Использование многоуровневых морфологических таблиц

Рассматриваемый метод предназначен для решения задач, связанных с выбором наиболее рациональных технических решений (ТР) [10]. В своей основе он представляет собой дальнейшее развитие метода морфологического анализа и синтеза.

С математической точки зрения суть метода состоит в том, что информацию о прототипах или известных ТР определенного назначения представляют и записывают в виде И-ИЛИ -дерева ( И‑ ИЛИ‑ графа). Варьируя на этом дереве конструктивными элементами и признаками, можно получить как известные, так и неизвестные (новые) ТР. И-ИЛИ- дерево — это многоуровневая (иерархическая) морфологическая таблица. Метод синтеза ТР на И‑ ИЛИ‑ графе отличается от метода морфологического анализа и синтеза тем, что человек выполняет только работу по составлению усложненной морфологической таблицы с предварительной оценкой некоторых показателей качества ТР и их элементов. ЭВМ выбирает в этой таблице по заданному списку требования, подходящие ТР, и формирует их иерархическое описание.

В связи с этим метод синтеза на И-ИЛИ- дереве ТР имеет следующие преимущества по сравнению с традиционным методом морфологического синтеза:

· позволяет описывать ТР с любой степенью детализации;

· обеспечивает в большой мере автоматическую оценку и сравнение вариантов ТР, т. е. устраняет самый значительный недостаток морфологических методов;

· автоматизирует описание синтезированных (ТР) на естественном языке или в виде графического эскиза.

Особенности групп конструктивных признаков. Их можно сформулировать следующим образом.

1 Функциональные элементы определяют главные конструктивные признаки. Для описания функциональных элементов используют их общепринятые наименования.

2 Взаимное расположение элементов в пространстве характеризует расположение функциональных элементов относительно друг друга. Для описания этих признаков обычно используют слова: сверху, снизу, сзади, вставлен внутрь, размещен и т. п.

3 Взаимосвязь элементов определяет такие связи между функциональными элементами, которые обеспечивают их взаимную работу при работе ТО в целом. Связи могут быть самые различные: шарнирное соединение, трубопровод, лазерный луч.

4 Геометрическая форма элементов характеризует главный признак формы, например: квадратный, круглый в виде параболоида, ребристый, спиральный и т. д.

5 Материал элементов обычно указывает наименование материала, его марку, главное свойство и т. д.

6 Соотношение параметров определяет принципиально важные размеры, значения параметров и их соотношения.

7 Другие особенности конструктивного исполнения элементов могут характеризовать ТО по физическому принципу действия (пьезоэлектрический динамометр), виду используемой энергии (электропечь), технологическому способу изготовления (литой корпус), последовательности взаимодействия элементов и т. д.

Представление отдельного ТР в виде иерархического дерева. При описании ТР в виде иерархического дерева необходимо выполнить следующее:

1 Изучить ТО или ТР, разделить его на функциональные элементы, представляющие интерес для рассматриваемой задачи, и присвоить им, по возможности, общепринятые наименования. Эти названия элементов изображают в виде вершин 1-го уровня иерархического дерева под названием рассматриваемого ТО.

2 Для каждого функционального элемента 1-го уровня определить существенные (для решаемой задачи) конструктивные признаки, которые изображают в виде вершин 2-го уровня.

3 Если некоторые элементы 2-го уровня недостаточно детально (полно) описывают ТР, то для них следует выполнить работу, аналогичную п. 2, и т. д.

Примеры построения иерархических деревьев для трех вариантов чайников (рис. 3) показаны на рис. 4, 5, 6.

 

а б в

а — обыкновенный; б — электрический; в — чайник-кофейник

Рисунок 3 - Конструкции чайников

Рисунок 4 – Построение иерархического дерева обыкновенного чайника

Рисунок 5 – Построение иерархического дерева электрического чайника

 

Рисунок 6 – Построение иерархического дерева чайника-кофейника

Обратим внимание на то, что дерево описания отдельного ТР имеет только И- вершины, обозначенные на данных рисунках 2‑ 4 точками. И- вершины показывают, что ТО — чайник состоит из емкости, крышки, носика и ручки и т.д., таким же перечислением соединены вершины 2-го уровня. В связи с этим такие деревья, описывающие отдельные ТР, называют также И- деревом.

Объединение нескольких отдельных деревьев ТР в одно общее И-ИЛИ- дерево. Для машинного синтеза рациональных и новых ТР необходимо представить по интересующему классу ТО все наиболее интересные и существенно отличающиеся ТР в виде одного обобщенного дерева ТР. Эта цель достигается построением И-ИЛИ- дерева, которое, помимо вершин И, образующих различные структуры отдельных ТР, содержит вершины ИЛИ, объединяющие альтернативные элементы и признаки, характеризующие индивидуальные особенности каждого ТР.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: