А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (1249576), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Например, велосипедная цепь, железнодорожный состав, цепочки, разомкнутые системы управления (без обратной связи), некоторые процессы, например, этапы проектирования; ° звездная — содержит центральный компонент, который связан со многими другими. Такая модель может быть использована для многоаспектного анализа проблем, для моделирования некоторых структур управления; ° сетевая — описывается планарным графом. Это граф, который может быть изображен на плоскости таким образом, чтобы ребра, связывающие вершины, не пересекались. В этой модели число компонентов и связей примерно одинаково. На ее основе построены такие объекты, как телефонная сеть, односторонняя монтажная плата, некоторые базы данных; ° многосвязная — описывается непланарным графом, который нельзя изобразить на плоскости без пересечения ребер.
В этой модели связей значительно больше, чем компонентов. Например, двусторонняя монтажная плата, двух и многоярусные дорожные развязки, сложные базы данных. Если компонентов много (больше 7 — 9), то модель становится трудно обозримой; ° иерархическая структура — модель, широко применяемая для описания классификаций объектов, а также для упрощения представления сложных объектов. Например„модели баз данных, временные процессы, в которых операции могут выполняться как последовательно, так и параллельно, например, сетевой график. Иерархическая структура может быть представлена в виде неориентированного граф-дерева (рис.
5.8, а) или ориентированного — исходящего (рис. 5.8, б) или входящего граф-дерева (рис. 5.8, в). Продуктивную графическую модель предложил английский психолог Т. Бьюзен '115], которая получила название МшдМар (майнд-мэп, ментальной карты, интеллект-карты, карты ума). При разработке этой Рис. 5.8. Виды граФ-деревьев: а — неориентированное; б — ориентированное исходящее; в — ориентированное входящее вг Раздел 2, Приемы и методы решения технических задач модели он опирался на научные знания о законах работы мозга. Автор отмечал: «...структура Майнд-Мэп уникальным образом воспроизводит механизмы нашей памяти. Отходящие от центра Майнд-Мэп ответвления можно сравнить с нейронными дорожками (или «дорожками памяти»), которые образуются нервными клетками при передаче ими информации друг другу. Совокупность этих дорожек и представляет собой ментальные карты.
И чем чаше мы в них заглядываем — повторяем, тем ниже биоэлектрическое сопротивление, возникающее на пути их прохождения, тем продуктивнее наша память, а чем больше таких дорожек мы создаем и используем, тем больше сообразительность, тем эффективнее процесс мышления». Для разработки ментальной карты Бьюзен предложил следующие рекомендации: ° предмет изучения представляется картинкой, которая располагается в центре листа; ° основные идеи изображаются ответвлениями, исходящими из центральной картинки; ° мысли над ответвлениями обозначаются ключевой картинкой или ключевым словом; ° менее важные ассоциации занимают место над линиями, примыкающими к основным ответвлениям.
Как отмечают психологи, одна единица информации может стать источником огромного количества ассоциаций, которые, в свою очередь, дают толчок к появлению множества новых. «Лучистое мышление», таким образом, — естественный процесс, отражающий работу мозга на уровне тонких механизмов, а майнд-Мэп является внешним графическим проявлением этой концепции. Ментальные карты являются средством визуализации сложного объекта, позволяющим систематизировать информацию и генерировать идеи. Ментальная карта может быть представлена в виде звездной структуры (см. рис.
5.7) или в виде граф-деревьев (см. рис. 5.8). Предмет изучения — исследуемая проблема или изучаемый ТО, располагается в центре листа. Основные идеи изображаются на ответвлениях, исходящих от центрального объекта (рис. 5.9). При формировании ветвей разделов и подразделов ментальной карты проблема может рассматриваться в различных аспектах с использованием таких операций, как декомпозиция и логическое деление понятия (см.
приложение П2). В отличие от списков ментальная карта представляет собой двумерную модель. Это позволяет при дальнейшем исследовании нанести связи между выделенными компонентами или аспектами. Модель объекта в виде ментальной карты удобна в случаях, когда в операции деления объекта нельзя четко сформулировать признак деления, что особенно важно при анализе проблем, которые необходимо рассматривать с различных позиций. Карты полезны также на началь- 5.
системный анализ технических объектов 83 з Идеи, еаеюаеыюитие ю ~аа главную идею В~и е зозмо тег возможмоеп Рнс. 5.9. Типовая схема ментальной карты ном этапе анализа проблемы, когда необходимо только наметить, в каких аспектах и по каким признакам будет проводиться ее исследование. В этом случае разработка классификаций, использование иерархической модели требует четкого формулирования признака деления рассматриваемого понятия.
Приходится решать сразу две задачи: выявление существенных признаков рассматриваемой проблемы и определение основания логического деления или формирование уровней подчинения для иерархических структур. Использование ментальной карты позволяет решать эти две задачи поэтапно. Могут разрабатываться ментальные карты рациональные и образныс (иррациональные). В первом случае информация в них отражается определенными терминами, принятыми в данной предметной области.
Во втором — информация отражается в виде композиции семантических знаков, символов, картин. При этом широко используются метафоры, несущие правополушарные стимулы. Могут разрабатываться ментальные карты рационально-образного типа. При этом технические термины, поясняющие проблему, усиливаются картинкой или словесной метафорой, соответствующей смыслу исследуемой предметной области. Главные ресурсы интеллекта человека связаны с организацией активного взаимодействия правого и левого полушария мозга. Использование метафор в ментальной карте существенным образом способствует активизации этого взаимодействия, дает пищу для ассоциаций, повьпиает креативность и продуктивность работы. 84 Раздел 8.
Приемы и методы решения технических задач При исследовании технологических проблем разрабатываются операционные ментальные карты, в которых отражаются функции и действия, необходимые для их выполнения. При исследовании технических устройств разрабатывают предметные карты, в которых отражают свойства объекта в целом через набор его компонентов и указывают связи между компонентами.
Модели в виде ментальной карты полезно использовать на начальном этапе исследования проблемы. На этом этапе можно выделить две задачи — выявить существенные факторы и определить связи между ними (подчиненность, зависимость и независимость, первичность и вторичность, причинно-следственные отношения, функциональные, опосредованное и непосредственное взаимодействия и т.
д.) Ментальные карты получили широкое распространение как средство поддержки принятия решений в силу того, что абстрактное мышление требует структурирования изучаемой информации и представления ее в символическом виде. Одновременно в сознании формируются некоторые когнитивные (имеющий отношение к познанию, мышлению) (28! модели. Модели, используемые для исследования объектов, сами по себе обладают определенными свойствами. Поскольку между моделью и объектом имеется связь, то получается новая система.
Объединение двух компонентов в систему должно приводить к появлению новых свойств за счет синергетического эффекта (рис. 5.10). Например, сложное техническое устройство в его натуральном виде и его модели — кинематическая схема, принципиальная электрическая и монтажная схемы — позволяют понять его устройство и работу. В структурном анализе большое внимание уделяют связям между компонентами ТС. Связи в ТО можно выделять по различным признакам (рис.
5.11). 1 1 1 1 Новые системные свойства Рис. 8.18. Схема образования новых свойств при моделировании объекта Функциональные связи обеспечивают функционирование объекта, реализуют потоки веществ и полей для выполнения ГПФ. Например, связи между основными компонентами (РО, Тр, ПЭ, ОУ) непосредственно участвуют в выполнении ГПФ. Конструктивные связи обеспечивают целостность объекта как системы, вспомогательные — улучшают условия работы компонентов, например, обратная связь. 5.
Системный анализ технических объектов 85 По достаточности для существования нли функционирования ТО необходимые прямые обратные функцноналъные онструктнаные полезные вредные адекватные нзбьпочные недостаточные Рне, 5.11. Класстгфнкапня связей в ТО При формировании структуры ТО необходимо придерживаться основных принципов строения и функционирования ТС и закономерностей их развития, которые подробно рассмотрены в гл. 7. В частности, в ТС не должно быть вредных связей, а полезные должны быть адекватны своему назначению.
Вопросы дли самопроверки 1. Дайте определение следующин понятиям: физический принцип действия, физическая операция, техническая функция, техническое решение. 2. Чем отличается операционный и предметный стиль мышления? 3. В чем состоит отличие компонентного подхода от структурного при анализе ТС? 4.
В чем существенное отличие модели в виде ментальной карты от иерархической графической схемы? 6. ПОИСК РЕСУРСОВ ПРИ РЕШЕНИИ ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ Ресурс — средство, к которому обращаются в случае необходимости ~831. При решении технических задач нужно четко сформулировать требования к создаваемому ТО, а затем рассмотреть все возможности поиска необходимых ресурсов либо более эффективного использования имеющихся. В процессе решения задачи каждый человек рассуждает, используя определенные категории и операции (приемы) мышления. Цель этих рассуждений заключается в поиске ресурсов для создания такого ТО, который обладал бы определенным набором свойств для выполнения потребной функции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
