Дерево целей проектирования технических систем
В ТС поставленные цели проектирования достигаются путем изменения параметров элементов системы различных уровней иерархии. Для того чтобы определить, параметры каких элементов нужно изменить, строят дерево целей проектирования.
Для формирования дерева целей целесообразно использовать граф связей параметров, который содержит множество деревьев целей проектирования данной структуры ТС. Каждой исходной цели соответствует свое дерево. Если исходных целей несколько, тогда для каждой цели формируется свое дерево целей. Дерево целей формируют для каждой конкретной ситуации проектирования с учетом потребностей разработчиков и уровня совершенства научно-технической базы. Исходными данными для построения дерева целей являются техническое задание на систему и выбранный аналог или прототип, подлежащий модернизации.
Последовательность построения дерева целей:
построение в случае необходимости графа связей параметров (пример: рис. 1);
формирование исходных целей проектирования;
выявление связей исходных целей с параметрами подсистем нижележащих уровней на основе графа связей параметров;
присвоение конкретных значений отношения типа "изменить" выявленным связям – "увеличить" или "уменьшить".
На рис. 2 представлены два абстрактных дерева целей, построенные на основе абстрактного графа связей параметров, излбражённого на рис. 1.
Рис. 2 – Абстрактные деревья целей проектирования ТС
Классификация целей
Исходная (потребительская)
Подцель
Элементарная
Исходная (потребительская) цель – цель, поставленная на уровне ТС как целого (примеры: увеличить разрешающую способность растрового электронного микроскопа до 2 нм; снизить предельное остаточное давление вакуумного насоса до 10-3 Па; уменьшить ширину топологии микросхемы до 50 нм). Исходные цели ставят путем сравнения требований к системе с параметрами существующих аналогов и прототипов. При разработке технического задания на ТС исходные цели определяют, анализируя недостатки и прогнозируя развитие системы.
Подцель – цель, поставленная на уровне подсистем ТС (примеры: снизить сферическую и хроматическую аберрации электронно-оптической системы растрового электронного микроскопа; уменьшить несжимаемый объём рабочей камеры вакуумного насоса). Подцели определяются исходными целями ТС или подцелями вышестоящего уровня иерархии, включающего эти подсистемы.
Элементарная цель – цель, поставленная на уровне деталей (примеры: уменьшить шероховатость корпуса вакуумного насоса; уменьшить радиус скругления катода растрового электронного микроскопа; увеличить сопротивление резистора в электрической цепи).
Достижение требуемых исходных целей возможно за счет изменения надлежащих параметров структурных составляющих. Исходные цели определяют подцели, подцели – элементарные цели. Таким образом, достижение исходных целей возможно только путём достижения элементарных.