автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Разработка автоматизированной системы оценки и систематизация класса виброзащитных устройств

л 1

? V в V

23

На правах рукописи

БАХМУДОВ Руслан Магомсд-Расулович

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ И СИСТЕМАТИЗАЦИИ КЛАССА ВИБРОЗАЩИТНЫХ УСТРОЙСТВ

Специальность 05.13.12. - Системы автоматизации проектирования

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград 1998

Научный руководитель:

доктор технических наук,

профессор Андрейчиков A.B.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

профессор Игнатьев В.А.

кандидат экономических наук Жидков П.П.

Ведущее предприятие: ОАО «Волгоградский тракторный завод»

Защита диссертации состоится0^^- ^^ 199^г. в_час._мин.

на заседании диссертационного совета 1С063.76.05 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400066, Волгоград, пр. Ленина, 28.

Автореферат разослан_199" г.

Ученый секретарь диссертационного совета ^fQv+^/T В.И.Водопьянов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Повышение качества и сложности проектов, увеличение производительности труда разработчиков новых изделий обусловило создание средств автоматизированного проектирования.

В настоящее время созданы и прияеняются в основном средства и методы, обеспечивающие автоматизацию рутинных процедур и операций, таких, как подготовка текстовой документации, преобразование технических чертежей, построение графических изображений. Вместе с тем активно используются методы и средства автоматизированного моделирования технических систем и их составных частей, методы оптимизации параметров разрабатываемых изделий и принятия проектных решений при многокритериальной постановке задач, организации экспертиз и автоматизированной обработке их результатов.

Безусловно, эти средства необходимы и во многом улучшают процесс проектирования, но только за счет конечных стадий. Однако известно, что качество изделий в значительной степени обусловлено начальными стадиями проектирования, когда определяется физический принцип действия, структура, внешний облик изделия. Задачи на начальных стадиях являю-Гся в настоящий момент наименее разработанными, вследствие значительного уровня неопределенности и противоречивости, по причине сложности, дефицита информации, лимита времени на анализ, синтез и принятие решений. В настоящий момент можно говорить о тенденции разработки методов и средств для начальных этапов, снижающих уровень неопределенности и противоречивости задач, уменьшающих дефицит необходимой информации и улучшающих ее представление, увеличивающих скорость анализа и принятия решений. .......

Принимая во внимание перспективность направления по разработке начальных стадий проектирования, а также необходимость создания принц.шиально новых виброзащитных устройств, можно сделать вывод об актуальности работ, нацеленных на автоматизацию начальных стадий проектирования в области виброзащитных устройств (ВЗУ).

Целью диссертационной работы является разработка автоматизированной системы оценки и систематизации класса виброзащитных устройств на начальных этапах проектирования.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использованы методы системного анализа, метод функционально-физического анализа, методы морфологического анализа технических решений, методы кластерного анализа систем, метод принятия решений в условиях неопределенности, методы экспертных систем.

Научная новизна результатов, полученных в диссертации заключается в следующем:

- разработана модель и методика формирования базы знании и базы данных системы оценки и систематизации виброзащитных устройств на основании функционально-конструктивной классификации и многокритериальной оценки признаков и поисковых образов технических решений;

- разработана методика интерактивного иерархического поиска рациональных технических решении в базе данных на основе многокритериального усечения кластеров технических решений методами принятия решений;

■ - предложены принципы формирования поисковых предписаний, основывающихся на различных моделях мер сходства и включения;

- предложен вариант технологии применения автоматизированной системы для систематизации и оценки внброзащнтных устройств на начальных этапах проектирования;

- создана интегрированная автоматизированная система оценки и систематизации технических решении на основе анализа проектных процедур, оптимизации инфологической модели, обобщения функций модулей.

