- •С.Г. Ярушин, А.Г. Схиртладзе
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Часть I.
- •ОБОРУДОВАНИЯ
- •ПРОЕКТИРОВАНИЯ НОВОЙ ТЕХНИКИ
- •2.2. Общие свойства объектов проектирования
- •2.2.1. Реализуемые функции и взаимодействие с внешней средой
- •2.2.2. Функциональная структура
- •2.3. Классификация оборудования
- •2.4. Оценка работы технической системы
- •Контрольные вопросы
- •3.2. Техническая функция (ТФ)
- •Характеристика и отличительные признаки операций Коллера Е
- •3.3. Функциональная структура (ФС)
- •3.4. Описание физического принципа действия
- •3.5. Описание физико-технических эффектов
- •3.6. Техническое решение
- •3.7. Проект
- •3.8. Объект
- •Контрольные вопросы
- •4.1. Критерии развития
- •4.2. Выбор критерия
- •4.3. Показатели качества
- •4.4. Недостатки технического объекта
- •Контрольные вопросы
- •III. Закон гомологических рядов
- •V. Закон прогрессивной эволюции техники
- •5.2. Тенденции технического развития
- •Контрольные вопросы
- •Этапы работ по созданию технического объекта и временные периоды прогнозирования
- •6.1. Метод экстраполяции
- •6.2. Метод экспертных оценок
- •6.3. Метод моделирования
- •6.4. Схема процесса прогнозирования
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •9.1. Определение и виды потребности
- •9.2. Что такое проектирование?
- •9.2.1. Постановка задачи
- •9.2.2. Проектирование как искусство, наука и ремесло
- •9.3. Проектирование с позиции теории отображения
- •9.4. Проектирование и искусственный интеллект
- •9.5. Основные понятия и принципы методологии проектирования
- •9.6. Концепция проектирования
- •9.7. Процедурная модель проектирования
- •9.8. Индивидуальная и коллективная работа
- •Контрольные вопросы
- •10.1. Техническое задание
- •10.2. Техническое предложение
- •10.3. Эскизный проект
- •10.4. Технический проект
- •10.5. Этап разработки рабочей документации
- •Контрольные вопросы
- •11.1. Этапы творческого процесса
- •11.2. Препятствия творчеству
- •11.2.1. Препятствия личного порядка
- •11.2.2. Препятствия организационного порядка
- •Контрольные вопросы
- •12.1. Метод проб и ошибок
- •12.2. Метод адаптивного поиска
- •12.3. Метод случайного поиска
- •Контрольные вопросы
- •ИЗВЕСТНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА
- •14.1. Предварительная постановка задачи
- •14.2. Уточненная постановка задачи
- •Контрольные вопросы
- •СИСТЕМОТЕХНИКИ
- •15.1. Сложность современных задач проектирования
- •15.3. Преодоление сложностей традиционного процесса
- •проектирования
- •15.4. Проектирование системы человек - машина
- •ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
- •16.1. Всесторонняя экономия ресурсов
- •16.2. Порядок проведения ФСА
- •16.2.1. Подготовительный этап ФСА
- •16.2.3. Разработка улучшенных проектно-конструкторских решений
- •Пример оценки вариантов
- •16.2.4. Разработка и внедрение результатов ФСА
- •16.3. Дальнейшее развитие ФСА
- •Контрольные вопросы
- •ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА
- •17.1. Использование возможностей подсознания
- •17.2. Метод прямой мозговой атаки
- •17.3. Метод обратной мозговой атаки
- •17.5. Синектика
- •Контрольные вопросы
- •18.1. Краткий обзор и классификация эвристических методов
- •18.2. Метод эвристических приемов
- •18.2.1. Количественные изменения
- •18.2.2. Преобразование формы
- •18.2.3. Преобразование структуры
- •18.2.4. Преобразования в пространстве
- •18.2.5. Преобразования во времени
- •18.2.6. Преобразование движения и силы
- •18.2.7. Преобразование материала и вещества
- •18.2.8. Приемы дифференциации
- •18.2.9. Использование профилактических мер
- •18.2.10. Использование резервов
- •18.2.12. Повышение технологичности
- •18.3. Обобщенный эвристический метод
- •19.1. Операции обработки информации
- •19.2. Метафорическое описание и анализ проблемной ситуации
- •Контрольные вопросы
- •МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •20.1. Проектант как «черный ящик»
- •20.2. Проектант как «прозрачный ящик»
- •20.3. Проектант как самоорганизующаяся система
- •20.4. Критерии управления проектными работами
- •Контрольные вопросы
- •АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
- •21.1. Морфологическая комбинаторика
- •21.3. Составление морфологических таблиц
- •21.4. Выбор наиболее эффективных технических решений
- •Комбинация из двух элементов
- •21.5. Пример решения задачи
- •22.1. Матрица взаимодействий
- •22.2. Сеть взаимодействий
- •22.5. Проектирование новых функций
