- •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
Идеи, классифицированные подобным образом, иногда целесообраз но комбинировать, чтобы конкретизировать идею создания нового объек та. Так можно получить, например, идеи создания чашеобразного тепло излучающего перфорированного металлического передвижного кресла для лечения ревматизма; эллипсообразного пластмассового кресла с зон тиком (для пляжа), со встроенными часами и радиоприемником и т.д. При комбинировании идей следует учесть, что нельзя ограничиваться ме ханическим поиском комбинаций: любой из комбинируемых признаков легко можно заменить другим, более подходящим для конкретных усло вий. Замене подлежат в первую очередь признаки, целесообразность ис пользования которых при заданных условиях вызывает сомнение. В неко торых случаях целесообразно выбрать не одно наилучшее, а небольшое количество (2-3) конкурирующих решений для предварительной разра ботки, по итогам которой принимается окончательное решение.
Приведенную упрощенную модификацию метода гирлянд ассоциа ций можно существенно расширить и усилить, используя следующие до полнительные процедуры.
19.2. Метафорическое описание и анализ проблемной ситуации
Это генерирование дополнительной информации о проблемной си туации путем метафоризации ключевых слов - основных понятий о ве щах, их свойствах и отношениях, связанных с проблемной ситуацией. Описание рассматриваемой и аналогичных проблемных ситуаций осуще ствляется посредством различных метафор:
а) бинарных метафор-аналогов (прилагательно-именных: «горькая чаша», «веселая байдарка»; глагольно-именных «вздыхает домна», «коло кольчик хохочет», именно-именных —«хмель победы», «пруд забот»);
б) бинарных метафор-катахрез, содержащих противоречение меж ду именем существительным и прилагательным («правдивая ложь», «не грамотный писатель»);
в) метафор-загадок («сотни глаз мечут стог» - сито). Интерпретация метафорических описаний посредством их перевода
в технические термины дает отражение одного фрагмента объективной
действительности в другом, что обеспечивает возможность выводов по аналогии, чтобы получить новую информацию о проблемной ситуации. При выполнении этой группы процедур рекомендуется использовать классификатор метафор и методику генерирования метафор, а генериро вание и интерпретацию их представлять по форме (табл. 19.2).
|
|
|
|
Т а б л и ц а 19. 2 |
|
|
Генерирование и интерпретация метафор |
||||
К л ю ч ев ое |
|
Вид метафоры |
|
И нтерпретация |
|
|
метафора- |
|
|||
сл ов о |
м етаф ора-аналог |
м етафора-загадка |
(прим ер) |
||
|
катахреза |
|
|||
|
|
|
|
||
|
Оракул |
|
В уме все ясно, от |
Речь, язык, идеаль |
|
М ечта |
Сон наяву |
ная машина, звук, |
|||
душ и |
глаз скрыто |
||||
|
|
прогноз, идея |
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
Скоро ест и мелко |
Кость, пламя, фасон |
|
Пила |
Челюсть |
Однорядные |
жует, сама не гло |
ная фреза, щековая |
|
дракона |
зубы |
тает и другим не |
дробилка, гидромо |
||
|
|||||
|
|
|
дает |
нитор |
|
|
|
|
|
Вакуум, спирт, пнев |
|
В оздух |
Невидимая |
Материальный |
Что топором не |
мотранспорт, луч, |
|
среда |
дух |
перерубишь? |
тень, ветер, оценка |
||
|
|||||
|
Ингибитор |
Активный ре |
Сам не бежит и |
Сопротивление, ров, |
|
Тормоз |
реактивная турбина, |
||||
скорости |
акционер |
другим не дает |
|||
|
фенол, магнит, барьер |
||||
|
|
|
|
||
Маска |
Провокационная |
Очевидная |
Красный бес на |
Карикатура, луна, |
|
личина |
тайна |
лицо влез |
шифр, код, помада |
||
|
19.3. Построение этимологических и парадигматических
гроздей понятий и их интерпретация
Это построение этимологических гроздей, включающих все произ водные от корней выбранных ключевых слов, а также построение вокруг ключевых слов парадигматических гроздей, включающих их синонимы, антонимы и нейтральные слова (табл. 19.3,19.4).