На защиту выносятся следующие положения:

- модель и методика формирования базы знаний и базы данных системы оценки и систематизации виброзащитных устройств на основании функционально-конструктивной классификации и. многокритериальной оценки признаков и поисковых образов технических решении;

-методика интерактивного иерархического поиска рациональных технических решений в базе данных на основе многокритериального усечения кластеров технических решений методами принятия решений;

-принципы формирования поисковых предписаний, основывающихся на различных моделях мер сходства и включения;

- вариант технологии применения автоматизированной системы для систематизации и оценки виброзащитных устройств на начальных этапах проектирования;

-интегрированная автоматизированная система оценки и систематизации технических решений на основе анализа проектных процедур, оптимизации инфологической модели, обобщения функций модулей.

Практическая ценность. Разработана автоматизированная система оценки и систематизации внброзащнтных устройств, включающая блок формирования базы знаний на основе систематики класса ВЗУ и экспертных данных, интеллектуальный блок составления поискового предписания и поиска технических решений, блок принятия решений в условиях неопределенности.

Система может использоваться в проектно-конструкторских организациях, деятельность которых направлена на создание внб-розащнтных устройств. Система полезна при ведении, анализе и обработке больших объемов конструкторской информации по ВЗУ, и помимо этого, система позволяет рационализировать научные исследования, связанные с изучением законов (закономерностей) строения и тенденций развития классов устройств виброзащнты. В процессе использования системы был выявлен инвариантный характер заложенных принципов и методик анализа и поиска технических решений.

Реализация работы. Работы по созданию автоматизированной системы оценки и систематизации виброзащитных устройств проводились в рамках программы «Университеты России» (УР-53-41/269) по разделу «Интеллектуальные системы» и госбюджетной НИР 52.079. Теоретические и практические результаты диссертационной работы используются в научно-исследовательской деятельности и в учебном процессе проводимых на кафедре «Информационные системы в экономике» Вол-гГТУ, и на предприятиях ..ОАО «Волгоградский тракторный завод», ОАО «ШШИАСУ», ОАО «Волгограднефтемаш».

Апробация,работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались н обсуждались на Второй Международной научно - технической конференции «Новые информационные технологии и региональной инфраструктуре» (Астрахань, 1995), на Второй Межвузовской конференции молодых ученых (Волгоград, 1995), на международной научно - практической конференции «Инновационное проектирование в образовании, технике и технологии» (Волгоград, 1995), на научных конференциях Волгоградского государственного технического университета (1995, 1996, 1997).

Публикации. Результаты диссертации отражены в шести опубликованных работах. . .

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и общих выводов. Содержит 157 страниц основного машинописного текста, 44 рисунка, 24 таблицы, спи--сок использованной литературы из 138 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулированы основные цели диссертационной работы, обоснована актуальность темы исследования,"ее научная новизна и практическая ценность.

В первой главе приводится обзор методов и программных средств для решения задач концептуального проектирования.

«

Наибольший вклад в развитие этой области и ее автоматизации внесли следующие отечественные и зарубежные ученые: Анд-реичнков A.B., Байтц В., Борисов А.Н., Буш Г.Я., Воинов B.C., Волкович В.Л., Глушков В.Н., Горчинский А.П., Дворянкнн A.M., Джонс К., Камаев В.А., Капустян В.М., Картавов С.С., Коллер Р., Кумунжиев К.В., Кох П., Махотенко Ю.А., Мюллер И., Нуждин В.Н., Одрин В.М., Пааль Е., Половинкин А.И., Ро-денакер В., Рот К., Соболев А.Н., Ханзен Ф., Холян А., Элю-ким С.

В качестве объекта проектирования выбран класс внброза-щитных устройств и дано его описание.

■ Проанализирована и предварительно сформулирована проблема: необходимо найти модель представления класса технических объектов (на одном уровне сжатое представление о множестве объектов класса, на другом - детальное- представление о каждом объекте), методы определения (доступа, выделения, идентификации) подмножества этих объектов.

Для поиска и идентификации были определены методы кластерного анализа, когда путем применения математических мер, в частности меры сходства и включения множеств, выполняются задачи упорядоченного представления объектов исследуемого класса. Сам объект при этом представлен набором признаков, существенных для научно-исследовательской задачи.

Для решения задачи представления множества технических объектов выбранного класса могут быть использованы модели основанные на систематике ВЗУ.

