Книга 1 Киев „Корнійчук 2009 Кононюк Анатолий Ефимович



страница27/33
Дата18.05.2019
Размер5.66 Mb.
ТипКнига
1   ...   23   24   25   26   27   28   29   30   ...   33

Приемы совмещения

11. Одна рекомендация или элемент рекомендации (ЭР) может быть использованы в нескольких проблемах.

12. Один ЭР одновременно может выполняет несколько функций, благодаря чему отпадает необходимость в других ЭР.

13. Один ЭР по принципу «матрешки» размещается внутри другого, который, в свою очередь, находится внутри третьего и т. д.

14. Соединить (скомбинировать) в одно целое такие ЭР, которые отдельно могут выполнять определенные функции, могут иметь самостоятельное назначение и могут продолжать выполнять те же функции в новой проблеме.

15. Перейти от последовательного ведения этапов консультационного процесса к параллельному.

16. Ликвидировать вредные факторы за счет ЭР, имеющих другое основное назначение.

17. Вести работу без «холостых ходов» по принципу непрерывного по­лезного действия.

18. Реализация рекомендации должена позволить выполнять не только основную функцию проблемы, но и должна позволить самой себя обслуживать, выполняя вспомогательные операции.

Приемы упрощения

19. Изменить характер функционального соединения между ЭР, снизить степень влияния одних ЭР на другие.

20. Соединить однородные (или предназначенные для смежных операций) рекомендации или их элементы.

21. Заменить разноплановые рекомендации одной унифицированной рекомендацией.

22. Заменить сложные ЭР простыми.

23. Убрать «лишние элементы», изменить при необходимости характер функционального соединения между оставшимися ЭР и потерять при этом «один» процент (1%) эффекта.

24. Отбросить ЭР, не имеющие существенного функционального назначения (во многих случаях это относится к традиционно и архаично устой­чивым рекомендациям).

Приемы переноса рекомендаций из другой консультируемой области

25. Перенести рекомендацию из других консультируемых областей (ответить на во­прос: «Как решаются в других консультируемых областях задачи, подобные данной?»).

26. Применить «обратные» рекомендации (ответить на вопрос: «Как решаются в других консультируемых областях задачи, обратные данной, и нельзя ли использовать эти рекомендации?»).

27. Использовать «прообразы» природы.


Приемы преобразования содержания

28. Выяснить влияние содержания ЭР на интересующие технико-экономи­ческие показатели; изменить его так, чтобы улучшились эти показатели.

29. Нарушить симметрию содержания ЭР или формируемой рекомендации в целом.

30. Перейти от одних содержаний частей рекомендаций к другим

31. Устранить неэффективные по содержанию приемы (ошибки) в ЭР.

Приемы введения и использования новых ЭР

32. Присоединить к сформированной рекомендации новые ЭР.

33. Рекомендовать использовать новые функции в существующих ЭР.

34. Рекомендовать использовать новые источники энергии.

35. Рекомендовать использовать новые силы (теплового расширения, капиллярного разбухания, упругие, центробежные, магнитные, аэрогидродинамические, обратные связи и т. п.).

36. Рекомендовать использовать пневмо- и гидроконструкции, гибкие оболочки, плен­ки, нити и др.

37. Заменить часть рекомендации или ее элемент аналогичным по своему основному функциональному назначению.

Приемы «наоборот»

38. Рекомендовать сделать движущиеся части объекта неподвижными, а неподвижные — движущимися.

39. Рекомендовать перевернуть объект «вверх ногами» или положить его на бок, изменить ориентацию удлиненных элементарных объектов (ЭО), сблизить удаленные ЭО и наоборот, изменить направление вращения и др.

40. Поменять функциональное назначение у частей рекомендации.

41. Рекомендовать выполнить жесткую часть объекта из материала, допускающего изменение формы при работе.

42. Усилить вредные факторы рекомендации настолько, чтобы они перестали быть вредными.



Приемы профилактической компенсации

43. По принципу предварительного напряжения рекомендовать заранее придать ЭО изменения, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим изменениям.

44. Рекомендовать компенсировать вес объекта соединением с другими объектами, обладающими подъемной силой, или за счет внешних сил (центробежных, магнитных, аэрогидродинамических и др.).

45. Рекомендовать компенсировать чрезмерный расход энергии получением какого-либо дополнительного эффекта.

46. Рекомендовать компенсировать относительно невысокую надежность объекта за­ранее подготовленными аварийными средствами.

47. Рекомендовать заранее расставить объекты так, чтобы они могли сразу вступать в действие без затрат времени на доставку.

48. Для уменьшения простоев и повышения надежности рекомендовать создать легко используемый запас рабочих органов.

49. Рекомендовать предусмотреть покрытие и защиту легкоповреждаемых ЭО.



Приемы «обратить вред в пользу»

50. Использовать вредные факторы рекомендации для получения положительного эф­фекта.

51. Устранить вредный фактор рекомендации по принципу «клин клином» за счет сложения с другим вредным фактором.

52. Противопоставить вредному эффекту (фактору) рекомендации по принципу «клин клином» этот же эффект, взятый наоборот.

53. Рекомендовать допустить аварию или поломку, которых требуется избежать. После этого «узаконить» на уровне рекомендации происшедшие изменения так, чтобы исчезла нозможность возникновения этого вредного фактора в последующем.

Приемы количественного изменения

54. Увеличить (уменьшить) число одновременно действующих рекомендаций или их элементов.

55. Изменить «традиционные» значения параметров проблемы или консультационного процесса.

56. Уменьшить значение требуемого показателя почти до нуля или, ниоборот, увеличить на порядок.



Приемы изменения условий функционирования проблемы

57. Рекомендовать заменить более вредное трение скольжения трением качения и наоборот.

58. Рекомендовать заменить поступательное (прямолинейное) движение вращательным и наоборот.

59. Рекомендовать заменить «традиционную» сложную траекторию движения консультируемого объекта прямой или окружностью и наоборот.

60. Рекомендовать изменить цвет или сделать ЭО прозрачными.

61. Рекомендовать изменить агрегатное состояние ЭО.

62. Рекомендовать изменить условия функционирования так, чтобы не приходилось поднимать или опускать консультируемый объект.

63. Рекомендовать изменить условия функционирования так, чтобы по принципу проскока вредные или опасные стадии процесса выполнялись на большой скорости.



Приемы перехода в другое измерение

64. При формировании рекомендаций следует помнить, что трудности, связанные с движением (или размещением) по линии, устраняются, если объект приобретает возможность перемещаться (размещаться) в двух измерениях (на плоскости). Соответственно упрощаются другие задачи при переходе от движения (размещения) в плоскости к трехмерному пространству, и наоборот, трудности могут быть устранены путем понижения меры пространства.

65. Перейти от «одноэтажной» компоновки к «многоэтажной».

66. Выйти за «традиционные» пределы (границы) времени или пространства.



Приемы изменения среды

67. Рекомендовать изменить параметры физико-механической или химической среды.

68. Рекомендовать изменить размеры, форму, массу объектов среды, взаимодействующих с усовершенствованным объектом.

69. Рекомендовать, чтобы объекты среды, взаимодействующие с консультируемой проблемой, должны быть сделаны из того же материала и наоборот.

70. Рекомендовать изменить агрегатное состояние объекта среды.

71. Рекомендовать изменить цвет или сделать прозрачными объекты среды.

72. Рекомендовать заменить физико-механическую или химическую среду или некоторые объекты, окружающие консультируемый объект.

73. Рекомендовать исключить некоторые объекты и факторы среды.



Приемы частичного решения

74. При формировании рекомендации надо помнить, что получить 99% требуемого эффекта иногда намного легче, чем реализовать все 100%. Задача перестает быть трудной, если отказаться от 1% (что нередко можно сделать).

75. Рекомендовать, что пусть будут сначала удовлетворены не все требования; с оставшимися легче работать.

76. Рекомендовать постараться найти решение поставленной задачи без учета затрат.

77. Рекомендовать заменить дорогостоящую долговечность дешевой недолговечностью.

78. Рекомендовать использовать вместо сложного, дорогостоящего или крупного объекта его упрощение, дешевые и прочные копии или модели.



Приемы динамизации

79. Характеристики элементов рекомендаций и рекомендаций в целом должны быть меняющимися и оптимальными на каждом этапе консультационного процесса или в новом режиме.

80. Рекомендовать отбросить (отцепить, сжечь, растворить, испарить и т. д.) выполнившую свое назначение часть объекта.

81. Рекомендовать перейти от непрерывной подачи энергии (мощности) к периодической или импульсной.



Приемы «скачка к идеалу»

82. Сформировать при постановке консультационной задачи «идеальную» рекомендацию, а затем превратить ее в «жизнеспособную» с использованием изложенных выше приемов.

83. Определить с помощью приемов 1—81 после решения консультационной задачи, в результате которого изменились некоторые ЭР, как должны быть изменены другие ЭР, чтобы эффективность рекомендации в целом повысилась.

84. Определить после сформированной рекомендации, как должны быть изменены объекты среды, взаимодействующие с консультируемым объектом, чтобы его эффективность еще повысилась.

85. Проверить, можно ли сформированную рекомендацию эффективно приме­нять по-новому или в другой проблемной области.

86. Использовать сформированную рекомендацию при решении других консультационных задач.

Из 86 приведенных приемов для 65 (75%) возможна формализа­ция и принципиальная программная реализация. При этом удобно отдельные приемы объединять в группы, так как они тре­буют аналогичных или близких поисковых консультационных процедур и могут быть описаны одной программой.

Целесообразное разделение приемов на программируемые груп­пы с наименованием соответствующих программ приведены в табл. 2.10.

Таблица 2.10

Систематизация эвристических приемов и программ

Обозначения приемов соответствуют перечню, описан­ному выше. На основе изучения патентной и научно-технической информации легко выявить, что рекомендации высоких уровней (глубокого содержания) получаются в результате использования двух, трех и более эври­стических приемов одновременно или в определенной последова­тельности. Имеются некоторые стабильные «образования» приемов, позволяющие решать консультационные задачи определенных классов, которые целесообразно программно реализовать в качестве кон­кретных макроприемов консультирования.

Суть указанных программ в основном ясна из их наименования и описаний соответствующих приемов. Все выделенные возможные программы можно разделить на две группы:

1) P1, P4 относятся к методам параметрической оптимизации;

2) Р2, РЗ, Р5Р14 — к методам структурной оптимизации, при этом Р14 содержит трудноформализуемые консультационные процедуры.

Предлагаемые эвристические программы включают набор обобщенных поисковых консультационных процедур, применимых к большинству консультационных задач. При этом целесообразна и необходима доработка обобщенных программ, связанная с отраслевой и предметной при­вязкой и ориентацией.

Следует отметить, что эвристические приемы включают все известные направления математического программирования. Как следует из табл. 2.10, в приведенных программах объединены известные постановки и методы решения задач математического програм­мирования с непрерывными переменными, а также целочисленных и смешанных задач математического программирования. Алгорит­мическая же база программы Р14, характеризующаяся адаптивной стратегией многошагового консультационного процесса — формирование рекомендаций, обеспечивается методами динамического программирования.

Рассмотренный выше обобщеный эвристический алгоритм может быть приспособен к выбранным классам решаемых консультационных задач путем преобразования его в некоторый частный алгоритм, из которого заведомо исключены неэффективные консультационные процедуры. Этому способствует большой и разнообразный объем информации, заложенный в ис­пользуемых массивах, и широкий набор универсальных и специа­лизированных консультационных процедур на соответствующих этапах.

Для решения конкретных консультационных задач в частный алгоритм, как пра­вило, включаются все этапы, имеющиеся в обобщенном алгоритме. Упрощение идет за счет сокращения числа неуниверсальных консультационных про­цедур, выбираемых с учетом специфики решаемой консультационной задачи. Соответ­ственно изменяются и массивы информации.

Важно подчеркнуть, что синтез частного эвристического алго­ритма проводится с обязательным участием консультанта-пользователя системой атоматизированного консультирования (САК), высококвалифицированного специалиста в своей области. Структурная схема синтеза частного эвристического алгоритма показана на рис. 2.9.


Рис. 2.9. Структурная схема синтеза частного эвристического алгоритма


Схема состоит из следующих бло­ков: изучение специфики пространства формируемых рекомендаций консультируемой проблемы и ее взаимосвязи с пространствами рекомендаций других проблем (1); создание фонда рекомендаций (2); выявление тенденций развития проблемы и соответствующей отрасли техники (3); разработка списка требований, предъявляемых к рекомендациям (4); выбор консультационных процедур на этапах (5); синтез частного алгоритма (6); оптимизация массивов информации (7); корректировка фонда рекомендаций (8).

Поиск новых рекомендаций реализуется преимущественно в научно – исследовательских консультационных центрах.

Консультационный прогноз, обеспечиваемый подсистемой поиска новых рекомендаций, служит основой формирования целей консультируемой проблемы, оценки возможностей и путей их достижения, оценки уровня качества новых рекомендаций.

