6.1 Загальні методи та прийоми рішення технічних задач

Найбільш загальними методами рішення технічних задач є методи технічної спадкоємності, трансформації і інверсії, евристики.

Технічна спадкоємність – це використання при розробці попереднього досвіду в даній галузі і суміжних областях, введення в агрегат, що розробляється, або технологію всього корисного, що є в існуючих . Треба пам’ятати, що існуючий агрегат або технологія – це результат творчої роботи іноді декількох поколінь вчених, які відбирали найбільш досконалі і прогресивні рішення. Технічна спадкоємність не є простим переносом відомого технічного рішення до нових умов. Навпаки, вона передбачає використання в неї більш досконалих технічних засобів, наприклад, конструкційних матеріалів, технології виготовлення і т.д.

Метод трансформації і інверсії передбачає перетворення функції системи або її елементів. За методом інверсії може здійснюватися:

- зміна на зворотну функції елементів технічної системи – ведуча деталь стає веденою; нерухома – рухомою; направляюча – направленою; верхня – нижньою і т.д.;

- зміна способів розташування елементів системи – шпонку з валу переносять на маточину зубчастого колеса; ущільнення – з валу на фланець; підшипник з валу на колесо і т.д.;

- зміна форми елементів – опуклу поверхню замінюють увігнутою; зовнішній корпус внутрішнім.

В результаті інвертування нова технічна система у порівнянні з вихідною може здобути нові експлуатаційні, технологічні або інші якості (але це зовсім не обов’язково відбудеться).

Часто застосовують також метод аналогії, який базується на подібності конструкцій в природі і техніці. Цей метод широко застосовують, наприклад, при створенні роботів.

Основним традиційним прийомом, яким користуються в процесі отримання технічних рішень є прийом перебору або прийом спроб і помилок.

Сутність його полягає в тому, що на першому етапі формулюють вихідне припущення (гіпотезу) щодо технічної системи, що розробляється, у вигляді її схеми або ескізу. Розробник лише інтуїтивно припускає, що даний варіант буде працездатним. На другому етапі перевіряють, наприклад, за допомогою моделювання або експериментальних досліджень, якість запропонованого варіанту. Звичайно після першої спроби не вдається отримати потрібне технічне рішення. Тоді формують друге припущення, яке враховує помилки, які були характерні для першого варіанту, і знову виконують перевірку працездатності системи і так далі.

Основою для формування гіпотез звичайно слугує діючий зразок агрегату або технології. При розробці нового агрегату або технології, використовують результати експлуатації або випробувань базового зразку. Ступінь переробки окремих вузлів або стадій технології визначається відмінністю технічних вимог до параметрів нового агрегату або технології від параметрів діючого зразку, змінами в умовах експлуатації, уведенням нових конструктивних і технологічних рішень. Переробці підлягають лише ті вузли і елементи системи, які стримують підвищення якості нового агрегату або процесу до потрібного рівня.

Алгоритм методу перебору включає наступні частини:

- вибір або генерація чергового варіанту;

- оцінка варіанта;

- прийняття рішення.

Алгоритм вибору варіанта базується звичайно на частковому переборі варіантів за випадковою вибіркою; використанні евристичних здібностей людини; встановленні кореляції окремих параметрів, які характеризують структуру, з заданими вимогами до об’єкту.

Оцінка варіанту структури виконується за допомогою параметричного синтезу і аналізу. Для цього використовують математичні моделі і процедури параметричної оптимізації. Інколи застосовують непрямі критерії переваги варіантів.

Прийняття рішення базується на порівнянні результатів оцінки чергового варіанту структури з найкращою з раніш розглянутих структур. Для такого порівняння часто вибирають деякий узагальнюючий критерій, який об’єднує часткові показники в багатокритеріальній ситуації (адитивні, мультиплікативні, мінімаксні та максимінні критерії)

Прийом перебору доцільно застосовувати лише якщо кількість варіантів, що аналізуються, обмежена і малочисельна. Зі збільшенням розмірності системи (кількості альтернативних варіантів) його застосування не ефективно і в такому випадку застосовують методи рішення дискретних задач оптимізації або евристичні прийоми.