Методы синтеза технических решений

Научно-технический прогресс характеризуется, с одной стороны, быстрым увеличением разнообразия технических устройств и их элементов, их сложности по числу элементов и связей между ними, с другой — сокращением сроков создания новых образцов техники от замысла до серийного производства и времени сущест­вования вновь созданных и серийно выпускаемых изделий. Все это привело к быстрому возрастанию потребности в новых, более рациональных технических решениях ¹. В связи с этим в послед­ние десятилетия потребность в новых технических решениях (ТР) удваивается не более чем за 7 лет. Такой быстрый рост потребности не может быть обеспечен старыми традиционными способами их создания, основывающимися на интуитивных догадках специалис­тов, использующих малоэффективный метод «проб и ошибок». Последний представляет собой индивидуальное накопление и использование опыта постановки и решения конструкторско-изобретательских задач.

В последние десятилетия были предприняты попытки создания и применения специальных эвристических методов поиска рацио­нальных ТР. Эти методы представляют собой систематически изложенные инструкции, рационализирующие труд конструктора-изобретателя и повышающие его производительность. В настоящее время известно более 30 эвристических методов, хорошо зареко­мендовавших себя в практической работе. Обзор и изложение наиболее распространенных из них приведены в [1—3, 6, 7, 21, 22, 28].

Хотя эвристические методы позволяют повысить производи­тельность труда конструктора-изобретателя, однако они но могут полностью удовлетворить выполняемые разработки новыми ТР. Более перспективными являются методы синтеза рациональ­ных ТР, ориентированные на использование ЭВМ. Это новоо направление пока систематически не освещено в литературе.

¹ Техническое решение — это указание на средства, предназначенные для достижения поставленной цели. Под средствами понимают л порпуш очо редь технические средства (устройства, способы и вещества), опигышюммп группами признаков [71]. В данной работе рассматриваемые моирогы пин» сятся к категории устройств.

1.1. Анализ известных методов поиска

новых технических решений и построение обобщенного эвристического алгоритма

Эвристические методы поиска новых ТР [2] существенно от­личаются друг от друга как сложностью, так и эффективностью процесса поиска, структурой и особенностью применения. Однако даже предварительное рассмотрение методов позволяет обнару­жить некоторую аналогию в их структуре и элементах. Так, многие авторы условно подразделяют процесс решения задачи на ряд частей, известных под несколькими названиями: этапы, фазы, шаги, акты и т. п. Наиболее часто встречается термин «этап», который является также общепринятым термином и в инженерном проектировании [3—5]. Далее части процесса решения задачи будем называть этапами. Хотя количество этапов в разных методах различно, по своему содержанию большинство из них имеют много общего и могут быть стандартизованы.

Другая аналогия состоит в определенной последовательности этапов, содержащихся в методе.

Можно выдвинуть следующую гипотезу построения обобщенно­го метода: представляется возможным из всех неодинаковых в содержательном смысле этапов построить такую их последователь­ность, которой подчинено расположение этапов в известных методах, при этом последние являются частным случаем обобщен­ного метода.

Для подтверждения этой гипотезы методы поиска новых ТР были обработаны в аспекте построения их структурной схемы и выявления основных этапов [2].

Анализ некоторых методов позволил в первом приближении выявить 10 наиболее существенных этапов. Результаты их рас^ смотрения приведены в табл. 1.