диссертация модальная логика

- 171 -

активно реализуется по многим направлениям. Это повышение экологических характеристик дизеля связано конкретно с установкой на дизель разработанной ранее четырехклапанной головки. Это работы по сокраш;ению расхода топлива и снижению угара масла. Это работы эргономической направленности, связанные с поиском удобного расположения рычагов и т. п. Ведутся многие другие работы, в том числе и те, которые выявлены в результате проведенного нами анализа. Заслуживает отдельного рассмотрения модернизация дизеля с целью обеспечения двухпоточного отбора мощности от дизеля. Она интересна тем, что вытекает как следствие из нашего анализа.

Мы рассмотрели случаи поведения проектировщиков в условиях ограничений, связанных со стоимостью изделия, и вытекающих из невозможности замены технологического оборудования. Но есть еще путь допустимого увеличения стоимости изделия за счет модернизации, позволяющей ему обрести дополнительное качество из числа привлекательных для потребителя. СКБ ОАО "Алтайдизель" пошло по этому пути. Для серийного производства двигателя был разработан двухпоточный редуктор отбора мощности. Оснащение таким редуктором тракторного дизеля делает его пригодным для установки на комбайн. Один поток мощности направляется на приведение в действие функциональных механизмов комбайна, другой - на его перемещение. Ременный привод заменяется на гидравлический, что существенно повышает надежность работы комбайна. (Известно, что до 50 % поломок комбайна связаны с выходом из строя ремней).

Для нас было интересно поведение "сорита" в связи с подобным нововведением, т. к. дизель, по сути, остался прежним, но обрел новые полезные качества.

Мы ввели в сорит две дополнительные посылки (унарных высказываний): \ ¥ 17 - дизель с двухпоточным редуктором отбора мощности;

- 172-

W18 - дизель, наиболее полно обеспечивающий производительность комбайна.

Иввели дополнительно три бинарные высказывания.

(17). Всякий дизель с двухпоточным редуктором отбора мощности есть дизель, наиболее полно удовлетворяющий требованиям потребителя (A,W17,W1).

(18). Всякий дизель с двухпоточным редуктором отбора мощности не есть дизель, обладающий возможно низкой начальной стоимостью (E,W17,W11).

(19). Всякий дизель с двухпоточным редуктором отбора мощности есть дизель наиболее полно обеспечивающий производительность комбайна (A,W17,W18).

Программа "сорит" породила 106 выводов. Согласно разработанной методике были составлены локальные кортежи по сущностям W17 и W18. По сущности W17 мы получили выводы под номерами: 96(O,W17,W0); 81(0,W11,W17); 75(E,W11,W17); 74(0,W17,W11); 37(E,W17,W6); 30(A,W17,W14); 19(A,W17,W18); 18(A,W17,W11); 17(A17,W1).

Мы включили в перечень выводов и нащи исходные посылки, чтобы составить более полное представление о дизеле. Обобщим выводы. Новая мащина наиболее полно удовлетворяет требованиям потребителя, но ее стоимость более высокая. Она обеспечивает повышенную производительность комбайна, при этом дизель может рассматриваться как многоцелевой. Сорит также говорит, что этот дизель не есть дизель без изменения базы. Этот вывод можно рассматривать в качестве некоторой подстраховки. Он порождается бинарным высказыванием AW6W11, которое говорит, что всякий дизель, имеющий модификации без изменения базы, есть дизель, обладающий возможно низкой начальной стоимостью. Отрицание низкой начальной стоимости повлекло за собой отрицание сохранения модификации без изменения базы. В данном случае можно в модели AW6W11 поменять квантор

-173-

Ана I. В то же время, понимая суть этого явления, мы как бы подстраховываемся, оправдывая эту подстраховку тем, что конструкция редуктора все-таки изменит состав оборудования, пусть даже незначительно.

Кортеж по сущности W18 позволяет сделать следующие выводы. Дизель, обеспечивающий наивысщую производительность комбайна, есть дизель с двухпоточным редуктором отбора мощности. Некоторый подобный дизель может наиболее полно удовлетворять требованиям потребителя, но он не является дизелем с минимальной начальной стоимостью. Этот дизель может рассматриваться как многоцелевой. Некоторый такой дизель не есть дизель, имеющий модификации без изменения базы. Рассмотрим вывод 63(O,W18,W0). Интересно, что сорит сам ослабил квантор, сменив Е на О. Если в первом случае (кортеж по W17) мы имеем вывод E,W17,W6, то здесь мы имеем вывод 0,W18,W6, т. е. некоторый дизель, обеспечивающий производительность комбайна, не есть дизель, имеющий модификации без изменения базы. Причина подобного вывода та же, что и в предыдущем случае. Т. е. мы имеем некоторую подстраховку, не позволяющую нам надеяться на полную неизменность технологической базы.

Вы в о д ы

1.Процесс формирования образа объекта проектирования является

многоплановым, который можно рассматривать с различных точек зрения:

-инженерно-технической;

-теоретико-познавательной;

-когнитивной;

-рефлексивной;

-и др.

