Метод многократного последовательного классифицирования

Метод многократного последовательного классифицирования – вариант метода морфологического синтеза (анализа), базирующийся на многократной "фильтрации" морфологического множества путем пошагового снижения степени агрегированности описания исследуемых технических систем с соответствующим "отсевом" вариантов на каждом шаге "фильтрации". Отсев вариантов в этом методе основывается на следующих принципах.

1. Организация полного перебора вариантов возможна лишь на морфологической таблице небольшого размера.

2. Только агрегированное описание исследуемых систем позволяет построить морфологическую таблицу небольшого размера, в которой, тем не менее, представлены признаки исследуемых функциональных структур, наиболее существенные с точки зрения условий задачи.

3. Увеличение надежности экспертного оценивания вариантов можно обеспечить поэтапным увеличением детальности описания вариантов.

4. Для увеличения оперативности оценивания вариантов поэтапное увеличение детальности их описания должно сопровождаться поэтапным сокращением допустимого множества вариантов (поэтапной "фильтрацией").

Метод синтеза оптимальных форм

Метод поиска оптимальных форм элементов технических систем с помощью компьютера. Основная идея метода заключается в моделировании эволюции форм живых организмов по закону Дарвина. Суть метода состоит в том, что некоторая исходная форма (прототип) элемента технической системы подвергается частичному случайному локальному изменению. Если это изменение недопустимо (нарушаются ограничения) или ухудшается критерий качества, то порожденная форма уничтожается. Если порожденная форма допустима и характеризуется лучшим критерием качества, то она закрепляется и становится исходным прототипом для дальнейшего случайного или детерминированного изменения.

В результате такой эволюции форма элемента монотонно улучшается до определенного предела – локального или глобального экстремума. При этом найденная форма может представлять собой новое патентоспособное техническое решение.

Метод синтеза оптимальных форм относится к классу методов математического программирования. С математической точки зрения метод проводится в два этапа:

1. выбирается такое универсальное пространство параметров, в котором для рассматриваемой задачи можно описать все множество возможных форм, в т. ч. и новых;

2. реализуется алгоритм поиска экстремума в случайно выбираемых подпространствах.

Метод синтеза оптимальных форм может иметь различные математические реализации, (представленные, в частности, в указанной ниже литературе, где рассмотрены и примеры решения практических задач).

Метод относится к одному из направлений автоматизации поискового проектирования и конструирования.

Литература

Половинкин А. И. Автоматизация поискового конструирования. М.: Радио и связь, 1981.

Половинкин А. И. Основы инженерного творчества. М.: Машиностроение, 1988.

Метод системного экономического анализа и поэлементной отработки конструктивных решений

Автор метода: Ю.М. Соболев, 1948 г.

Назначение метода

Решение задач по поиску оптимальных конструкторских решений, разработке и совершенствованию технологических процессов изготовления изделий

Идея поэлементного анализа основана на утверждении, что резерв экономии есть всюду, на каждом предприятии, в каждом изделии, в каждой детали.

Цель метода

Выявить экономически необоснованные решения, принятые разработчиком. Достичь максимально эффективного функционирования объекта при минимальных затратах.

Суть метода

Суть метода заключается в системном технико-экономическом анализе и поэлементной отработке конструкции каждого узла, каждой детали.

План действий

· Разделение объекта на отдельные элементы (функции).

· Распределение элементов в две группы: основную и вспомогательную.

· Рассмотрение и отработка каждого элемента как самостоятельного объекта с целью максимально качественного выполнения возложенных на него функций при минимальных затратах.

· Проведение анализа результатов проделанной работы.

Особенности метода

· Анализ детали должен начинаться с выделения всех конструктивных элементов, характеризующих деталь, а именно: материала, чистоты поверхности, размеров, допусков, резьбы, ее чистоты и класса точности, отверстий, параметров шероховатости поверхностей и т. д. - словом, всего того, что в той или иной мере характеризует деталь и заложено в технические требования чертежа.

· Все элементы соотносятся, либо к основной, либо к вспомогательной группе.

· Каждый элемент, независимо от его роли и величины, от его принадлежности к основной или вспомогательной группе, анализируется со всех точек зрения: конструктивной - выполнение возложенных на элемент функций, технологической и экономической - обеспечение наиболее простого и экономичного способа изготовления элемента.

· Функции и элементы объекта рассматриваются как носители затрат.

Элементы основной группы характеризуются тем, что от них зависят качество и работа детали, ее функции. Практика показала, что в большинстве случаев в процессе создания детали группе основных элементов уделяется конструкторами достаточно большое внимание. Тем не менее, тщательная индивидуальная отработка каждого элемента способствует повышению качества и снижению себестоимости конструкции.

Элементы вспомогательной группы характеризуются тем, что служат для полного конструктивного оформления детали, они не изменяют ее функционального назначения, но различные варианты конструктивных решений часто и весьма значительно отличаются по объемам затрат, стоимости материала и труда. Вспомогательная группа в момент основного конструирования отрабатывается слабо, а иногда так и остается неотработанной (если рассматривать ее с экономической точки зрения).

Достоинства метода

· Простота.

· Способствует развитию экономического и системного мышления.

Недостатки метода

· Анализ только существующих элементов детали.

· Непригодность для решений крупных конструкторских проблем, а только для конструктивных недоработок и упущений.

Ожидаемый результат

· Выявление и ликвидация экономически необоснованных элементов конструкции.

· Снижение затрат и повышение качества изделий.

· Улучшение технологии изготовления деталей, повышение коэффициента использования оборудования.

А.М. Кузьмин

Метод "Пять почему"

Автор метода: Сакити Тоёта, 1930 г.

Назначение метода

Применяется в различных областях человеческой деятельности в процессе анализа проблем и поиска первопричин их возникновения.

Цель метода

Обеспечить поиск истинных причин рассматриваемой проблемы с целью эффективного их разрешения.

Суть метода

Пять "почему?" - эффективный инструмент, использующий вопросы для изучения причинно-следственных связей, лежащих в основе конкретной проблемы, определения причинных факторов и выявления первопричины. Рассматривая логику в направлении "Почему?", мы постепенно раскрываем всю цепь последовательно связанных между собой причинных факторов, оказывающих влияние на проблему.

План действий

1. Определить конкретную проблему, которую необходимо решить.

2. Прийти к согласию относительно формулировки рассматриваемой проблемы.

3. При поиске решения проблемы следует начинать с конечного результата (проблемы) и идти в обратном направлении (в направлении возникновения первопричины), спрашивая, почему возникает проблема.

4. Ответ записать под проблемой.

5. Если ответ не выявляет первопричину проблемы, снова задать вопрос "Почему?" и новый ответ записать ниже.

6. Вопрос "Почему?" необходимо повторять до тех пор, пока первопричина проблемы не станет очевидной.

7. Если ответ решает проблему, и группа согласна с ним, принимается решение, использующее ответ.

Особенности метода

Отдавая должное интересу, проявляемому к принципу "Пять почему?", следует отметить, что данный прием не является новым. Начиная с самого детства, для выяснения чего-то непонятного мы постоянно задаем вопрос "Почему?".

Истоки использования вопроса "Почему?" для анализа проблемы и поиска первопричины ее возникновения находят в наследии илософов IV-III вв. до н. э. Справедливо будет отметить, что автором причинно-следственной концепции, используемой в логике для любого доказательства, принято считать Сократа.

Однако первым, предложившим для сокращения или ликвидации издержек и увеличения производительности использовать принцип "Пять почему?" ( - го дoсйтэ2), который получил популярность в 70-х годах ХХ в. благодаря производственной системе Тойота (TPS), стал Сакити Тоёда. Цифра "пять" условна. В действительности вы можете обнаружить, что вопрос задать придется меньше или больше пяти раз, выстраивая логическую цепочку, прежде чем установите первопричину проблемы. Поиск ответов на вопросы, входящие в логическую цепочку, позволяет структурировать исследовательскую ситуацию, т. е. выработать методику эффективного анализа рассматриваемой проблемы.

Дополнительная информация:

1. Процесс выявления, анализа и уяснения причин, является ключевым в структурировании проблемы и переходу к корректирующим действиям.

2. Для получения полной и точной информации необходимо правильно формулировать вопросы.

3. Принцип "Пять почему?" может быть использован как самостоятельно, так и в качестве составной части различных методов решения широкого круга задач и проблем в различных областях повседневной жизни и деятельности. Например, вопрос "Почему?" применяется в рамках функционально-стоимостного анализа, концепции "Шесть сигм", причинно-следственной диаграммы, метода контрольных вопросов и т. д.

4. Принцип "Пять почему?" наиболее полезен при решении проблем, связанных с человеческим фактором и межличностными отношениями.

5. Данный подход не всегда направляет исследователей по пути, способствующему установлению причины проблем, поскольку не имеет встроенных экспертных знаний и обычно обеспечивает только получение мнений о том, почему существует проблема.

6. Поскольку задать вопрос "Почему?" просто, людям нравится использование приема "Пять почему?". Однако просто задавая вопрос "Почему?", вы не получите того, что выше ваших знаний. "Сложные проблемы не могут быть решены на том же уровне мышления, на котором мы их создали". (А. Эйнштейн).

7. Для выполнения работ и получения эффективных решений целесообразно использовать компьютер со встроенной базой знаний.

8. Принцип "Пять почему?" целесообразно использовать совместно с причинно-следственной диаграммой (диаграммой Исикавы).

Достоинства метода

· Один из простейших инструментов.

· Помогает установить первопричину проблемы.

· Определяет взаимосвязи между различными причинами проблемы.

Недостатки метода

Решение только простых задач. Не рассматривается логическая проверка цепочки причин, ведущих к первопричине, т. е. в данном инструменте отсутствуют правила проверки в обратном направлении от первопричины к результатам.

Ожидаемый результат

Получение информации, необходимой для принятия решений.

А.М. Кузьмин

Методы направленного поиска

· Функционально-физический метод поискового конструирования Р. Коллера

· Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ)