А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (1249576), страница 54
Текст из файла (страница 54)
РО в этом устройстве, вьшолняюгцим ГПФ, представлен в виде взаимодействия двух компонентов — тарели и штуцера. Из сравнения схем рис. 9.15 и рис. 9.14 видно, что иерархическая модель связи функций проще, чем КФС, в ней нет конструктивных элементов. Вершинами графа иерархической функциональной схемы являются выполняемые функции, а дуги отражают связи и подчиненность функций.
В КФС вершинами являются функциональные компоненты ТО, а ребра отражают конструктивные связи — соединения между функциональными компонентами. Пример 9.5. Станочное приспособление. Рассмотрим обобщенную схему станочного приспособления, которое может устанавливаться как на сверлильные, так и на фрезерные станки (рис.
9.16). г Надсистема 3 Рнс. 9дб. Конструктивная функциональная схема станочного приспособления ГПФ вЂ” определить положение заготовки относительно инструмента н сохранить это положение при силовом воздействии инструмента на заготовку (табл. 9.5). Здесь следует отметить, что вторая функция является подчиненной по отношению к первой.
Таалаиа Я5. Описание функций компонентов станочного приспособления Выполняемая функция Компоненты Г Установочные Определяют положение корпуса относительно стола станка „:' Направляющие Определяют положение инструмента относительно опорных эле- ' ментов ~Опорныс ; Определяют положение заготонки относительно направляющих , 'н установочных элементов ! Перелают усилие закрепления на заготовку Зажимные Создаст усилие закрепления , :Привод ~ Корпус Определяет взаимное положение всех конструктивных элементов между собой и их положение на столе станка и относительно ин, струмента Раздел 2.
Приемы и методы решения технических задач 242 Иерархическая модель (рис. 9.17) позволяет выявить основнъте, вспомогательные и дополнительные функции, которые необходимо предусмотреть для того, чтобы выполнялась ГПФ, Рис. 9.17. Взаимосвязь функций, выполняемых станочным приспособлением (иерархическая модель) Вычленение функций позволяет привлечь операцию изолирующей абстракции (см. приложение 5) для поиска НЭ. Например, можно отметить следующие НЭ от усилия закрепления. 1) деформация заготовки от усилия закрепления и усилий резания; 2) образование вмятин на заготовке от контактирующих деталей: опорных и зажимных элементов. Продолжение примера 9.2.
На рис. 9.В была приведена ПФС процесса сверления отверстия пневмодрелью. На рис. 9.18 для сравнения приведены иерархическая функциональная модель электродрели и ее КФС. В заключение необходимо отметить, что функциональный анализ и применяемые в нем модели — это один из начальных этапов решения технической задачи. Он предназначен, в первую очередь, для того, чтобы четко сформулировать задачи, которые нужно решать и позволяет концептуально определиться в выборе направлений поиска решений. Иерархическая модель (см.
рис. 9.3) является наиболее общей и универсальной. Ее можно использовать для анализа любых систем. Для ТО, осуществляющих преобразование потоков энергии и сигналов удобно использовать ПФС. Эта модель ориентирует на поиск ФТЭ и синтез ФПД выделенных функциональных компонентов, и в большей степени соотвествует операционному способу мышления. 9. Функциональный анализ технических объектов Подвести ГП ). вр инстр 2.
Дер в рук на сто Рис. 9.18. Иерархическая Функциональная модель электродрели (а) и ее КФС (б) К построению КФС склонны люди с предметным стилем мышления. Однако применение этой модели не исключает проведение и операционного анализа рассматриваемой структуры ТО. При решении задачи необходимо стремиться найти такие модели, которые позволяют глубже понять проблему и помогают в поиске ре- 244 Раздел 2. Прнены и методы решения технических задач шения.
При выборе модели нужно четко осознавать, что модель должна быть обозрима, инструментальна и активизировать мышление. Поэтому выбор модели связан как с особенностями исследуемого ТО, видом его функционирования, так и с приоритетным типом мышления человека, решающего задачу (см. рис. 5.3). Вопросы для самопроверки 1. С какой целью и на каких агапах проводится функциональный анализ? 2. Как связаны между собой ГПФ, основные, вспомогательные и дополнительные функции? 3.
