- •С.Г. Ярушин, А.Г. Схиртладзе
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Часть I.
- •ОБОРУДОВАНИЯ
- •ПРОЕКТИРОВАНИЯ НОВОЙ ТЕХНИКИ
- •2.2. Общие свойства объектов проектирования
- •2.2.1. Реализуемые функции и взаимодействие с внешней средой
- •2.2.2. Функциональная структура
- •2.3. Классификация оборудования
- •2.4. Оценка работы технической системы
- •Контрольные вопросы
- •3.2. Техническая функция (ТФ)
- •Характеристика и отличительные признаки операций Коллера Е
- •3.3. Функциональная структура (ФС)
- •3.4. Описание физического принципа действия
- •3.5. Описание физико-технических эффектов
- •3.6. Техническое решение
- •3.7. Проект
- •3.8. Объект
- •Контрольные вопросы
- •4.1. Критерии развития
- •4.2. Выбор критерия
- •4.3. Показатели качества
- •4.4. Недостатки технического объекта
- •Контрольные вопросы
- •III. Закон гомологических рядов
- •V. Закон прогрессивной эволюции техники
- •5.2. Тенденции технического развития
- •Контрольные вопросы
- •Этапы работ по созданию технического объекта и временные периоды прогнозирования
- •6.1. Метод экстраполяции
- •6.2. Метод экспертных оценок
- •6.3. Метод моделирования
- •6.4. Схема процесса прогнозирования
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •9.1. Определение и виды потребности
- •9.2. Что такое проектирование?
- •9.2.1. Постановка задачи
- •9.2.2. Проектирование как искусство, наука и ремесло
- •9.3. Проектирование с позиции теории отображения
- •9.4. Проектирование и искусственный интеллект
- •9.5. Основные понятия и принципы методологии проектирования
- •9.6. Концепция проектирования
- •9.7. Процедурная модель проектирования
- •9.8. Индивидуальная и коллективная работа
- •Контрольные вопросы
- •10.1. Техническое задание
- •10.2. Техническое предложение
- •10.3. Эскизный проект
- •10.4. Технический проект
- •10.5. Этап разработки рабочей документации
- •Контрольные вопросы
- •11.1. Этапы творческого процесса
- •11.2. Препятствия творчеству
- •11.2.1. Препятствия личного порядка
- •11.2.2. Препятствия организационного порядка
- •Контрольные вопросы
- •12.1. Метод проб и ошибок
- •12.2. Метод адаптивного поиска
- •12.3. Метод случайного поиска
- •Контрольные вопросы
- •ИЗВЕСТНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА
- •14.1. Предварительная постановка задачи
- •14.2. Уточненная постановка задачи
- •Контрольные вопросы
- •СИСТЕМОТЕХНИКИ
- •15.1. Сложность современных задач проектирования
- •15.3. Преодоление сложностей традиционного процесса
- •проектирования
- •15.4. Проектирование системы человек - машина
- •ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
- •16.1. Всесторонняя экономия ресурсов
- •16.2. Порядок проведения ФСА
- •16.2.1. Подготовительный этап ФСА
- •16.2.3. Разработка улучшенных проектно-конструкторских решений
- •Пример оценки вариантов
- •16.2.4. Разработка и внедрение результатов ФСА
- •16.3. Дальнейшее развитие ФСА
- •Контрольные вопросы
- •ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА
- •17.1. Использование возможностей подсознания
- •17.2. Метод прямой мозговой атаки
- •17.3. Метод обратной мозговой атаки
- •17.5. Синектика
- •Контрольные вопросы
- •18.1. Краткий обзор и классификация эвристических методов
- •18.2. Метод эвристических приемов
- •18.2.1. Количественные изменения
- •18.2.2. Преобразование формы
- •18.2.3. Преобразование структуры
- •18.2.4. Преобразования в пространстве
- •18.2.5. Преобразования во времени
- •18.2.6. Преобразование движения и силы
- •18.2.7. Преобразование материала и вещества
- •18.2.8. Приемы дифференциации
- •18.2.9. Использование профилактических мер
- •18.2.10. Использование резервов
- •18.2.12. Повышение технологичности
- •18.3. Обобщенный эвристический метод
- •19.1. Операции обработки информации
- •19.2. Метафорическое описание и анализ проблемной ситуации
- •Контрольные вопросы
- •МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •20.1. Проектант как «черный ящик»
- •20.2. Проектант как «прозрачный ящик»
- •20.3. Проектант как самоорганизующаяся система