Информационное обеспечение подсистемы поиска новых рекомендаций следует строить с учетом отраслевой специфики и межотраслевой универсальности. Первая ограничивает разум­ными пределами объем информационной базы данных, вторая — обеспечивает возможность взаимосвязи с базами данных других отраслей. Основу информационного обеспечения составляют мас­сивы патентной и научно-технической отраслевой информации и методы ее систематизированной целевой обработки.



2.6. Автоматизированный синтез рекомендаций с использованием функциональных элементов
Функционирование консультируемых проблем осуществляется на исполь­зовании определенных функциональных элементов (ФЭ). Принципы дей­ствия консультируемых проблем можно промоделировать на компьютере и как результат моделирования проблемы синтезировать рекомендации, реализация которых позволит решить задачу консультируемой проблемы. С помощью соответствующих автоматизированных подсистем консультирования можно осуще­ствлять синтез рекомендаций по принципам действия ФЭ: 1) на основе одного или не­скольких параллельно действующих ФЭ;

2) на основе нескольких последовательно действующих ФЭ.

При этом во втором случае обеспечивается условие совместимости ФЭ между собой, т. е. раз­мерность физических величин выходной реакции предыдущего ФЭ совпадает с размерностью величин входного воздействия последующего ФЭ.

Большинство сведений о ФЭ в настоящее время представлено в науках, ориентированных на познание явлений природы, а не на использование ФЭ в консультировании. Информация о ФЭ в процессе консультирования трансформируется консультантом в удобную для него форму. Такая «транс­формация» содержит три стадии:

1) выявление функционального элемента;

2) установление ограничений;

3) формирование модели.

Рас­смотрим каждую стадию, состоящую из этапов, в отдельности (рис. 2.10): тип воз­действия (1); физическая среда (2); ФЭ (результат) (3); описание сущности ФЭ (4); применение (5); характе­ристики воздействия (6); конкретиза­ция характеристик ФЭ (7); характеристики параметров ФЭ (8); физическая модель ФЭ (9); получение дополнительной информации (10).



Рис. 2.10. Структурная схема алгоритма синтеза описания функционального элемента


На первой стадии должна быть по­лучена информация о типе воздействия (этап 1), физической среде (этап 2) и результате воздействия (этап 3). Физическая среда, на которую оказывается то или иное воздействие, может быть представлена любым физическим полем (электромагнитное, электрическое и др.), веществом в любом агрегатном состоянии, физическими частицами (атомы, электроны и др.).

На физическую среду извне может быть оказано какое-либо воздействие. Например, на твердое тело может воздействовать электромагнитное или электрическое поле, другое твердое тело (удар, давление, изгиб) и другие материальные объекты. Воздей­ствие внешней среды на данное физическое тело выражается в виде конкретной функции (нагревание, изгиб, вращение, трение и т. п.). При этом физический эффект по своему характеру может быть различным: выделение теплоты, колебания электрического тока, вращение плоскости поляризации, исчезновение удельного сопро­тивления проводника (сверхпроводимость) и др. Известные чело­веку физические эффекты позволили создать всю совокупность имеющихся объектов техники. Любой ФЭ обеспечивает в проблеме выполнение определенной функции. В том случае, если от одного заданного воздействия нельзя получить требуемую функцию, по­следовательно объединяют несколько ФЭ.

На второй стадии процесса синтеза описания ФЭ (рис. 2.10) к информации первой стадии добавляется информация о характеристике параметров воздействия, самого физического тела и резуль­тата воздействия. Проводимая работа на второй стадии соответствует этапам 48. Каждое воздействие внешней физической среды на данный материальный объект осуществляется в определенных ограничениях и условиях. Как правило, налагаются ограничения на физические параметры внешней среды (температура, давление, напряженность магнитного поля и т. п.), на характер взаимодей­ствия и др. Такими ограничениями могут быть: определенное на­правление электрического тока, направление деформации по отно­шению к каким-то граням кристалла, магнитное поле перпендику­лярно к направлению тока и т. д.

Ограничениями определяются и пределы, в которых функционирует тот или иной ФЭ. При синтезе принципа действия объекта консультирования выбор ФЭ производится с обязательным учетом условий их проявления. Если этого не выполнить, то объект оказывается недоработанным или его функционирование сопровождается нежелательными последствиями.

