123553 (598586), страница 35

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 35)

Однако необходимо заметить, что и в природе, и в технике есть очень серьезные исключения из этого закона, заслуживающие специального рассмотрения.

В природе - это, прежде всего, человек, перемещающийся в обычной среде Пребывания не параллельно, а перпендикулярно направлению своей наибольшей оси. В воде он движется в соответствии с законом.

В технике существуют относительно тихоходные транспортные самолеты, у которых размах крыльев больше длины корпуса. Впрочем, указанное противоречие в технике исчезает, если учесть следствие, вытекающее из закона: тело при движении в сплошной среде стремится приобрести ориентацию, обеспечивающую минимальное сопротивление среды.

Классическим примером исключения из закона является шар, который имеет одинаковые размеры по всем осям координат, и, тем не менее, является динамичным телом. Отсюда напрашивается замечание, дополняющее закон, что статичным является тело, ограниченное плоскими, а не криволинейными гранями.

Что касается человека, то специфика его движения исторически сложилась в связи с необходимостью освободить руки для выполнения трудовых операций, в том числе в процессе перемещения в пространстве.

7.5.6. Закон масштабности

Масштабностью называют соразмерность частей и целого, а также соизмеримость предмета с человеком и предметами окружающей среды.

Закон масштабности - одни из древнейших законов, постигнутых человеком.

"Человек есть мера всех вещей" - эта формулировка выбита на мраморе Дельфийского храма, построенного в Древней Греции два с половиной тысячелетия назад;

В природе масштабность проявляется в том, что с увеличением абсолютных размеров развивающегося организма, размеры его отдельных частей относительно целого изменяются. Так, размер головы маленького ребенка составляет одну четвертую часть длины тела, а у взрослого человека - лишь одну восьмую. Аналогичное явление наблюдается и в технике применительно к техническим объектам разного размера.

Так, маленький и большой станки имеют одинаковые по размерам кнопки и рычаги управления, поскольку последние должны оставаться соразмерными человеку. Это настолько привычно для нас, что маленький станок, у которого все элементы будут уменьшены пропорционально уменьшению габаритов станка по сравнению с большим, будет восприниматься как уменьшенный макет большого станка, а не как самостоятельный ТО.

Другим примером могут служить дверцы и фары больших и маленьких автомашин и т.д.

Изложенные выше законы далеко не исчерпывают общие принципы создания техники. Работа по осмыслению закономерного характера развития технических систем находится в начале своего пути. И здесь есть обширное поле деятельности для тех, кого привлекает изучение окружающей нас техносферы.

Литература к теме 7

1. Шухардин С.В. Основы истории техники. Опыт разработки теоретических и методологических проблем. - М.: АН СССР, 1961. - 278с.

2. Друянов Л.А. Законы природы и их познание. - М.: Просвещение, 1982. - 112с.

3. Ковалев А.М. Общество и законы его развития. - М.: Изд. МГУ, 1975. - 416с.

4. Капитонов Е.Н. Отражение противоречий научно-технического прогресса при подготовке конструкторов химической техники. В сб. "Формирование научного мировоззрения в учебном процессе". - Тамбов: ТГПИ, 1986. - С.95-103.

5. Мелещенко Ю.С. Техника и закономерности ее развития. - Л.: Лениздат, 1970. - 246с.

6. Белозерцев В.И., Сазонов Я.В. Философские проблемы развития технических наук. - Саратов: изд. Саратовского гос. ун-та, 1983. - 143с.

7. Белозерцев В.И. Проблемы технического творчества как вида духовного производства. - Ульяновск: Приволжское кн. изд., 1970.

8. Панибратов В.Н. Категория "закон". Проблемы истории и объективно-диалектического содержания. - Л.: Наука, 1980. - 128с.

9. Кессиди Ф. X. От мифа к логосу. (Становление греческой философии). - М.: Мысль, 1972. - 312с.

10. Кузин А.А.К. Маркс и проблемы техники. - М.: Наука, 1968. - 112с.

11. Семенов С.А. Развитие техники в каменном веке. - Л.: Наука, 1968. - 361с.

12. Альтшуллер Т.С. Творчество как точная наука. - М.: Советское радио, 1979. - 184с.