- •20.4. Критерии управления проектными работами
- •Контрольные вопросы
- •АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
- •21.1. Морфологическая комбинаторика
- •21.3. Составление морфологических таблиц
- •21.4. Выбор наиболее эффективных технических решений
- •Комбинация из двух элементов
- •21.5. Пример решения задачи
- •22.1. Матрица взаимодействий
- •22.2. Сеть взаимодействий
- •22.5. Проектирование новых функций
- •Контрольные вопросы
- •23.1. Контрольные перечни
- •23.2. Ранжирование и взвешивание
- •23.2.1. Выбор соответствующей шкалы измерения
- •Контрольные вопросы
- •24.1. Сбор и анализ данных
- •Типовой метод накопления данных
- •24.2. Свертывание данных
- •24.3. Накопление и свертывание
- •24.4. Последовательность действий
- •Критерии методов накопления и свертывания данных
- •Контрольные вопросы
- •ПО ФУНДАМЕНТАЛЬНОМУ МЕТОДУ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЭТЧЕТТА
- •Контрольные вопросы
- •26.1. Критерии управления проектными работами
- •26.2. Стратегии проектирования
- •26.3. Как выбрать метод проектирования
- •Схема «Дано - требуется»
- •Часть III
- •КОМПЬЮТЕРИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •Описание синтезированного с помощью ЭВМ известного ФПД датчика тока
- •28.2. Количественный синтез физических принципов
- •действия
- •Физическая сущность эффекта
- •Примеры описания ФЭ
- •29.1. Использование многоуровневых морфологических таблиц
- •29.3. Составление списка требований
- •29.4. Разработка модели оценки технических решений
- •29.5. Алгоритмы поиска решения на И - ИЛИ-дереве
- •Ограничения по типам свертки
- •29.6. Порядок решения задач
- •СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
|
|
Т а б л и ц а |
18.1 |
||
Характеристика межотраслевого фонда эвристических приемов |
|||||
Номер |
|
Число |
|
||
Наименование группы |
|
|
|
||
группы |
приемов |
ПОИСКОВЫХ |
|||
|
|||||
|
|
процедур |
|||
|
|
|
|||
1 |
Количественные изменения |
15 |
|
30 |
|
2 |
Преобразования формы объектов или его элементов |
15 |
|
40 |
|
3 |
Преобразования в пространстве |
22 |
|
50 |
|
4 |
Преобразования во времени |
13 |
|
32 |
|
5 |
Преобразование движения |
18 |
|
43 |
|
6 |
Преобразование материала |
19 |
|
55 |
|
7 |
Преобразования исключением |
16 |
|
30 |
|
8 |
Преобразования добавлением |
15 |
|
43 |
|
9 |
Преобразования заменой |
24 |
|
64 |
|
10 |
Дифференциация |
22 |
|
45 |
|
11 |
Интеграция |
16 |
|
30 |
|
12 |
Использование профилактических мер |
17 |
|
32 |
|
13 |
Использование резервов |
14 |
|
33 |
|
14 |
Преобразования по аналогии |
11 |
|
30 |
|
15 |
Комбинирование и комплексный синтез |
21 |
|
43 |
|
|
Всего: |
258 |
|
600 |
Рассмотрим более детально содержание групп межотраслевого фон да эвристических приемов преобразования объекта.
18.2.1. Количественные изменения
1.1.Резко изменить (в несколько раз, в десятки и сотни раз) парамет ры или показатели объекта (его элементов, окружающей среды).
1.2.Увеличить в объекте число одинаковых или подобных друг дру гу элементов (или сделать наоборот). Изменить число одновременно дей ствующих или обрабатываемых объектов (элементов), например, рабочих машин, их рабочих органов, двигателей и т.д.
1.3.Изменить габаритные размеры, объем или длину объекта при
переводе его в рабочее или нерабочее состояние.
1.4.Увеличить степень дробления объекта (или сделать наоборот).
1.5.Допустить незначительное снижение требуемого эффекта.
1.6.Использовать идею избыточного решения (если трудно получить 100% требуемого эффекта, задаться получить несколько больше).
1.7.Изменить (усилить) вредные факторы так, чтобы они перестали быть вредными.
1.8.Уменьшить число функций объекта и сделать его более специализированным, соответствующим только оставшимся функциям
итребованиям.
1.9.Гиперболизировать, значительно увеличить размеры объекта и найти ему применение. Инверсия приема.
1.10.Повысить интенсивность технологических процессов с рабочей зоной в виде площадки или замкнутого объекта.
1.11.Создать местное локальное качество; осуществить локальную концентрацию сил, напряжения и т.п.
