О к о н ч а н и е т аб л . 21. 5

При построении ФС рекомендуется использовать закон соответствия между функцией и структурой и относящиеся к нему закономерности.

21.3. Составление морфологических таблиц

Заготовка формуляра таблицы. Морфологическую таблицу строят на основе конструктивной функциональной структуры. Она состоит из нескольких столбцов, число которых обычно равно числу функциональ­ ных элементов. Заглавиями столбцов являются описания функций элемен­ тов. Пример формуляра морфологической таблицы показан в табл. 21.5.

При заготовке формуляра таблицы иногда удобнее в заглавиях столбцов наряду с обозначениями функций давать их описания.

В формуляре морфологической таблицы функции Ф, лучше распола­ гать в таком порядке, чтобы наиболее конструктивно связанные элементы

Ej находились по возможности в соседних столбцах.

В процессе подготовки формуляра оценивают возможность и целе­ сообразность заполнения альтернативными вариантами каждого столбца. Это связано с тем, что часто встречаются случаи, когда в ФС прототипа некоторые функциональные элементы или нельзя заменять альтернатив­ ными, или не имеет смысла их изменять. Для таких элементов (функций) в морфологической таблице не предусматривают отдельных столбцов.

Морфологическую таблицу иногда целесообразно строить не на ос­ нове функциональной структуры конкретного прототипа, а на основе обобщения ряда прототипов, выделяя в них характерные функциональные элементы и формулируя для них обобщенные функции, которые становят­ ся заглавиями столбцов морфологической таблицы.

Заполнение морфологической таблицы. Альтернативные вариан­ ты исполнения или реализации функций в столбце будем обозначать через

Ак„ где i - порядковый номер столбца-функции (/ = 1, 2,..); к - порядковый номер альтернативного варианта в i-u столбце (Л=1, 2 ,...).

В морфологическую таблицу сначала вносят элементы прототипа. Затем записывают возможные наиболее интересные и эффективные вари­ анты. При этом могут быть использованы:

♦собственные знания и результаты опроса специалистов;

♦справочники и энциклопедии;

♦словари технических функций;

♦международный классификатор изобретений и патентные описа­ ния по интересующим рубрикам;

♦каталоги выставок для поиска технических решений элементов, соответствующих уровню лучших мировых образцов.

При заполнении столбцов альтернативными вариантами рекоменду­ ется использовать методы мозговой атаки и метод эвристических прие­ мов. В последнем случае для каждого элемента с помощью эвристических приемов ищут улучшенные варианты его модификаций.

Замечание. Некоторые элементы в прототипе могут иметь несколько реализуемых функций (см. табл. 21.4). Для этих полифункциональных элементов при заполнении столбцов таблицы может оказаться затрудни­ тельным подбирать альтернативные варианты. В таких случаях вместо одного столбца (элемента) можно ввести два и более столбцов с альтерна­ тивными элементами, выполняющими меньшее число функций.

Выявление эффективных комбинаций альтернативных вариантов, принадлежащих одному столбцу.

В каждом столбце путем объединения двух и более альтернативных вариантов выявляют эффективную (взаимоусиливающую) комбинацию со следующим свойством: она в значительно большей мере устраняет какой-

либо недостаток (недостатки) или улучшает критерий качества, чем отдельные альтернативные варианты.

Такие эффективные комбинации записывают в столбец в качестве дополнительных альтернативных вариантов. Так, например, табл. 21.5 можно дополнить следующими альтернативами: для реализации Ф1— (A1!, A2I), (A1!, A5I) и др.; для Ф2 - (А^, А62, А52), (А^, А62 А82) и др.; для Фз - (А*з А3з, А7з) и др.

Если описания альтернативных вариантов в морфологической таб­ лице недостаточно ясны, то для них выполняются графические эскизы или даются на отдельном листе дополнительные комментарии.

21.4. Выбор наиболее эффективных технических решений

Определение числа возможных ТР. Выбрать из морфологической таблицы наиболее приемлемые или эффективные комбинации ТР нелегко из-за большого числа комбинаций. Поэтому сначала оценивают число воз­ можных вариантов ТР, которые можно получить (синтезировать) на основе морфологической таблицы:

где п —число альтернативных вариантов в столбце; m - число столбцов.

По этой формуле число возможных вариантов ТР в табл. 21.5 со­ ставляет А=7-6-6-5-5-7=44100.

Сокращение числа альтернативных вариантов в столбцах и числа столбцов. Наиболее эффективные ТР из множества всех возмож­ ных вариантов можно выбрать путем последовательного сокращения этого множества за счет отбрасывания наименее эффективных и наиме­ нее перспективных ТР. Первое сокращение проводят для выполнения

неравенства NKN0 где N вычисляется по формуле ( 2 1 . 1 ) ; N0Q—некото­ рое обозримое число возможных вариантов Т Р . Для относительно про­ стых технических объектов, для которых сравнение двух любых вариан­

N>Nx>6, то в каждом столбце проводят сравнительный анализ альтерна­ тивных вариантов для выявления среди них наилучших и наихудших по

степени удовлетворения основным требованиям, по степени снижения недостатков прототипа и улучшения его критериев качества. Отбрасывая наихудшие альтернативные варианты в каждом столбце, можно добиться

N<N06. Другой путь уменьшения числа N заключается в сокращении чис­ ла столбцов в морфологической таблице. При этом среди всех столбцов (функциональных элементов) выделяют главные, или основные, которые решающим образом влияют на эффективность и качество изделия, а так­ же самые второстепенные и малозначащие функциональные узлы, кото­ рые можно исключать.

Сокращение множества возможных вариантов ТР путем исклю­ чения наихудших комбинаций элементов. В морфологической таблице, имеющей N<N0e, можно последовательно по разным правилам синтезиро­ вать (составлять) варианты ТР и сравнивать их между собой для выбора наилучших. Однако такой способ, несмотря на его простоту, является весьма трудоемким. Поэтому здесь предлагается более экономная проце­ дура сокращения числа вариантов.

При выполнении этой процедуры образуют различные альтернатив­ ные комбинации из нескольких элементов и исключают из них наихудшие. К наихудшим относятся нереализуемые или несовместимые комбинации, трудно реализуемые и наиболее дорогие по затратам комбинации, а также комбинации, в наименьшей мере устраняющие недостатки прототипа или улучшающие критерий качества и т.п. Опишем эту процедуру, используя абстрактный пример (абстрактную морфологическую табл. 21.6).

1. В исходной морфологической табл. 21.6 выбираем два столбц имеющие наименьшее число альтернативных вариантов, и образуем из их