-174-

2.В проектировании реализуются либо целеобслуживающий, либо целеполагающий подходы, которые определяют степень самостоятельности конструкторского бюро в процессе выбора ключевых решений.

3.Роль главного конструктора при формировании образа нового изделия является определяющей. Она выражается в процессе применения стратегии "сверху-вниз", которая реализуется предельно жестко.

4.Прогнозирование на ранних стадиях проектирования играет важную роль. Установлено, что из числа множества известных методов для инженерного проектирования характерно использование наиболее универсальных: коллективного экспертного опроса, экстраполяции, морфологического анализа.

5.Установлено, что прогнозирование характеристик нового изделия проводится в контексте динамики научно-технического прогресса с двух существенно различных позиций: онтологической и телеологической, при этом показано, что когнитивный анализ ослабляет сложившуюся оппозицию указанных подходов.

6.Изучен вопрос о возможности и целесообразности использования широкоизвестного понятия "концептуальный каркас" в процессе формирования образа объекта проектирования. Установлена его несомненная полезность при условии правильного использования и недопущения типичных ошибок, проанализированных К. Поппером. Метод "псевдоиндукции" здесь оказывается действенным.

7.Разработанный в данной главе подход построения концептуальной модели объекта проектирования на основе использования признаковой и денотационной моделей (в соответствии с компонентами "треугольника Г.Фреге") понятен профессионалам. Он дает возможность целостно оценить, что представляет собой сформированный образ объекта проектирования в многоракурсном рассмотрении.

-175 -

8.Подход дает возможность свести воедино множество мнений участвующих в данном процессе мыслящих персон, что позволяет, в конечном счете, сформировать концепцию нового изделия (по Н. Н. Моисееву).

- 176-

5 Л О Г И Ч Е С К И Й ПОДХОД к ПРОЦЕССУ ФОРМИРОВАНИЯ ОБРАЗА

ОБЪЕКТА ПРОЕКТОТОВАНИЯ

5 Л П р е д в а р и т е л ь н о е р а с с м о т р е н и е Выше были рассмотрены возможные схемы ведения рассуждений на

ранних стадиях проектирования, при этом обращалось внимание как на широкоизвестные схемы рассуждений - дедукцию, индукцию и аналогию, - так и на менее известные - псевдоиндукцию и традукцию. Целесообразность рассмотрения этих схем объясняется доминированием на ранних стадиях проектирования вербальной формы представления информации при ограниченном использовании других форм. Стремление создать приемлемый аппарат поддержки деятельности профессионала-конструктора на самой высокоинтеллектуальной стадии его деятельности побуждает искать формы представления информации, минимально отягощенные формализмами. Когнитивная ориентация подхода связана с необходимостью получения информации от профессионала в тот период деятельности, когда его модели объекта проектирования фактически представлены в вербальной форме. Ориентация на понятие "треугольник Г . Фреге", выражающаяся в последовательном построении "признаковой модели", "модели денотата" и "концептуальной модели" позволяет создать понятную для ведущих специалистов-конструкторов методологию формирования концепции объекта проектирования. Полученные результаты тем не менее не снимают задачи поиска формального аппарата и подходящей символики для представления знаний, ведения рассуждений и отражения полученных результатов. Здесь следует исходить из специфики рассматриваемой проблемы.

Особенностью ведения рассуждений на ранних стадиях проектирования является тесное переплетение эпистемического знания, эмпирического знания и знания, обретенного в результате последовательности логических выводов.

- 177-

Представляется интересной точка зрения Гегеля [101, с. 152] относительно достоверности рассуждений, опорой которой является опыт. Этот опыт необходимо отличать от единичных фактов. Здесь, по его мнению, содержится два элемента: один элемент - это сам по себе разрозненный, бесконечный многообразный материал, а с другой - форма определения всеобщности и необходимости. Далее он говорит, что эмпирическое наблюдение дает нам многочисленные одинаковые восприятия, "... однако всеобщность есть совершенно другое, чем множество". Философ как бы подсказывает, что искомый для данного случая формальный аппарат должен отражать как фактор множественности, так и фактор всеобщности и необходимости. Эти рассуждения ориентируют на предикатные модели, которые обладают достаточной полнотой и гибкостью, а также возможностью отображения указанных важных факторов, благодаря средствам квантификации.

Наиболее совершенным аппаратом представления знаний является первопорядковая логика. Логика предикатов предоставляет различные средства формализации и анализа правильности дедуктивных рассуждений. Важнейшими средствами можно считать: строгий синтаксис, возможность установления однозначного соответствия между описываемым объектом и его представлением в языке, возможность получения обоснованных выводов из представленных знаний. Но мнению ряда исследователей, логика предикатов достаточно выразительна для решения многих проблем представления знаний, но не универсальна. Некоторые знания, считают они, можно формализовать только в языках высших порядков. Но существует и другое мнение. Так, В.Ш. Рубашкин [89] отмечает широкие возможности первопорядковой логики. Он достаточно убедительно показал отсутствие серьезных оснований говорить о неадекватности языка первопорядковой логики задаче формализации профессиональных знаний.