1.12.Найти глобально-оптимальные параметры ТО по различным критериям развития.
18.2.2.Преобразование формы
2.1.Использовать круговую, спиральную, древовидную, сфериче скую или другую компактную форму.
2.2.Сделать в объекте (элементе) отверстия или полости. Инверсия
приема.
2.3.Проверить соответствие формы объекта законам симметрии. Перейти от симметричной формы и структуры к асимметричной. Инвер сия приема.
2.4.Перейти от прямолинейных частей, плоских поверхностей, ку бических и многогранных форм (особенно в местах сопряжений) к криво линейным, сферическим и обтекаемым формам. Инверсия приема.
2.5. Объекту (элементу), работающему под нагрузкой, придать вы пуклую (более выпуклую) форму.
2.6. Компенсировать нежелательную форму сложением с обратной по очертанию формой.
2.7. Выполнить объект в форме:
♦другого технического объекта, имеющего аналогичное название или назначение;
♦животного, растения или их органа; человека или его органов.
2.8.Сделать объект (элемент) приспособленным к форме человека или его органов.
2.9.Использовать в аналогичных условиях работы природный прин цип формирования в живой или неживой природе.
2.10.Сделать рациональный (оптимальный) раскрой листового или объемного материала; внести изменения в форму деталей для более пол ного использования материала.
2.11.Выбрать конструкцию деталей, в наибольшей мере прибли жающуюся по форме и размерам выпускаемого проката и других про фильных заготовок.
2.12.Найти глобально-оптимальную форму объекта.
2.13.Найти наибольшую цельную форму объекта (зрительное выде ление главного функционального элемента, устранение или прикрытие многих ненужных деталей и т.д.).
2.14.Использовать различные виды симметрии и асимметрии, дина мические и статические свойства формы, ритма (чередования одинаковых или схожих элементов), нюансов и контраста.
2.15.Осуществить гармоническую увязку форм различных элементов (выбор масштабов и соотношений между объектами и окружающей пред метной средой, использование эстетически предпочтительных пропорций).
2.16.Выбрать (придумать) наиболее красивую форму объекта и его
элементов.
18.2.3.Преобразование структуры
3.1.Исключить наиболее напряженный (нагруженный) элемент.
3.2.Исключить элемент при сохранении объектом всех прежних функций. Один элемент выполняет несколько функций, благодаря чему отпадает необходимость в других элементах. Убрать «лишние детали» даже при потере «одного процента эффекта».
3.3.Присоединить к объекту новый элемент в виде жестко или шар нирно соединенной пластины (стержня, оболочки или трубы), находящей
ся в рабочей среде или в контакте с ней.
3.4. Присоединить к базовому объекту дополнительное специализи
рованное орудие труда, инструмент и т.п.
3.5.Заменить связи (способ или средства соединения) между эле ментами; жесткую связь сделать гибкой или наоборот.
3.6.Заменить источник энергии, тип привода, цвет и т.д.
3.7.Заменить механическую схему электрической, тепловой, опти ческой или электронной.
3.8.Существенно изменить компоновку элементов; уменьшить ком поновочные затраты.
3.9.Сосредоточить органы управления и контроля в одном месте.
3.10.Объединить элементы единым корпусом, станиной или изгото вить объект цельным.
3.11.Ввести единый привод, единую систему управления или энер госнабжения.
3.12.Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты.
3.13.Объединить в одно целое объекты, имеющие самостоятельное назначение, которое сохраняется после объединения в новом комплексе.
3.14.Использовать принцип агрегатирования. Создать базовую кон струкцию (единую раму, станину), на которую можно «навесить» различ ные (в различных комбинациях) рабочие органы, агрегаты, инструменты.
3.15.Совместить или объединить явно или традиционно несовмес тимые объекты, устранив возникающие противоречия.
3.16.Выбрать материал, обеспечивающий минимальную трудоем кость изготовления деталей и обработки заготовок.
3.17.Использовать раздвижные раскладные сборные надувные и другие конструкции, обеспечивающие значительное уменьшение габарит ных размеров при переводе ТО из рабочего состояния в нерабочее.
3.18.Найти глобально-оптимальную структуру.
3.19.Выбрать (придумать) наиболее красивую структуру.
18.2.4.Преобразования в пространстве
4.1.Изменить традиционную ориентацию объекта в пространстве: горизонтальное положение на вертикальное или наклонное; положить на бок; повернуть низом вверх; повернуть путем вращения.
4.2.Использовать «пустое пространство» между элементами объек та. Один элемент проходит сквозь полость в другом элементе.