Методологія створення технічних систем і роль прогнозування

Лекція № 4

Алгоритм оцінювання технічних систем

Оцінювання технічних систем передбачає вибір критеріїв і проведення оцінки. Оцінювання здійснюється двома способами: а) інтуїтивно; б) об'єктивно, тобто на ос-нові визначальних критеріїв.

Інтуїтивна оцінка не може бути повністю зігнорована. Вона визначається не ли-ше суб'єктивними відчуттями, але і часто - багаторічним досвідом. Це особливо важли-во при недостатньо повній інформації, що характерно для початкових етапів проекту-вання.

Критеріальна оцінка відповідно до схем оцінювання, здійснюється за алгорит-мами. В процесі оцінювання здійснюються такі процедури: а) вибір узагальненого показ-ника; б) вибір критеріїв оцінки (властивостей); в) визначення критеріальних оцінок;
г) перетворення оцінок в узагальнений показник.

Тема: ПРОЕКТУВАННЯ, СТВОРЕННЯ І ВИКОРИСТАННЯ ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ. АНАЛІЗ ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ

Питання лекції: Методологія створення технічних систем і роль прогнозування. Основ-ні поняття про процес проектування. Стадії і етапи технічного проек-тування технічних систем. Загально-технічні основи конструювання технічних систем.

З розвитком техніки принципи і методологія створення технічні системи безпе-рервно змінюються і удосконалюються внаслідок впровадження нових способів виготов-лення машин, ускладнення їх конструкцій і умов збуту, більш повного вивчення ряду технічних і економічних питань.

В процесі створення технічної системи виконують такі роботи: обгрунтування не-обхідності створення нової технічної системи; науково-технічні дослідження; розробку конструкторського проекту; виготовлення, випробування та доведення дослідних зраз-ків. Необхідність створення сучасної машини як технічні системи виникає із загальних умов розвитку нової техніки стосовно до конкретного випадку.

Нова техніка - це результат науково-технічного досягнення, яке впливає при його реалізації на розвиток продуктивних сил і задовільняе потреби суспільства у продукції на більш високому рівні, ніж відомі раніш прототипи або аналоги.

Враховуючи різноманіття об’єктів за ступенем їх новизни, можна відокремити два основних напрямки:

1) кількісний, при якому враховується термін, що пройшов з того чи іншого мо-менту появи або реалізації нових виробів (наприклад, термін з моменту появи нової тех-ніки, реалізованої ідеї або термін з початку промислового виробництва нової продук-ції");

2) якісний, при якому технічна новинка (пристрій) в залежності від його рівня поділяється на декілька ступенів, починаючи від створення принципово нової конст-рукції і закінчуючи зміною її зовнішнього вигляду, а нова технологія (спосіб) призна-чена для виготовлення принципово нової продукції або підвищення ефективності ви-робництва.

Кожна впроваджена в експлуатацію нова технічна система повинна перевищувати за своїми показниками і техніко-економічними характеристиками кращі світові стандар-ти і зразки, які раніше використовувались.

Процес створення нової технічна система або її окремого функціонального вузла складається з чотирьох етапів:

1) науковий (інженерне прогнозування);

2) констукторський (проектування);

3) технологічний {підготовка виробництва);

4) організаційний (освоєння виробництва).

Науковий етап пов'язаний з інженерним прогнозуванням, яке обгрунтовує необ-хідність створення нової технічной системи.

Основу інженерного прогнозування складають три напрямки, які визначають:

а) значимість нових відкриттів і винаходів;

б) мету і технічну стратегію;

в) перспективний рівень розвитку конструкцій технічних систем.

При інженерному прогнозуванні використовують теоретичні і експериментальні засоби аналізу і синтезу.

Прогнозування - це не передбачення, а наукове теоретичне обгрунтування того, що повинно здійснитись.

Успіх у створенні нових технічних систем і термін їх життєвого циклу здебільшого залежить від того, наскільки правильно перед проектуванням виконане прогнозування. Слід пам’ятати, що конструктор, який орієнтується на аналог, в тому числі і зарубіжний, який відповідає навіть вищим світовим досягненням, автоматично спонукає свою май-бутню технічну систему на відставання. Тому необхідно йти не у форваторі зарубіжних фірм, а обирати нові шляхи прискореного розвитку технічних систем, побудованих на нових принципах.

У питаннях прогнозування і створення нових технічних систем, котрих ще не було у світовій практиці, доцільно використовувати фреймовий підхід (мал. 1). Згідно цього підходу повинен послідовно розглядатися розгалужений у вигляді дерева альтернатив ланцюг пошуку на декількох рівнях: функціональна модель об’єкту (функція Ф), альтернативні варіанти моделей принципів дій (фізичних ФПД або технологічних ТП), що реалізують розглядувану функцію; альтернативні варіанти моделей техніч-них рішень (ТР), що реалізують розглянуті принципи дій.

Мал. 1. Фреймонова модель прогнозування і створення нової технічної системи.

