- •Часть I
- •1. Техника и инженер
- •1.1. Необходимость обучения методам нтт
- •1.2. Этапы инженерной деятельности
- •1.3. Роль инженера на современном производстве
- •1.4. Внутренняя структура инженерной деятельности
- •1.4. Разделение функций инженерного труда
- •1.5. Изобретательская деятельность
- •1.6. Понятие об открытии, изобретении и рационализаторском предложении
- •2. Психология творчества
- •3. Эвристические методы
- •3.1. Из истории эвристических методов
- •3.2. Граница между эвристическими методами, логикой и интуицией
- •4. Методы мозговой атаки
- •4.1. Использование возможностей подсознания
- •4.2. Метод прямой мозговой атаки
- •4.3. Метод обратной мозговой атаки
- •Пример анализа недостатков прототипа
- •4.4. Комбинированное использование методов мозговой атаки
- •Форма положительно-отрицательной оценки идей
- •5. Синектика
- •6. Эвристические методы конструирования
- •7. Морфологический анализ и синтез технических решений
- •7.1. Морфологическая комбинаторика
- •7.2. Постановка задачи и построение конструктивной функциональной структуры
- •7.3. Составление морфологических таблиц
- •7.4. Выбор наиболее эффективных технических решений
- •Условная морфологическая таблица
- •8. Методы проектирования
- •8.1. Проектирование как трехступенчатый процесс
- •8.1.1. Дивергенция
- •8.1.2. Конвергенция
- •8.2. Методы исследования структуры проблемы (трансформация)
- •8.2.1. Матрица взаимодействий
- •План действий:
- •8.2.2. Сеть взаимодействий
- •8.2.3. Анализ взаимосвязанных областей решения (aida)
- •8.2.4. Трансформация системы
- •8.2.5. Проектирование нововведений путем смещения границ
- •8.2.6. Проектирование новых функций
- •8.2.7. Определение компонентов по Александеру
- •8.2.8. Классификация проектной информации
- •8.3. Методы оценки (конвергенция)
- •8.3.1. Контрольные перечни
- •8.3.2. Выбор критериев
- •8.3.3. Ранжирование и взвешивание
- •8.3.4. Составление технического задания
- •8.3.5. Индекс надежности по Квирку
- •Часть I
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
8.3.2. Выбор критериев
Цель
Установить критерии приемлемости проектного решения.
План действий
1. Сформулировать задачу, которой должно отвечать приемлемое проектное решение.
2. Охарактеризовать "гарантирующее успех" направление работ по данной задаче.
3. Изучить имеющиеся данные о влиянии отклонений от сформулированной задачи и определить условие, соответствующее "области гарантированного успеха" в зоне между приемлемым и неприемлемым решениями.
4. Выбрать в качестве критерия простейшую меру, надежно указывающую, лежит ли проект в "области гарантированного успеха".
5. Повторить действия пп. 1—4 для каждой задачи.
Замечания
Возможность применения к плохо определенным задачам измеримого критерия дает, конечно, огромное преимущество. Отрицательной стороной этого подхода является уменьшение "пространства маневрирования" в тех случаях, когда для описания широкой зоны неопределенности используется жесткий цифровой показатель. Это может лишить изобретательного проектировщика возможности сопоставить одну задачу с другой. Рекомендуемый здесь поэтапный подход с отысканием "гарантирующей успех" области вблизи грани может оказать в этих случаях существенную помощь.
При выборе критериев используется принцип операционализма, основанный на предположении, что явление признается существующим лишь в том случае, если можно подробно охарактеризовать операции, по которым внешний наблюдатель может это явление обнаружить.
Применение
Выбор операциональных критериев имеет большое значение при любой попытке рационального проектирования. Он в особенности необходим там, где главные задачи трудно четко сформулировать, и в таких ситуациях он дает огромные преимущества.
Обучение
Выбор критериев — одна из наиболее трудных задач в работе проектировщика, состоящих в превращении целей и идеальных представлений в измеряемые величины. Для этого от проектировщика требуются одновременно точность ученого и гибкость художника. Вряд ли здесь можно достичь успеха с первой попытки, иногда приходится заново учиться при отыскании критериев, соответствующих каждому новому проекту.
Стоимость и время
Разработка нового метода измерений всегда представляет длительную и дорогостоящую часть работы проектировщика. Для выработки и проверки критерия комфортности автомобильного сиденья потребовалось 6 человеко-месяцев и требуется еще дальнейшая оценка результатов. Когда заимствуются или приспосабливаются критерии, взятые из каких-либо других областей, процесс значительно сокращается. Однако стремление во что бы то ни стало ускорить этот особенно важный этап процесса проектирования приводит лишь к призрачной экономии времени и средств.
8.3.3. Ранжирование и взвешивание
Цель
Сравнить ряд альтернативных проектных решений, используя общую шкалу измерения.
План действий
1. Определить задачи, которым должны отвечать альтернативные проектные решения.
2. Если задачи следует ранжировать, то:
а) записать в матрице предпочтительную задачу из каждой пары;
б) распределить задачи по их степени предпочтения.
3. Если задачи должны быть взвешены, назначить каждой задаче коэффициент весомости, указывающий на ее важность по сравнению с другими задачами.
4. Измерить или оценить степень, с которой каждое альтернативное проектное решение отвечает каждой из ранжированных или взвешенных задач.
5. Преобразовать эти результаты в процентные отношения при ранжировании задач и в абсолютные величины цифровых коэффициентов весомости при взвешивании задач.
6. Выбрать альтернативные проектные решения, имеющие наилучшее процентное отношение или наибольший коэффициент весомости.
Замечания
Было бы ошибочным исходить из допущения, что арифметические действия можно производить с любыми цифровыми данными; на самом деле такие действия можно производить только над теми данными, которые могут быть измерены по интервальной или пропорциональной шкале. Ранжирование и взвешивание, производимые при игнорировании правил оперирования со шкальными измерениями, могут давать столь же неверные результаты, как, скажем, измерение с помощью резиновой ленты, или же могут оказаться столь же наивными, как вычисление полного размера предмета путем сложения его массы и объема. Если не установлены логические связи между измеряемыми параметрами, нет способа провести значимые сравнения по единой шкале.
Фактически при ранжировании или взвешивании задач, которые нельзя сравнить никаким другим способом, затушевывается определенная информация относительно каждой задачи, которая может повлиять на принятие решения. Итоговые показатели ранжирования и взвешивания вводят в заблуждение потому, что из реальной действительности выхватывается отрывочная информация и группируется в арифметические соотношения, которые могут не иметь ничего общего с действительными соотношениями данных. Вычисления при ранжировании и взвешивании являются логической схемой, которая при отсутствии каких-либо других данных принимается за модель взаимосвязей между задачами в реальной действительности.
Характерный недостаток ранжирования состоит в том, что предпочтения в выборе альтернатив при их сравнении парами могут отличаться от предпочтений при сравнении трех или более альтернатив одновременно. Например, покупая автомобиль, можно решить, что скорость его является более важным аспектом, чем экономичность, а экономичность — более важным аспектом, чем цвет. Если эти два предпочтения положить в основу при ранжировании, порядок предпочтения будет следующим:
1 — скорость;
2 — экономичность;
3 — цвет.
Однако если предстоит сделать выбор между автомобилем с высокой скоростью, но неэкономичным и окрашенным не в желательный цвет, экономичным автомобилем, но с небольшой скоростью и нежелательного цвета и, наконец, автомобилем нужного цвета, но с небольшой скоростью и неэкономичным, то, вероятно, выбор, в конце концов, падет на самый экономичный автомобиль. В данном случае это возможно, так как все три автомобиля настолько далеки от идеала: "быстрый, экономичный и нужного цвета", что покупается самый дешевый из них. Таким образом, ранжирование в этих условиях будет следующим:
1 — экономичность;
2 — скорость и цвет.
Это пример того, что можно назвать нетранзитивной зависимостью, в которой А превышает В, а В превышает С при парных сравнениях, но порядок "В превышает А и С превышает А" может также иметь место, если сравниваются одновременно три или более альтернативы, т.е. когда процесс ранжирования отличается от процесса выбора.
Можно утверждать, что взвешивание задач искажает модель проблемы и опасным образом ограничивает области поиска для проектировщика. Это происходит потому, что на коэффициент весомости, назначаемый задаче, значительное влияние оказывает то, каким способом предполагается выполнить эту задачу.
Важный вопрос для проектировщика, пытающегося ранжировать или взвешивать задачи, состоит в том, окажутся ли ошибки от пренебрежения нетранзитивными величинами или от предвосхищения частных решений при назначении весов достаточно большими, чтобы исказить его решения, или же достаточно малыми, чтобы ими можно было пренебречь. Тот факт, что специалисты довольно часто и успешно используют эти методы, заставляет предположить, что эти ошибки не всегда настолько велики, чтобы исказить результаты. Таким образом, хотя полностью устранить недостатки этих методов и не удается, можно все же проявить необходимую осторожность при их использовании.
Холл подробно объясняет, почему большинство методов расчета страдает подобными недостатками. Он указывает, что математически строгие вычисления применимы только для задач низшего порядка, а при сравнении задач высшего порядка неизбежно некоторое сочетание вычислений с догадками. В качестве практического правила можно рекомендовать во всех случаях, когда имеются сомнения в применимости вычислений, просто сравнивать задачи мысленно или путем обсуждения. Иначе не остается ничего другого, как основывать свои суждения на субъективных моральных принципах и на вере (полагаясь, таким образом, на стабильность и незыблемость этих принципов при всех социально-технических изменениях).
Применение
Строго говоря, эти методы не очень действенны, хотя есть ситуации, в которых они, по-видимому, уменьшают трудности принятия решений. Однако это может иметь и неприятные последствия, если принимаемые решения носят критический характер.
Обучение
Легкость применения этих грубых форм оптимизации не должна затемнять необходимость в надлежащем понимании математических принципов, используемых при назначении цифровых значений переменным величинам, которые трудно измерить.
Стоимость и время
Незначительны.