"Синтез" Версия 1.x.
Морфологический перебор вариантов
"Оккам". Версия 2.x.
Отбор перспективных вариантов и применение кластерного анализа.
"Оккам" Версия 3.x.
Применены более продвинутые модели кластерного анализа. Построены базисные множество и антиципативные модели
"Оккам" Версия 4.x.
Обратные задачи структурного синтеза
|
«Не следует множить сущее без необходимости»
«Бритва О́ккама» или «лезвие Оккама» - Уильям Оккам (Ockham, Ockam, Occam; ок. 1285—1349)
Методология и программа структурного синтеза, основанная на морфологическом анализе и синтезе новых технических решений.
Разработка программного обеспечения структурного синтеза технических систем. Изложенный подход описан в ряде публикаций.
Цель создания программ - поиск рациональных решений, в том числе и изобретений, содержащихся в морфологическом множестве вариантов
Области применения -
Создано 4 версии программы. В настоящее время версия 4.х. проходит альфа тестирование.
Основные публикации
Раков Д.Л. Структурный анализ и синтез новых технических систем на базе морфологического подхода. ISBN 978-5-397-02604-8,
2011. 160 с.
Раков Д.Л., Синёв А.В.ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ НА ЭТАПАХ СТРУКТУРНОГО СИНТЕЗА И ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ОБЛИКА НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ. Проблемы машиностроения и автоматизации ISSN 0234-6206 Engineering and Automation Problems International Journal, N 4, 2011, с.99-102.
Rakov, D., Timoshina A. Structure synthesis of prospective technical systems. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine. - : Feb. 2010. - Volume: 25 -Issue: 2. - P. 4 - 10. (En)
Остальные публикации -- >
Актуальность разработки программ на основе
морфологического анализа и синтеза
Большое число факторов конструктивного, технологического, эксплуатационного, экономического и экологического характера, влияющих на процесс создания новой техники, предопределили необходимость использования системного анализа и синтеза при проектировании технических систем (ТС). Актуальность применения системного анализа и синтеза в сфере создания и освоения новых машин обусловлена научно-техническим прогрессом, появлением и внедрением новых технических решений (ТР), материалов и технологий, все возрастающими потоками информации. Вышесказанное увеличивает число возможных реализаций ТР, как отдельных узлов и устройств, так и ТС в целом. Также резко возросли требования к максимальному сокращению времени, затрачиваемого на весь процесс создания ТС. Вышесказанное особенно актуально для авиационно-космических систем, где для создания конкурентоспособных изделий необходимо синтезировать от 50 до 150 новых технических решений (С. М. Егер).
Практическая ценность работы с программой Оккам:
-
Разработанный подход позволяет повысить упорядоченность и уточнить информацию при анализе и структурном синтезе новых ТС, что дает возможность произвести выбор и рассмотрение альтернативных вариантов систем. Повышается степень обоснованности принимаемых решений и расширяется множество вариантов, среди которыхосуществляется выбор, что дает возможность повысить технический уровень создаваемых ТС.
-
Разработаны новые алгоритмы генерации, отбора и группирования новых ТР, а также исследованы подходы для решения «обратных» задач структурного анализа и синтеза.
-
Созданы алгоритмы структурного анализа и синтеза для исследования перспективных авиационно-космических систем. Синтезированы новые технические решения и разработаны модели для расчета новых схем ТС, получен приоритет на ряд технических решений.
Актуальность разработки программ для поисковых исследований на этапе технических предложений
В результате анализа важности автоматизации на различных этапах проектно-конструкторских работ, эксперты выразили мнение о первоочередной автоматизации поисковых исследований на этапе технических предложений. Характерной особенностью данного этапа является ограниченность информации о свойствах будущей ТС, что заставляет обращаться к структуре системы и содержащейся в ней информации. Начальный поиск при формировании ТС поглощает всего несколько процентов (около 4%) от общей стоимости проекта, но важность принимаемых решений составляет около 70%. Чем больше вариантов ТС анализируется, тем качественнее исследование и больше уверенность в достижении поставленной цели. По этой причине выбор и рассмотрение альтернативных вариантов - суть наиглавнейшая задача процесса проектирования. Вместе с тем очевидно, что чем шире исследуемая область возможных ТР, тем больше трудоемкость проектных работ, так как проработка каждого варианта требует большого объема сложных исследований. Как правило, детально проработано может быть лишь ограниченное число вариантов. Чтобы это ограниченное множество было представительным, нужно, с одной стороны, строить его на основе большого числа вариантов с помощью упрощенных методик, доступных широкому кругу специалистов. С другой стороны, результаты исследований по детально проработанным вариантам должны позволять делать суждения не только о конкретном варианте, но и некоторой области возможных решений. Поиск новых ТР необходимо вести с позиций системного анализа, основными задачами которого являются - декомпозиция, анализ и синтез ТС. Анализ проводится для установления свойств ТС и закономерностей ее функционирования, а задачей синтеза является разработка модели ТС, определение ее структуры (структурный синтез) и параметров (параметрический синтез или параметрическая оптимизация), обеспечивающих эффективное функционирование ТС и достижение поставленных целей. Так в работе Половинкина А.И. рассматривается три уровня оптимизации при создании новых технических систем. Под первым уровнем понимается выбор руководящей технической идеи или принципа действия проектируемой системы. Второй уровень оптимизации - это поиск рациональной структуры и третий уровень - определение наилучших значений параметров для выбранной структуры. Технико-экономические показатели проектируемых ТС на третьем уровне оптимизации могут быть улучшены в среднем на 10-15%, а в некоторых случаях до 30%. При использовании 1 и 2 уровня показатели улучшаются в среднем на 30-35% , а в отдельных случаях в несколько раз. Чем выше уровень оптимизации, тем больше отдача.
Сказанное обуславливает важность решения задач, связанных с созданием новых подходов в области разработки методов структурного анализа и синтеза ТС на этапе технических предложений, позволяющих генерировать новые технические решения, а также с большой степенью достоверности оценить их технический уровень, новизну и провести сравнение между собой и существующими ТР.
|
