На первом этапе можно сделать обычную фактографическую ин­ формационно-поисковую систему, позволяющую по определенным запро­ сам выбирать необходимую информацию (из фонда эвристических прие­ мов и примеров решения аналогичных задач, фонда материалов и конст­ руктивных элементов), что значительно сократит время поиска нужных приемов и других сведений. При этом преобразование аналогов (синтез новых технических решений и их оценка) остается за человеком. На вто­ ром этапе ведут работы по программированию эвристических приемов, что позволяет, с одной стороны, часть работы по синтезу передать ЭВМ, с другой - иметь возможность создания и программирования математиче­ ских моделей по оценке автоматически синтезируемых ТР. В некоторых случаях можно создавать универсальные математические модели, позво­ ляющие оценивать весьма широкий класс решений по части показателей. Это позволяет в значительной мере автоматизировать оценку технических решений, синтезируемых конструктором или машиной.

Метод эвристических приемов можно использовать при разработке самостоятельных человеко-машинных программ поиска новых ТР задан­ ного класса. Такую программу можно включить в пакет прикладных про­ грамм подсистемы поискового конструирования. Кроме того, этот метод рекомендуется использовать при подготовке информационного обеспече­ ния в машинных методах синтеза технических решений, в частности при расширении множества ТР. Межотраслевой фонд эвристических приемов используется также при расширении возможностей методов математиче­ ского программирования в поисковом конструировании.

18.3. Обобщенный эвристический метод

Анализ позволил установить, что каждый метод можно разделить на определенное число последовательных этапов, предназначенных для решения отдельных подзадач по поиску и обработке информации, а каж­ дый этап содержит некоторый набор процедур для обработки информа­ ции. Во многих методах присутствуют одинаковые или близкие (в со­ держательном смысле) этапы и процедуры. В большинстве методов су­ ществует некоторый инвариантный порядок следования этапов и проце­

дур. В ряде методов используются информационные фонды, облегчаю­ щие поиск необходимых сведений и получение новых ТР. Перечислен­ ные свойства дают основание для обобщения эвристических методов и создания обобщенного эвристического метода. Представляют интерес следующие аспекты его использования:

1.В первую очередь его целесообразно использовать как методиче­ ское пособие для составления специализированных эвристических мето­ дов, ориентированных на определенный класс технических систем (ТС). Специализированный метод (по* сравнению с обобщенным) становится проще и эффективнее за счет исключения ряда процедур и использования более узкоориентированных информационных фондов.

2.Обобщенный эвристический метод и получаемые с его помо­ щью специализированные эвристические методы представляют собой хорошую эвристическую и алгоритмическую основу для разработки че­ ловеко-машинных программ поиска новых более рациональных ТР. Эти программы можно использовать как самостоятельные эвроритмы, а также включить в пакет прикладных программ подсистемы поискового конструирования.

3.С помощью обобщенного метода можно улучшать известные эври­ стические методы поиска новых ТР, а также получать модификации извест­ ных эвристических методов. При этом производная модификация оказывает­ ся эффективнее своего оригинала. Это объясняется тем, что в обобщенном методе большинство процедур и информационных массивов дополнено ре­ комендациями из других методов или специальными разработками, что обо­ гащает и усиливает получаемые модификации известных методов.

4.Обобщенный метод можно также непосредственно использовать для решения задач поискового конструирования. Особенно это имеет смысл делать при решении отдельных задач, когда нецелесообразна пред­ варительная разработка специализированного метода.

5.Обобщенный метод может служить методическим пособием по подготовке и переподготовке специалистов. При этом его необходимо до­ полнять примерами решения задачи. Следует заметить, что разработка обобщенного эвристического метода выполнялась на эмпирическом уров­

не для получения практически полезной и негромоздкой методики состав­ ления специализированных эвристических методов. В связи с этим в изла­ гаемую редакцию обобщенного метода включены только наиболее широ­ ко распространенные и действенные этапы и процедуры. В будущем целе­ сообразно проводить специальные методологические исследования по на­ учно обоснованному обобщению эвристических методов и установлению полного набора и иерархии этапов и процедур обработки информации при решении различных задач и подзадач поиска новых ТР.

