Теория технических систем (стр. 11 )

01 – номер элементарного маршрута обработки;

02 – материал заготовки – чугун;

03 – то же – алюминий;

04 – поверхность предварительно не обработана;

05– поверхность предварительно обработана;

06 – диаметр обработки не менее 40 мм;

07 – диаметр обработки более 40 мм;

08 – точность обработки – 1-6 квалитет;

09 – точность обработки – 6-9 квалитет;

10 – шероховатость обработки <4 мкм;

11 – шероховатость обработки <2 мкм;

12 – шероховатость обработки <0,8 мкм;

Здесь в заголовках столбцов указаны параметры входа задачи, разбитые на возможные варианты конкретных значений. Клетки матриц заполняются двумя числами – нулями и единицами. Обработка ТПР производится автоматически путем построчного сравнивания вариантов решений со значениями входных параметров. Решение считается найденным, когда всем конкретным значениям входных параметров для данного варианта решения соответствовали в клетках матрицы значения, равные 1. Например, обработке гладкого отверстия диаметром 20 мм в глухой отливке из чугуна с точностью по 6 квалитету и шероховатостью поверхности мкм соответствует ТЭМ №1 – засверливание, сверление, зенкерование.

5.3 Графы зависимостей

В случае, если формализация связей системных моделей не привела к их конкретному описанию, а связи между ними на логическом уровне установлены, то для принятия решения можно использовать метод поиска по графам зависимостей между входными параметрами, факторами решения и выходными параметрами. Суть данного метода поясним, рассматривая разработку графа поиска проектных решений для задачи, описанной в предыдущем примере. Основу метода составляет разработка «дерева решений» и свода правил поиска требуемого пути решения. Для нашего примера «дерево решений» показано на рис. 5.1. На разных уровнях пути поиска определяются или автоматически, когда правила поиска, формализованы, или выбираются проектировщиком эвристически. На рис. 5.1 жирной линией показан путь для прохождения ТЭМ №1.

Рисунок 5.5 – Граф зависимостей

5.4 Выводы

1.  Процесс принятия решений сам по себе компромисс.

2.  Ситуацию, в которой происходит процесс принятия решения, характеризуется: наличием цели, наличием альтернативных линий поведения и учетом существующих факторов.

3.  Эвристические способы принятия решений позволяют широко использовать вычислительные средства.

Контрольные вопросы

1.  Что такое принятие «правильного» решения?

2.  Дать характеристику: наличию цели, наличию альтернативных линий поведения и существующим факторам.

3.  Что такое весовой коэффициент?

4.  Определить метод обработки поверхности с помощью матрицы решений.

5.  Определить метод обработки поверхности с помощью таблицы принятия решений.

6 НОВЫЕ МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Новые методы проектирования направлены на то, чтобы заставить проектировщика «думать вслух», т. е. позволить другим людям ознакомиться с процессами мышления, которые протекали в голове, объективировать процесс проектирования. Преимущество такого обдумывания проекта заключается в том, что потребители могут следить за происходящими событиями и участвовать в них, сообщая проектировщику те сведения и оценки, которые выходят за пределы его знаний и опыта.

6.1 Проектировщик как «черный ящик»

Многие специалисты считают, что важная часть процесса проектирования совершается в голове проектировщика неподотчетной сознанию, т. е. алогично. Проектировщик, как и все живые существа, способен получать на выходе решения, которым он доверяет и которые часто оказываются удачными, хотя сам он не может объяснить, каким образом ему удалось прийти к этим решениям.

Не подлежит сомнению, выходные сигналы мозга определяются не только текущей ситуацией, но и ситуациями, пережитыми в прошлом. Из этого заключаем, что нельзя быть хорошим проектировщиком, не имея соответствующего опыта.

С другой стороны прошлый опыт является главным врагом творческого мышления, так как ограничивает разнообразие выходных реакций организма. Проектировщик желающий создать проект выходящий за рамки стереотипа должен обладать большой терпимостью к неопределённости и внутренним противоречиям.

Рисунок 6.1 – Проектировщик как маг и волшебник

6.2 Проектировщик как «прозрачный ящик»

Концепция «прозрачного ящика» построена на предположении, что проектировщик вполне осознает свои действия и их причины (рис. 6.2).

