- •С.Г. Ярушин, А.Г. Схиртладзе
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Часть I.
- •ОБОРУДОВАНИЯ
- •ПРОЕКТИРОВАНИЯ НОВОЙ ТЕХНИКИ
- •2.2. Общие свойства объектов проектирования
- •2.2.1. Реализуемые функции и взаимодействие с внешней средой
- •2.2.2. Функциональная структура
- •2.3. Классификация оборудования
- •2.4. Оценка работы технической системы
- •Контрольные вопросы
- •3.2. Техническая функция (ТФ)
- •Характеристика и отличительные признаки операций Коллера Е
- •3.3. Функциональная структура (ФС)
- •3.4. Описание физического принципа действия
- •3.5. Описание физико-технических эффектов
- •3.6. Техническое решение
- •3.7. Проект
- •3.8. Объект
- •Контрольные вопросы
- •4.1. Критерии развития
- •4.2. Выбор критерия
- •4.3. Показатели качества
- •4.4. Недостатки технического объекта
- •Контрольные вопросы
- •III. Закон гомологических рядов
- •V. Закон прогрессивной эволюции техники
- •5.2. Тенденции технического развития
- •Контрольные вопросы
- •Этапы работ по созданию технического объекта и временные периоды прогнозирования
- •6.1. Метод экстраполяции
- •6.2. Метод экспертных оценок
- •6.3. Метод моделирования
- •6.4. Схема процесса прогнозирования
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •9.1. Определение и виды потребности
- •9.2. Что такое проектирование?
- •9.2.1. Постановка задачи
- •9.2.2. Проектирование как искусство, наука и ремесло
- •9.3. Проектирование с позиции теории отображения
- •9.4. Проектирование и искусственный интеллект
- •9.5. Основные понятия и принципы методологии проектирования
- •9.6. Концепция проектирования
- •9.7. Процедурная модель проектирования
- •9.8. Индивидуальная и коллективная работа
- •Контрольные вопросы
- •10.1. Техническое задание
- •10.2. Техническое предложение
- •10.3. Эскизный проект
- •10.4. Технический проект
- •10.5. Этап разработки рабочей документации
- •Контрольные вопросы
- •11.1. Этапы творческого процесса
- •11.2. Препятствия творчеству
- •11.2.1. Препятствия личного порядка
- •11.2.2. Препятствия организационного порядка
- •Контрольные вопросы
- •12.1. Метод проб и ошибок
- •12.2. Метод адаптивного поиска
- •12.3. Метод случайного поиска
- •Контрольные вопросы
- •ИЗВЕСТНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА
- •14.1. Предварительная постановка задачи
- •14.2. Уточненная постановка задачи
- •Контрольные вопросы
- •СИСТЕМОТЕХНИКИ
- •15.1. Сложность современных задач проектирования
- •15.3. Преодоление сложностей традиционного процесса
- •проектирования
- •15.4. Проектирование системы человек - машина
- •ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
- •16.1. Всесторонняя экономия ресурсов
- •16.2. Порядок проведения ФСА
- •16.2.1. Подготовительный этап ФСА
- •16.2.3. Разработка улучшенных проектно-конструкторских решений
- •Пример оценки вариантов
- •16.2.4. Разработка и внедрение результатов ФСА
- •16.3. Дальнейшее развитие ФСА
- •Контрольные вопросы
- •ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА
- •17.1. Использование возможностей подсознания
- •17.2. Метод прямой мозговой атаки
- •17.3. Метод обратной мозговой атаки
- •17.5. Синектика
- •Контрольные вопросы
- •18.1. Краткий обзор и классификация эвристических методов
- •18.2. Метод эвристических приемов
- •18.2.1. Количественные изменения
- •18.2.2. Преобразование формы
- •18.2.3. Преобразование структуры
- •18.2.4. Преобразования в пространстве
- •18.2.5. Преобразования во времени
- •18.2.6. Преобразование движения и силы
- •18.2.7. Преобразование материала и вещества
- •18.2.8. Приемы дифференциации
- •18.2.9. Использование профилактических мер
- •18.2.10. Использование резервов
- •18.2.12. Повышение технологичности
- •18.3. Обобщенный эвристический метод
- •19.1. Операции обработки информации
- •19.2. Метафорическое описание и анализ проблемной ситуации
- •Контрольные вопросы
- •МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •20.1. Проектант как «черный ящик»
- •20.2. Проектант как «прозрачный ящик»
- •20.3. Проектант как самоорганизующаяся система
- •20.4. Критерии управления проектными работами
- •Контрольные вопросы
- •АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
- •21.1. Морфологическая комбинаторика
- •21.3. Составление морфологических таблиц
- •21.4. Выбор наиболее эффективных технических решений
- •Комбинация из двух элементов
- •21.5. Пример решения задачи
- •22.1. Матрица взаимодействий
- •22.2. Сеть взаимодействий
- •22.5. Проектирование новых функций
- •Контрольные вопросы
- •23.1. Контрольные перечни
- •23.2. Ранжирование и взвешивание
- •23.2.1. Выбор соответствующей шкалы измерения
- •Контрольные вопросы
- •24.1. Сбор и анализ данных
- •Типовой метод накопления данных
- •24.2. Свертывание данных
- •24.3. Накопление и свертывание
- •24.4. Последовательность действий
- •Критерии методов накопления и свертывания данных
- •Контрольные вопросы
- •ПО ФУНДАМЕНТАЛЬНОМУ МЕТОДУ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЭТЧЕТТА
- •Контрольные вопросы
- •26.1. Критерии управления проектными работами
- •26.2. Стратегии проектирования
- •26.3. Как выбрать метод проектирования
- •Схема «Дано - требуется»
- •Часть III
- •КОМПЬЮТЕРИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •Описание синтезированного с помощью ЭВМ известного ФПД датчика тока
- •28.2. Количественный синтез физических принципов
- •действия
- •Физическая сущность эффекта
- •Примеры описания ФЭ
- •29.1. Использование многоуровневых морфологических таблиц
- •29.3. Составление списка требований
- •29.4. Разработка модели оценки технических решений
- •29.5. Алгоритмы поиска решения на И - ИЛИ-дереве
- •Ограничения по типам свертки
- •29.6. Порядок решения задач
- •СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
ПРЕДИСЛОВИЕ.................................................................................. |
3 |
ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................... |
6 |
Часть I. ТЕХНИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТ, ЕГО ОПИСАНИЕ, |
|
СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ............................................. |
9 |
1. О бзор специализированного и нестандартного оборудования............ |
9 |
2. О сновны е инвариантные понятия теории проектирования |
|
новой техники.................................................................................................. |
23 |
2.1. Основные понятия и определения по объекту проектирования...... |
24 |
2.2. Общие свойства объектов проектирования..................................... |
27 |
2.3. Классификация оборудования........................................................ |
36 |
2.4. Оценка работы технической системы............................................. |
37 |
3. Иерархия описания технических объектов............................................... |
40 |
3.1. Потребность.................................................................................... |
40 |
3.2. Техническая функция (ТФ).............................................................. |
42 |
3.3. Функциональная структура (ФС)..................................................... |
49 |
3.4. Описание физического принципа действия..................................... |
51 |
3.5. Описание физико-технических эффектов........................................ |
53 |
3.6. Техническое решение..................................................................... |
55 |
3.7. Проект.............................................................................................. |
56 |
3.8. Объект............................................................................................. |
58 |
4. Критерии развития, показатели качества и недостатки |
|
технического объекта.................................................................................... |
88 |
4.1. Критерии развития.......................................................................... |
88 |
4.2. Выбор критерия............................................................................... |
63 |
|
«к |
4.3. Показатели качества....................................................................... |
03 |
4.4. Недостатки технического объекта................................................... |
57 |
5. Законы и закономерности развития техники............................................... |
76 |
5.1. Сведения о некоторых законах строения и развития техники........ |
77 |
5.2. Тенденции технического развития...................................................... |
87 |
6. Прогнозирование в области создания новы х технических |
|
о б ъ е к то в ................................................................................................................... |
90 |
6.1. Метод экстраполяции........................................................................... |
92 |
6.2. Метод экспертных оценок.................................................................... |
93 |
6.3. Метод моделирования......................................................................... |
93 |
6.4. Схема процесса прогнозирования...................................................... |
94 |
7. Ж изненный цикл технического объекта......................................................... |
98 |
8. М одель технического о б ъ е к та ........................................................................ |
103 |
Часть II ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.......................... |
108 |
9. Принципы методологии проектирования................................................... |
108 |
9.1. Определение и виды потребности.................................................... |
108 |
9.2. Что такое проектирование?................................................................ |
111 |
9.3. Проектирование с позиции теории отображения............................. |
117 |
9.4. Проектирование и искусственный интеллект................................... |
127 |
9.5. Основные понятия и принципы методологии проектирования...... |
131 |
9.6. Концепция проектирования................................................................ |
134 |
9.7. Процедурная модель проектирования.............................................. |
140 |
9.8. Индивидуальная и коллективная работа.......................................... |
145 |
10. Этапы проектирования..................................................................................... |
147 |
10.1. Техническое задание........................................................................ |
147 |
10.2. Техническое предложение............................................................... |
148 |
10.3. Эскизный проект............................................................................... |
151 |
10.4. Технический проект........................................................................... |
154 |
10.5. Этап разработки рабочей документации........................................ |
156 |
11. Творческий п р о ц е сс .......................................................................................... |
158 |
11.1. Этапы творческого процесса............................................................ |
159 |
11.2. Препятствия творчеству................................................................... |
163 |
12. Традиционны е м е то д ы ..................................................................................... |
167 |
12.1. Метод проб и ошибок........................................................................ |
168 |
12.2. Метод адаптивного поиска............................................................... |
169 |
12.3. Метод случайного поиска....................................................... |
1 5 9 |
13. Принципы поиска нового технического решения............................... |
171 |
14. Постановка и анализ задачи улучшения известного технического |
|
объекта............................................................................................................ |
.. |
14.1. Предварительная постановка задачи.......................................... |
184 |
14.2. Уточненная постановка задачи.................................................... |
189 |
15. Методы проектирования с позиции системотехники......................... |
200 |
15.1. Сложность современных задач проектирования......................... |
200 |
15.2. Межличностные барьеры при решении задач проектирования ... |
206 |
15.3. Преодоление сложностей традиционного процесса |
|
проектирования.......................................................................... |
213 |
15.4. Проектирование системы человек - машина.............................. |
216 |
16. Функционально-стоимостный анализ технических объектов......... |
221 |
16.1. Всесторонняя экономия ресурсов............................................... |
221 |
16.2. Порядок проведения ФСА........................................................... |
222 |
16.3. Дальнейшее развитие ФСА......................................................... |
234 |
17. Методы мозговой атаки при проектировании технического |
|
объекта............................................................................................................. |
236 |
17.1. Использование возможностей подсознания................................ |
237 |
17.2. Метод прямой мозговой атаки.................................................... |
239 |
17.3. Метод обратной мозговой атаки.................................................. |
244 |
17.4. Комбинированное использование методов мозговой атаки....... |
249 |
17.5. Синектика.................................................................................... |
251 |
18. Эвристические методы проектирования............................................... |
255 |
18.2. Метод эвристических приемов..................................................... |
258 |
18.3. Обобщенный эвристический метод............................................. |
277 |
19. Метод гирлянд ассоциаций и метаф ор.................................................. |
281 |
19.1. Операции обработки информации.............................................. |
282 |
19.2. Метафорическое описание и анализ проблемной ситуации....... |
286 |
19.3. Построение этимологических и парадигматических гроздей |
|
понятий и их интерпретация....................................................... |
287 |
19.4. Построение и интерпретация гроздейи гирлянд метафор........... |
289 |
20. Краткий обзор некоторых нетрадиционных методов |
|
............................ |
292 |
проектирования......................................................... |
|
- |
293 |
20.1. Проектант как «черный ящик»................................................... |
|
20.2. Проектант как «прозрачный ящик»................................................. |
297 |
20.3. Проектант как самоорганизующаяся система............................... |
305 |
20.4. Критерии управления проектными работами................................. |
309 |
21. М орф ологическое проектирование: анализ и синтез технических |
|
реш ений................................................................................................................... |
311 |
21.1. Морфологическая комбинаторика.................................................. |
313 |
21.2. Постановка задачи и построение конструктивной |
|
функциональной структуры............................................................ |
315 |
21.3. Составление морфологических таблиц.......................................... |
319 |
21.4. Выбор наиболее эффективных технических решений.................. |
321 |
21.5. Пример решения задачи.................................................................. |
325 |
22. М етоды исследования структуры проблемы (трансф ормация)..... |
333 |
22.1. Матрица взаимодействий................................................................ |
333 |
22.2. Сеть взаимодействий....................................................................... |
336 |
22.3. Трансформация системы................................................................ |
339 |
22.4. Проектирование нововведений путем смещения границ.............. |
340 |
22.5. Проектирование новых функций...................................................... |
342 |
23. М етоды оценки проектной ситуации (конвергенция).......................... |
345 |
23.1. Контрольные перечни...................................................................... |
345 |
23.2. Ранжирование и взвешивание........................................................ |
353 |
24. Накопление и сверты вание данны х............................................................ |
358 |
24.1. Сбор и анализ данных..................................................................... |
358 |
24.2. Свертывание данных....................................................................... |
360 |
24.3. Накопление и свертывание............................................................. |
361 |
24.4. Последовательность действий....................................................... |
363 |
25. Выработка и регулирование стратегии по ф ундаментальному |
|
методу проектирования М этчетта ............................................................... |
366 |
26. Вы бор стратегий и м е то д о в .......................................................................... |
374 |
26.1. Критерии управления проектными работами................................ |
374 |
26.2. Стратегии проектирования.............................................................. |
376 |
26.3. Как выбрать метод проектирования................................................ |
378 |
Часть III КОМПЬЮТЕРИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ................. |
386 |
27. Возмож ности развития и границы методики проектирования....... |
386 |
28. Автоматизированный синтез физических принципов действия |
|
технических объектов................................................................................. |
389 |
28.1. Качественный синтез физических принципов действия.............. |
389 |
28.2. Количественный синтез физических принципов действия........... |
396 |
Физическая сущность эффекта............................................................ |
397 |
28.3. Качественный синтез физических принципов действия |
|
по заданному выходу................................................................. |
402 |
29. Автоматизированный синтез технических решений......................... |
407 |
29.1. Использование многоуровневых морфологических таблиц....... |
407 |
29.2. Построение И - ИЛИ-дерева технических решений.................... |
408 |
29.3. Составление списка требований................................................. |
416 |
29.4. Разработка модели оценки технических решений....................... |
418 |
29.5. Алгоритмы поиска решения на И - ИЛИ-дереве......................... |
421 |
29.6. Порядок решения задач............................................................... |
423 |
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ.................................................................. |
425 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................ |
431 |
ЯРУ Ш ИН Станислав Геннадьевич
СХИРТЛАДЗЕ Александр Георгиевич
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
НЕСТАНДАРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
У ч ебн и к
Издание второе, переработанное и дополненное
Литературный редактор Н.В. Бабинова
Тех.редактор и корректор Г.Я. Шилоносова
Лицензия ЛР № 020370 от 29.01.97
Подписано в печать 06.12.04. Формат 70x100/16. Печать офсетная. Набор компьютерный. Уел. печ. л. 35,75.
______ Уч.-изд. л. 26. Тираж 200 экз. Заказ № 4358.______
Подготовка оригинал-макета - «Электронные издательские системы» 614000, г. Пермь, Комсомольский пр., 29а, к. 113
тел. (3422) 198-033
Редакционно-издательский отдел Пермского государственного технического университета
Адрес: 614000, Пермь, Комсомольский пр., 29а
Отпечатано в соответствии с качеством диапозитивов заказчика в издательско-полиграфическом комплексе «Звезда»
614990, г. Пермь, ГСП-131, ул. Дружбы, 34