Процедурная модель проектирования и инженерное прогнозирование

Введем понятие коэффициента общности метода прогнозирования: 

 

                                                                                              (1)                                                                                    

 

где: - количество позиций за всеми признаками, которые охватываются методом прогнозирования;

- общее количество позиций  за всеми признаками.

Самым большим коэффициентом общности владеет метод коллективного экспертного опроса (20 позиций с 24). Нужно отметить, что и все методы, которые имеют отношение к опросу экспертов, владеют высоким значением этого показателя. Из других методов прогнозирования, которые владеют высокой универсальностью ( по коэффициенту общности), выделяется метод «Дельфи» и морфологический анализ.

Среди всех приведенных методов определенную группу объединяет инженерное прогнозирование. Оно опирается на информацию, которая содержится в законченных проектных и научно-исследовательских разработках, в патентах и авторских свидетельствах. Под инженерным прогнозированием понимается научно обоснована информация, которая отображает в вероятностной постановке потенциальные возможности развития техники. На рисунке 3 представленные источники информации, размещенные на определенных уровнях, и временные периоды прогнозирования. Инженерное прогнозирование распространяется на период не свыше 15 лет. На его основе можно получить ответы на следующие вопросы:

• какие направления займут лидирующее положение в технике;
• какие возможные пропорции внедрения в практике конкурирующих направлений;
• какая достоверность использования техники;
• какая предвиденная экономическая эффективность реализации технических направлений; когда можно ждать внедрение в производство объектов техники или целых направлений ее развития.

Инженерное прогнозирование использует наиболее универсальные методы. Среди них: коллективный экспертный опрос, экстраполяция, морфологический анализ.

Экспертные методы прогнозирования основаны на обработке мыслей специалистов. «Эксперт» от лат. expertus означает «опытный». Опрос экспертов может проводиться в устной форме (интервью) или в форме заполнения анкет. В качестве экспертов нужно выбирать специалистов, признанных ведущими в данной области и что имеют некоторый опыт прогнозирования. Количественный состав экспертной группы нужно формировать с учетом возможных следствий от неверного выбора целей проектирования. Так, например, если проецируется новое изделие для массового производства, то необходимо сформировать репрезентативную (представительную) выборку из генеральной совокупности экспертов. Для этого, прежде всего, определяют генеральную совокупность. К нее должны войти все известные специалисты в данной области. С учетом выделенных четверых сфер окружения объекту проектирования можно сформировать четыре группы экспертов, которые специализируются в областях: научных исследований - научно-техническая ситуация; экономики - экономическая ситуация; производства и потребление - социологическая ситуация; экологии - окружающая среда.

После выбора целей проектирования можно приступить к процедуры определения основных признаков объекту. Согласно основной концепции методологии эта процедура состоит в построении среза бинарных отношений между элементами целей и множества признаков по выбранному подмножеству целей.

Подмножества целей и признаков включаются в техническое задание.

Процедура поиска возможных решений напоминает формирование оперативных моделей в сознании человека. Она в найбольшей мерей опирается на творческие начала и выполняется чаще неформальными методами, однако уже сейчас есть попытки разрабатывать варианты технического решения с помощью ЭВМ. Основные источники информации: техническая литература и журналы, авторские свидетельства и патенты.

На следующем этапе проектирования выполняется процедура принятия решения. Из множества вариантов необходимо выбрать лучший по показателю или показателям, которые устанавливают соответствие технического решения раньше выбранной цели. Принятие решения уже сейчас формализовано в значительно большей степени, чем предыдущие процедуры, хотя и содержит ряд задач, которые решаются эвристическим методом. Для сравнения вариантов, которые не содержат параметрическую информацию, можно применять матрицу решений и генеральную определяющую таблицу. На окончательном этапе принятия решения используется экономический расчеты.

Основным источником информации для сравнения вариантов служит опыт использования существующих однотипных изделий. Весьма полезную информацию для выполнения процедуры несет теория принятия решений, которое развивается.

Отобрав со всех возможных вариантов один, конструктор должен тщательно проверить его на трудоспособность и возможность технического воплощения. Эта процедура может быть названа анализом принятого решения. Методами решения задач на данном этапе проектирования выступают: кинематический и динамический анализ, моделирование. Может случиться, что выбранный вариант не удовлетворяет условиям трудоспособности или не может найти в современных условиях технического воплощения. В таком случае нужно снова вернуться к этапа принятия решения, отобрать другой вариант и провести его анализ. На схеме процедурной модели это отражено стрелкой, которая идет вверх. Окончательным оформлением принятого решения является техническое предложение. Любое даже самое передовое техническое решение окажется бесплодным, если не получит технического воплощения. Прогресс техники направлен на повышение производительности работы, поэтому каждая новая машина оказывается, как правило, продукитвнешой, но не всякая новая машина окажется более надежной. Вызывается это неудачным конструированием, неправильным выбором параметров. Современная машина выступает как единый агрегат, отдельные узлы которого находятся во взаимодействии. Так, например, вибрационное действие рабочего органа передается не только на обрабатываемую среду, но и на раму машины, на ходовое и силовое оборудования, на систему управления, ухудшая условия работы этех узлов. Стремление к полному устранению вредного действия на все узлы может, привести к существенному удорожанию машины. Удачная машина является оптимальным объединением параметров всех ее узлов. Выбор параметров можно отнести к классу задач, которые носят название экстремальных. Тот или другой критерий качества, улучшение которой составляет цель проектирования, выбирается главным и представляется в виде функции, которая подлежит максимизации или минимизации. Аргументами функции служат параметры машины. Область их допустимых значений ограничивается некоторым подмножеством. Решить поставленное таким образом задачи означает найти значение аргументов из заданного подмножества, при которых целевая функция приобретает экстремальный значение. По результатам процедуры выбора параметров может быть составлен эскизный проект. Он является совокупностью конструкторских документов, которые дают представление в общих чертах о принципе работы машины.

