из него получается ряд разновидностей множества с тем же общим числом признаков ( ), из которых часть признаков ( ) обновляется. При этом порядок расположения признаков внутри каждого множества не имеет значения, т.е. не регламентируется и может быть любым.

Метод перестановок (транспозиции) заключается в таком переборе упорядоченного множества признаков объекта, при котором сами признаки сохраняются, однако порядок их расположения в множестве меняется таким образом, что на каждом шаге меняются местами только два признака.

Если, например, исполнение изделия включает элементов, располагаемых в последовательности , то перестановке может быть подвергнута каждая пара элементов и ( ).

Метод размещения (транслокации) основан на комплексном использовании методов перестановок и сочетаний. Сущность этого метода заключается в упорядочении исходного неупорядоченного множества признаков объекта по следующим двум этапам:

1) выявление разновидностей исходного множества признаков объекта (число возможных разновидностей равно числу сочетаний из признаков по );

2) упорядочение каждой разновидности множества признаков объекта посредством транспозиции обновляемых признаков (число возможных перестановок равно ).

Метод перемещения представляет собой совокупность приемов конструирования, при помощи которого компонент технического объекта перемещается в рамках данного объекта или переносится на другой технический объект с сохранением или изменением его изначальной функции.

Соответственно различают четыре разновидности метода перемещения, обусловленные областью применения переносимых компонентов и стабильностью реализуемых ими функций:

1) метод аутотрансдукции, предусматривающий перемещение элемента внутри данного объекта с сохранением функции этого элемента;

2) метод аутотрансмутации, заключающийся в перемещении элемента внутри данного объекта с изменением (расширением, сужением или сменой) функции этого элемента;

3) метод функциональной трансдукции, основанный на сохранении изначальной функции элемента технического объекта, переносимого на другой объект (например, сервомеханизм, перенесенный с гидротурбины на автомобиль; газовая турбина, перенесенная с самолета на локомотив-газотурбовоз, и т.п.);

4) метод эквипотенциальное, заключающийся в перенесении элемента с одного технического объекта на другой с обязательным изменением его изначальной функции (например, использование промышленной центрифуги в молочной промышленности и т.д.).