Ѕаза знаний студента. –еферат, курсова€, контрольна€, диплом на заказ

курсовые,контрольные,дипломы,рефераты

»сторический анализ технических систем в прогнозном проекте — Ќаука и техника

ѕосмотреть видео по теме –еферата

ѕетр „уксин, Ќиколай јндреевич Ўпаковский

1. ¬ведение

ѕриступа€ к прогнозному проекту обычно изучаешь опыт предшественников, обращаешьс€ к корифе€м. Ќа наш взгл€д, наиболее ценные советы можно получить в работе —. —. Ћитвина и ¬. ћ. √ерасимова, посв€щенной дальнему прогнозированию [1]. Ќо, когда переходишь к практическим действи€м, видишь, что этих советов недостаточно и начинаешь дорабатывать что-то свое, по крайней мере так случилось с нами. Ќаш прогнозный проект включал несколько этапов: подготовительный, информационный, аналитический, решательный, концептуальный, верификационный, внедренческий, послепрогнозный. ќпыт показал, что наиболее трудоемкой частью прогнозного проекта, €вл€етс€ исторический анализ.

ќн дает основную часть работы на информационном, аналитическом и решательном этапах.  роме того, в рамках обычных, а не прогнозных проектов по совершенствованию технических систем, неизбежно приходитс€ делать экскурс в историю развити€ изучаемой технической системы. ѕриходитс€ вы€сн€ть, почему одни направлени€ получают дальнейшее развитие и веками не умирают, а наоборот, имеют тенденцию усложн€тьс€ и развиватьс€, а другие уход€т в забвение. »зучение только технической стороны таких изменений не позвол€ет делать качественных, надежных выводов. ј вот анализ изменений техники на фоне исторических и социально-экономических условий, дает понимание глубинных причин возникновени€, развити€ и угасани€ техники и технологии. ѕоэтому мы стали совершенствовать методику исторического анализа в наших консалтинговых проектах.

¬ качестве примера приведен анализ причин по€влени€, Ч изобретени€ первой в мире жатки-стриппера, дл€ очеса растений на корню, ее забвени€ и нового возрождени€. ћатериалы вз€ты из прогнозного проекта авторов по оценке перспектив развити€ различных технологий производства зерна, и очесывающих зерноуборочных устройств.

2. ћетодика исторического анализа технической системы в прогнозном проекте

÷ель исторического анализа Ч построение трендов эволюции дл€ дерева прогноза исследуемой технической системы (“—) и ее подсистем. ѕри проведении анализа, как правило, уже существует несколько поколений и множество модификаций “—, предшествующих изучаемой Ч “—1, “—2, “—3Е и т д., а также прото-“—, система, предшествующа€ “—1. «адача исторического анализа Ч описание и анализ эволюции “— с момента создани€ до насто€щего времени, вы€вление тенденций развити€ ее подсистем. ≈стественно, что анализируютс€ не все конструкции, а только те, которые обеспечили системе качественный скачок, основали новое поколение “—.

ѕредлагаема€ методика представл€ет собой алгоритм обработки информации о развитии “—. ћетодика включает три основных блока: блок описани€ прототипов “— с помощью моделей; блок анализа причинно-следственных цепочек; блок анализа трендов развити€ “— и ее подсистем.

Ѕлок описани€ прототипов “— предусматривает разработку р€да моделей, описывающих эту систему: структурной, функциональной, стоимостной, параметрической, а также описание технических недостатков и проблем “—. Ќе будем подробно останавливатьс€ на способах разработки таких моделей, поскольку они достаточно хорошо освещены в “–»«овской литературе [2]. ќтметим лишь, что в отличии от функционально-стоимостного анализа (‘—ј), при проведении прогноза, такие модели разрабатываютс€ дл€ каждой базовой машины, нового поколени€ “— Ч прото-“—, “—1, “—2, “—3Е и т. д. ѕостроенные по единой методике такие модели позвол€ют точнее вы€вить ведущие тенденции и оценить технические параметры будущей “—.

Ѕлок анализа причинно-следственных цепочек предусматривает проведение следующих работ: анализ исторических условий на момент создани€ (модернизации) “—; анализ социально-экономических условий, вызвавших создание (модернизацию) “—; анализ доступных ресурсов (материалов, технологий, знаний) на момент создани€ (модернизации) “—; сравнительный анализ “— разных поколений. Ёто блок вы€вл€ет вли€ние исторических и социально-экономических условий жизни общества на эволюцию “—.

