Интеллектуальная система ...

Интеллектуальная система "Изобретающая машина - ФСА", включающая блоки подготовки информации, структурного, диагностического и функционального анализов, анализа ресурсов и функционально-идеального моделирования, отличающаяся тем, что с целью поддержки ИРГ на аналитическом этапе ФСА, обеспечивает усовершенствование технических обьектов любой степени сложности.

Введение

Процесс получения усовершенствованной технической системы (УТС), полученной в результате устранения выявленных недостатков и имеющей по сравнению с исходной системой более высокие функциональные показатели при меньших затратах можно разделить на три самостоятельных этапа, показанных на рис. 1.

ТС - исходная техническая система,
УТС - усовершенствованная техническая система
Рис. 1. Этапы совершенствования технических систем

Первый - анализ ТС с целью определения того, что нас не устраивает, т.е. выявление задач.

Третий - обеспечение внедрения полученных решений.

Эти три этапа усовершенствования ТС хорошо согласуются с этапами проведения ФСА и именно поэтому интеллектуальная система поддержки проведения ФСА могла бы служить прототипом интеллектуальной системы проектирования ТС, охватывающей полный цикл проектирования.

В рамках проекта "Изобретающая машина" уже разработаны интеллектуальные системы поддержки решения изобретательских задач. Это система приемов разрешения технических противоречий "ИМ-Приемы", система стандартных (типовых) преобразований ТС "ИМ-Стандарты", указатель научно-технических эффектов - "ИМ-Эффекты".

На этапе внедрения решений предполагается использовать интеллектуальную систему "ИМ-Заявка", предназначенную для превращения изобретательской идеи в полный комплект документов для подачи заявки на авторское свидетельство или патент.

Поэтому на первом этапе своего развития система ИМ-ФСА проектировалась прежде всего как система поддержки исследовательской рабочей группы (ИРГ) при проведении аналитического этапа ФСА технических объектов любой сложности.

Состав и работа системы ИМ-ФСА версия 1.0

База знаний системы ИМ-ФСА версия 1.0 содержит правила алгоритма постановки задач, построенного на аналитическом аппарате ФСА и теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) [1, 2].

Структура системы ИМ-ФСА версия 1.0, показанная на рис. 2, представляет собой сеть, состоящую из самостоятельных блоков анализа.

Работа с системой ИМ-ФСА начинается с формулировки необходимых исходных данных по объекту анализа - блок подготовки информации (ПИ). Исходными данными являются:

После введения исходных данных становится доступным блок структурного анализа (СА).

Здесь эксперты ИРГ определяют состав объекта анализа и элементы, с которыми он взаимодействует на различных стадиях своего жизненного цикла. Затем система по определенным правилам помогает построить структурную модель объекта анализа, путем установления, описания и анализа связей между ее элементами. Анализ положительных и отрицательных эффектов, проявляющихся при взаимодействии между элементами, позволяет выявить ряд задач и сформулировать предварительные предложения по совершенствованию объекта анализа. Сформулированные задачи и предложения система заносит соответственно в список задач и список предложений, пополняемые по ходу анализа.

Далее экспертам предоставляется возможность либо провести диагностический анализ объекта - блоки диагностического анализа (ДА1, ДА2), либо построить его функциональную модель - блок функционального анализа (ФА).

Блоки ДА1 и ДА2 по определенным правилам помогают найти "неблагополучные" элементы объекта и сформулировать связанные с ними задачи путем суммирования и сравнения функциональной, проблемной и затратной значимостей элементов, определенных методом экспертных оценок.

Определив "неблагополучные" элементы эксперты могут провести более углубленный анализ этих элементов, вернувшись к блоку ПИ, или перейти к решению выявленных задач - блок решения задач (РЗ) с помощью интеллектуальных систем поддержки решения изобретательских задач "ИМ-Приемы", "ИМ-Стандарты", "ИМ-Эффекты".

При работе с блоком ДА2 экспертам в качестве справочной информации предоставляются формулировки функций элементов и машинная оценка их функциональной значимости, с возможностью ее корректировки.

Блок ФА помогает экспертам ИРГ по достаточно четким правилам сформулировать главные и дополнительные функции элементов, автоматически определяет их ранги и строит функциональную модель объекта анализа в виде цепочек функций.

После построения функциональной модели можно оценить уровень выполнения элементами своих функций путем анализа параметров, характеризующих эти функции - блок анализа ресурсов (АР), провести диагностический анализ - блок ДА2, либо сразу перейти к построению функционально-идеальной модели объекта анализа - блок ФИМ.

Результатом анализа ресурсов является дополнительный перечень задач и предложений по совершенствованию объекта анализа.

Блок ФИМ помогает построить функционально-идеальную модель объекта анализа, содержащую минимальное число вспомогательных и основных функций, реализуемых минимальным числом элементов. При этом эксперты формулируют задачи или предаварительные предложения по реализации этой модели.

После этого работа с системой ИМ-ФСА версия 1.0 заканчивается.

Итак, результатом работы с системой являются:

Результаты анализа автоматически оформляются системой в виде отчета, который может быть отредактирован и выведен на печать.

Во время работы с системой экспертам предоставляется:

Литература

Послесловие

Уважаемые читатели, представленная вашему вниманию статья "Интеллектуальная система поддержки проведения функционально-стоимостного анализа - ИМ-ФСА", впервые была опубликована в "Журнале ТРИЗ", 1991 2(1). Этот номер журнала был посвящён проекту "Изобретающая Машина" (с содержанием журнала можно познакомиться здесь).

В то время я был одним из участников международного проекта "Изобретающая Машина", главным организатором, идейным вдохновителем и научным руководителем которого был выдающийся инженер, кандидат технических наук В.М. Цуриков. Кое-что о самом проекте можно прочесть здесь и здесь.

Фото 2. Сотрудники Лаборатории Изобретающих Машин. Беларусь, Минск, 1990

Перед нашей группой (системные программисты Д.С. Ярошевич, К.С. Левкович, А.Л. Латунов и я как эксперт по ТРИЗ и ФСА) стояла задача разработать интеллектуальную систему поддержки проведения анализа технических систем, а затем и технологических процессов. В основу логической части системы были положены правила методики проведения ФСА с применением ТРИЗ (условное название методики "ФСА+ТРИЗ"), разработанной ленинградской группой специалистов по ТРИЗ и ФСА под руководством В.М.Герасимова и С.С.Литвина.

Фото 3. Демонстрация прототипа компьютерной системы "ИМ-ФСА" в офисе Лаборатории Изобретающих Машин, Беларусь, Минск, 1990 г.
(фото любезно предоставлено Герасимовым В.М.).
Слева направо в первом ряду: второй - Семён Литвин, третий - Владимир Герасимов, четвёртый - Александр Скуратович; стоят: второй - Сергей Яковенко, третий - Артур Латунов, четвёртый - Николай Гелемент.

Фото 4. Инженерия знаний - Александр Скуратович уточняет шаги алгоритмов и правила совершенствования продуктов и процессов у экспертов по методике "ФСА+ТРИЗ" Владимира Герасимова и Семёна Литвина (справа внизу видна его рука). Офис Лаборатории Изобретающих Машин, Беларусь, Минск, 1990 г.

Фото 5. Инженерия знаний - Александр Скуратович уточняет шаги алгоритмов и правила совершенствования продуктов и процессов у экспертов по методике "ФСА+ТРИЗ" Владимира Герасимова и Семёна Литвина (справа внизу видна его рука). Офис Лаборатории Изобретающих Машин, Беларусь, Минск, 1990 г.
Слева направо: Владимир Герасимов, второй - не опознан, третий - Семён Литвин, четвёртый - Александр Скуратович; пятый - Пётр Чуксин.

На первом этапе развития система должна была помогать конструктору, проектировщику, изобретателю проводить анализ совершенствуемого технического устройства, выявлять его недостатки, формулировать задачи и предварительные предложения по их устанению. Но одной из самых интересных особенностей этой системы было то, что она показывала как перестроить структуру устройства так, чтобы для выполнения его главной и дополнительных полезных функций требовалось меньше узлов и деталей. В результате самого устройства должно было стать меньше, а все полезные функции его должны были выполняться так же хорошо или даже лучше, т.е. устройство становилось более "идеальным". Демонстрационную версию системы "ИМ-ФСА 1.0" можно попробовать скачать здесь.

Сформулированные в результате анализа задачи должны были решаться с таких помощью интеллектуальных систем поддержки решения изобретательских задач: "ИМ-Приёмы", "ИМ-Стандарты", "ИМ-Эффекты", "ИМ-АРИЗ" (ИМ версию 1.3 см: здесь ). Далее планировалось объединить все эти системы в одну и создать единую систему поддержки совершенствования технических устройств и технологических процессов.

Как показала дальнейшая история развития проекта это во многом удалось. Единая система была разработана и получила название "TechOptimizer". Версии этой системы успешно продавалась в странах Западной Европы, США, Канаде, Японии, Южной Корее и до сих пор используются во многих известных промышленных компаниях (см: [1], [2], [3], [4], [5], [6]).

На основе этой системы была создана более мощная корпоративная система под названием "Goldfire Innovator", главной особенностью которой является возможность проводить семантический поиск и анализ научно-технической информации по совершенствуемым устройствам и процессам (см: [7], [8]).

Насколько мне известно, такого мощного семантического поисковика нет ни у какой другой компьютерной системы в мире.