Роль САПР и ТРИЗ в процессе разработки. Основные задачи, решаемые ТРИЗ
Программные продукты, обеспечивающие реальную помощь при проектировании и разработке, можно разбить на три группы:
- 1) минимальной конфигурации - AutoCAD LT, Компас- График, T-Flex 2D;
- 2) средней конфигурации - Solid Works, Solid Edge, Autodesk Inventor и Mechanical Desktop;
- 3) максимальной конфигурации - UG, Catia, Pro/E в зависимости от версии.
Российские компании «АСКОН» и «Топ-Системы» выпускают продукты, претендующие на средний уровень.
Интеграцию различных продуктов осуществляют системы PLM (Product Lifecycle Management), обеспечивающие управление всеми аспектами жизненного цикла изделия, начиная с выработки требований и разработки и заканчивая производством, поставками, сервисным обслуживанием и утилизацией. И хотя впервые об этой технологии заговорили несколько лет назад, ее активное внедрение и на Западе, и у нас началось недавно. Все ведущие поставщики САПР объединили свои системы автоматизации проектирования (CAD), инженерных расчетов (САЕ), автоматического управления производством (САМ) и управления инженерными данными (PDM) в интегрированные комплекты управления данными о жизненном цикле и энергично их продвигают, не жалея маркетинговых усилий.
Компания IBM выпустила несколько готовых комплектов PLM-продуктов для малого и среднего бизнеса, организовала центр компетенции для помощи предприятиям из ряда отраслей в реализации этой технологии и вместе со своим главным партнером на рынке САПР компанией «Dassault» начала поставки специализированных PLM-систем для разных отраслей: автомобилестроения, электротехники, строительной промышленности и др.
Компания РТС опросила 350 предприятий и представила набор рекомендаций по внедрению PLM, основанных на лучших методах организации работ. Задачу интеграции осложняет несовместимость различных САПР и отсутствие стандартов для обмена данными. Поэтому создано сообщество JT Open, цель которого - продвижение единого формата для описания трехмерных моделей. Известен проект в корпорации «Тактическое ракетное вооружение», направленный на реализацию комплекса из CAD/CAM/CAE/PDM/ERP-систем.
Методология теории решений изобретательных задач (ТРИЗ) разработана Генрихом Альтшуллером еще в конце 1940-х гг., но мощное признание и широкое распространение получила лишь в последние годы. Ее главное назначение - оказание помощи при решении различных технических задач, которые не поддаются простым стандартным подходам. В 2007 г. в издательстве «Альпина Бизнес Букс» вышла книга создателя метода Генриха Альтшуллера «Найти идею. Введение в ТРИЗ». Суть метода ТРИЗ состоит в выделении того технического противоречия, которое не позволяет улучшить одно качество без ухудшения другого. При этом применяется простейшее, можно сказать гениальное, правило: Техническая система идеальна, если системы нет, а функция выполняется.
Был разработан программный продукт, позволяющий использовать ТРИЗ для решения прикладных задач. Он состоит из девяти этапов.
Этап 1. Анализ задачи и построение ее простой схемы, в которой обязательными элементами являются конечная цель, варианты решения, результаты патентного анализа и сравнения с имеющейся базой знаний по теме.
Этап 2. Моделирование задачи, в которое включаются возможность и запрет использования ресурсов: времени, пространства, вещественно-полевых (внутрисистемных, внесистемных, надсистемных), а также определение элементов, которые можно заменить.
Этап 3. Создание образа идеального конечного результата, выявление физических противоречий, которые не позволяют достичь идеального конечного результата.
Этап 4. Определение вариантов устранения физических противоречий путем широкого привлечения различных вариантов вещественно-полевых ресурсов.
Этап 5. Анализ вариантов устранения физических противоречий и вариантов возможного использования вещественно-полевых ресурсов на основе данных информационного фонда предыдущих решений задач и баз знаний.
Этап 6. Корректировка условий задачи, наложенных ограничений, смысла задачи без изменения поставленных целей и объема вещественно-полевых ресурсов.
Этап 7. Анализ примененного способа устранения физических противоречий путем сравнения с теоретическими положениями ТРИЗ, с возможным усовершенствованием.
Этап 8. Выявление возможности применения полученного решения к другим проблемам и задачам.
Этап 9. Анализ хода и результатов решения, внесение в базу знаний и в фонд ТРИЗ.
Дальнейший опыт применения методологии и данного продукта значительно расширил его и сделал коммерческим проектом.
Данный метод показал свою высокую эффективность вначале при решении технических задач, а затем и для более широкого круга проблем. Но наибольший эффект дает ТРИЗ при проектировании и разработке. Предлагая простое техническое решение сложных задач, ТРИЗ позволяет одновременно значительно сократить как затраты на разработки, так и себестоимость изготовления.
Еще одна задача, решаемая ТРИЗ, - вовлечение в творческую деятельность рабочих. В самом деле, обучение этой методологии может быть осуществлено достаточно быстро, а ее применение требует от персонала увеличения объема знаний, что ведет к повышению квалификации и росту качества продукции и процессов.
Роль САПР и ТРИЗ в процессе разработки.
Сегодня ни одна успешная фирма в мире не обходится без САПР и ТРИЗ в процессе разработки. Их применение дает возможность:
- • избавить разработчиков от рутинного труда;
- • исключить глупые ошибки;
- • значительно повысить скорость разработки и внедрения.
Многие считают, что программное обеспечение САПР сегодня можно купить на рынке, установить в компьютерной сети на предприятии и эффективно его использовать. Однако для действительно эффективного использования этого продукта необходимо иметь базу данных и базу знаний, которые позволяют применять ТРИЗ.
Для применения ТРИЗ необходимо создавать специальные базы данных и базы знаний, содержащих решения задач различного творческого уровня (изобретений). Поэтому удобно интегрировать САПР и ТРИЗ в единую систему, что дает возможность использовать их и для постоянных улучшений, и для прорывов.
