диссертация модальная логика

- 2 4 1 -

Если первое и второе не удается, а это чаще всего, то он начинает формулировать набор альтернативных схем конструктивных рещений, отвечающих тому или иному набору требований на основе некоторой единой для всех альтернатив "обобщающей конструктивной схемы". Часть из них будет отвергнута, а часть, на данном этапе, будет отобрана. Позднее это возможно явится основой для формирования структуры семейства изделий.

Третий щаг: "8 пытается думать о критических оценках Р".

Этот этап укладывается в схему "псевдоиндукции". Как выяснилось, генерация образа будущего изделия для компоновщика не представляется столь сложной проблемой как казалось. Построив мысленный образ объекта и даже "не прорисовав" его, он в состоянии выводить следствия и поочередно пытаться "фальсифицировать" их, внося соответствующие коррективы в "общую схему" изделия, несмотря на то, что графического образа на листе бумаги может пока и не быть. Графический образ появится позднее.

Четвертый щаг: "8 предполагает экспериментальную проверку Р". В ситуации, когда требуется "довести до предела", а в долгосрочных прогнозах подобная ситуация не редкость, может возникнуть такое положение дел, что проект удастся осуществить при условии выполнения определенного объема исследовательских работ, включая экспериментальную проверку. Важно, что подобные ситуации, как правило, рассматриваются и компоновщиком и специалистом более высокого уровня иерархии. В эпистемологическом плане это также может трактоваться как схема "фальсификации" гипотетического образа через "фальсификацию" следствия, просто в иной реализации.

Пятый щаг: "8 пытается аксиоматизировать Р". Компоновщику, как правило, приходится следовать парадигме, под которой понимается совокупность убеждений, ценностей и механизмов реализации. При этом можно считать, что совокупность убеждений в рамках существующей парадигмы равносильна общепринятой в данной области знаний системе

- 2 4 2 -

аксиом. Компоновщик не может от них отступить. Какими бы не были введенные им в объект новации, ему все равно придется их соотнести с ' утвердившейся аксиоматикой. Поэтому после того, как на основе "псевдоиндукции" оформился образ объекта проектирования, компоновщик обязательно соотносит его с аксиоматикой соответствующей области знания. Если в текущий момент рассматриваемая область знания находится в состоянии "нормальной науки", то отступления от принятой аксиоматики не должно быть. Другое дело, если проходит смена парадигмы, однако и здесь согласно Т. Куну имеют место свои сложности [46].

Шестой шаг: "8 пытается вывести Р из Q". Этот тезис может иметь множество интерпретаций. Рассмотрим лишь одну, которая представляется заслуживающей большего внимания. Деятельность компоновщика только для непосвященных может казаться свободным творчеством. Па самом деле он находится в кругу массы ограничений:

-это рекомендации аналитиков;

-это традиции отрасли;

-это аксиоматика парадигмы;

-это его стереотипы решений и тех, кто стоит над ним по служебной иерархии;

-это возможности существующей производственной базы, от которой не просто отступить.

Если принять все вышеперечисленное за "Р", то компоновщик волей или неволей будет стремиться вывести свое изделие из указанных предпосылок, как бы это не было трудно. Существуют две ситуации: либо это возможно, либо нет.

Седьмой шаг: "8 пытается показать, что Р не выводится из Р" . В жизни предприятия однажды может наступить момент, когда его производственные возможности не могут уже удовлетворить высоких требований, которые

-243 -

предъявляет время к изделию. При этом производственная база устаревает не столько физически, сколько морально. Это один из примеров, когда в рамках существующей производственной базы задача, стоящая перед компоновщиком, не может быть рещена. Возможны и другие интерпретации.

Восьмой щаг: "8 предлагает новую проблему X , вытекающую из Р". Если условия и требования настолько высоки, что они не решаются традиционными подходами, то компоновщик вправе предложить службам НИОКР провести дополнительные исследования процессов, лежащих в основе функционирования отдельных важных узлов изделия, и создать узлы с требуемыми характеристиками. Он может предложить купить лицензию на подобные узлы, если есть подходящие конструкции иных фирм.

Девятый шаг: "8 предлагает новое решение проблемы X , вытекающей из Р". Понимая, что проблема X блокирует всю проблему Р, компоновщик может сам взяться за ее решение с участием соответствующих служб. Он может также прийти к выводу, что проблема X трудноразрешима в отведенный период времени и попытаться ее обойти за счет существенного изменения характеристик других узлов, нарушив сложившийся подход как в конструкторском, так и в технологическом плане. Другими словами он находит решение Р, но предлагает под новое изделие построить новый завод.

Десятый шаг: "8 критикует свое последнее решение проблемы X , вытекающей из Р". Последнее решение, представленное в пункте "9", радикально. Компоновщика в этом случае могут обвинить в том, что он не справился с поставленной задачей, хотя именно такое решение может оказаться единственно верным. Но это уже вопрос специалистов другого профиля.

		- 2 4 4 -
6.3	Р о л ь	к о г н и т и в н о й	г р а ф и к и	в	э с к и з н о м

п р о е к т и р о в а н и и

6.3.1 Н а з н а ч е н и е к о г н и т и в н о й г р а ф и к и

Если рассматривать когнитивную графику как средство, позволяющее человеческому интеллекту выйти на принципиально новые решения, то можно считать, что когнитивная графика появилась задолго до того, как стали известны примеры ее эффективного использования благодаря применению компьютерной техники. Инженеры давно и обоснованно использовали сложные графические абстракции, которые нередко являлись подсказками для совершенно нового направления мысли. Однако только появление компьютеров выдвинуло когнитивную графику на роль нового средства инициации процессов познания. Согласно Зенкину А. А. [45] "... важно отличать когнитивную графику от просто машинной графики. Когнитивная графика отличается от машинной тем, что ее задачей является создание таких когнитивных моделей представления знаний, в которых была бы возможность однообразными средствами представить как объекты, характерные для алгебраического мышления, так и образы-картины геометрического мышления. Эти комбинированные структуры - основные объекты когнитивной графики. Машинная же графика имеет дело с изображениями как таковыми и скорее С их синтаксисом, а не с семантикой и прагматикой, столь интересующих специалистов в области когнитивной графики". Когнитивную графику (КГ) иногда называют "интерактивной когнитивной графикой" (ИКГ) исходя из того, что она должна адекватно отражать идеи исследователя, т. е. если эти идеи изменяются, то и графический образ тоже должен претерпевать изменения. Необходимо различать две функции ИКГ: иллюстративную и познавательную, когда активизируется один из важнейших познавательных механизмов человеческого мышления - способность мыслить сложными

- 2 4 5 -

пространственными образами, которую иногда называют когнитивной функцией ИКГ. Основным алгоритмом использования когнитивной функции ИКГ является следующий:

-выделяется некоторая проблемная область фундаментальной науки;

-в этой области фиксируются наиболее существенные постулаты (аксиомы);

-создание ИКГ-языка для адекватной визуализации системы "аксиом"; ИКГ-изображение подвергается различным произвольным

преобразованиям в надежде получить так называемые "РЖГ-подсказки" [45]. Графическое изображение, отражающее идеи исследователя, иногда

называют паттерном. Р.Л. Солсо [13] определяет паттерн в качестве комплексного объединения сенсорных стимулов наблюдателем как принадлежащее некоторому классу объектов. Распознавание паттерна рассматривается как способность абстрагировать и объединять некоторые элементы предъявляемого стимула в организованную структуру с целью хранения ее в памяти и воспроизведения. Если представить это понятие в терминологии более близкой к технической, то под паттерном будем понимать многофакторный графический образ, представленный в соответствующей знаковой системе, адекватно отражающий как состав и структуру объекта, так и процессы, связанные с его функционированием.

Изучение исследователем конкретного явления связано с понятиями "внутренняя репрезентация" и "когнитивная карта". Под внутренней репрезентацией P.A. Солсо предлагает понимать преобразование признаков окружения в значимые когнитивные символы воспринимаемых стимулов. Когнитивная карта - картинная или внутренняя репрезентация стимульной ситуации.

Использование когнитивной графики позволяет иметь дело не с самим изучаемым явлением, а с его моделью, представленной паттерном, что более ,

- 2 4 6 -

удобно и эффективно. Здесь имеют место обычные трудности, связанные с

адекватностью модели и явления, кроме того, эффективность использования когнитивной графики будет тем выше, чем точнее будет соответствовать

паттерн той когнитивной карте, которая возникает у исследователя при анализе ситуации. Это требование определяет выбор паттерна.

6 . 3 . 2	П р и м е н е н и е к о г н и т и в н о й г р а ф и к и в			п р о е к т н ы х
р а с ч е т а х	м а ш и н о с т р о е н и я	( н а	п р и м е р е	д в и г а т е л я
в н у т р е н н е г о с г о р а н и я )

При проектировании двигателей внутреннего сгорания (ДВС) обычно

возникает ситуация, когда необходимо выбрать из нескольких вариантов решений единственный. В этом случае целесообразно проводить проектные

расчеты по каждому варианту и на основании таких расчетов делать выбор. Если преследуемые цели могут быть выражены в формальном виде, то в

принципе экспертные процедуры не требуются. Однако на практике подобная ситуация наблюдается не часто. Поэтому возникает необходимость найти

способ представить разрабатываемую конструкцию для неформальной экспертизы проектировш;ику. Эту задачу предлагается решать с помощью демонстрации графических абстракций, отражающих работоспособность изделия. Статистический материал, накопленный ранее, и опыт эксперта будут являться основой успеха экспертной процедуры [142].

Для оценки качества работы двигателя в различных условиях пользуются характеристиками. Характеристикой называется зависимость основных

показателей двигателя от режима его работы. Режим работы двигателя

характеризуется нагрузкой и частотой вращения коленчатого вала. Характеристики, определяющие зависимость показателей двигателя от частоты вращения, называются скоростными характеристиками. Характеристики, определяющие зависимость показателей двигателя от нагрузки, называются

нагрузочными характеристиками. Будем считать, что для оценки

- 2 4 7 -

работоспособности дизеля (на данном этапе рассмотрения мы ограничимся кривошипно-шатунным механизмом) нам необходимо оценить показатели кривошипно-шатунного механизма (КШМ) при различных режимах работы.