В чем состоит принципиальное различие между КФС и ПФС? 4. В чем закючается предметный и операционный подходы при проведении функционального анализа? Б. На какие приемы поисна решения ориентирует модель в виде КФС? б. На какие приемы поиска решения ориентирует модель в виде ПФС? 1О. 1"10РФОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ И СИНТЕЗУ ОБЪЕКТОВ Морфология (от греч. итотрйо форма + 1ояоз слово, понятие, учение) — наука, изучающая форму и строение различных систем. Морфологический подход используют для наиболее полного исследования проблемы и выявления поля возможных вариантов ее решения.
8 самом общем виде морфологический подход предусматривает совместное использование логической операции деления понятий, которое лежит в основе классифицирования объектов, и трех типовых операций мышления: изолирующей абстракции, анализа и синтеза (см. приложение П5). Морф ологический анализ является разновидностью системного подхода при исследовании различных объектов (рис. 10.1). Рис. 10Л.
Основные аспекты морфологичсското исследования 2С6 Раздел 2. Приемы и методы решения технических задач ТО.Т. Феномен морфологического исследования объектов Когнитивные (познавательные) и прагматические процессы зависят от того, каким образом человек выделяет и обозначает признаки изучаемого объекта, обобщает их, формируя определенные группы, классы. Практическая ценность этой процедуры во многом определяется видами используемых моделей.
Известный психолингвист Дж. Миллер в конце 60-х г. ХХ в. выдвинул гипотезу о том, что модели в виде классификаций способствуют выявлению внутренних семантических (смысловых) связей структурированного объекта. Морфологический подход для синтеза ТО предусматривает разработку таких моделей, которые позволили бы, комбинируя различные варианты ТР отдельных составляющих, получить как можно больше вариантов разрабатываемого ТО. Морфологический анализ в технике стал применяться благодаря научным трудам швейцарского ученого Фрица Цвикки (1898 — 1974).
Он считается автором современного варианта морфологического метода исследований. Цвикки показал большие возможности морфологического подхода, применив его в астрономии и ракетной технике. В серии более чем 100 работ, опубликованных с 1923 по 1975 г., он изложил основные идеи созданного им морфологического анализа (см. приложение П15). Применительно к техническому творчеству его идеи наиболее полно изложены в книге 11291.
В работах Цвикки представлено около семи вариантов морфологического исследования. Далее рассматриваются два наиболее эффективных, на наш взгляд, подхода: метод морфологического ящика (МЯ) и метод отрицания и конструирования (МОК). Наибольшее распространение получил метод морфологического ящика, известный под общим названием «морфологический анализ».
Пример 10.1. Найти множество вариантов меток. Необходимо найти простые графические обозначения каких-либо признаков, чтобы компактно отобразить эти признаки, например, в базе данных или обозначить некоторые объекты на складе. Такая задача актуальна, когда надо придумать множество уникальных меток. Предположим, что эти метки будут различаться формой, видом штриховки и цветом.
Тогда множество возможных вариантов меток можно представить в следующем компактном виде (табл. 10.1). В этой табл. 10.1 отражено 5 5 б = 150 вариантов возможного исполнения меток. Таблицу можно представить в виде морфологического ящика (рис. 10.2). Каждая ячейка внутри этого ящика определяет возможное исполнение метки путем комбинирования по каждому из выделенных признаков. Из сравнения моделей, в которых отражаются возможные варианты в вале морфологической таблицы 10.1 и МЯ (рис. 10.2) следует, что НЬ Морфологнчесхнй подход к анализу и синтезу обьехгов 247 Таблица 7а 7. Морфологнчесаая таблниа графнчесаих метов ! Признаки Возможные варианты графических меток по каждому признаку Форма , 'Крест ! Сердечко Треуголь- ~ Квадрат ~ Круг них метки Штрн !З-вк ~ ханка Клетка .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