Ѕлок анализа трендов развити€ “— и ее подсистем включает; вы€вление тенденций развити€ “—; вы€вление тенденций развити€ рабочего органа, трансмиссии, двигател€. »нформаци€, полученна€ на предыдущих этапах, и анализ тенденций развити€ “— и ее подсистем дает возможность построить дерево эволюции “— в прошлом. ј это, после соответствующего анализа, на последующих этапах, позвол€ет оценить будущие направлени€ и тенденции, построить прогнозное дерево.

ћетодика предполагает сопоставление материальных потребностей общества в данную эпоху и, обеспечивающих удовлетворение этих потребностей, технических систем, изобретений. »сторический анализ эволюции “— дает основной объем информации дл€ аналитического, решательного и концептуального этапов прогноза. ƒл€ иллюстрации применени€ предлагаемой методики, приведен фрагмент исторического анализа галльской жатки, из прогнозного проекта по оценке перспектив развити€ различных технологий производства зерна, и очесывающих зерноуборочных устройств.

3. »сторический анализ очесывающей жатки в прогнозном проекте

’леб на прот€жении всей истории человечества был важнейшим стратегическим продуктом. “ехнологи€ его производства посто€нно совершенствовалась и совершенствуетс€. »стори€ прогресса в этой области показывает, что технологи€ производства хлеба впр€мую зависит от материальных условий жизни общества.

¬ последние дес€тилети€ получила новое воплощение иде€ стриппера Ч Ѕританский институт NIAE, компани€ British technology group разработали, а компании Shelbourne Reynolds, Massey Fergusson начали выпускать очесывающие устройства Ч стрипперы к зерноуборочным комбайнам разных типов дл€ уборки зерновых очесом на корню.

“ехнические системы, дл€ уборки зерна очесом, рассматривавшиес€ в прогнозном проекте были следующие: прото-“— Ч ручна€ снопова€ уборка серпом; “—1 Ч √алльска€ очесывающа€ жатка; “—2 Ч австралийский стриппер ƒжона –идле€, “—3 Ч современный австралийский стриппер; “—4 Ч очесывающий хедер SR 4200 британской кампании Shelbourne Reynolds; “—5 Ч очесывающий адаптер ј√— -4.0 Ѕелорусской кампании ј√— . Ќиже приведены краткие результаты исторического анализа дл€ “—1 Ч √алльской очесывающей жатки.

3.1. ќписание технической системы

√алльска€ жатка, €вл€етс€ первым примером механизации уборки урожа€, уборки хлебов. ќна была изобретена около I в. н. э. в –имской империи, на территории ‘ранции, в то врем€ именуемой √аллией, [2]. ѕо сравнению, с распространенным в то врем€ сноповым методом уборки, она была огромным шагом вперед. ¬ √алльской жатке, дл€ снижени€ затрат человеческого труда, на уборке урожа€, была впервые использована мускульна€ сила животных.  роме того, жатка очесывала с растений на корню только колось€, вместо срезани€ серпом всего растени€ под корень, при этом способе солома оставалась на поле. Ёто снижало последующие затраты энергии на обмолот.

3.1.1. —труктурна€ модель

∆атка состо€ла из рамы с коробом на двух колесах, с заостренными металлическими зубь€ми на передней кромке короба. ƒл€ сталкивани€ оборванных колосьев в желоб служило весло Ч специальна€ палка “-образной формы. ¬ движение, жатку приводили, впр€женные сзади, осел или бык. „тобы не загромождать описани€ и ввиду простоты устройства, мы не приводим здесь ее структурную модель.

3.1.2. ‘ункциональна€ модель

–ассмотрим подробнее функциональную схему технологического процесса уборки, осуществл€емую галльской жаткой (рис 2). ∆ивотное Ч осел, или бык, управл€емое (направл€емое и подгон€емое) человеком, толкало жатку впереди себ€. «убь€ жатки прочесывали стеблестой и срывали колось€ со стеблей. ¬торой человек, идущий сбоку, дерев€нным веслом сталкивал оторванные колось€ в короб и разравнивал слой оборванных колосьев.  огда короб наполн€лс€, очесанные колось€ и выбитое зерно перегружали в другое транспортное средство или на полотн€ный полог.

3.1.3. ѕараметрическа€ модель

ѕараметрическа€ модель описывает технические характеристики прогнозируемой “— и предшествующих поколений “—. Ќаиболее удобно представл€ть многочисленные параметры разных поколений “— на радарной диаграмме. Ёто дает нагл€дное представление о росте параметров новых поколений “— и дает прогноз параметров будущей “—. ƒл€ очесывающих устройств оценивались производительность, удельные энерго- и трудозатраты (на единицу убираемой площади), мощность на привод, число подсистем уборочной машины.

3.1.4. ќписание технических недостатков и проблем √алльской жатки

“ехнические проблемы и недостатки чаще всего €вл€ютс€ причиной, побудительным мотивом модернизации “—. ѕоэтому сбору информации о них в нашей методике посв€щен этот блок. ѕеречислим кратко основные недостатки √алльской жатки:

строгие требовани€ к выровненности полей Ч галопирование и раскачивание жатки вызывает потери;

высокие требовани€ к чистоте посевов Ч стебли сорн€ков забивают щели между очесывающими зубь€ми;

невозможность работы на склонах из-за высыпани€ колосьев из короба;

потери зерна из - за неочеса низкорослых растений;

низка€ плотность вороха и большие транспортные издержки;

3.2. јнализ причинно-следственных цепочек

Ёто раздел позвол€ет вы€снить побудительные мотивы в эволюции “—, сравнить разные направлени€ развити€. ќн вы€вл€ет вли€ние исторических и социально-экономических условий жизни общества на эволюцию “—.

3.2.1. јнализ исторических условий

√алли€ накануне первого века нашей эры представл€ла собой обширную, густонаселенную территорию, на которой проживало множество разрозненных кельтских племен. ¬ многочисленных городах, экономических, политических и военных центрах кельтских племен, были развиты торговл€ и ремесленное производство. √орода и селени€ были св€заны развитой сетью дорог.

¬ период с 58 по 51 гг. до н. э. легионы ёли€ ÷езар€ завоевали всю заальпийскую √аллию, присоединив ее к –имской империи. —тав императором, ÷езарь провел р€д реформ, имеющих большое значение дл€ провинции: он дал права римского и латинского гражданства провинциалам, привел в пор€док и стабилизировал налоговую систему, наделил легионеров-ветеранов крупными земельными наделами на территории √аллии.

»мператор ќктавиан јвгуст (27г. до н. э.-14 г. н. э) закрепил реформы ÷езар€. ”казы јвгуста, искусственно понижающие цены на хлеб, привели к специализации в сельском хоз€йстве в центре и на периферии. ѕри јвгусте, во врем€ массовой демобилизации, около ста тыс€ч бывших легионеров получили земельные наделы в провинци€х, больша€ часть Ч в √аллии. ќни основали здесь крупные виллы, поставл€вшие хлеб и другие продукты на рынок дл€ центра империи и провинций. ѕроизводство сельхозпродуктов было основным источником доходов владельцев этих вилл.

¬еро€тнее всего, изобретение галльской жатки, произошло именно на одной из таких ветеранских вилл. ƒело в том, что у военных ветеранов, в √аллии было то, чего не было ни у местных галльских вождей, ни тем более у кресть€н: крупные земельные наделы; высокое общественное положение, защита власти, низкие налоги; потребность в получении дохода от виллы; недостаток рабочей силы, инженерный опыт и знани€, полученные в армии; свободное врем€ дл€ разработки, изготовлени€ испытани€, доработки конструкции жатки; деньги, полученные после службы в легионах, ремесленные мастерские, готовые выполнить нужный заказ.

¬ третьем веке нашей эры в –имской империи началс€ серьезный кризис в политике, в экономике, сельском хоз€йстве. √лубинные причины кризиса Ч демографические, рост населени€ превысил продовольственные возможности сельскохоз€йственного производства. ’леба и м€са дл€ всех, уже стало не хватать. —оциальное напр€жение в обществе возросло. ¬осстани€ рабов, набеги германцев и неуверенность в завтрашнем дне привели к переселению собственников вилл в города, под защиту городских укреплений. ѕараллельно шла деградаци€ экономики. »мператоры пытались решить все проблемы путем роста денежных налогов и повинностей. ¬ыросшие налоги переобременили многочисленных владельцев вилл, они разор€лись, продавали свои поместь€. «емли, перешедшие к крупным собственникам, дробились на мелкие участки и сдавались в аренду колонам, которые расплачивались натуральной и отработочной рентой. ќсновой сельской экономики стало натуральное хоз€йство. ∆атка, рассчитанна€ на большие пол€ и серьезную организацию работ, была дорогой машиной, недоступной колону. ƒл€ уборки хлеба вновь стали примен€тьс€ исключительно серпы. «аказы на производство жаток сократились, а затем прекратились вовсе.

¬ойны, восстани€, нашествие гуннов, набеги германских племен, распад –имской империи привели к окончательному забвению галльской жатки. ∆атку погубили не технические, а демографические, социальные и политические причины.

