Книга 1 Киев „Корнійчук 2009 Кононюк Анатолий Ефимович


Примеры естественной формы описания функций проблемы



страница25/33
Дата18.05.2019
Размер5.66 Mb.
ТипКнига
1   ...   21   22   23   24   25   26   27   28   ...   33

Примеры естественной формы описания функций проблемы

Компоненту G часто описывают одним существитель­ным (см. табл. 2.5, примеры 1, 2, 5); иногда для более точного указания объекта используют одно или несколь­ко словосочетаний (примеры 3, 4, 7, 8); иногда компо­нента G указывает на несколько объектов (пример 6). Особый случай представляет собой описание функции, связанной со взаимодействием или соединением несколь­ких объектов. Здесь компонента G описывает взаимодей­ствующие или соединяемые объекты (примеры 9, 10).

Компонента Н при описании с различной степенью детализации условий и ограничений, при которых вы­полняется действие, позволяет более четко определить класс проблем, которому соответствует описываемая функция.

Компонента Н иногда отсутствует в описании функции, что происходит из-за большой общности функции либо в тех случаях, когда информация об условиях и ограни­чениях очевидна и однозначно следует из описаний ком­понент D, G.

С грамматической точки зрения функцию проблемы описы­вают неполным предложением, в котором отсутствует подлежащее, а сказуемым является компонента D. Под­разумеваемое полное предложение может иметь следую­щую постоянную грамматическую форму: «Назначение (Т) (Fили «Назначение (Т) (D, G, Н)», где (Т) — наименование проблемы (в родительном паде­же), функцию которой описывают; (F)—описание функции по формуле (2.3), например, «назначение бен­зовоза — перевозка горючего по дороге».

В целом, как видно из табл. 2.5 и примеров, рассмот­ренных в табл. 2.2, подавляющее большинст­во функций имеют естественную форму описания, в ко­торой порядок описания компонент D, G, Н соответствует формуле (2.3). Наряду с этим бывают исключения, когда естественная форма описания несколько отклоня­ется от формулы (2.3). Так, в табл. 2.5, в примере 10 более естественное описание функции («последователь­ное соединение гибкой связью крючка, грузила, поплав­ка и удилища») имеет лучшую редакцию по сравнению с формальным описанием.

Описание функции по формуле (2.3) легко преобра­зовать в описание по формуле (2.1) или (2.2). При этом может быть использован один из двух способов преоб­разования. По первому способу ситуацию N описывают, указав объект G, а конечный результат R, указав действие D (см. пример с описанием функции электроками­на). По второму способу ситуацию N описывают, указав объект G и исходное состояние действия D, а конечный результат R, также указав объект G и конечное состоя­ние действия D (см. пример с описанием функции само­свала). Компоненту Н в обоих случаях описывают оди­наково.

Любая сформулированная функция соответствует не­которому классу проблем, реализующих эту функцию или/и могущих ее реализовать. Причем описание функции мо­жет соответствовать более или менее широкому классу проблем. Наиболее широкому классу проблем соответствует такое описание функции, в котором компоненты D и G имеют наиболее обобщенное выражение, а компонента Н от­сутствует. Примером такой функции может служить «разделение твердых тел». При конкретизации описаний компонент D и G, при увеличении числа условий и огра­ничений Н и при большей их конкретизации описание функции будет соответствовать различным более узким классам проблем. Это легко видеть при замене в приведенном примере действия «разделение» на более конкрет­ные (резание, разрубание, пиление, разделение лазер­ным лучом); при замене объекта «твердые тела» более конкретными (твердые тела из древесины, стекла, стали; или еще конкретнее: из стали-3 или инструментальной стали); при введении таких условий и ограничений: при температуре +300 или —50°С, толщиной 1 мм или 1000 мм, под водой на глубине 5 м или 5000 м.

Поэтому при описании функции всегда имеется в ви­ду класс проблемы, которой должно соответствовать это опи­сание. В свою очередь широта класса проблемы зависит от ре­шаемых конкретных задач, в которых используется опи­сание функции. Например, при прогнозиро­вании обычно имеют в виду весьма широкий класс, при консультировании — значительно более узкий, а при поис­ке неисправностей — класс конкретных одинаковых проблем.

В целом описание функции необходимо формулиро­вать конкретнее, короче и проще и не стремиться в опи­сание функции включать консультационное задание, которое кроме функции проблемы включает еще спи­сок специальных требований. Естественно, на точность и соответственно однозначность описания функции существенно влияют синонимические слова и выражения.