Рисунок 6.2 – Проектировщик как вычислительная машина

Одно из распространённых наблюдений относительно проектирования состоит в том, что проектирование включает в себя три основные стадии: анализ, синтез и оценку. Простыми словами эти стадии можно определить соответственно как «расчленение задачи на части», «соединение частей по новому» и «изучение последствий от практического внедрение нового устройства». Считается, что эти стадии повторяются многократно, а каждый следующий цикл отличается от предыдущего большей детализацией и меньшей общностью.

Логическое поведение проектировщика напоминает работу вычислительной машины: он пользуется только той информацией, которая в него введена. Действует по заданной схеме проводя анализ, синтез, оценку и повторение циклов до тех пор, пока не найдет наилучшее из всех возможных решений.

При применении метода «прозрачного ящика» коренным вопросом является возможность расчленения, или декомпозиции, задачи на отдельные части, которые можно решать последовательно или параллельно. Решению каждой подзадачи можно уделить больше внимания, что позволяет резко сократить сроки проектирования, распределив работу между многими проектировщиками.

Некоторые задачи проектирования не поддаются расчленению. В таких случаях на какого-то опытного работника-руководителя проекта - возлагается полная ответственность за все существенные решения. Руководитель проекта на основе имеющегося у него опыта решения аналогичных задач определяет общую схему изделия и распределяет остальную работу между помощниками. Руководитель в этом случае использует методы «черного ящика».

При решении часто повторяющихся задач иногда удается всецело объективировать опыт разработчиков и полностью автоматизировать процесс проектирования. Это метод проектирования «прозрачного ящика» в чистом виде.

Ясно, что основной целью методологии проектирования является уменьшение цикличности и увеличение линейности проектирования.

Наличие цикличности предполагает, что важнейшие частные задачи остаются незамеченными до поздних этапов работы, а они обнаруживаются, требуется пересмотр решений, положенных в основу проекта.

Линейность же предполагает, что все важнейшие проблемы можно обнаружить с самого начала.

6.3 Проектировщик как самоорганизующаяся система

Основным недостатком методов «черного ящика» и «прозрачного ящика» является то, что проектировщик вырабатывает множество неизученных альтернатив, слишком большое для того, чтобы его можно было исследовать медленным способом сознательного осмысления.

Он не может сделать выбор интуитивно, по принципу «черного ящика», так как при этом вновь вступят ограничения, налагаемые опытом прошлого, а он как раз стремится этого избежать.

В тоже время он лишен возможности ускорить и автоматизировать поиск с помощью вычислительной техники, так как для составления программ для ЭВМ необходимо заранее знать цели и критерии отбора, а они сами зависят от имеющихся вариантов.

Выходом из этой дилеммы может явиться разделение работы проектировщика на две части:

- осуществление поиска подходящей конструкции;

- контроль и оценка схемы поиска (управление стратегией).

Это даёт возможность вместо слепого перебора вариантов применить осознанный поиск и найти короткие пути через незнакомую территорию, используя как внешние критерии, так и результаты частичного поиска.

Эта модель «осознания себя+ситуации» имеет своей целью предоставить каждому члену бригады проектировщиков возможность самому определять насколько избранная методика поиска способна привести к приемлемому равновесию между новой конструкцией, ситуацией, на которую она окажет влияние, и стоимостью её разработки.

6.4 Проектирование как трехступенчатый процесс

Новым задачам, связанным с проектированием систем в большей мере соответствуют следующие три ступени: дивергенция, трансформация и конвергенция.

6.4.1 Дивергенция

Дивергенция – расширение границ проектной ситуации с целью обеспечения достаточно обширного и достаточно плодотворного пространства для поиска решения. Дивергентный поиск характеризуется следующими основными чертами:

а) цели неустойчивы и условны;

б) границы задачи неустойчивы и неопределенны;

в) оценка откладывается на будущее: всё что может иметь отношение к решению задачи, принимается во внимание, как бы сильно одно положение не противоречило другому;

г) техническое задание, полученное от заказчика, принимается за отправную точку исследований, но это задание может подвергаться изменениям и развитию в ходе дивергентного поиска;

д) задача проектировщика заключается в сознательном увеличении своей неуверенности, в освобождении от заранее заданных решений, в изменении стратегии мыслительной деятельности;

е) изучение реакции заказчика, потребителей, рынка, производства и т. п. на смещение целей и границ задачи в разных направлениях и в различном объеме.

На этой стадии проектировщик должен воздержаться от попытки втиснуть свои выводы в незрелую схему. Принятие решений необходимо отложить до следующей стадии, когда проектировщик будет достаточно много знать о стоящей перед ним задачей, и на основе этих знаний сумеет предвидеть вероятные последствия различных способов организации данных.