Конкретную конструкцию, реализующую заданную функцию F и имеющую фиксированную структуру S, опишем определенным набором параметров:
,
где I - множество имен свойств ТО; P - множество параметров свойств ТО; h -множество значений параметров свойств ТО; k = 1, n - номер рассматриваемой конструкции; n -число существующих конструкций ТО.
ТЗ, в свою очередь, есть ни что иное, как подобное описание требуемой конструкции:
,
где - соответственно требуемые имена свойств ТО, параметры свойств и их значения.
Поиск аналогов осуществляется сравнением характеристик свойств выражения для различных ”с соответствующими значениям выражения. Эквивалентность имен () и параметров свойств (), а также выполнение условия ( - отношение “не хуже”) означает, что конструкция под номером k является аналогом для данного ТЗ. В противном случае, когда ни одна из известных конструкций ТО не удовлетворяет ТЗ по одному или нескольким параметрам свойств, можно говорить о возникновении потребительских целей проектирования, как необходимости изменения значений параметров ТО или ее структурных составляющих, которые в общем случае представимы в виде:
,
где T - множество параметров ТО, не удовлетворяющих требованиям ТЗ; И - множество отношений типа “изменить”. Рассматриваемая исходная конструкция в данном случае является прототипом.
Наличие взаимосвязей свойств ТО со свойствами ее структурных составляющих обуславливает возможность достижения требуемых значений параметров ТО за счет изменения свойств ее ФМ, приводящего к изменению структуры ТО, и определяет проектную цель в виде:
.
Анализ литературных источников, отражающих случаи конкретного проектирования ТО, позволил выделить основные компоненты множества И: - “уменьшить (понизить)”; - “увеличить (повысить)”; - “расширить”; - “создать”;
- “изменить”.
Цель проектирования L, сформулированная на основе требований ТЗ как необходимость изменения соответствующих параметров свойств () выбранной конструкции-прототипа ТО, позволяет на базе связей параметров свойств сформировать дерево целей
Таким образом, отношения между подцелью и головной целью порождают множество функций, способствующих ее реализации, и позволяя сформировать уточненную , являются основой получения оригинальных проектных решений.
Рис. 4 Информационные взаимосвязи подсистем при синтезе и анализе
Заключение
1. На основе системного подхода к анализу ТО с позиций решаемых задач разработаны инвариантные относительно введенных уровней членения системные модели ТО как объекта конструирования и проектирования, являющиеся основой создания методики извлечения знаний, синтеза и моделирования ТО.
2. Сформировано множество базовых и вспомогательных функций ТО, отмечена необходимость функционального анализа для эволюции ТО. Рассмотрена взаимосвязь функции и структуры ТО, определено множество структур ТО, необходимое и достаточное для отображения процесса функционального и схемотехнического проектирования.
3. Исследованы взаимосвязи ТО и ее структурных составляющих с окружением и произведена структуризация выявленных свойств. На основе исследования взаимосвязей параметров свойств ТО и ее структурных составляющих сформированы соответствующие таблицы связей.
4. Введено понятие цели проектирования ТО и показана связь целей проектирования с генерацией вспомогательных функций и структурой ТО, определена структура дерева целей проектирования ТО.
5. На основе системной модели ТО разработана концептуальная модель знаний ТО, которая представляет собой фреймовую организацию предложенной структурированной информации о ТО, позволяющую подсистеме экспертной поддержки эффективно формировать и манипулировать знаниями конструктора данной предметной области.
6. Проведенный системный анализ ТО позволяет перейти к разработке методик и формализации основных этапов функционального и схемотехнического проектирования ТО рис. 4.
Литература
1. Арменский Е.В., Львов Б.Г., Митрофанов С.А. Стратегия построения концептуальной модели технического объекта: Сб. науч. трудов. - М., 1989.