Во второй главе описана методика формирования базы знаний и данных автоматизированной системы оценки и систематизации виброзащитных устройств.

В качестве базы знаний о классе ВЗУ выступает семантическая сеть, представляющая собой множество признаков и их значений, отношений между ними и продукционных правил переходов (рис. 1.).

Множество признаков, их значений и отношений между ними образуют объединенную (структурно-функциональную) классификацию класса.

Конструктивная (структурная) часть классификации упорядочивает все структуры виброзащитных устройств и строится на основе конструктивно - функционально - физического анализа каждого технического объекта класса, построения единичных структурных «И»-графов и общего «И-ИЛИ» графа конструкций - конструктивной модели класса ВЗУ.

Назначение функциональной части классификации - упорядочить потребительские свойства виброзащитных устройств. При ее построении анализируются объекты рассматриваемого класса, выявляются все внешние и внутренние главные и второстепенные действия, определяются условия и ограничения, и на

Рис.1. Семантическая сеть (фрагмент)

заключительном этапе осуществляется увязка моделей действий с соответствующими моделями ограничений в единую обобщенную функциональную модель класса ВЗУ.

Обе классификационные модели построены по схеме: «И» вершина объединяет признаки (конструктивные в первом случае, функциональные во втором), с каждым из которых отношением 1:1 связана вершина «ИЛИ», которая предлагает альтернативные значения Ту этого признака, каждое из которых в свою очередь связано с одной из вершин «И» нижестоящего уровня иерархической классификации.

Описания виброзащитных устройств, которые хранятся в базе данных системы, должны отражать конструктивные и функциональные особенности, поэтому включают в себя значения конструктивных и функциональных признаков. Очевидно существует задача связать обе классификации, чтобы представить структурные и потребительские свойства класса.

*

Действительно, структурная и функциональная классификации оказываются в определенной степени связанными: каждому условно выделенному уровню конструктивной классификации соответствует определенный набор признаков функциональной классификации.

Ко, К с, Кр, Кв, Км - множества конструктивных признаков, описывающих соответственно отряды («О») , семейства («С»), роды («Р»), виды («В»), модификации («М») технических систем;

КО}, КС;, Кр|, Кв,, Kмi - соответственно »-ое множество конструктивных признаков, характеризующее отряд, семейство, род, вид, модификацию;

О, С, Р, В, М - множества функциональных признаков, отображающих соответственно отряды («О») , семейства («С»), роды («Р»), внды («В»), модификации («М») технических систем;

О С Р ¡, В 1, М { - соответственно ьое множество функциональных признаков, характеризующее отряд, семейство, род, вид, модификацию;

п, т, 1, б, г - соответственно число отрядов, семейств, родов, видов, модификаций на соответствующем иерархическом уровне;

«0»-отряд, «С»-семейство, «Р»-род, «В»-вид и *М»-модификацпя - таксонометрнческие категории, соответствующие условно выделенным иерархическим уровням классификации и обозначающие последовательное деление множества ВЗУ по технологии функционирования (отряд), внутренним главным функциям (семейство), принципам действий (род), структурам элементов (вид), соотношениям параметров (модификация).

Для связи конструктивной и функциональной классификации строится набор правил (продукций), который описывает имеющие смысл, с точки зрения строения класса ВЗУ, переходы с признаков на значения признаков, со значений на признаки нижележащего уровня иерархии или на другой тип признаков (с конструктивных на функциональные н наоборот). Поэтому эта модель (множество классификационных признаков и их значений, отношений между ними и продукций) получила название

(1)

«семантической сети».

Семантическая сеть строится с участием проектировщика. Она выполняет не только функцию упорядочения по конструктивным и функциональным свойствам, но и представляет удобный инструмент для анализа и составления поискового образа (индексирования) существующих виброзащитных устройств.

Множество поисковых образов, состоящих из значений конструктивных и функциональных признаков, образует основу базы данных автоматизированной системы оценки и систематизации ВЗУ.

В третьей главе описаны разработанные модели и процедуры оценки и поиска рациональных технических решений в базах данных.

В первом разделе описаны общие принципы формирования поискового предписания на основе конструктивных и функциональных признаков и процедура поиска описаний технических решений.

Структуру, технологию составления и семантику поискового предписания во многом определяют выбранные для поиска технических решений методы, и, как было отмечено в первой главе, это методы основанные на вычислении мер включения и сходства. Данное обстоятельство определяет идеологию составления поискового предписания, как состоящего из множеств значений признаков используемой классификации. В соответствие с тем, какой состав признаков в поисковом предписании, можно дать характеристику функций, выполняемых при поиске: поиск решений с близкой структурой (в поисковое предписание входят конструктивные признаки, описывающие решение), поиск технических решений в кластере с заданными характеристиками (признаки верхних уровней структурной классификации, определяющие кластер структур и характеристики, задан. . нце функциональными признаками), поиск различных Конструкций, имеющих похожие характеристики (функциональные признаки) и многие другие.

В соответствии с изложенным была обобщена структура поискового предписания БН Р, К, к, СГ, Ск }, где РиК - соответственно обязательные множества значений функциональных и конструктивных признаков, поиск по которым осуществляется с использованием показателя полного включения; Г и к - соответственно множества значений функциональных и конструктивных признаков, поиск по которым ведется с использованием меры сходства, С{ и Ск - соответственно коэффициенты на функциональную и конструктивную меры сходства такие, что С{ + Ск = 1.0 , СГ 2 0, Ск £ 0. Я я I, К £ к, I £ к д гК, где 7Я и 2К - множество всех значений соответственно функциокаль-

иых и конструктивных признаков классификации.

Для процедуры поиска исходными являются следующие данные: множество значений конструктивных признаков ZK, множество значений функциональных признаков ДО, множество всех технических решений БИТЯ), ТБд, ... , Тв^}, поисковое предписание Б=( Р, К, к, а, Ск }.

Результирующее множество представляет собой множество

нар = {(7^1 )Л ТБ2 М ),;..,(ТБ; ./>,)} | ук Т^ ев; Ь;>0 , в которых каждому техническому решению ТЭ; сопоставлен индекс порядка Ь, (Ьг>0), вычисляемый по формуле

Ь/ = С( ГЯ,-, ) х Л/ (ТЯ; (1),

где С(7'Л';-,Оу)- показатель полного включения признаков запросной части в анализируемое техническое решение, а ачг.*. >.

симметричная мера сходства 1-го технического решения и запроса .

Показатель полного включения формируется из мер включения значений конструктивных и функциональных признаков по формуле:

С( Т5; )=((С (TSi.Dj )хСГ( Г5;. ))= I)

Мера включения конструктивных или функциональных

признаков вычисляется по формуле:

(т(2)=й => I ) т(2глГЯ.)

т(2)

где Х=К, если мера вычисляется по значениям конструктивных признаков, если по функциональным, и т^пТв^, соответственно мощность множества Z (обязательной части запроса по значениям признаков К или Г) и пересечения множеств Ъ (К или Р) и TSi - 1-го технического решения.

Таким образом, если значение хотя бы одной меры включения отличалось от максимального (1,0) , индекс ^ был бы равен нулю, и решение не принадлежало бы результирующему множеству.

Мера сходства 1-го решения Тв, и запроса состоит из суммы двух мер сходства: меры сходства конструктивного решения и меры сходства по характеризуемым функциям.

Мера сходства по значениям конструктивных признаков вычисляется по следующей формуле:

{т(*)=0 => О

■а,* - ЫкгЯ*

т(к)+т(ЩпгК) •

где т(к) - мощность множества к значений признаков запроса В,. ¡«(кглТБ,) - мощность множества общих признаков для множества к и технического решения ТЭ^ т(*Г31 пИК) - мощность множества значений конструктивных признаков, входящих в решение ТБ], Ск - коэффициент при запросе. - •

Мера сходства по функциональным значениям признаков вычисляется по формуле

Гт</)=0 .=>0

(_ (>|(/)+т(73|.пг^) '

где т(0 - мощность множества значений функциональных признаков запроса - мощность множества общих признаков для множества f и технического решения ТБ;, ш(Тв; глЪР) - мощность, множества значений функциональных- признаков, входящих в решение ТБ^ , СГ - коэффициент при запросе.