Получивши данные о параметрах машины, приступают к ее конструированию. Успешное выполнение этого этапа зависит как от опыта конструктора, так и от его умения использовать знание, полученные из таких наук, как «Детали машин», на основе которой проводятся прочности расчеты; «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения», что определяют требования к характеру и точности типичных соединений в машинах на основе эксплуатационного назначения, методы расчетно-опытного обеспечения прочности, физико-технические и экономические предпосылки систем допусков и посадок, построение и применения этех систем в комплексе с техническим измерениями, метрологические обьяснение качества продукции; «Надежность машин», что дает возможность оценить такие свойства будущего объекту новой техники, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохранность; «Эргономика», что характеризует систему « Человека-Машина-Среда» с учетом антропометрических, гигиеничных, психофизиологических и психологических свойств человека; «Техническая естетика», что формирует методы достижения выразительности, оригинальности, гармоничности и целостности форм машины; «Охрана работы», что определяет систему мероприятия по обеспечению безопасных для жизни и здоровья условий работы обслуживающего персонала; «Квалиметрия», что определяет теоретические основы количественной оценки качества продукции. Завершенная проектная разработка оформляется в виде технического проекта и рабочей документации, состав и содержание которых предусмотрены ЕСКД. При выполнении всех этех работ нужно постоянно помнить о весьма важном обстоятельстве в любой трудовой деятельности - контроля за выполнением принятого решения. В отличие от физической работы, когда человек имеет непосредственный контакт с предметом работы, при проектировании конструктор сталкивается лишь с изображением этого предмету. В процессе своей работы он может допускать ошибку, смысл которой нередко окажется скрытым к окончанию технического воплощения проектированного устройства при его испытании, а иногда и значительно позднее. Поэтому в контроль за результативностью выполнения принятого решения вкладывается более широкий смысл. Кроме обычной проверки черчений нужно практиковать анализ возможных ошибок, когда конструктор в мыслях «переживает» поведение машины или ее части в тех или других ситуациях. Чем более широкий этот анализ, то есть чем больше ситуаций может «пережить» конструктор и отстранить выявленные ошибки, тем большей мерой можно рассчитывать на успех в работе проектированного устройства.

В завершении отметим, что приведенная процедурная модель отображает проектирование принципиально нового объекту. В том же случае, когда он является элементом внутри типоразмерного ряда, нет необходимости выполнять все этапы проектирования, а начинать нужно сразу из выбора параметров [3].

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Под инженерным прогнозированием понимают научно обоснованную информацию, отражающую в виде вероятностной категории потенциальные возможности развития техники. Вопросы экономики входят в содержание прогнозирования как составная часть. В то же время техническое прогнозирование создает базу для экономических прогнозов. 

Морфологический анализ в инженерном прогнозировании применим как к эволюционному развитию, так и к качественным изменениям. 

Из арсенала всех методов инженерного прогнозирования ниже рассмотрены только два: патентный и метод локальных стратегий. Эти методы позволяют получить количественную оценку идей, технических решений, содержащихся в непараметрических источниках информации, рафинировать информацию, выделить из нее наиболее ценную и обосновать пути развития техники и технологии будущего. 

Прогнозные показатели определяются на стадии инженерного прогнозирования. К ним могут быть отнесены любые, рассмотренные выше показатели ТКИ. Применяются при необходимости учета тенденций развития техники, технологии и организации производства, эксплуатации и ремонта. 

Сведения, полученные в ходе инженерного прогнозирования, составляют основу разработки требований технического задания на выполнение конструкторских работ по совершенствованию или принципиальному изменению средств технологического оснащения. Они служат также основанием для правильного выбора способов и оборудования очистки из числа известных.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Прогнозирование и планирование экономики»: Учебн. посо-бие./В.И.Борисевич, Г.А. Кандаурова и др.; Под общ. ред. В.И. Бори-севича, Г.А. Кандауровой.- Мн.: Интерпрессервис; Экоперспектива,.-2001. 380с.
2. Бизнес-план. Гавриленко В. Г, Никитенко П. Г, Ядевич НИ – Мн., Издательство «Право и экономика», 2001. - 148 с. 
3. Гмошинский В.Г. Инженерное прогнозирование. — М.:Энергоиз-дат, 1982. 208 с.