3.2.2. јнализ социально-экономических условий

—табильность политического положени€ благодар€ присоединению к сильному государству, прекращение крупных войн, благопри€тные экономические услови€, и, самое главное обилие продовольстви€, привели в I - II веках к бурному росту населени€ и развитию крупных городов Ч центров торговли. Ќаселение √аллии в первом веке н. э., по оценкам историков, составл€ло около 15-20 миллионов человек.

¬ –име, во времена правлени€ јвгуста, 100-150 тыс€ч бедных граждан ежедневно получали даровой хлеб и другие продукты от императора и государства, в других городах такое же продовольственное обеспечение поддерживали декурионы. ќткуда же бралс€ этот даровой хлеб? ѕродовольственные потребности населени€ империи в хлебе удовлетвор€л импорт зерна из провинций, прежде всего из ≈гипта, —ицилии, —ардинии. ¬ конце 1 в. до н. э. к ним присоединилась √алли€. —ледует отметить, что излишки хлеба в √аллии возникли благодар€ тому, что здесь, накануне присоединени€ к –имской империи, получил распространение трехпольный севооборот. “рехпольный севооборот резко, почти в 2 увеличил урожаи, уменьшив при этом трудоемкость производства зерна Ч не нужна была раскорчевка леса, как при переложном земледелии. Ќо, большой урожай требовал увеличени€ количества работников (но только Ч на врем€ уборки), либо замены ручного труда механизированным. —ледовательно, в √аллии к концу первого века до нашей эры были не только услови€, но была и необходимость в повышении производительности труда в земледелии.

3.2.3. јнализ доступных ресурсов

ѕредыдущий анализ показывает, что по€вление подобной жатки было вполне закономерным €влением, логично вытекающим из потребностей тогдашнего общества. Ќо, люба€ удачна€ иде€, даже тщательно продуманна€ и просчитанна€, не может реализоватьс€, если дл€ этого нет подход€щих материальных и экономических условий Ч ресурсов. ѕопробуем вы€снить, были ли подход€щие ресурсы в √аллии.

¬ √аллии была необходимость в увеличении производительности труда в земледелии, во- первых, потому что от этого зависел доход землевладельцев, во-вторых, чтобы удовлетворить потребности в хлебе метрополии, и, наконец, в-третьих, потому что этого требовали увеличившиес€ урожаи при трехпольном севообророте.

¬ √аллии были интеллектуальные возможности дл€ изобретени€ жатки, поскольку уровень сельскохоз€йственных знаний был высок, а землевладельцы, бывшие легионеры, обладали инженерными знани€ми. ” них было врем€ и деньги дл€ разработки, изготовлени€, испытани€, доработки конструкции жатки.

¬ √аллии были услови€ дл€ внедрени€ подобной жатки: крупные земельные наделы, которые было выгодно обрабатывать таким способом, рациональные хоз€ева вилл, стрем€щиес€ к большим доходам, наличие у них денежных ресурсов дл€ заказа дорогосто€щих деталей, низкие налоги и защита власти.

¬ √аллии были ресурсы дл€ практического исполнени€ подобного изобретени€ Ч наличие залежей металлов, развита€ металлурги€, высока€ квалификаци€ ремесленников. ∆елезные инструменты и оруди€ примен€лись весьма широко, в том числе и в сельском хоз€йстве. »з железа делались топоры, лопаты, заступы, вилы, кирки, мотыги, серпы, косы, а также лемехи и плуги. —оответственно, была возможность создать и металлические детали дл€ жатки как благодар€ наличию сырь€, так и высокой квалификации мастеров.

ѕроведенный анализ показывает, что в √аллии накануне новой эры были все необходимые ресурсы дл€ создани€ и внедрени€ очесывающей жатки дл€ уборки зерна.

3.2.4. —равнительный анализ √алльской жатки и снопового метода уборки

—резание растений серпом при сноповом методе уборки было лимитирующим фактором, который сдерживал производительность, поскольку эту сложную операцию мог выполнить исключительно человек. —ерп, главное орудие уборки, был сделан Ђпод человекаї, с учетом его антропологического строени€, энергоэкономных движений, силы рук, определенных интеллектуальных усилий Ч нужно согласовывать положение и усили€ рук при замахе и срезе, описывать серпом особую траекторию. »менно эту часть процесса следовало улучшать в первую очередь. „тобы использовать дл€ срезани€ растений мускульную силу животных необходимо было резко упростить траекторию движени€ режущего рабочего органа до пр€молинейного механического. “о есть, нужно устройство, которое срезает колось€ пр€молинейным движением и делает это широким фронтом.