В роли исходных данных выступают результаты, полученные в ходе проектного расчета. Это некоторая последовательность чисел (результатов), упорядоченная требуемым образом.

На рис. б.З представлены силы, действующие в кривошипно-щатунном механизме двигателя внутреннего сгорания.

Рисунок 6.3 - Силы, действующие в К Ш М ДВС В двигателестроении для оценки функционирования двигателя

традиционно применяют такие графические формы как развернутые по углу

- 2 4 8 -

поворота коленчатого вала диаграммы (рис. а), полярные диаграммы (рис. б), диаграммы износа (рис. в), изображенные на рис. 6.4.

а) развернутая индикаторная диаграмма; б) полярная диаграмма; в) диаграмма износа

Рисунок 6.4 - Примеры диаграмм, используемых в двигателестроении

Эти диаграммы отражают определенный показатель работающего двигателя для текущего режима работы. Поэтому, чтобы отобразить работоспособность изделия на разных режимах работы, необходимо предъявлять исследователю серию диаграмм, представляющую собой нечто целое - паттерн работоспособности. Под паттерном работоспособности будем понимать многокритериальный (многофакторный) графический образ, отражающий функционирование некоторого объекта, представленный в выбранной знаковой системе и позволяющий дать оценку работоспособности этого объекта.

Отразить поведение объекта можно вводом дополнительных измерений. В этом случае паттерн работоспособности будет представлять собой совокупность фазовых состояний объекта, упорядоченных определенным образом. В качестве дополнительного измерения в выбранной предметной

- 2 4 9 -

области можно взять такие величины, как частота вращения коленчатого вала или нагрузка потребителя.

Для развернутой диаграммы в качестве геометрической формы, отражающей поведение объекта в различных режимах работы, лучще всего выбрать трехмерную поверхность. Это объясняется тем, что здесь используется прямоугольная система координат. Чтобы отразить специфику когнитивных карт профессионала в этом случае, можно получаемую поверхность предъявлять пользователю с различными характеристиками, т.е. изменять цвет поверхности либо части поверхности. Кроме того, возможно использование звука.

Для полярной диаграммы и для диаграммы износа трехмерная поверхность не может быть употреблена, так как для их построения используется полярная система координат. Поэтому основными элементами паттерна здесь остаются двухмерные диаграммы. Дополнительное же измерение можно ввести путем мультипликации.

Использование конкретного геометрического объекта для отражения множества абстрактных данных имеет своей целью создать в сознании исследователя целостный образ, складывающийся во время вычислительного эксперимента. Для его создания необходимо, чтобы пользователь смог увидеть на плоском экране монитора многомерный геометрический объект. То есть необходимо предусмотреть операции манипулирования с двухмерными изображениями, позволяющие увидеть многомерную суть паттерна [139'.

Для того чтобы разные паттерны работоспособности можно было соотнести между собой, необходимо также предусмотреть операции сравнения.

- 2 5 0 -

6.3.3 С т р у к т у р а и с п о л ь з у е м ы х д а н н ы х Определим структуры данных, необходимые для представления в ЭВМ

исходных для получения ИКГ-картинки данных и для представления самой ИКГ-картинки.

Развернутая диаграмма.

В результате разгона двигателя (т. е. изменения числа оборотов коленчатого вала) мы получаем дискретные значения исследуемой силы

(например, тангенциальной силы Т). Каждое такое значение соотнесено с углом поворота коленчатого вала и с числом оборотов коленчатого вала. Угол

поворота изменяется в диапазоне от 0° до 360° - для двухтактного двигателя

или в диапазоне от 0° до 720° - для четырехтактного двигателя. Число оборотов коленчатого вала задается начальным значением, конечным значением и шагом приращения. Таким образом, основную информационную нагрузку в процессе разгона двигателя несут дискретные значения исследуемой силы, которые и

следует сохранять в явной форме. Для задания остальных исходных данных

можно сохранить лишь параметры процесса разгона, такие как минимальная и максимальная частота вращения, шаг приращения оборотов и тактность двигателя.

Как уже отмечалось, РЖГ-картинка должна изображаться в виде

трехмерной поверхности.

Рассмотрим представление поверхности в трехмерном пространстве [12Г.

Под словом поверхность будет пониматься расположенная в трехмерном евклидовом пространстве двусторонняя поверхность с краем, которую можно

задать непрерывным отображением замкнутого прямоугольника

0.:{а<г<Ь,с<з<(1], лежащего в плоскости вещественных переменных 1, з.

Отображение (параметризация) определяется заданием координат точек

поверхности как функций	х = х(1, з); у =^ у(1, з); 2 =	з), которые называются
уравнениями поверхности	в параметрической форме.