2.4. Основные этапы создания машин

Весь комплекс работ по созданию новых машин требует выполнения большого объема работ как в области проектных, научных и технических разработок, так и в области подготовки и освоения производства этих машин.

Целесообразно процесс создания новой конструкции машины разделить на следующие этапы: прогнозирование, проектирование (разработка конструкторской документации), подготовка производства (в соответствии с разработанной конструкторской документацией), освоение производства. Рассмотрим кратко содержание указанных этапов.

2.4.1. Прогнозирование новых конструкций машин

Одним из основных положений научного прогнозирования является утверждение о вероятности свершения события на основании, анализа событий, которые уже произошли.

Под инженерным прогнозированием понимают научно обоснованную информацию, отражающую в виде вероятностной категории потенциальные возможности развития техники и возможные варианты конструктивных решении. Обычно выделяют пять типов прогнозов: прогнозы принципиально новых изобретений и открытий, прогнозы областей применения изобретений и открытий, прогнозы появления новых конструкций машин, прогнозы распространения в технике и производстве освоенных изобретений, открытий и конструкции, прогнозы тенденций развития существующих машин и процессов.

С точки зрения времени утверждения различают долгосрочные (свыше 10 лет), среднесрочные (5...10 лет) и краткосрочные (до 5 лет) прогнозы.

Существующие методы прогнозирования разделяют на три группы: эвристические, математические и комбинированные.

Эвристические методы основаны на использовании мнений специалистов в соответствующих областях техники, характер которых не может быть формализован. Они основаны на экспертных оценках, составлении сценариев, классификациях, аналогах и т.д. Например, метод экспертных оценок прогнозирования развития машины осуществляется на основе анализа и обработки результатов опроса группы специалистов-экспертов в рассматриваемом техническом направлении. Метод носит субъективный характер и во многом зависит от выбора экспертов, принципа опроса, оценки точности результатов. Используется при отсутствии достаточной информации о прошлом данного технического направления.

Математические методы основаны на использовании приемов формального описания изучаемого процесса. В зависимости от вида математического описания эта группа разделяется на методы экстраполяции, для которых математическим аппаратом являются методы максимального правдоподобия (методы наименьших квадратов, корреляции и регрессивного анализа) и методы моделирования, основанные на решении математических уравнений.

Метод экстраполяции основывается на переносе динамики событий и состояний, имевших место в недалеком прошлом, на будущее. Метод используется при краткосрочном прогнозировании в областях техники, где не предвидится существенных качественных изменений в ее развитии. Методом экстраполяции можно решать задачи двух типов:

1) статические задачи, в которых анализируется связь между главным признаком машины и другими ее параметрами без учета фактора времени;

2) динамические задачи, в которых непременной составляющей уравнений является фактор времени.

При использовании метода моделирования анализ исходных данных ведут на модели исследуемого объекта, выполненной в соответствии с требованиями теории подобия. При этом наиболее полным и строгим является метод математического моделирования. Целесообразно, однако, проводить как математическое, так и физическое моделирование.

В целом прогнозирование конструкций новых машин можно рассматривать как часть научно-исследовательской работы, направленной на подбор и подготовку исходного материала, необходимого для разработки технического задания на проектирование.