ќсознание этих требований, видимо, привело к тому, что главный рабочий орган жатки имеет вид широкого р€да острозаточенных параллельных зубьев. ¬место одного пучка, захватываемого рукой, стало много пучков, которые формируютс€ сужающимис€ носками зубьев. ¬место одного пучка, срезаемого серпом, стало много пучков, срезаемых острыми кромками зубьев. Ќо зубь€ срезали колось€ не так эффективно как серп. ѕоэтому потребовалс€ дополнительный рабочий орган Ч палка “ образной формы, которой не срезанные колось€ обламывались и сбрасывались в короб.

3.2.5. јнализ тенденций развити€ “— и подсистем

“енденции развити€ дл€ “— и подсистем стро€тс€ на основании информации о преобразовани€х “— и ее основных рабочих органов в процессе эволюции, полученной в ходе предшествующих этапов исторического анализа. “ренды дл€ очесывающих устройств, например, строились после анализа всех базовых конструкций Ч прото-“—, “—1, “—2, “—3, “—4, “—5. јнализ показал, что главной тенденцией развити€ очесывающих устройств было расширение их функций за счет присоединени€ дополнительных подсистем. Ёто положение согласуетс€ с положением ».ƒевойно о расширении функций “— в процессе эволюции [3]. »нтересен факт, что подсистемы осуществл€ли переход из надсистемы в подсистему очесывающее устройство, а не наоборот, как это следует из закономерностей развити€ “—.

ѕри анализе тенденций развити€ подсистем строитс€ графическа€ модель Ч дерево прогноза или прогнозна€ карта дл€ каждой из подсистем. ћетодика построени€ такой карты приведена нами в работе Constructing Forecast Maps of Engineering System Development, поэтому здесь мы не будем останавливатьс€ на этом вопросе [4]. ќтметим лишь, что дл€ очесывающего рабочего органа нами были выделены три основные тенденции:

ћоно-би-поли.

ƒинамизаци€.

ѕереход на микроуровень.

Ѕыл проведен анализ тенденций дл€ стеблеподающих рабочих органов, трансмиссии, молотилки, двигател€. ќни не привод€тс€ в данной статье ввиду большого объема материала.

4. ќбсуждение результатов. ¬ыводы

ѕриведенные результаты €вл€ютс€ частью реального прогнозного проекта по оценке перспектив развити€ различных технологий производства зерна, и очесывающих зерноуборочных устройств.

ћетодика включает в себ€ широко опробованные и хорошо зарекомендовавшие себ€ методы построени€ моделей “—.

¬ предлагаемой методике модели стро€тс€ дл€ нескольких поколений “—, что дает возможность легче провести их сравнительный анализ.

ќригинальной €вл€етс€ методика вы€влени€ трендов эволюции “— и ее подсистем и построени€ дерева прогноза.

Ёлементы предлагаемой методики прошли апробацию в нескольких консалтинговых проектах компании LG.

  недостаткам предлагаемой методики следует отнести высокую трудоемкость проведени€ исторического анализа.

—писок литературы

Ћитвин —.—. √ерасимов ¬.ћ. ƒальнее прогнозирование технических систем. –укопись, 1987

Peter James, Nick Thorpe Ancient Inventions New-York: Ballantine Books, 1994

ƒевойно ».√. –азвите технических систем. ∆урнал “–»«, 1991 том 2, є1

Nikolay Shpakovsky, Peter Chuksin. Constructing Forecast Maps of Engineering System Development. World —onference TRIZ Future 2001 report. Bath 2001

ѕетр „уксин, Ќиколай јндреевич Ўпаковский 1. ¬ведение ѕриступа€ к прогнозному проекту обычно изучаешь опыт предшественников, обращаешьс€ к корифе€м. Ќа наш взгл€д, наиболее ценные советы можно получить в работе —. —. Ћитвина и ¬. ћ. √ерасимо

 

 

 

¬нимание! ѕредставленный –еферат находитс€ в открытом доступе в сети »нтернет, и уже неоднократно сдавалс€, возможно, даже в твоем учебном заведении.
—оветуем не рисковать. ”знай, сколько стоит абсолютно уникальный –еферат по твоей теме:

Ќовости образовани€ и науки

«аказать уникальную работу

ѕохожие работы:

јлгоритмическа€ загадка молекул€рной эволюции
ѕреджизнь. ќткрытость. Ќелинейность. јттракторы
  вопросу о количественно-качественных переходах
ƒетерминированный хаос
—инергетическа€ парадигма современной экономической теории
„то такое стохастический резонанс?
јнтенна излучающа€
–азмышлени€ физика о тайне творени€ ¬селенной
–азработка интегрированного стартер-генератора на основе вентильно-индукторной машины
ѕентакварк, оп€ть пентакварк?

—вои сданные студенческие работы

присылайте нам на e-mail

Client@Stud-Baza.ru