- •Контрольные вопросы
- •23.1. Контрольные перечни
- •23.2. Ранжирование и взвешивание
- •23.2.1. Выбор соответствующей шкалы измерения
- •Контрольные вопросы
- •24.1. Сбор и анализ данных
- •Типовой метод накопления данных
- •24.2. Свертывание данных
- •24.3. Накопление и свертывание
- •24.4. Последовательность действий
- •Критерии методов накопления и свертывания данных
- •Контрольные вопросы
- •ПО ФУНДАМЕНТАЛЬНОМУ МЕТОДУ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЭТЧЕТТА
- •Контрольные вопросы
- •26.1. Критерии управления проектными работами
- •26.2. Стратегии проектирования
- •26.3. Как выбрать метод проектирования
- •Схема «Дано - требуется»
- •Часть III
- •КОМПЬЮТЕРИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •Описание синтезированного с помощью ЭВМ известного ФПД датчика тока
- •28.2. Количественный синтез физических принципов
- •действия
- •Физическая сущность эффекта
- •Примеры описания ФЭ
- •29.1. Использование многоуровневых морфологических таблиц
- •29.3. Составление списка требований
- •29.4. Разработка модели оценки технических решений
- •29.5. Алгоритмы поиска решения на И - ИЛИ-дереве
- •Ограничения по типам свертки
- •29.6. Порядок решения задач
- •СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
11.2. Препятствия творчеству
Наряду с применением методов генерирования идей и стимулирова ния творческого процесса необходимо устранить многие обычные препят ствия, мешающие творческому подходу к проектированию. Эти препятст вия могут быть как личного, так и организационного порядка. Впрочем, это не означает, что оба эти класса препятствий частично не перекрываются. Задача приводимой здесь классификации - объяснить некоторые опасности и показать, каким образом КБ, предприятие, фирма может создать творче скую обстановку для своих сотрудников. Ряд таких препятствий кратко ха рактеризуется ниже. Одновременно приводятся примеры их преодоления.
11.2.1. Препятствия личного порядка
1.Отсутствие гибкости. Знакомство с определенными предметами или концепциями порождает некоторые неизменные представления отно сительно их функции, чем ограничивается их ценность. (Например, счита ется, что канцелярская скрепка служит для скрепления бумаг, но ее можно использовать также для прочистки курительной трубки, в качестве пру жины, звена цепочки, приспособления для чистки ногтей, дырокола или шила, и, кроме того, это, по-видимому, наилучшая из когда-либо изобре тенных отмычек).
2.Сила привычки. Здесь имеется в виду использование прежнего об раза мыслей, а также прежних методов и приемов для перехода к новым проблемам. Установившийся подход к решению проблем часто приводит
ктому, что новые проблемы решаются старыми методами (Пусть вас не беспокоит то, что вы не знаете, как это делалось раньше, не старайтесь подгонять решение к тому, что есть). Изобретайте методы, способные обеспечить удовлетворительное решение.
3.Узкопрактический подход. Прямолинейный подход характеризу ется тем, что вместо всестороннего обдумывания проблемы мы сразу же переходим к фактам и тем самым слишком быстро беремся за ее непо средственное решение. Преждевременный упор на детали губит всякую возможность творчества. (Лучше всего приступить к решению новой про
блемы или разработке нового изделия, продумав вначале все варианты, какими бы необычными они ни казались, а затем остановиться на наибо лее реальных решениях.)
4. Чрезмерная специализация. Специализация может настолько ог раничивать кругозор, что технические познания инженера и его понима ние реального мира будут неглубокими, препятствуя тем самым поиску идей, лежащих на стыке различных дисциплин. (Никогда не отказывай тесь от идей, которые находятся за пределами вашей дисциплины. Ста райтесь как можно больше расширять свои познания в различных облас тях: психологии, искусстве, экономике. Воспитывайте в себе любозна тельность. Не прячьтесь в щель и не идите по проторенной дорожке.)
5. Влияние авторитетов. Часто инженеры и студенты в такой степени находятся под влиянием суждений и методов признанных авторитетов, что они сразу же признают их ведущую роль и не могут выработать в себе качеств, необходимых руководителю. Чем быстрее человек убеждается в том, что его окружают такие же люди, как он сам, тем на большее творче ство он оказывается способен. Творческие идеи не нуждаются в поддерж ке авторитетов, поскольку такие идеи являются оригинальными и могут возникать лишь в результате самовыражения.