Відомі багато методів складання прогнозу. З них на практиці в основному вико-ристовують такі:

1. Метод екстраполяції тенденцій (перенос недалекого минулого на майбутнє) для ТС, які розвиваються еволюційним шляхом і достатньо у часі.

2. Анкетування незалежних думок.

3. Метод зважених оцінок.

4. Матричний метод "мета-засіб".

5. Метод моделювання, який проводиться на моделях згідно з вимогами теорії подібності та інші.

Перші три методи носять суб'єктивний характер, здійснюються із запрошенням експертів і можуть бути об'єднані як метод експертних оцінок (математична обробка опитування групи спеціалістів-експертів при недостатньо систематизованій інформації у минулому). Методи експертного оцінювання альтернатив призначені для заполучення якісних (парні порівняння, множинні порівняння, гіпервпорядкування, вектори переваг, класифікація та інше) і кількісних (безпосередня чисельна оцінка альтернатив, методи оцінок Чермена-Акожа, Терстоуна, фон Наймана-Моргенштерна та інші).

Існує два принципових шляхи побудови прогнозу, котрі використовуються пара-лельно: 1) той, що йде від існуючого базису у майбутнє (дослідницьке або наукове прог-нозування); 2) той, що рухається від мети, яка повинна бути досягнута у майбутньому, до теперішнього (нормативне прогнозування).

Прогнозування - частина науково-дослідної роботи по підбору вихідних даних для розробки технічного завдання на проектування, яке містить: функціональне приз-начення, основні технічні і економічні параметри, можливі компоновочні схеми, нові матеріали і види заготовок, нові технологічні процеси, верстати, технологічне осна-щення та інше обладнання, нові форми керування виробництвом, потребу і допустимий план виробництва машин, будівництва нового або реконструкції діючого заводу.

Вирішення багатоваріантних задач створення нових технічної системи на всіх ета-пах стає нераціональним і навіть неможливим без використання ЕОМ.

Вихідним положенням при прогнозуванні є мета прогнозування. В залежності від неї приймають і об'єкт прогнозування. Період упередження і точність прогнозування встановлюють в залежності від мети і об'єкту прогнозування: чим більший період уперед-ження, тим менша точність прогнозування; при необхідності підвищити точність прогнозування зменшується період упередження.

В залежності від періоду упередження встановлюють необхідний обсяг і зміст вихідних даних про об'єкт прогнозування.

Обраний метод обробки вихідних даних залежить від потрібної точності прогно-зування: чим вища точність прогнозування, тим точнішим повинен бути метод обробки вихідних даних; при зниженні точності прогнозування приймають менш точний метод обробки вихідних даних. Для забезпечення потрібної точності прогнозування необхідно мати відповідний обсяг і зміст вихідних даних про об'єкт прогнозування. З підвищенням точності прогнозування обсяг і зміст вихідних даних повинні бути більш повними.

Вибір методу обробки вихідних даних про об'єкти пронозування залежить від прийнятого періоду упередження: чим більший період упередження, тим точнішим по-винен бути метод обробки вихідних даних.

Наявність обсягу і змісту вихідних даних визначає вибір методу їх обробки: чим повніші вихідні дані, тим точнішим може бути метод їх оброки. В той же час певний метод потребує відповідного обсягу вихідних даних.

Визначивши обсяг і зміст вихідних даних про прогнозування об'єкту і прийнявши відповідний метод обробки вихідних даних, можна виконати необхідні розрахунки. Виконані розрахунки повинні дати можливість отримати потрібний результат прогно-зування, на підставі якого можуть бути розроблені припустимі варіанти прогнозу. Не виключено, що отриманий результат прогнозування не буде повністю відповідати пос-тавленій меті. В цьому випадку необхідно уточнити окремі етапи прогнозування, вико-ристовуючи зворотні зв'язки.

Розглянута схема процесу прогнозування може виявитися для деяких класів задач проектування несприятливою. В цьому випадку прогнозування слід вести в такій послі-довності: 1) розробка загальної схеми прогнозування; 2) встановлення комлексу прогно - зованих параметрів; 3) визначення потрібної точності прогнозування; 4) встановлення величини періоду упередження.

Процес прогнозування, виходячи з вимог по точності, може бути розподілений на такі три частини 1) детерміновану, яка піддається точному розрахунку; 2) вірогідну, яка дозволяє встановити допустиму закономірність протікання процесу; 3) "чисто" рап-тову, котра не піддається розрахунку. Співвідношення між частинами залежить від рівня наукового пізнання розглядуваного процесу і може змінюватись з часом. Науково-тех-нічний прогрес сприяє підвищенню впливу детермінованої частини і зниженню впливу інших частин. Тому підвищення значимості детермінованої частини і точності вірогід-ної частини сприяє підвищенню загальної точності прогнозування.

Прогнозувати можна і окремі параметри машин, наприклад, маси, швидкості, тис-ки та інше.

В ряді конструкцій особливе значення має необхідність обмеження маси (ваги) машини на ранніх стадіях проектування.

Дата добавления: 2014-01-05