Структура и процедуры метода. Поиск новых более эффективных ТР - это, прежде всего, процесс подготовки и обработки информации, с помощью которой синтезируют новую информацию в виде конструктив­ ных решений изделий или технологических процессов. В связи с этим обобщенный эвристический метод представляет собой как бы описание такого процесса, условно разделенного на семь этапов, существенно отли­ чающихся целевым назначением. Каждый этап состоит из нескольких процедур подготовки и обработки информации, которые отличаются од­ нородностью выполняемой работы. Значительной и весьма важной со­ ставной частью обобщенного метода являются следующие информацион­ ные фонды: Ml - фонд физических эффектов; М2 - фонд ТР рассматри­ ваемого класса ТС, включающий в себя отдельный массив М2А описаний ТС на уровне лучших мировых достижений; М3 —список требований, предъявляемых к рассматриваемому классу ТР; М4 - фонд материалов и конструктивных элементов, перспективных для создания новых ТР; М5 - фонд технологических процессов, которые можно использовать при изго­ товлении рассматриваемого класса ТС; Мб —фонд эвристических прие­ мов; М7 - фонд ТР ведущего класса ТС; М8 - методы оценки и выбора вариантов ТР. Фонды Ml, Мб, М8 в большой мере универсальны и мало зависят от рассматриваемого класса ТС. Остальные фонды более специа­ лизированные и зависят от класса ТС.

На рис. 18.1 приведена схема обобщенного эвристического метода, где указаны названия этапов, число процедур в каждом этапе и информа­ ционные фонды.

Рис. 18.1. Схем а обобщ енного эврист ического м ет ода

Результаты обработки информации по рекомендациям каждой про­ цедуры должны соответствующим образом документироваться в виде тек­ стового описания, списка, графической схемы и т.д. Документированная информация обычно много раз используется при выполнении других про­ цедур. Поэтому почти в каждой процедуре после ее наименования указы­ вается используемая информация, полученная с помощью предыдущих процедур или из информационных фондов. Процедуры, отмеченные звез­ дочкой, являются основными, их рекомендуется использовать при реше­ нии любой задачи, остальные процедуры используются в зависимости от наличия времени, специфики задачи и требуемой глубины ее проработки.

Контрольные вопросы

1.Что такое эвристический метод проектирования?

2.Приведите классификацию эвристических методов.

3.Дайте характеристику межотраслевого фонда эвристических приемов.

4.Изложите суть метода эвристических приемов.

5.Что такое обобщенный эвристический метод?

6.Какова структура и каковы процедуры обобщенного эвристического метода проектирования?

19. Метод гирлянд ассоциаций и метафор

Проблемную ситуацию часто можно сравнить с пропастью между известным и искомым, отсутствием основания для надежных опор при по­ строении моста между ними. Такая ситуация возникает при поиске реше­ ния большинства проектно-конструкторских и изобретательских задач. При этом дефицит соответствующей поисковому запросу информации не позволяет достаточно эффективно применять традиционные логические приемы, делать дедуктивные выводы. В таких случаях одним из наиболее результативных способов построения моста является «подвешивание» его на гирляндах ассоциаций и метафор. Решение творческих задач с получе­ нием оригинальных и эффективных результатов обычно связано с перено­ сом знания в новую область, интерпретацией новых идей, что в силу пси­ хологических факторов происходит через использование обходных (ассо­ циативных) слов и метафорических выражений. Эвристическая ценность ассоциаций и метафор повышается их эмоциональной окраской. В связи с этим разработчики в своем творчестве часто используют случайные ассо­ циации и метафоры как источник подсказки для генерирования новых идей. Однако эти подсказки, как правило, возникают спонтанно, без сис­ тематического поиска.

Большинство эвристических методов поискового проектирования требуют значительной предварительной подготовки информации. Вместе с тем информация, содержащаяся в мозгу проектанта (лично им освоенная часть культуры человечества), в большой мере недоиспользуется. Поэто­ му весьма заманчивыми становятся методы, требующие минимальной ин­ формационной подготовки и в наибольшей мере обеспечивающие исполь­ зование информации разработчика. К такому классу методов относится, например, вышерассмотренный метод «мозговой атаки», к нему же можно отнести и метод гирлянд ассоциаций и метафор.

Изложим одну из наиболее простых и доступных модификаций ме­ тода генерирования гирлянд ассоциаций на примере поиска новых конст­ руктивных решений стульев для расширения ассортимента мебельной