Ярушин С.Г., Схиртладзе А.Г. - Проектирование нестандартного оборудования (1037551), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Дать однозначное определение понятий «элементы» и «взаимосвязи», как это предложено в подразделе 22,1, 2. Использовать матрицу Взаимодействий для определения Взаимосвязанных пар элементоВ. 3. Вычертить граф в виде кружочков (представляющих элементы), соединенных линиями (изображающими связи между элементами) (рис. 22,1 и 222). 4. Изменить положения точек так, чтобы свести к минимуму число пересечений и более отчетливо выявить структуру сети.
При достаточном практическом опыте удается распознать субструктуры, которые Мысленно преобразуются до тех пор, пока не Выявляется простая картина. В некоторых случаях сеть ~~~~~ преобразовать Таким образом„ чтобы В первую О~средь устранит~ пересечения суп~~;с®асино ап~сймх Взаимосвязей, снова по возможности сохраняя регулярную сгруктуру. 336 рассмотрим пример упрощения (упорядочивания) сети взаимодействия текнического объектй, состоящего из 11 функпиональнык элементов, ~~~э~ которьгк показаны нй рис.
22.1. Элементы ~~~~~ текнического объектй могут взаимодействовать между собой, например, следующим обрйзом: 1 взаимодействует с 2, 7 и 11; 2 — с 1, 7, 8 и 11; 3 — с 8 и 12; 4 — с 10, 11 и 14; 5 — с 6и 9;6 — с 5,9,12и 13; 7 — с 1„2, 11; 8 — с 2,3 и 12; 9 — с 5,6, 13 и 14; 10 — с 4и 14; 11 — с 1,2,4и 7; 12 — с 3,6и 8; 13 — с 6 и 9„. 14 — с 4, 9и 10; 1 и 9 имеют связь с окружающей средой. Нй рис, 22,2 представлена запись результйтов поисков, начатык от первого элемента.
Как видно„элементы 2 и 11 рассматриваемого технического объекта имеют по одной связи вне группы: элемент 2 — с 8, 11 — с 4. Таким образом, сформирована первая группа, соответствующая критериям со~~~~лен~~ групп. Анйлогичные действия проводят и с остйвптимися элементйми. Нй рис. 22.3 покйзйнй упорядоченная сеть этого же ТО, По существу сети нй рис. 22,1 и 22,3 тогюлогически эквивалентны„но геометрически соверщенно рйзличны.
Очевидно„что у сети, покйзйнной ий рис. 22.3, более нйглядные с~яз~. Для превращения небольшой матрицы в удобную для использования сеть требуется всего один час или около того. Для того же, чтобы вычертить и проверить большие сети, может потребоваться значительно больше времени, и такие сети очень мало помогают уяснению структуры проблемы.
Основная цель метода — найти способы трансформации проектируемого объекта с целью ликвидации присущих ему недостатков. Дж. Джонсом ~171 предложен следующий план действий при использовании данного метода. Первоначально проводятся действия по выявлению коренных недостатков существующего технического объекта или в более общем случае — технической системы. Затем устанавливаются причины этих недостатков, После этого формируются новые типы компонентов системы, способных ликвидировать присущие объек*у нед~с~а~~~, Наконец, определяется последо~ат~льнос~~ изменений ~путь трансформации, или эволюционная траектория), которая позволит существующим компонентам объекта ~системы) превращаться в качественно новые. Схема д~йс~вий представлена на рис. 22.4, Рис.
22.4. Путь трансформации проежтируемой системы Π— с3%~8ст6ующиГ компонынти П вЂ” ноВИВ кол1понВиты 339 Трансформацию проектной ситуации представить себе нетрудно, но гОраздо трудйее ее осуществйть, Это обьясняется тем, что йзменеййе компонентов системы приводят к изменениям тех вещей, от которых зависит стабильность системы, а вместе с ней и стабильность убеждений людей, их работы й йх ожйдаййй. В каждом случае существуют глубоко укоренившиеся убеждения, ~~~л~ды й профессйойальйые интересы, а также крупйые капйталовложения, которые должны быль списаны или передислоцированы, прежде чем появится новая система, Подлинная трудность заключается в необходимости перестройки взглядов специалистов и общественного мнения, чтобы они поняли новый принцип планирования и поверили в него.
Принцип этот состоит В том, что планировать надо не то, что осуществимо в даниый момент, а то, что станет осуществимым к моменту, коГдЯ плйны ипчоут щ)ствОряться 6 экизнь. Зтот метод прйгодей В тех едуча~к: а) когда существующая система очевидным образом неспособна обеспечивать удовлетворение потребностей; б) когда инициатор проекта обладает достаточноЙ властью, чтобы оказать влияние на множество организаций, которые будут затронуты проектируемым йзмейейием компойейтов сйстемы, прйзваййым Обеспечить ее удовлетворительное функционирОВание. Осйовйая трудность состойт йе в пойске путй трайсформаций, а В перевоспитании людей, на которых скажутся вводимые изменения, Первоочередной задачей является подготовка универсальных специалистов, чьи иитересы не привязаны к физическому, социальному и концептуаль- ному статус-кво. Время, необходимое на разработку концепции преобразования системы, составляет незначительную долю времени, необходимого для планирования связанных с этим цепочек последовательных изменений, 22.4.
Проектирование нововведений путем смещения границ Цель очередного нетрадиционного метода состоит В смещении границы йерешеййоЙ проектной проблемы такйм образом, чтоб~ для ее решеййя 340 можно было использовать знания из смежных областей. Этот метод призван на несколько лет сократить время„необходимое на получение знаний из других, дале~их областеЙ и применения их к нерешенным проектным проблемам. Очевидно, что без целенаправленного изучения других областей знаний шансы достижения соответствующего смещения границ весьма невысоки, Этот метод вклочает в себя выполнение следующих процедур: 1. Выявление существенных функций какого-либо объекта, которое способствовало бы достижению поставленной задачи.
2. Выявление противоречия между существующими средствами вы~о~~ения этих фу~кц~й в рамках предполагаемых границ проблемы, 3. Овладение знаниями, выходящими за предполагаемые границы проблемы, которые можно было бы использовать при трансформации проблемы. 4. На~ожд~ние ~опо~~а~~~ых промежуточных решений проблемы, которые проложили бы путь к частичному или полному использованию знаний из смежных Областей, Основные трудности использования данного метода: а) определение функций на тако~ уровне ~био~~~, ~~~~р~Й включал бы возможность разрешения противоречий, но исключал бы неоправданно широкий поиск новых решений и средств; б) выбор областей знания, в которых есть вероятность отыскания новых возможностей, и определение наиболее подходящей литературы и наилучших экспериментов в данных областях; в) изменение структуры проблемы в свете структуры знания в других областях; г) определение главных и второстепенных трудностей.
Этот метод предназначен для рассмотрения тех проблем, для которых в настоящее время не имеется практически Осуществимого решения. Научиться применять этот метод нетрудно, если специалист готов и способен понять структуру и принципы, лежа|цие в основе незнакомых ему областей знания, по которьгм ему следует изучить литерату ру и консультироваться с соответствующими специалистами. На поиск литературы, консультации и освоение структуры знаний в незнакомых областях может потребоваться несколько недель или месяцев. А на выявление функций, про*иворечий и границ проблемы может уйти день или два.
341 22.5. Проектирование новых функций Цель данного метода- создание радикально нового технического решения, способного привести к новым моделям поведения и спроса. Первоначально выявляются функции каждого конкретного элемента существующего технического решения, Затем анализируется и оценивается основная функция, для которой выявленные на предыдущем этапе функции являются вспомогательными. Далее проводится оценки изменений основной функции, которые могут привести к улучшению данной проектной ситуации. После этого объединяют решения второй и третьей процедур для получения новой основной функции, Наконец, находят альтернативные решения разделения новой осно~~ой функции на вспомо~а~ел~~ые н закрепляют каждую из них за новыми конкретными элементами, Указанный выше план действий сложился в результате анализа примеров из истории техники н представлен как обобщенный метод, который может Оказаться полезным.
Приведем пример из книги Дж. Джонса ~17~ о переходе от поршневого двигателя к реактивному. Вначале были выявлены функции каждого конкретного элемента существующего двигателя: Затем была охарактеризована основная функция, для которой указанные функции являются вспомогательными: «Преобразование энергии жидкого топлива в силу тяги». На третьем этапе проведены оценки изменений основной функции, которые могут привести к улучшению данной проектной ситуации; «Создание более высокой силы тяги при большем КПД и более высоких скоростях полста». Далее эти решения были объединены для получения новой основной функции «Преобразование энергии жидкого топлива в большую силу тяги при высоких скоростях воздушного потока».
Выявлены альтернативные решения разделения новой основной функции на вспомогательные и закреплена каждая из них за новыми конкретными элементами. В реактивном двигателе осуществлено объединение элементов существующих конструкций газотурбинного и ракетного двигателей„что дает следующие элементы и вспомогательные функции: Новыезлементн Новьм вспомогательные функции Впускное сопло Всасывание воздуха Компрессор Уско ние воздуха Камеры сгорания Преобразование топлива в газовый поток с высокой скоро- стью частиц турбина Выхлопное сопло Направление газового потока и преобразование его энергии в силу тяги 343 Принципы действия реактивного двигателя были разработаны независимо друг от друга шестью учеными; Уиттлом, фон Охайном, Вагнером, Шельпом, Маухом и Гийомом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
