- •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
стики полей (а-|3-у-излучения, гравитационное, магнитное и др.); дея тельность микроорганизмов, насекомых, грызунов и т.п.
Вторая группа - это потоки, которые передаются от рассматриваемо го оборудования окружающей среде С„. Взаимосвязи любого оборудова ния как технического объекта с внешним окружением можно показать в виде схемы (рис. 2.3). К потокам воздействия оборудования на окружаю щую среду Св относятся: выделение тепла, паров, масла и СОЖ, отходы технологического процесса (стружка, пыль, газы и др.), токи СВЧ, элек тромагнитные и другие излучения, шум, вибрации и др.
Рис.2.3. Взаимодействие ТО с окружающей средой
2.2.2. Функциональная структура
Любое оборудование в силу объективных причин не может быть ни аморфным материальным образованием, ни хаотичным набором разно родных элементов, а представляет собой строго организованное матери альное образование, состоящее из ряда функциональных элементов (агре гатов, блоков, узлов). К ним относятся: корпус, приводы, узлы подачи, ра бочий орган, система управления, пульт управления и т.д. Функциональ ные элементы объединены между собой в пространстве строго упорядо ченным и взаимообусловленным образом. Отсюда следует, что оборудо вание, независимо от области применения, габаритов, содержания выпол няемых функций, способов их реализации, степени автоматизации и т.д., обладает функциональной структурой (ФС).
Под структурой понимают совокупность функциональных составляю щих и их отношений, необходимых для достижения техническим объектом заданных целей. Можно считать, что структура - это способ организации целого из составных частей. В объекте отражается одна из структур, которая отвечает поставленной цели. Например, ходовая часть транспортной машины может быть выполнена по колесной и гусеничной схеме с обеспечением тре буемой скорости движения в определенных дорожных условиях.
Рис. 2.5. С т рукт ура ТС, обст оящ ей из т рех последоват ельно
взаим одейст вую щ их подсист ем
Пример такой системы (силовой передачи) заимствован из работы Л.Б. Чернова [50]. Силовая передача гусеничной машины состоит из трех подсистем: двигателя, коробки передач и бортов передачи. Подсистема А в этом примере представляет собой двигатель, передающий первичному валу коробки передач крутящий момент определенной величины. Подсис тема В представляет собой коробку передач, которая трансформирует по лучаемый от двигателя крутящий момент и с помощью промежуточных звеньев силовой передачи передает его ведущему элементу бортовой пе редачи. Подсистема С представляет собой бортовую передачу, которая трансформирует крутящий момент, получаемый от коробки передач, и пе редает его ведомому элементу бортовой передачи, который, в свою оче редь, соединен с ведущим колесом. Этот же объект можно рассматривать совместно с подсистемой главной передачи и также с другими частями силовой передачи (сцепление и др.). По аналогии Л.Б. Черновым рассмот рены и другие формы структуры систем.
На рис. 2.6 приведена структура системы, состоящей из двух подсистем
Аи В, каждая из которых имеет некоторое число одинаковых элементов.
Вэтом случае связи между подсистемами проходят через каждый элемент. Примером такой структуры системы может быть подшипник скольжения, состоящий из подсистем вала и втулки. Общим элементом такой системы может быть длина шейк вала и втулки. Можно принять за элемент и диаметральный зазор, зависящий от точности размера диаметра вала и отверстия.
Рис. 2.6. Ст рукт ура ТС, сост оящ ей из двух подсист ем
с общ ими элемент ами
Может быть и такая структура системы, состоящей из двух подсис тем, в которой число элементов и их содержание в каждой подсистеме разные (рис.2.7). В первой подсистеме шесть элементов, во второй - пять. Взаимосвязи имеют место только между некоторыми элементами каждой подсистемы, а также между отдельными элементами разных подсистем.
Подсистема 1 |
Подсистема 2 |
Рис. 2.7. Ст рукт ура т ехнической системы, сост оящ ей из двух подсист ем
В общем случае структура системы может включать различное чис ло подсистем, каждая из которых имеет разное число элементов. Взаимо связи могут иметь место между отдельными элементами внутри подсис тем и между элементами разных подсистем.
Примером подсистемы, состоящей из шести элементов, может быть силовая передача автомобиля: двигатель, сцепление, коробка передач,