13. Дитрих Я. Проектирование и конструирование. Системный подход. - М.: Мир, 1981. - 454с.

14. Каменев А.Ф. Технические системы: закономерности развития. - Л.: Машиностроение, 1985. - 216с.

15. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества. - М.: Машиностроение, 1988. - 368с.

16. Половинкин А.И. Законы строения и развития техники (постановка проблемы и гипотезы). - Волгоград: изд. Волгоградского политехнического института, 1985. - 202с.

17. Хауштейн Г.Д. Методы прогнозирования в социалистической экономике. - М: Прогресс, 1971. - 398с.

18. Гмошинский В.Г. Инженерное прогнозирование. - М: Энергоиздат, 1982. - 207с.

19. Зыков А.А. Основы теории графов. - М.: Наука, 1987. - 380с.

20. Шугуров Л.М., Ширшов В.П. Автомобили страны Советов. - М.: ДОСААФ, 1983. - 128с.

21. Сонин А.С. Постижение совершенства: симметрия, асимметрия, диссимметрия, антисимметрия. - М.: Знание, 1987. - 203с.

22. Сомов Ю.С. Композиция в технике. - М.: Машиностроение, 1987. - 288с.

23. Пригожин И.Р. От существующего к возникающему: время и сложность в физических науках. - М.: Наука, 1985. - 327с.

24. Хаин В.Е. Размышления естествоиспытателя, ж. "Природа", 1994, № 1, С.60-63.

25. Никалис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах: от диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации. - М.: Мир, 1979. - 512с.

8. Методы конструирования

Исходным материалом (заданием) для выполнения проектно-конструкторских работ могут служить:

техническое задание планирующей организации;

техническое предложение инициативной группы;

научно-исследовательская работа или созданный на ее основе опытный образец;

изобретение;

зарубежный образец.

Дальнейший процесс работы над проектом зависит от выбранной разработчиком стратегии проектирования.

Под стратегией здесь понимается последовательность действий, выполняемых проектировщиком с целью преобразования исходного технического задания в готовый проект.

В идеале заданная стратегия должна быть линейной, т.е. состоять из цепочки последовательных действий, в которой каждое действие зависит от исхода предыдущего, но не зависит от результата последующих действий.

Если после получения результатов на одной из стадий приходится возвращаться к одному из предыдущих этапов, стратегия становится циклической.

Когда действия проектировщика по отдельным этапам не зависят одно от другого, может иметь место разветвленная стратегия с параллельными этапами, позволяющими увеличить количество людей, одновременно работающих над задачей. В этом случае полезно планировать работу в виде сетевого графика.

Пример последовательности работы в соответствие с линейной стратегией приведен на блок-схеме процесса проектирования.

Рассмотрим несколько подробнее перечисленные этапы. Итак, первый этап - уяснение цели.

Цель может определяться заданием или вытекать из характера работы (например, разработка патентуемого изделия). В любом случае первым этапом проектирования процесса является четкое определение цели, которая должна быть достигнута, или требование, которое должно быть удовлетворено.

Уясняя цель, конструктор должен, прежде всего, внимательно изучить исходные материалы. При их изучении важно правильно выбрать параметры проектируемой машины.

Для этого, в частности, конструктор должен знать патентную литературу и быть в курсе всех поисковых и перспективных работ, проводимых в научно-исследовательских институтах данной отрасли машиностроения.

Это - один из самых трудных этапов проектного исследования. Для его выполнения создан комплекс специальных методов, который одновременно позволяет выполнить и второй этап проектирования - выбор пути решения задачи.

Характеризуя все эти методы в целом, следует заметить, что их объектом является не столько проектирование, сколько мыслительная деятельность, предшествующая выполнению чертежей и проектов.

Поэтому основа новых методов в значительной мере покоится на достижениях психологии. Это - стык психологии и технических наук.

Знакомясь с этими методами, необходимо учитывать, что ни один из них не существует сегодня в полностью завершенном виде, и при решении любой задачи проектирования необходимо определенное сочетание логики и интуиции.