6 . Боязнь критики. Люди с исключительными творческими способ ностями рождают необычные идеи. Чем сильнее эти способности, тем не обычнее у такого человека идеи. Если проектанта постоянно занимает во прос, приемлемы ли его идеи для других, то это может лишь подавить в нем творческое начало. (Если не заглядывать далеко, то можно «логиче ски» показать, что почти любая предлагаемая идея является невыполни мой, неправильной или несущественной; поэтому многие боятся критики идей. Пусть вас не обескураживают такие слова: «Я где-то уже это видел», «Это не будет работать», «Не может быть, чтобы кто-то не придумал это раньше», «Это нельзя будет продать».)
Резкая критика хороших идей - это самый верный способ погубить их (рис. 11.2).
Рис. 11.2. Крит ика
Более 80% из всех впоследствии использованных нововведений спе циалисты отрицают в момент их появления как «противоречащие уста новленным законам» и потому «нереальные».
11.2.2. Препятствия организационного порядка
1. Стремление к немедленному использованию идей: нажим с целью ускоренного изготовления продукции обычно приводит к спешке, так как необходимо уложиться в непомерно сжатые сроки, установленные руко водством.
2.Обычное недоверие к оригинальному решению: стремление руко водства указывать творчески мыслящим инженерам, что и как делать.
3.Строго иерархическая организационная структура, нежелание ру ководства возлагать ответственность на подчиненных.
4.Отсутствие долгосрочных целей.
5.Разногласия внутри руководства относительно основных целей.
6 . Неудача эксперимента.
7. Частое изменение основных решений.
8 . Отсутствие эффективной системы контактов между инженерами и руководителями фирмы.
9. Горизонтальный, а не вертикальный поток новых идей.
10.Неумение руководства предприятия выявлять и поощрять твор ческие способности.
11.Отрицательное отношение руководства предприятия ко всем но вым идеям (См. замечание [48]: «Любой руководитель способен быстрее губить таланты, чем привлекать новые, если он не представляет хорошим специалистам возможность проявлять свои способности, приобретать но вый опыт, получать сложные задания»).
12.Нежелание руководителей предприятия рисковать.
13.Неправильное использование или неправильное распределение
кредитов.
14.Удовлетворенность существующим положением, стремление при держиваться заведенного порядка или следовать установившейся практике.
15.Отказ в приеме на работу творчески мыслящим инженерам по той причине, что «им не нравится структура нашей организации».
Контрольные вопросы
1.Какая связь между творческим процессом и проектированием?
2.Перечислите этапы творческого процесса.
3.Объясните модель памяти П. Хилла.
4.В чем состоят препятствия личного порядка?
5.В чем состоят препятствия организационного порядка?
12. Т р а д и ц и о н н ы е м е т о д ы
Знакомство с методами проектирования в различных КБ в России показало, что в настоящее время в большинстве из них используются ис ключительно традиционные методы, независимо от того, выполняются ли чертежи в определенном масштабе на бумаге с помощью кульмана или на плоттере с помощью компьютера.
Под традиционными методами подразумеваются выработанные в те чение длительного времени многими поколениями проектантов наиболее часто применяемые определенные совокупности приемов и способов соз дания проектов технического объекта. Для традиционных методов харак терно эмпирическое накопление знаний в области проектирования. Причем процесс накопления знаний является в значительной степени неосознанным и крайне длительным; поиск технических решений в подавляющем боль шинстве случаев базируется на интуиции проектанта.
Основным критерием для оценки различных вариантов конструкции служит геометрическая увязка деталей, которую можно определить по чертежу. Чтобы решить, какая конструкция окажется работоспособной, а какая нет, что можно изготовить, а что нельзя, проектанту приходится по лагаться в основном на свою память и воображение. При этом «обучение» молодого проектанта обнаружению недостатков в своей работе проводит ся не на реальном рынке сбыта и не в реальном производственном процес се, а на основании оценок его руководителя - главного или ведущего кон структора. В производство передаются лишь чертежи, одобренные глав ным конструктором; значительно больше проектов бракуется в проектном бюро. Постепенно хороший молодой проектант выучивается предлагать своему руководителю только такие чертежи с техническими решениями, которые тот, исходя из своего более богатого опыта, вероятнее всего одобрит. К сожалению, ни у главного конструктора, ни у его коллег нет точного языка для описания будущих ситуаций, в соответствии с которы ми они мысленно оценивают приемлемость предлагаемого проекта, —чер теж обладает тем существенным недостатком, что на нем невозможно от разить требования потребителей и трудности производства.
Важно отметить следующее: над чертежом одновременно может ра ботать только один человек, и все ситуации, которым должно удовлетво