Любой ФЭ характеризуется совокупностью физических пара­метров, при этом последние имеют определенные количественные или качественные ограничения. Например, выделение тепла про­исходит в месте спая разнородных проводников, электрические за­ряды накапливаются на гранях кристалла, электрическое поле имеет поперечное направление и т. д. С учетом ограничений можно оценить, как качественно может быть выполнена заданная функция тем и иным ФЭ. От правильного выбора ФЭ для консультируемой проблемы в большой мере зависит его функционирование. Условия функуионирования проблемы должны обязательно укладываться в рамки ограничений на используемые ФЭ. Таким образом, вторая стадия синтеза описания ФЭ важна не только тем, что дает более полное описание ФЭ, а и тем, что позволяет варьировать результатом воздействия путем изменения параметров воздействия или характеристик физической среды.

Для оценки и выбора ФЭ в процессе консультирования исключительно важное значение имеет информация о соотношении между воздей­ствием и эффектом, между входом и выходом ФЭ. Это третья ста­дия синтеза описания ФЭ, включающая все этапы структурной схемы рис. 2.10. Выражение взаимосвязи между воздействием и эф­фектом является физической моделью ФЭ. Все ФЭ могут быть подразделены на две группы: преобразования входного воздей­ствия (причина) S jп в выходной эффект (следствие) Siс другой фи­зической природы и преобразования входного воздействия S jп в выходной эффект K Sjп, где К — некоторый коэффициент преобразования.

Формальное описание ФЭ можно представить в виде



(S 1п, S 2п, .... Sпm)→( S 1с, S 2с, .... Snc). (2.6)

В свою очередь



S jп = (А, Bj, С); Siс = (А, Bi, С, D), (2.7)

где А — физические объекты (тела, вещества, поля), носители воздействия; Bj — наименование j-го события (причины); Bi — наименование i-гo события (следствия); С — физические объекты, подвергающиеся воздействию; D — ограничения, накладываемые

на А, Bi и С.

С помощью выражений (2.6) и (2.7) можно организовать информационный массив, содержащий известные ФЭ, или фонд ФЭ. Последний используется в автоматизированной подсистеме синтеза рациональных принципов действия консультируемых проблем. При этом под принципом действия консультируемой проблемы будем понимать физическую реализацию его главной функции одним и несколькими ФЭ.

Автоматизированная подсистема содержит функциональные бло­ки, обеспечивающие ввод входной информации (технические тре­бования, параметры и др.); синтез множества ФЭ для консультиркемой проблемы; печать выходной информации.

Входная информация в виде консультационного задания (КЗ) может быть представлена в виде следующей структурной формулы:



Т = (Н, F, G, Е, С), (2.8)

где Н — служебная составная часть, имеющая значение: «Тре­буется создать (устройство, способ, вещество) для ...»; F — описа­ние обобщенной функции (устройства, способа, вещества); G — ограничения, накладываемые на F; Е — средства реализации обобщенной функции, изложенные на языке физики; С — как и ра­нее, физические объекты, подвергающиеся воздействию.

При составлении КЗ консультант должен описать наиболь­шее по возможности число вариантов описания Е.

Для выбора ФЭ, необходимых для синтеза искомого принципа действия, сравнивают варианты описания Е из формулы (2.8) с вариантами описания Вi из выражения (2.7) в каждом ФЭ мас­сива. Выбор производится до совпадения содержания хотя бы од­ного варианта Е с одним из вариантов Et.

При этом для описания частей Вi в ФЭ и Е в КЗ создается специальный словарь терминов, в котором группы терминов систематизируются по иерархическому принципу и по родственным признакам. Такая систематизация позволяет в значительной мере автоматизировать выбор необходимых терминов для Bi и Е.

Синтез множества ФЭ заключается в построении такой их последовательности (цепочки), когда входное воздействие первого ФЭ соответствует входным параметрам консультируемой проблемы, а выходной эффект последнего — ее выходным параметрам. Кро­ме того, к основной цепочке ФЭ могут примыкать дополнительные, предназначенные для реализации дополнительного входного воздействия в ФЭ с несколькими входами; для компенсации или устранения сопутствующих эффектов; для обеспечения необходимых условий существования ФЭ в звеньях цепочки.

Выходная информация может печататься в виде последователь­ной цепочки из шифров или условных обозначений ФЭ. Расшиф­ровка принципа действия осуществляется по каталогу ФЭ в виде следующей структурной формулы:

ПД = F, С, (α, Bi, β, Вj, А, С, D), (2.9)

где α — служебное слово «в виде»; β — служебное слово «в резуль­тате», a A, Bj, Bi, F, С и D принимаются из выражений (2.6)— (2.8). При реализации заданной функции с помощью более одного ФЭ член формулы (2.8), стоящий в скобках, повторяется соответ­ствующее число раз.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   23   24   25   26   27   28   29   30   ...   33


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

    Главная страница