Интуиция базируется на соответствующем опыте работы. Как правило, поиск интуитивного решения требует времени на осознание и преобразование в уме образов, изображающих структуру задачи в целом. В течение длительных и внешне бесплодных поисков решения проектировщик может неожиданно найти новый способ структурирования задачи, позволяющей разрешить конфликты. Это событие, которое иногда называют творческим, дает возможность преобразовать сложную задачу в простую (Рассмотреть пример с А.Н. Туполевым - о крышке люка, которую должно вырвать в полете).

Выполнение этапа уяснения цели и постановки задачи зависит от того, есть ли прототип проектируемого изделия, либо требуется разработка принципиально новых технологических решений, не имеющих прототипов. Может быть поставлена задача поиска новых технических решений как задач математического программирования (автоматизированный поиск оптимальных технических решений).

Мы ограничимся здесь рассмотрением наиболее простой задачи, когда имеется прототип конструкции. В этом случае постановка задачи осуществляется последовательно посредством выполнения следующих операций.

Операция 1. Описание проблемной ситуации. Это ответ на такие вопросы:

а) В чем состоит проблемная ситуация и какова ее предыстория?

б) Что требуется сделать для устранения проблемной ситуации, т.е. какую потребность нужно удовлетворить?

в) Что мешает достижению цели?

г) Что дает решение задачи людям, народному хозяйству?

Операция 2. Описание функции (назначения) ТО. Мы это делаем, рассматривая построение функциональной структуры.

Операция 3. Выбор прототипа и составление списка требований. В качестве прототипа выбирают лучшие мировые образцы в ведущем классе ТО. Для этого используют патентные обзоры за последние 5-10 лет, каталоги выставок и т.д. По прототипу определяют список требований (с учетом эволюции критериев развития).

Иногда при выборе прототипа удается найти подходящее готовое решение. Однако при наличии времени почти всегда есть возможность улучшить найденное решение.

Операция 4. Составление списка недостатков прототипа. Под списком недостатков прототипа имеют в виду перечень требующих улучшения критериев, показателей с их количественной оценкой (увеличение производительности, скорости, мощности).

При составлении этого списка полезно изучить конструктивную эволюцию рассматриваемых ТО, использовать обратную мозговую атаку (о которой речь пойдет дальше).

Полученный список недостатков упорядочивается по степени важности их устранения.

Операция 5. Предварительная формулировка задачи. Обобщаются результаты предыдущих операций с разделением результатов на "дано" и "требуется".

Дано: а) качественное и количественное (когда возможно) описание функции и ограничений на ее реализацию;

б) перечень и описание возможных прототипов, и списки требований к ним;

в) списки недостатков прототипов.

Требуется: найти техническое решение, так меняющее прототип, чтобы реализовалась интересующая функция и уменьшились или ликвидировались недостатки, присущие прототипу.

Далее идут операции по уточнению постановки задачи.

Операция 6. Анализ функций прототипа и построение улучшенной конструктивной функциональной структуры.

Для этого после построения конструктивной функциональной структуры прототипа ищут ответ на вопросы:

а) Какие можно ввести новые функциональные элементы для устранения недостатков прототипа?

б) Какие элементы можно исключить с передачей их функций другим элементам (или вообще)?

в) Для каких элементов, имеющих несколько функций, целесообразно разделение функций с введением дополнительных элементов?

На основании ответов на эти вопросы строят улучшенную структуру.

Операция 7. Анализ функций вышестоящей по иерархии системы.

Почти всегда данную систему можно представить как элемент другой, более сложной технической системы.

При анализе:

Выделяют эту вышестоящую по иерархии систему.

Описывают функции всех элементов, входящих в эту систему, и строят ее конструктивную функциональную структуру.

Выясняют, можно ли выполнить функцию рассматриваемого ТО путем внесения изменений в смежные объекты; нельзя ли какому-либо смежному объекту частично или полностью передать выполнение функций рассматриваемого ТО; что мешает внесению необходимых изменений и нельзя устранить мешающие факторы.

По аналогии с операцией 5 сформулировать задачу внесения изменений в смежные объекты. Провести сравнение эффективности первоначальной задачи и изменения смежных объектов. Если последнее эффективней, проработать этот вариант по операциям 1 - 6.

Характеристики

Список файлов книги