В основу анализа функций проблемы положен принцип вы­деления и рассмотрения структур с двухуровневой иерархией: любую проблему можно разделить на несколько проблемных элементов, имеющих вполне определен­ную функцию по обеспечению функционирования проблемы или ее элемен­тов. При этом рассматриваемая проблема представляет собой верхний уровень, а выделенные элементы — нижний. Если требуется продолжить (углубить) анализ, то каж­дый из выделенных элементов нижнего уровня рассма­тривается как самостоятельная проблема, которую тоже мож­но разделить на несколько проблемных элементов и т. д. Объединение таких структур с двухуровневой иерархией позволяет получить многоуровневую иерархи­ческую структуру.

Таблица 2.6



Примеры основных элементов проблем и объектов


Следует заметить, что далее вместо понятия «проблемный элемент» будем часто использовать более точное понятие «функциональный элемент», поскольку первое понятие является более широким. Например, иногда встречаются проблемные элементы, не имею­щие функций, или возможно такое разделение проблемы на проблемные элементы, которое так «разрезает» функциональные элементы, что они не могут выполнять свою функцию.

Под функциональными элементами проблемы подразумева­ются неделимые элементы, выполняющие заданные функции.



Определение 1. Узлом проблемы будем называть мно­жество проблемно связанных элементов, в совокупно­сти выполняющих хотя бы одну функцию по обеспечению работы других функциональных элементов консультируемой проблемы.

Следует заметить, что крупные сложные узлы часто можно разделить на более простые функциональные подузлы, которые в свою очередь можно разделить еще на более простые подузлы, состоящие из нескольких элементов, и т. д.



Определение 2. Элементом проблемы будем называть отдельное тело из однородного материала, имеющее множество определенных форм и выполняющее хотя бы одну функ­цию по обеспечению функционирования других функциональных элементов проблемы или самой проблемы.

Элементы могут быть выполнены из твердых, упругих, пластичных, жидких или газообразных материалов. По определе­нию к деталям относятся, например, резиновая ка­мера, воздух и детали нипельного узла в колесе авто­мобиля, струя воды (от сопла до соприкосновения с об­рабатываемым материалом) в гидромониторе, пламя га­зовой горелки и др. К деталям не относятся обрабаты­ваемые материалы, если они одновременно не выпол­няют дополнительных функций по обеспечению функционирования проблемы. Детали по определению 2 при последовательном функциональном разделении на части можно в итоге «разрезать» на неделимые элементы, не допускающие дальнейшего функционального разделения.



Определение 3. Неделимым элементом будем на­зывать часть детали (или сами детали по определению 2), имеющую минимальное число (не менее одной) функций по обеспечению работы других элементов, при любом делении которой появляются элементы, не имею­щие самостоятельной функции или с одинаковыми функциями.

Приведем примеры неделимых элементов. В табл. 2.7 к неделимым элементам шарикоподшипника относятся элементы E0, Е1-1, Е1-2, Е1-3 неделимы­ми элементами являются также Е0-1, Е0-3, Е2-3 и др.

Таблица 2.7

Анализ функций шарикоподшипника



Рис. 2.7. Функцио­нальные элементы шарикоподшипника


Жидкость в гидроцилиндре является одновременно деталью по определению 2 и неделимым элементом по определению 3. Если любой из указанных элементов далее попытаться разделить по любой поверх­ности на две части, то получим либо два элемента с одинаковыми функциями, либо элемент без самостоятель­ной функции, что противоречит определению 3.
2.4.4. Информационная база

Информационные фонды в обобщенном эвристиче­ском методе так же важны, как и процедуры обработки информации. По нашему мнению, недостаток многих весьма интересных и оригинальных эвристических ме­тодов поиска новых рекомендаций заключается в отсутствии или слабой подготовке специальных информационных массивов.

Ml — фонд функциональных элементов (ФЭ). Каждый ФЭ в фонде представлен в виде унифицированной таблицы, концентрирующей разбро­санную по различным источникам информацию.

Пример описания функциональных элементов приведен в табл. 2.8

Унифицированная форма описания ФЭ позволяет:

— дать консультанту информацию о ФЭ в сконцен­трированном виде и предотвратить непроизводительные затраты времени на ее поиск;

— выделить из имеющейся информации о ФЭ толь­ко ту, которая необходима консультанту в процессе консультирования;

— представить информацию о ФЭ в форме, понятной для консультанта и клиента.