Индекс Ц , вычисленный по формуле (1), вносит значение порядка на множестве Б^*, анализируемом лицом, принимающим решения (ЛПР), в качестве которого выступают эксперты, исследователи, проектировщики с целью окончательного выбора решений, удовлетворяющих условию задачи, или повторного выполнения поиска.

В данной главе приводится описание метода многокритериальной оценки и принятия решений, используемого для получения обоснованного выбора подмножества технических решений. Метод предусматривает последовательное выполнение стадий: 1) определение множества критериев, характеризующих исследуемое множество альтернатив 2) определение весомости критериев относительно цели, к альтернатив, относительно критериев, путем проведения оценки методом парных сравнений или стандартов, 3) вычисление вектора приоритетов альтернатив. На основании вектора приоритетов альтернативы ранжируются относительно нечеткой цели по степени важности, что позволяет выбрать из них подмножество рациональных вариантов.

В этой же главе приводится разработанная методика иерархического поиска или иерархического усечения множества технических решений. В ней предлагается проводить поиск внб-розащитных устройств путем пошагового принятия решений при выборе значений признаков из семантической сети, включения их в обязательную часть поискового предписания и предоставления результатов поиска (рис. 2).

Выбор значений признаков основан на предварительно про-

Рис.2. Иерархическое усечение множества решений

веденной многокритериальной экспертной оценке. Цель выбора формулируется в виде относительной значимости критериев. На основе оценок относительно критериев и критериев относительно цели, для каждого значения признака вычисляется интегральная оценка, согласно которой производится выбор.

Так как выбор значения признака из вершины семантической сети приводит к определению подмножества из всех решений, т.е. сужению исходного кластера, то за выбором значения признака можно понимать выбор того или иного подкластера технических решений. С точки зрения задачи поиска, найденное решение находится в одном из таких кластеров. Следовательно, для обоснованного выбора из семантической сети требуется иметь оценки ассоциируемых со значениями признаков кластеров технических решений в плане предпочтения относительно каждого формулируемого критерия, который мог бы войти в описание цели поиска технического решения. Поэтому в каждой вершине семантической сети по каждому критерию альтернативные кластеры (или значения признака) оцениваются зке-пертно, либо с использованием матриц парных сравнений и с последующим вычислением вектора приоритетов, либо с использованием метода стандартов.

Таким образом, при каждой вершине по набору критериев каждая альтернатива получает свой вес (величину от О до 1.0) ( П;К, П;К, п,к,\ пк

-Ч .....|, 1| », (2),

где - нормированный весовой коэффициент или' оценка"

альтернативы (кластера) Ар! (или значения признака г,/) при

вершине П. по критерию Лу, ^я. - количество альтернатив в

рассматриваемой вершине.

Критерии, по которым проводится оценка- кластеров* технических решений, определяются экспертом в начале этапа оценки.

Рис. 3. Структура показателей и предпочтений

Это должны быть критерии, которые в последующем позволят сформулировать нечеткую цель поиска. К примеру, можно использовать перечень показателей качества, составленный из большой группы показателей назначория, надежности, безопасности, экономичности, эргономичности, технологичности, стандартизации и унификации и др.

При решении конкретной задачи проектировщик формулирует цель в виде структуры, представленной множеством критериев и их оценок значимости относительно цели, вычисленных по матрице парных сравнений. В результате формируется вектор Ск = [Ск} , Ска , ... ,Ск^], где С^ - значимость ьго показателя (критерия оценки) для достижения цели.- Если 1-ый показатель К1 не выбран в описание цели, то его значимость в этом векторе равна нулю Ск^.О.

Усечение множества технических решений начинается с первой вершины (признака) семантической сети. Структура для

вычисления предпочтений выборов в 1-ой вершине принимает вид на рис. 3. Альтернативные значения признака ранжируются относительно цели по формуле

СП'=М П> хСк , где Ск - вектор-столбец значимости критериев относительно це-

и'п.