Т а б л и ц а 19. 3
Построение этимологических и парадигматических гроздей понятий
Э тер ов к руг |
|
С иноним |
|
|
Парный |
~сг«стабильный» |
||
|
|
Парный |
~ w |
«выпуклый» |
|
|
Парный |
|
«недостаточный» |
||
f в " \ |
|
Парный |
( < § > • © ) |
|
«черный» |
0 |
|
|
|
Парный |
|
|
«живой» |
|
0 |
|
Непарный |
«органический» |
||
©> |
|
Непарный |
|
«четный» |
|
0© |
Парный |
|
|
|
«взятие»
Н ей тр ал ьн ое понятие
Нейтральный «индифферентны й»
Отрицание противопо лож ности «плоский»
Эталон сравнения «достаточность»
Родовое понятие «цвет»
А н тон и м и к онвер сив
Противоположный
«лабильный»
Противоположный
«вогнутый»
Противоположный «избы точность»
Противоположный
«белый»
Противоречащий
«мертвый»
Противоречащий
«неорганический»
Противоречащий
«нечетный»
Конверсив
«сдача»
Интерпретация этимологических и парадигматических гроздей по нятий путем непосредственного осмысления их использования для нахо ждения новых идей в области заданной проблемы или опосредованного достижения той же цели с помощью перевода элементов гроздей понятий в аналогичные по значению технические термины. При этом исследуется все пространство аналогичных заданному ключевому слову значений от тождественных до противоположных, позволяющих выбрать в контексте решаемой задачи наиболее подходящие условные эквиваленты значений ключевых слов. При выполнении этой группы процедур рекомендуется использовать тезаурус научно-технических терминов, тезаурус Роджета,
словари синонимов, аналогий, антонимов и паронимов, типологическую матрицу элементов парадигматической грозди (см.табл.19.3).
В табл. 19.4 дан пример образования парадигматической грозди по нятия «свободный» [1].
Т а б л и ц а 19. 4
Пример построения этимологических и парадигматических гроздей понятия «свободный»
-------------------------------- |
Антонимы ------------------------------------ |
|
1 |
|
Синонимы |
----------1 |
|---------- |
Антонимы---------- |
i |
|
т |
т |
|
I" |
Свободный (стул) |
Незанятый |
Занятый |
|
|
Свободный (доступ) |
Неограниченный |
Ограниченный |
||
Свободный (выбор) |
Беспрепятственный |
Узкий |
|
|
Свободный (чемодан) |
Пустой |
Полный |
|
|
Свободный (день) |
Праздный |
Рабочий |
|
|
Свободное (платье) |
Широкое |
Узкое |
|
|
Свободная (жизнь) |
Привольная |
Невольная |
|
|
Свободный (человек) |
Неугнетенный |
Угнетенный |
|
|
Свободная (республика) |
Суверенная |
Зависимая |
|
|
Свободное (действие) |
Самовольное |
Исполнительное |
||
Свободное (место) |
Вакантное |
Занятое |
|
19.4.Построение и интерпретация гроздей
игирлянд метафор
Уточнение и дополнительный выбор наиболее важных для поиска решения задачи понятий - ключевых слов. Построение вокруг каждого ключевого слова гроздей метафор различного вида (см. табл. 19.2), охва тывающих его семантическое окружение, состоящее из слов, вступающих с ним в валентные отношения, т.е. имеющих с ним семантические, грам матические или лексические связи. Построение гирлянд однородных ас социаций по типу «ключевое слово —первая ассоциация —вторая ассоциа ция и т.д.» или по типу «ключевое слово —первая ассоциация —первая ин терпретация —вторая ассоциация —вторая интерпретация и т.д.». Интер претация всех построенных гроздей и гирлянд ассоциаций и генерирова ние на этой основе принципов решения задачи. При этом происходит се
лекция и расшифровка частичных эхообразных отражений ключевых по нятий, представляющих их отдаленные семантические аналоги, эмоцио нально окрашенные специфическим тембром. При выполнении этих про цедур рекомендуется также использовать классификатор метафор, мето дику генерирования метафор и строить таблЛ9.2 генерирования и интер претации метафор.
На рис. 19.1 схематически показано соотношение полей валентных отношений слова, а на рис. 19.2 - типы различных гирлянд, которые мож но строить.