М2 — информационный фонд сформированных рекомендаций рассматриваемого класса проблем должен содержать по возможности все наиболее интересные, перспективные и существенно отличающиеся друг от друга рекомендации в рассматриваемой проблемной области. Этот фонд должен включать следующие группы рекомендаций: эффективные, широко применяемые рекомендации; эффективные рекомендации, про­шедшие экспериментальную и опытную проверку; оте­чественные и зарубежные патентные решения последних лет (включая решения, опубликованные в литературе). Кроме того, целесообразно провести системати­зацию и классификацию фонда рекомендаций по предметному, функциональному или другому более удобному принци­пу. Одним из наиболее рациональных способов пред­ставления и описания информации о классе рекомендаций являют­ся морфологические таблицы с постоянными столбцами, число которых может увеличиваться.

Таблица 2.8



Примеры описания функциональных элементов

М2А — фонд сформированных рекомендаций на уровне лучших образцов. Представляет собой часть фонда М2, которая выделена в связи с особой важностью инфор­мации. В дополнение к методическим рекомендациям по фонду М2 выделяется список наиболее важных технико-экономических показателей, которыми характери­зуется каждая рекомендация. М2А формируется с помощью торго­вых бюллетеней, рекламных материалов, проспектов выставок, последних публикаций в литературе, стати­стических отчетов по реализации продукции и т. п.

МЗ — список требований, предъявляемых к формируемым рекомендациям. Включает требования ко всему клас­су рекомендаций и используется для составления консультационных за­даний на формирование рекомендаций для решения задач консультируемой проблемы в целом и ее элементов. Все множество требований целесообразно классифици­ровать по группам: эксплуатационные, конструктивные, технологические, эргономические, экономические, ремонтно-профилактические и т. д. При составлении списка требований и выбора их типа рекомендуется ис­пользовать ГОСТы и технические условия на рассмат­риваемый класс проблем, а также на проблемы, близкие по функ­циям, условиям работы и т. п. Желательно также ис­пользовать консультационные задания и акты испытаний на уже сформированные и апробированные рекомендации. Существенное дополнение и уточнение списка дает анализ функций проблемы и ее элементов.

М4 — информационный фонд материалов и конструк­тивных элементов, перспективных для формирования новых рекомендаций. Формируется путем изучения литературы по мате­риаловедению и интересующим конструктивным элемен­там, новых стандартов в близких отраслях техники, новых патентов и авторских свидетельств, рекламных материалов, проспектов выставок и т. п.

М5 — информационный фонд консультационных про­цессов. Содержит наборы консультационных средств и консультационных процессов, которые можно в принципе исполь­зовать для формирования рекомендаций по решению задач консультируемого класса проблем.

М6 — фонд эвристических приемов. Описан ниже.

М7 — информационный фонд сформированных рекомендаций ведущего класса проблем. Определение ведущего класса проблем приведено в проце­дуре 2.5 обобщенного эвристического метода. Для фор­мирования фонда М7 можно использовать рекомендации по формированию фондов М2, М2А, М4.

Следует отметить, что в последнее время в различ­ных проблемных областях созданы и создаются различные автоматизированные информационно-поисковые систе­мы, автоматизированные системы технологической под­готовки производства. С помощью аналогичных или та­ких систем при обработке информации в фондах Ml — М5, М7 используются компьютеры.

М8 — методы оценки и выбора вариантов рекомендаций. Предназначены для сравнительной оценки множества рекомендаций или проблем с целью выбора наилучших вариантов, чаще всего по векторному критерию. К таким методам относятся: экспертные оценки и квалиметрический анализ, метод Делфи, метод ПАТТЕРН, комплексные технико-экономические оценки, различные методы математического моделирования, специальные методы выбора по векторному кри­терию, методики лабораторных и натурных испытаний и др.



2.4.5. Метод эвристических приемов

Метод эвристических приемов наиболее естественный и простой в применении, поскольку опытные консультанты сознательно или бессознательно пользуются своим набором эвристических приемов, сформировавшимся в процессе их работы.



Эвристический прием представляет собой предписа­ние или указание, как преобразовать имеющуюся или аналогичную консультационную рекомендацию или в каком на­правлении ее искать, чтобы сформировать требуемую рекомендацию. Эвристические приемы имеют свойства, характерные для эвристических ме­тодов. Подавляющее большинство эвристических прие­мов состоит как бы из двух частей: первая — описа­ние пространства переменных и отвечает на вопрос «что изменять» в формируемой рекомендации; вторая — описание способа изменения переменных и отвечает на вопрос «как изменять». Например, пространство переменных — это «ориентация объекта (элемента) в пространстве», способ изменения перемен­ных — «горизонтальное положение на вертикальное или наклонное» и др.

Поскольку многие приемы содержат указание на несколько пространств переменных или/и на несколько способов изменения переменных, то такие приемы, мож­но сказать, состоят из нескольких консультационных про­цедур. Каждая консультационная процедура содержит указание только на одно пространство переменных, один способ их изменения или одно направление поиска и представ­ляет собой как бы элементарный эвристический прием. Рассмотренный выше пример эвристического приема содержит два пространства переменных («объект», «элемент») и пять способов изме­нения переменных, а именно:

- заменить положение на вертикальное;

- заменить положение на горизонтальное;

- положить на бок;

- повернуть низом вверх;

- повернуть вокруг вертикальной оси;

т. е. включает 10 консультационных проце­дур. По сравнению со стихийным и бессистемным методом проб и ошибок использование наборов эвристи­ческих приемов часто обеспечивает значительно большую вероятность формирования эффективных рекомендаций.

Начинающий консультант, столкнувшись с нетриви­альной задачей консультируемой проблемы, сначала вынужден найти и сформулировать удачный эвристический прием, который помогает сравнительно легко решить задачу. При рассмотрении следующей задачи консультант сна­чала пытается использовать свой, ранее сформулирован­ный эвристический прием. Если попытка оказывается безуспешной, ему снова приходится преодолевать мучи­тельный путь поиска и формулировки нового приема. Так постепенно у многих консультантов накапливается и расширяется свой опыт — индивидуальный фонд эвристических приемов, имеющий обычно ориентацию на определенный класс консультационных задач.

Опыт показывает, что приемы индиви­дуального фонда, которые могут многократно давать полезные результаты в своей узко ориентированной консультируемой проблемной об­ласти, часто оказываются эффективными и в других проблемных областях. Такое свойство инвариантности и обус­ловило возникновение метода эвристических приемов, суть и назначение которого заключается в ускорении создания начинающими консультантами своих эффективных индивидуальных фондов эвристиче­ских приемов и других вспомогательных информацион­ных и методических средств. К последним, в первую очередь, относятся фонд аналогов сформированных рекомендаций и фонд элементов рекомендаций, которыми также сознательно или бессознательно пользуются консультанты.

Индивидуальный фонд приемов вместе с вспомогательными информационными и методическими сред­ствами образуют специализированный метод эври­стических приемов, ориентированный на определен­ный класс консультируемых проблем или консултационных процессов. В такой класс могут быть объединены проблемы различной сложности в зависимости от сферы деятельности консультанта. Это могут быть металлоре­жущие станки или только инструменты к ним, ЭВМ или только запоминающие устройства, сложный технологи­ческий процесс или его отдельные операции, социальные проблемы и др.

Специализированный метод эвристических приемов может быть разработан консультантом для индивиду­ального использования. Однако, несомненно, больший интерес представляет разработка таких методов для коллектива консультантов отдельного консультационного центра, группы родственных центров или отрасли. Особенно полезен такой руководящий методиче­ский материал для начинающих консультантов. Хотя опытным консультантам большинство эвристических при­емов известно, однако ценность метода для них со­стоит в более или менее полном систематическом охвате различных приемов, поскольку об одних трудно «во­время вспомнить», а другие оказываются субъективно новыми (до них в данной ситуации «трудно додумать­ся»). Разумеется, такой руководящий методический ма­териал каждый консультант будет видоизменять, дора­батывать и адаптировать к своей личности. Разработка специализированных методов эвристических приемов для отдельных консультационных центров, группы родственных центров или от­расли также способствует ускорению создания соответствующих че­ловеко-машинных программ и использования вычисли­тельных средств.



Формирование индивидуального фонда эвристических приемов.

В табл. 2.9 приведена краткая характеристика обобщенного межотрасле­вого фонда эвристических приемов.

Таблица 2.9

Характеристика межотраслевого фонда эвристических приемов


Разделение фонда на 15 групп и их состав определялись в основном удобствами и опытом практического применения и поэтому не претендуют на логическую строгость и научную обоснован­ность классификации, упорядочения и полный охват всех приемов. Описание приемов, собранных в межотрасле­вом фонде, несколько унифицировано, сокращено и редакционно сглажено (в первоисточниках многие из них имеют явную эмоциональную окраску). Поэтому во мно­гих приемах под указанием, например, «изменить», ча­сто подразумевается «увеличить» или «уменьшить». Под «средой» наряду с природными факторами подразумеваются другие проблемные элементы или проблемы по от­ношению к рассматриваемому объекту. Предписание «инверсия приема» говорит о том, что после использова­ния приема по его описанию необходимо сделать дейст­вие, обратное указанному в приеме. Кстати, даже в тех приемах, где не дано указания об их инверсии, в боль­шинстве случаев можно сформулировать противополож­ный ему прием, который тоже имеет своеобраз­ный эвристичеакий потенциал.

При формировании индивидуального фонда эвристи­ческих приемов необходимо в первую очередь отобрать наиболее подходящие и эффективные приемы из межот­раслевого фонда. Для этого полезно руководствоваться следующими рекомендациями.

1. В индивидуальный фонд необходимо включать не менее одного приема из каждой классификационной группы (табл. 2.9). При этом особое предпочтение следу­ет отдавать приемам преобразования по аналогии (гр. 14). Всего из межотраслевого фонда отбирается от 50 до 100 приемов. Большинство отобранных приемов с точки зрения логического анализа и экспертных оце­нок должны иметь значительные потенциальные возмож­ности по улучшению интересующего класса консультируемых проблем или консультационных процессов. Кроме того, до 20% отобранных приемов должны, наоборот, содержать наименее вероятные потенциальные возможности, по­скольку такие приемы нередко обеспечивают формирование наиболее оригинальных и эффективных рекомендаций. Ото­бранные из межотраслевого фонда приемы желательно отредактировать и конкретизировать с ориентацией на рассматриваемый класс проблем.

2. Дальнейшее расширение и развитие индивидуаль­ного фонда можно выполнять на основе изучения и ана­лиза истории консультационной эволюции и соответствую­щего патентного фонда рассматриваемого класса проблем и объектов, близких по своему назначению и функциям, особенно в ведущих проблемных областях. При этом тща­тельно изучают моменты перехода от прототипов рекомендаций к улуч­шенным рекомендациям и пытаются описать эти перехо­ды в виде эвристических приемов. Особенно ценными являются заимствования из ведущих проблемных областей, где более быстрыми темами решаются аналогичные функциональные проблемные узлы и в целом архитектура проблемы.

3. Индивидуальный фонд должен включать приемы, отражающие субъективный стиль мышления консультанта и его личный опыт. Как правило, эта группа приемов формируется независимо каждым консультантом.

Весьма ценное дополнение к индивидуальному фонду эвристических приемов составляют примеры решения консультационных задач с помощью опи­санных приемов. Для каждого приема целесообразно иметь по два-три существенно отличающихся примера, которые бы иллюстрировали широкие возможности приема. С другой стороны, необходимо по возможности подбирать такие примеры, которые можно было бы за­имствовать как готовые рекомендации (или фрагменты рекомендаций) при формировании рекомендаций интересующего класса проблем. Подборку примеров к приемам уместно производить во время изучения и анализа истории консультационной эволюции и патентного фонда указанных классов проблем.



Формирование фонда аналогов консультационных рекомендаций.

Фонд эвристиче­ских приемов используется в основном для преобразова­ния некоторого аналога (известной рекомендации), не удовлетворяющего заданным требованиям, в искомую рекомендацию.

В консультационных задачах на выбор аналога рекомендации часто не накладывается никаких ограничений, а иногда, наоборот, прототип рекомендации оказывается жестко задан­ным. Даже в последнем крайнем случае оказывается по­лезным рассматривать более широкую постановку зада­чи, т. е. искать решение путем преобразования несколь­ких аналогов рекомендации. Таким образом, в любом случае полезно иметь заранее подобранный фонд аналогов рекомендаций, чтобы, с одной стороны, сократить затраты времени на их поиск в процессе решения задачи, а с другой — брать за основу наиболее ценные прототипы рекомендаций с точки зрения отдельных показателей или комплексной оценки.

В качестве аналогов рекомендуется брать существен­но отличающиеся наиболее перспективные рекомендации. Особое внимание следует уделить отбору рекомендации на уровне лучших образцов рекомендаций. В целом фонд аналогов рекомендаций лучше подбирать во время изучения й анализа историй консультационной эволюции аналогичных проблем и соответствующего патентного фонда.





Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   21   22   23   24   25   26   27   28   ...   33


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница