Ярушин С.Г., Схиртладзе А.Г. - Проектирование нестандартного оборудования (1037551), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Такая наглядная демонстрация обычно произВодит сильное Впечатленне на любого на63пода" теля. Зйтем группа получйег зйдйние предложить способы пОлучения отверстий В пенопласте, и рано или поздно кто-лиоо предлагйет прожечь Отверстие горящей сигаретой. После этого руководитель начинает обсуждать с грутюй получение более детального описания устройства, позволяющего достичь той же цели в космическом пространстве.
В общем случае синектический метод опирается на тот факт, что умственная деятельность более продуктивна в новой или незнакомой челоВеку Обстйновке. Ситуация, йнйлогнчнйя рассматриваемОЙ, быстро Отвлекает человека от конкретных условий исследуемой задачи 1С традицион- ным подходом к решению) и требует от него рассмотрения другой задачи, связанноЙ с данной, Таким образом, знакомая ситуация превращается в незнакОмую, Если„например, В группе рассматриВается новая система для уборки сйега, то полезйо параллельно Обсудйть перемещение грунта и уборку опавшей листвы. Рассматривая возможные подходы к проектироВанию админйстративйого здаййя, полезйо Оосудить устроЙство пчелййого улья. При рассмотрении инструкций целесообразно изучить строение дерева.
Обсуждение новых методов подрезки газонов может принять фОрму детального анализа косовицы и пропОлкн. В фОрмйлизОВаниом Виде метод синектики можно представить как передачу Вьгходного сйгйала «черного ящика» по цепй обратной связй снова на его вход ~рис.17.1). ХОД Рис, 17.1. Схемареиыиия задачи методой синектики Причем для преобразования Выходно~~ сйгйала во ВходноЙ йспользуются тщательно отобранные типы аналогий: прямые аналогии, субъективные аналогий„символические аналогии, фантастические аналогии. Можно предположить, что применение аналогий, в котором участвуют все члены синектической группы, позволяет им В определенной мере разделять друг с другом свою способность преобразовывать противоречивую структуру входных сигналов до тех пор, пока не будет найдена структура„позволяющая разрешить конфликт.
В этом методе Основной упор делается на биологическйе й анагомйческйе айалогйй, т.е. преследуется цель использоВать те Отделы иервнОЙ системы, которые управляют движеййямй тела й обычно йе контролируются сознанием. Маннпулйроваййе 253 образами движений тела составляет ос~~~у *ех профессиональных навыков„которые связаны с ~ыпо~~~~ие~ быстрых д~~~~ний, и что одаренные люди способны использовать эту систему образов в качестве общего языка для Всех ВидоВ тВорческой деятельности. Если зто утв~ржден~е верно, то перспек*ивы обьективироваиия мьппления при проектировании, по-Видимому„будут зависеть от того„ удастся ли найти групповой язык„на котором можно было бы быстро отображать и изменять общие формы, а не только детали как задач, так и их решений. Контрольные вопросы 1, Оа чем ОснОеайы методы мозГОВОГО ихтурмаР 2.
Для Реи~ейия какик задач используются методы М4 ~ 3. Опииште ОРГайизаиию проеедейия мозеоеой атаки. 4. В чем состоит метод прямой мозГОВОи атаки Р 5. Какие праеила используются участйиками проеедейия сеайса М47 8. Что такое сийектический метод~ Опишите осйоейые особеййости даййОГО метода. 18.
Эвристические методы проектировдния Повышение эффективности поиска новых технических решений методом проб и ошибок обеспечивается применением эвристических приемов изобретательской деятельности, таких как, например, инверсия, аналогия, метод мозгового штурма и т.д. Эвристические методы рождаются в резуль- .
тате анализа уже выполненных проектных разработок. Некоторые из них являются сугубо индивидуальными„связанными с образом мьппления конкретной личнос*и, Передаваемые от учителей к ученикам, они зачастую не приносят ~~~~~д~~~ тех результато~, которых добилс~ учитель. Другие приемы и методы, ~есом~е~~о, полезн~ всем,помогаю~ преодолет~ инерцию мышления, служат ориентирами в поиске технических решений. 18.1. Краткий обзор и классиФикация эаристических методов Известны различные методические средства решения задач поискового конструирования: йрюйийы, йрсаилп„приемы, э~~не®пай, мейюды, методики, эероритмы, алгоритмы и т.д,~1, 32, 4О, 4Ц Между этими методическими средствами пока не установлены четкие границы и иерархические связи. Рассмотрим группу эвристических методов.
Под эбрйс~ййчесйим ма~йодом йойй~й~~йся йоследоай~ельйос~йь йредййс~й~й ~~й йроцедуп обРпбо~ййй ййформйцйй, аыйолйяемпя с йелыо йойсй~» б~~~~ ~~п~йойпльйых и йоаых йойс~~~й~ййайых Рей~ей~Й. Для такой последовательности нет обоснованного доказательства, что она является наилучшей в смысле быстродействия или трудоемкости решения задачи, и нет гарантий нахождения наилучшего или глобально оптимального решения.
Эвристические методы часто в определенной ситуации целесообразно использовать, поскольку в этих случаях другие математически обоснованные методы оказываются менее эффективными. Кроме того, они, как правило, содержат процедуры обработки информации, которые или за- труднительно запрограммировать для ЭВМ, или нецелесообразно вьшол- НЯТЬ На КОМПЬЮТСРС. Эти процедуры, выполняемые человеком, обычно называют эерис~~ками йлй эарисий~и.
Онй представл~ют соб~й предписания, направленные на решение проблемных задач в условиях дефицита информации или времени. В таких предписаниях используются универсальные процедуры анализа целей и средств, способы правдоподобных рассуждений, основанные на прошлом опыте, интуиции, аналогии, индукции и др. С точкй зренйя прййцйпйзльной возможйостй йспользовзния компыОтера В рсшении задач поискОВОГО конструирования можно Выдслить ТРИ ГРУППЫ МСТОДОВ. Х. Полностью Формализованные алгоритмы, которые могут-быть реализованы в Виде программы.
В такой программе четко выделяются исходные данные задаваемые человеком и получземь~е результа"Гы Выда- ваемые компьютером. Следует заметить, что к результатам здесь относится н отсутствие решения или получение недопустимух решении не удовлетворяющих человека П. Частично 4юрмализоаанные эвристические методы — эероритмы, в которых часть процедур обработки информации может быть Описана В Видс ЙЛГОритмОВ и соответственно запрОГрзммирОВЗИЗ для ЭВМ, а другая часть — эвристики — реализуется человеком. Таким образом, эвроритмы могут быть реализованы в Виде человеко-машинных программ, которые в ближайшем будущем, очевидно, станут распространен- ным типОм реализации эвристических методов.
Ш. Полностью неформализоаанные эаристические методы, состоящие только из набора эвристик, Выделение этой группы оправдывается ~~~~~~ требованйем прйнципйзльйой полйоты классйфйкйций, поскольку в известных эвристических методах хотя бы небольшую долю обработкй ййформйцйи можйо передать машййе. Наряду с принципиальной возможностью использования ЭВМ наиболее ййтересным для практики ~редс~авляется рассмотреййе эврйстйческих методов с точки зрения целесообразности использования ЭВМ.
Для определения трудоемкости необходимо знать: приближенное число задач, кОторьге предстоит решить; средние затраты Врсмени на решение отдельных задач с использованием ЭВМ, включая затраты на формализз- И Эвристические методы проектирование цию, программирование и подготовку необходимой информации на машинных носителях; средние затрагы времени на решение отдельных задач без ЭВМ при условии получения такого же качества решений, Если трудоемкость решения задач безмашинным способом существенно выше, то представляется целесообразным использование ЭВМ.
Ьстественно, что трудоемкость нельзя просто вычислить по имеющимся нормативам. Бе можно определить только на основе изучения опыта решения рассматриваемого класса задач без ЭВМ и с использованием ЭВМ, При оценке целесообразности кроме основного фактора — трудоемкости — иногда следует учитывать и другие, например, психологию восприятия компьютера конструктором-изобретателем и т.д. Имеющийся практический опыт использования компьютера в решении задач поискового конструирования позволяет сделать два интересных вывода, 1.
Многие эвристические методы, которые в свое время были разработаны для безмашинного применения и успешно использовались в таком режиме, оказались еще более эффективными после их частичного программирования и использования компьютеров ~ЭВМ), При этом применение этих методов без ЭВМ также остается целесообразным в случаях, когда еще не выполнена работа по формализации и программированию метода применительно к другим классам технических систем или когда у конструкторов еще нет необходимой вычислительной техники.
Чаще всего применительно к Отдельным классам технических систем и коллективам конструкторов здесь происходит следующий эволюционный процесс; безмашинное использование метода; создание первой человеко-машинной программы„создание улучшенных модификаций программ, в которых снижается объем Обрабатываемой человеком информации. Возможность использования таких эвристических методов в двух режимах ~без применения и с применением компьютера) значительно расширяет облас~~, перспективу и эффективность их применения. 2. Появились методы поискового конструирования, которые в любом случае без ЭВМ применять нецелесообразно «практически невозможно), как не имеет смысла использовать без ЭВМ большинство численных методов решения дифференциальных уравнений или систем уравнений, Укажем на ряд наиболее эффективных„проверенных на практике методов„которые целесообразно йспользовать как без применения, так й с применением компьютеров. К таким методам относятся: + морфолОГический анализ и синтез технических систем; Ф МЕТОДЫ ПОИСКОВОГО КОНСТРУИРОВЗНИЯ С ПОМОЩЬЮ РЗЗЛИЧНЫХ СИС- тематизнрованных накопителей информации; Ф методы, основанные на системном анализе функций технических объектов; + наборы эвристических приемов; + методы поиска физических принципов действия на основе банка данных по физическим эффектам; е различные интегральные обобщенные методики; другие подходы.
В настоящее время известно более трех десятков существенно отличающихся эврис'Гических методоВ. 18.2. Метод эвристических приемов Метод эвристических приемов наиболее естественный и простой в применении, поскольку многие опьггные конструкторы и изобретатели сознательно или бессознательно пользуются своим набором эвристических приемов, сформировавшимся в процессе их работы.
ЭЩзисзпический ЩРйем п~Редс1пвлЯепч сббОЙ предписОЙйе или Укйзййие, кпк п~жобрйзобйиь имеюи~ееся или иййлОРичйое иехйическОГ рВ- шейй8 ~ТР) илй 6 кйкОм Ййпри6лейии искйшь„чГпобы получиизь искомое Реи~ейие. Эзрис~пйческие приемы имекйп сзойс~пзО, хпрпк~перйые для эзпйс~пических ме~подоз. Подавляющее большинство эвристических приемов состоит как бы из двух частей: первая — описание пространства переменных, отвечает на вопрос «что изменять» В рассматрйваемом ТР; з~пОРОЛ вЂ” Опйсайие способа изменеййя перемейных, отвечает йа вопрос «как йзмейять». Например, пространство переменных — это «ориентация объекта (элемента) в прострайстве», способ йзменейия перемеййых — горйзойтальное положеййе 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 поискОВых процедур, Каждая поисковая процедура содержит указание только на одно пространство переменных, один способ их изменения или одно направление поиска и представляет собой как бы элементарный эвристический прием.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
