2.2.4.3. Виявлення ефективних комбінацій альтернативних
варіантів, що належать одному стовпцю
Практично в кожному стовпці морфологічної таблиці можна знайти одну або декілька ефективних (взаємопідсилювальних) комбінацій альтернативних варіантів, при реалізації яких окремі недоліки прототипів усуваються більш повно, а критерії досконалості ТО поліпшуються більш суттєво ніж у випадку здійснення кожного варіанта окремо.
Подібні ефективні комбінації записуються у нижній частині стовпців в якості додаткових альтернативних варіантів.
Якщо описи до альтернативних варіантів в таблиці не достатньо зрозумілі їх доповнюють схемами, графіками або коментарями на окремому аркуші.
2.2.5. Вибір найефективніших технічних розв’язків
П’ятий заключний етап методу морфологічного аналізу та синтезу містить п’ять операцій.
2.2.5.1. Визначення числа можливих технічних розв’язків
Загальне число варіантів ТР, що може бути синтезоване за допомогою деяких морфологічних таблиць сягає сотень тисяч. Їх детальний аналіз та вибір найкращих ТР вимагає значних витрат часу та інженерної праці (а отже і коштів). У зв’язку із цим, доцільно ще до початку синтезу скоротити найменш перспективні варіанти. Для визначення необхідного масштабу скорочення таблиці спочатку підраховується загальна кількість всіх можливих ТР, при цьому використовується формула
N = n1 · n2 ×,…,× nm, (2.1)
де n1, n2,…, nm – число альтернативних варіантів в стовпцях таблиці; m – число стовпців.
2.2.5.2. Скорочення числа альтернативних
варіантів в стовпцях і числа стовпців
Зі всієї множини ТР найперспективніші можуть бути обрані шляхом послідовного скорочення найменш ефективних варіантів. Перше скорочення проводять до виконання умови
N ≤ Nог, (2.2)
в якій Nог – оглядове число можливих варіантів ТР, яке для відносно простих ТО (для яких час порівняння будь-яких двох прототипів і вибору з них найкращого не перевищує 10 с) складає Nог = 10000; для складніших зразків Nог = 1000.
Якщо нерівність (2.2) не виконується в кожному стовпці морфологічної таблиці проводять порівняльний аналіз альтернативних варіантів для виявлення серед них найкращих та найгірших за ступенем відповідності основним вимогам та оптимальним значенням критеріїв досконалості, а також за кількістю основних недоліків. Визначені таким чином найгірші альтернативні варіанти усуваються.
Інший більш радикальний спосіб зменшення N полягає у скороченні окремих стовпців морфологічної таблиці зі всіма альтернативними варіантами, що містяться у їх складі. При цьому серед всіх стовпців (функціональних елементів) виділяють основні, від яких в першу чергу залежить ефективність ТО, а також другорядні елементи, що практично не впливають на виконувану зовнішню функцію і тому підлягають усуненню.
2.2.5.3. Скорочення множини можливих варіантів
технічних розв’язків шляхом усунення
найгірших комбінацій альтернативних варіантів
У випадку виконання умови (2.2) можна починати синтез можливих ТР та вибір серед них найкращих шляхом порівняння. Однак такий спосіб не дивлячись на його простоту є досить трудомістким. У зв’язку із цим, нижче пропонується більш раціональна методика скорочення числа ТР.
При її реалізації скорочення здійснюється шляхом викреслювання найгірших комбінацій з мінімального числа альтернативних варіантів, які аналізуються значно швидше ніж повністю синтезовані ТР. До найгірших відносять комбінації, що важко реалізуються або не реалізуються взагалі, найдорожчі комбінації, комбінації, які мають найбільше число недоліків, а також ті, що в найменшій мірі відповідають вимогам до прототипів або оптимальним критеріям досконалості. Опишемо дану методику, використовуючи абстрактну морфологічну таблицю – табл. 2.3.
Таблиця 2.3
Абстрактна морфологічна таблиця
ф0 |
ф1 |
ф2 |
ф3 |
ф4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) У вихідній морфологічній таблиці (див. табл. 2.3) обираємо два стовпці з найменшим числом альтернативних варіантів – стовпці ф3 і ф4 – і утворюємо з їх елементів всі можливі подвійні комбінації (табл. 2.4). Нехай в нашому абстрактному прикладі обидві комбінації є допустимими та приблизно адекватними за ефективністю, тому жодну з них ми не відносимо до найгірших і не скорочуємо.
Таблиця 2.4
Утворення комбінацій з двох елементів
|
|
|
|
|
|
б) Обираємо з табл. 2.3 серед стовпців, що залишились незадіяними в табл. 2.3 наступний стовпець з найменшим числом альтернатив – стовпець ф1 - і утворюємо між його елементами та подвійними комбінаціями табл.2.4 всі можливі потрійні комбінації – табл. 2.5. Припустимо, що результати порівняльного аналізу даних комбінацій дозволили три з них (виділені фоном сірого кольору) віднести до найгірших і виключити.
Таблиця 2.5
Утворення та скорочення комбінацій з трьох елементів
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) Обираємо з табл. 2.3 наступний стовпець з найменшим числом альтернатив – стовпець ф0 – і утворюємо між ними та потрійними комбінаціями, що залишились в табл. 2.5 всі можливі комбінації чотирьох елементів – табл. 2.6. Оскільки комбінації легко утворюються та аналізуються думкою, їх позначення не обов’язково вписувати в клітини таблиці. В табл.2.6 на основі порівняльного аналізу також визначаються найгірші комбінації (відповідні клітини виділені сірим кольором).
Таблиця 2.6
Утворення та скорочення комбінацій з чотирьох елементів
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
За розглянутою методикою утворюємо таблиці комбінацій альтернативних варіантів і проводимо їх скорочення. Послідовність повторюється до останнього стовпця вихідної морфологічної таблиці. В останній таблиці утворення комбінацій після викреслювання найгірших з них залишиться множина допустимих ТР. Якщо їх кількість виявиться все ще надмірно великою, слід провести скорочення за додатковими параметрами ефективності або критеріями досконалості (загальною масою, надійністю, витратами електроенергії та дорогих матеріалів, трудомісткістю виготовлення і т.д.).