ли, л/ ' - матрица значимости альтернативных вариантов по

каждому критерию в вершине П1 , сп• - вектор предпочтения предлагаемых вариантов в вершине П¡.

Матрица значимости альтернативных вариантов н'п

м ' образуется из оценок альтернатив вершины П1 по критериям следующим образом:

И717

м 17' ,

"Л

где [Т] - знак транспонирования, - оценка /-ой альтернативы вершины П ; по критерию К j - элемент матрицы, } - индекс столбца, I - индекс строки (см. формулу 2).

Оценка 1-ой. альтернативы вершины П 4 по всем критериям записывается следующим образом:

П-К.

где ' > - оценка I-ой альтернативы вершины П ¡ по критерию

К^ Ск I • оценка значимости ^ -го критерия относительно цели.

Лицо, принимающее решения, при выборе значения признака ориентируется на рассчитанные предпочтения альтернатив и выбирает значение признака I* с большей оценкой

( "<КЛ

1*=агц шах £ I Ск . -и^ * 1

/ А ) •

После выбора значения признака, кластер, вследствие выполнения поисковой процедуры, сужается. И выбор происходит до тех пор, пока не приведет к одному техническому решению или последнему не пустому множеству технических решений.

Если получено последнее непустое множество решений, выбор осуществляется следующим образом. Все решения этого множества оцениваются по критериям, выбранным в структуру, описывающую цель путем парных сравнений или методом стан-

дартов (в зависимости от числа альтернатив). Затем рассчитывается приоритет каждой альтернативы по формуле:

где ( Л". - полученная интегральная оценка предпочтения ¿-го

к .

технического решения- относительно цели, s J - оценка i-ro

технического решения относительно у-го показателя качества, C'A , - значимость }-го показателя качества относительно цели.

Естественно, что исследователь-проектировщик выбирает решение S**, которое более весомо по своей оценке

J Ki

i'*=arg max V | Ck . w,.

i Л J '

но также, может и предпочесть менее весомые решения, например, первые три, для проведения отдельного анализа за рамками описанной методики.

В четвертой главе описывается обобщенный алгоритм применения автоматизированной системы оценки и систематизации в концептуальном проектировании виброзащитных устройств, а также дается описание информационных массивов, функционального наполнения и структуры данных системы.

Обобщенный алгоритм (рис. 4.) опирается на методологию системного иерархического выбора конкурентоспособных решений и учитывает'подходы, связанные со спецификой объекта проектирования. При этом система находит применение практически во всех этапах н способствует выполнению таких процедур как синтез потребностей, на морфологических таблицах (используется классификация функций), поиск потребностей по физическим эффектам (формирование компонент D,G,H - действие, объект, ограничения), синтез потребностей на основе исследования иерархических систем принятия решений (работа с информацией по ВЗУ), построение прогнозирующих (физических н структурных) систематик.

На третьем этапе обобщенного алгоритма предлагается применить разработанную методику и выполнить иерархический поиск технических решений обладающих заданными показателями. При этом структура показателей формируется внутри этана на основе анализа технического задатшя, состоящего из описания потребностей и набора желательных характеристик, определенных на предыдущих этапах.

Выбранный рациональный вариант используется как прототип для получения нового, более эффективного технического объекта. При этом используются неавтоматизированный метод эвристических приемов, автоматизированная система морфологического синтеза, автоматизированная информационно - поисковая система по механизмам Артоболевского, автоматизированный банк данных по физическим эффектам.

Синтезированное множество решений подлежит оценке и выбору для окончательной доработки, выбора и обоснования лучших вариантов.

При разработке автоматизированной системы был проведен анализ решаемых с участием системы задач и разработанных методик. Он позволил выявить необходимое информационное наполнение, в состав которого вошли массивы, описывающие значения признаков классификации, семантическая сеть (признаки и альтернативные Значения признаков, отношения между ними), технические решения, критерии качества и экспертные оценки значении признаков каждой вершины семантической сети.

На основе обобщения сценариев работы пользователей, упрощения функциональных связей между модулями, число моду-лен было сокращено, модулям было передано больше функции, связь с модулями была организована по общим данным. Таковыми явились данные о состоянии выбора на семантической сети, текущий запрос, решения, выбранные по мере сходства, структура • нечеткой цели, матрица принятия решений для выбора альтернативных вариантов (матрицы парных сравнений и вычисленные оценки вариантов относительно критериев и цели). В результате была разработана структура базы данных системы оценки н систематизации виброзащнтцых устройств и декомпозиция ее функций.

Программное обеспечение автоматизированной системы оценки и систематизации реализовано в соответствии с *М-технологией», технологиями объектно-ориентированного проектирования, событнйно-управляемого интерфейса. Модули обработки данных, функции обработки событий реализованы на 4GL языке «М» стандарта ANSI XII.1-1990. Внешний вид интерфейса реализован с использованием интегрированных структур MWAEI стандарта. В состав общесистемного программного обеспечения входит операционная платформа предоставляющая WAPI интерфейс, соответствующая платформе «М»-снстема с MWAPI (GUI) расширением. Данная версия разработана в системе фирмы Micronetics Inc. MSM 4.0.11 с MSM-GUI 1.0 на платформе Windows-95. Требования к аппаратному обеспечению совпадают с требованиями операционной платформы (системы).

I. Определение и выбор потребности

ОИРКДО1КНИЕ

ВЫВОР

in.Ci.Ii) I

-Г

Маркетинговые исследования

ГМетоды маркетинговых исследований

Компьютерный

синтез новых потребностей

Метолы принятия решений

Опрслсленмс техническою шляния

(Р.С.ЮДР-ЦРО}

3. Выбор рациональной ф\ нкцноиалмюм структуры

н

Н^ятияняя

база

Синтез потребностей ^ функций

^Исследование зако-^ померностей строения и развития

Выявление потребно* стей а ходе физического эксперимента

Выявление потребно* стей математическим модели|юваиием

Синтез потребностей исследованием иерархических СПР

Синтез потребностей с использование банка по ^физическим эффектам

Синтез потребностей на морфологических таблицах

0. До работка выбранных технических решений

7.Анализ ТЭП, оценка перспектив и выбор ТР

(0,С,И) - потребность, Р~{(Р0Ь показатели, 2Г) - семейство значений"

конструктивных и функциональных признаков, • структура цели

выраженная в базовых критериях, Б—{(Б/- множество технических решений

Рис. 4. Обобщенный алгоритм применения автоматизированной системы оценки и систематизации ВЗУ

В пятой главе с помощью разработанной автоматизированной системы было проведено практическое исследование и выявлены ранее известные закономерности строения и развития класса виброзащитных устройств, построена эволюционная цепочка VI кривая развития, сформулированы некоторые эвристические приемы улучшения пневматических ВЗУ, определены новые на-

□Л

с

£

Л I Или»»- Л 2 Однока*

»ГСЧО((НЫЙ мер'* и Л лрос

п. ссль на осн о яг

р с « о 4 II ь 1« О I О В И И Р О К н И С Н И »

шив сык>чсО среди

Рпс.5. Виоримные технические решения ВЗУ с управляемым л россе л ем и их ам-пли ¡удно-чаекп ные характеристики ко »ффиииенга передачи колебаний от частоты Ти(0-

АЗ Др«»ьсслк- А 4 Лроссси. иг

НЫЙ (НИН I МГ('[) (ННОНС ШИ1р(!-

рс «он апч ною персм сш синя

1 И II 4 А II Л к III I И

I г

А Л риь сел». »< ^

1/1 Нимс Н II (">;><>. II срс М С 1Ц СП II М I нер |<н о I с I а

правления проектирования и сформулирован ряд проблемных задач синтеза пионерских решений.

Была поставлена и решена практическая задача выбора технических решений пневматических ВЗУ с управляемым дросселем по критериям качества виброзащиты, минимума подвижных механических частей и компактности (рис.5.).

(I л

О }

о д

О 1

Наборы критериев

1 - Ki.Kj.Ke.....К|3:

2 - Кз.К<,К6.К7;

3 - К2;

4 - все критерии К|.....Кц

Рис. 6. Анализ выбранных решений по критериям Ку - виброзащитные свойства; К2 - новизна принципа действия системы в целом или иод-системы, имеющей аналоги у всех анализируемых систем; К3 - надежность системы с точки зрения безотказности работы, долговечности, сохраняемости, ремонтопригодности; К4 - качество и возможность перестройки системы на различные требуемые спектры частот; К5 - конструкционная, технологическая и эксплуатационная сложность системы; Кв - стоимость системы; Ку - эксплуатационные затраты; 1Сц - качество виброзащиты при различной ориентации системы в пространстве; Кд - возможность реализации различных законов демпфирования; А'щ - соответствие системы лучшим мировым аналогам; Ки - компактность системы; Кц - потребность в новых материалах и технологиях при создании системы.

Выбранные решения в дальнейшем были оценены по другим значимым критериям, при этом были выявлены тенденции, позволяющие более обоснованно принимать решения по выбору рациональных вариантов, и подтверждающие известные ранее

закономерности развития технических систем (рис.6.).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

¿.Разработана методика* формирования я модель базы знаний и базы данных системы оценки и систематизации виброзащитных устройств, основанная па функционально - конструктивной классификации виброзащитных устройств и многокритериальной оценки признаков и поисковых образов технических решений.

2.Разработана методика интерактивного иерархического поиска рациональных технических решений в базе данных иа основе многокритериального усечения кластеров технических

решений методами припятия решений.

3.Расработанп структура, принципы формирования поисковых предписаний is механизм поиска по ним технических решении на основе мер сходства и включения.

4.Разработан вариант технологии применения автоматизи-роианной системы для систематизации и оценки виброзащитных устройств па начал;.нкх этапах проектирования.

5.Разработана структура данных и реализовано программное обеспечение автоматизированной системы оценки и систематизации технических решений.

6.С помощью разработанной системы был решен ряд практических задач начальных этапов проектирования, в частности, зпда'гт: исследования закономерностей строения и развития пневматических знброзлщитных устройств и задача многокритериального выбора рациональных решений. Апробация показала очевидную полезность и эффективность подходов и методов реализованных в разработанной системе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Андреичнкоза Q.H., Андрейчиков A.B., Бахмудов Р.М.-Р, Верченко A.B., Декатоп. Д.Е. Концепция интеллектуальной системы принятия решений. // Инновационное проектирование в образовании, технике и технологии. Тезисы докладов международной научно - практической конференции, Волгоград, 1995, с. 86-87.

2. Андрейчикова О.Н., Андрейчиков A.B., Бахмудов Р.М.-Р, Верченко A.B., Декатов Д.Е. Интеллектуальная система при-

нятия решений. // Новые информационные технологии в региональной инфраструктуре. Тезисы докладов Второй Международной научно - технической конференции. Астрахань, 1995, с. 39-40.

3. Андренчикова О.Н., Андрейчиков A.B., Бахмудов Р.М.-Р, Верченко A.B. Интеллектуализация систем принятия решений в задачах управления. // «Региональная информатика-95» Тезисы докладов VI Санкт-Петербургской международной конференции, СПб, 1995, с 118-119.

4. Андрейчиков A.B., Бахмудов Р.М.-Р., Верченко A.B. Автоматизированная система анализа и синтеза технических решений. // «Известия Вузов. Машиностроение» 1997, № 10-12, с. 29-33.

5. Андрейчиков A.B., Бахмудов Р.М.-Р. Автоматиан|х>ваннын поиск прототипов технических релдений // Концептуальное проектирование в образовании, технике и технологии. Сб.научн.трудов / ВолгГТУ, Волгоград. 1998, с. 124-128.

6. Андрейчиков A.B., Бахмудов Р.М.-Р. Поиск рациональных вариантов технических решений. /,' «Известия Вузов. Машиностроение» (принята к публикации в №№10-12, 1998 г.).

Подписано в печать 3.11.98 г. Заказ №£51 Тираж 100 экз. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,25.

Типография «Политехник» Волгоградского государственного технического университета.

400066, Волгоград, ул. Советская, 35.