6.3 Формализованные методы исследования систем управления

 параметрический метод

 морфологический метод и его модификации

 комбинаторный метод методы логического поиска

 метод "букета проблем"

 методы поиска новых технических решений

Параметрический метод

Понятие физического противоречия занимает центральное место в концепции параметрического метода (подробнее об этом см. [6.15]). Сущностью метода является выявление и устранение физических противоречий, присущих исходной системе. Под физическим противоречием понимаются взаимоисключающие требования, предъявляемые к элементу системы. Они состоят в том, что один из характеризующих его параметров должен иметь два разных значения. При этом параметр элемента системы называется узловым параметром, а характеризуемый им элемент — узловым элементом.

Очевидно, что для одновременного улучшения каких-либо двух противоречивых показателей системы необходимо заменить соответствующий им узловой элемент объектом, удовлетворяющим требованиям, зафиксированным в физическом противоречии.

В общем случае базу параметрического метода образуют системы, выполняющие ту или иную функцию и удовлетворяющие требования какого-либо физического противоречия.

Применение метода возможно в двух вариантах: эвристический (с "ручным" алгоритмом решения поисковых задач) и направленный (с применением машинных алгоритмов).

Все элементы базы эвристического варианта параметрического метода описываются только по одному признаку - "удовлетворять требования физического противоречия". А признак "выполнять функцию..." определяется пользователем в результате анализа производных систем на предмет однофун-кциональности с исходной системой. Схема метода представлена на рис. 6.1.

Главная трудность состоит в формировании множества {О*} – базы эвристического варианта параметрического метода.

В основу формирования базы данных положен принцип выбора множества объектов с парными свойствами, т.е. объектов, уда Щих требованиям соответствующего физического противоречия.

В описании объекта с парными свойствами указываются как cai свойства, так и условия их реализации.

В работе В.Н. Глазунова [6.14] приводятся 14 эвристических , Устранения физических противоречий, при этом, чем меньше номер i тем выше вероятность с его помощью устранить физическое противоречие.

Прием 1. Заменить узловой элемент системой, состоящей из двух элементов, каждый из которых характеризуется одним из значений параметра, указанного в формуле физического противоречия (ФФП).

Прием 2. Заменить узловой элемент объектом, различные части которого имеют различные значения параметра, указанного в ФФП.

Прием 3. Заменить узловой элемент системой, состоящей из множества одинаковых элементов, каждый из которых характеризуется одним значением параметра, указанного в ФФП, а система в целом — другим значением

Прием 4. Заменить узловой элемент объектом, который характеризуется двумя параметрами, аналогичными узловому параметру, каждый из которых имеет одно из значений, указанных в ФФП.

Прием 5. Изменить условия, в которых находится узловой элемент таким образом, чтобы его различные части имели различные значения параметра, указанного в ФФП.

Прием 6. Изменить условия, в которых находится узловой элемент, таким образом, чтобы на различных стадиях (фазах) жизненного цикла исходной системы он характеризовался различными значениями параметра, указанного в ФФП.

Прием 7. Заменить узловой элемент объектом, который на различных стадиях (фазах) жизненного цикла исходной системы характеризуется различными значениями параметра, указанного в ФФП.

Прием 8. Заменить узловой элемент объектом, который претерпевает превращение (например, фазовое) в другой объект, при этом каждый из них характеризуется одним из значений, указанных в ФФП.

Прием 9. Включить узловой элемент в состав системы, которая характеризуется одним значением параметра, указанного в ФФП, а узловой элемент — другим значением.

Прием 10. Заменить узловой элемент объектом, который характеризуется параметром, аналогичным узловому параметру, с таким значением, что его по отношению к различным внешним объектам можно было бы считать "различным".

Прием 11. Изменить условия, в которых находится узловой элемент, таким образом, чтобы он превратился (например, за счет фазового перехода) в другой объект, причем перед превращением он характеризовался бы одним значением параметра, указанного в ФФП, а после превращения - другим значением.

Прием 12. Изменить условия, в которых находится узловой элемент, таким образом, чтобы одна из его частей претерпевала превращения (например, за счет фазового перехода) в другой объект, который характеризуется одним значением параметра, указанного в ФФП, а оставшаяся часть узлового элемента — другим.

Прием 13. Изменить условия, в которых находится узловой элемент, образом, чтобы он характеризовался двумя различными параметрами, аналогичными узловому параметру, каждый из которых имел бы одно _из 'значений, указанных в ФФП.

Прием 14. Рассмотреть узловой элемент как систему, которая характеризуется одним значением параметра, указанного в ФФП, а один из ее элементов — другим значением.

Выбор приемов рекомендуется осуществлять в соответствии с следующими правилами.

о Если указанные в ФФП показатели характеризуют исходную систему на различных стадиях и фазах жизненного цикла (изготовление, транспортировка, хранение, функционирование, ремонт и т.п.), то лучшие результаты дает применение приемов устранения физического противоречия "во времени" -- приемы 6, 7, 8, 11.

¨ Если указанные в ФФП показатели одновременно присущи исходной системе, то лучшие результаты дает применение приемов устранения физического противоречия "в пространстве" - приемы 1, 2, 5, 12.

¨ Если по условиям поисковой задачи замена узлового элемента недопустима, то лучшие результаты дает применение приемов "изменение условий" - приемы 5, 6, 9, 11, 12, 13.

¨ Если требования к узловому элементу сформулированы с точки зрения различных внешних объектов или исходя из различных систем отсчета, то наилучшие результаты дает применение приемов "в отношении" - приемы 10, 14.

¨ Если требуется получить наиболее простое решение поисковой задачи, то наилучшие результаты дает применение приемов 3, 4 и 10.