- 178-

Типичными для научно-технического текста классами выражений, которые считаются неподдающимися интерпретации в языке логики первого порядка, являются:

-термины оценки интенсивности;

-термины временных отношений;

-термины изменения;

-наречия модификаторы (медленно, долго, быстро и др.).

В работе [89] показано, как эти трудности преодолеваются, например, путем введения вспомогательных предикатов, а также использование других приемов.

Кроме рассмотренного эпистемического аспекта возможны и другие аспекты рассмотрения:

-дедуктивный аспект;

-аспект эффективности;

-использование в качестве формализма ссылок;

-использование в качестве средства анализа знаний и рассуждений [103].

5.2 К о г н и т и в н ы е а с п е к т ы п р и м е н е н и я л о г и к и п р е д и к а т о в к а к с р е д с т в а о п и с а н и я о б ъ е к т а п р о е к т и р о в а н и я

Указанные выше аспекты применения первопорядковой логики, несомненно, важны, но они не исчерпывают всей проблемы. Представляется не менее важным когнитивный аспект рассмотрения, так как именно он определяет степень приемлемости формального аппарата для профессионала - конструктора.

Язык логики предикатов является синтаксисом. Считается, что для представления знаний базисные синтаксические категории языка изображаются символами, несущими четкую информацию об области рассуждений, касающейся конкретного объекта. Уместен вопрос: насколько приемлемы типы выражений логики предикатов для предметного специалиста

- 179-

(конструктора). Логика предикатов допускает четыре типа выражений: константы, переменные, предикатные имена, функциональные имена.

Рассмотрим их по порядку.

К о н с т а н т ы служат именами индивидуумов (в отличие от имен совокупностей): объектов и событий. Константы обычно представляются

символами Дизель-6, Папка-4, Посылка-10 и т.п. Нумерация субстанций в технической документации хоропю отработана. Она имеет структуру типа фреймовой с глубокой степенью вложения (изделие, узел, подузел и т.д.) [29]. Известно, что конструкторы свободно ориентируются в многозначных нумерациях технической документации. Нередко за номером в сознании

конструктора стоит образ узла или изделия.

П е р е м е н н ы е обозначают имена совокупностей, таких как корпуса, валы, болты, книги, чертежи, документы. Болт 115 представляет вполне

конкретный экземпляр, а символ "болт" указывает множество "всех болтов"

либо "понятие болта". В исчислении предикатов подобные совокупности

обычно обозначают символами х, у, z, которые являются их именами. Для конструкторов подобные совокупности привычны.

П р е д и к а т н ы е	и м е н а задают	правила	соединения	констант и
переменных. Традиционно это могут быть		правила	некоторой	грамматики,

процедуры, математические операции. Для предикатных имен используются символы, подобные следующим: Собрать, Соединить, Сборка, Размещение, Разделить и т. п. Предикатное имя пишется с заглавной буквы и иначе называется п р е д и к а т н о й к о н с т а н т о й . Специалисту технического профиля конструктору и особенно технологу привычно посредством понятий, означающих действие, инициировать исполнителя к реализации как отдельных процедур, так и достаточно сложных последовательностей целенаправленных действий. Технологические процессы, схемы сборки и т. п. по своей сути являются реализациями множества предикатных констант.

- 180-

Ф у н к ц и о н а л ь н ы е и м е н а представляют такие же правила, как и

предикаты. Для отличия от предикатных имен функциональные имена пишутся одними строчными буквами: собрать, соединить, сборка, размеш;ение,

разделить и	т. п. Их также называют функциональными		константами. У
инженеров иногда возникает вопрос о		целесообразности	использования
функциональных имен при наличии предикатных, который			снимается	после
разъяснения способа их использования в качестве наименования действия.
Понятие	п р о п о з и ц и о н а л ь н о й	ф у н к ц и и ,	которую	иногда

называют неопределенным высказыванием, также не чуждо инженеру. При

подстановке вместо переменных конкретных значений предикат превращается в высказывание. Важно, что в логике предикатов всегда предполагается область предметов с индивидуумами, по отношению к которой определены некоторые предикаты (ее еще называют областью интерпретации). Подобная

инвариантность импонирует образу мышления конструктора, который мыслит

компоненты		изделий	в	виде	целостного		образа,	способного
трансформироваться, но который также в случае							необходимости		можно
предельно	конкретизировать.			Понятия		" п р о п о з и ц и о н а л ь н ы е
с в я з к и " ,		" т е р м ы " ,			" а т о м а р н ы е			ф о р м у л ы " ,
" п р а в и л ь н о п о с т р о е н н ы е					ф о р м у л ы " ,		" а к с и о м ы " ,		а также
" п р а в и л а		в ы в о д а "	(modus ponens, правило подстановки)					естественным
образом сочетаются с когнитивными картами							квалифицированных
конструкторов.
Отсутствие		видимых	препятствий к			использованию первопорядковой

логики в познавательной деятельности конструктора позволяет нам осуществить символизацию когнитивных моделей, в приемлемости которых мы убедились на практике.