Понятие о методах, используемых при проведении научных исследований на автомобильном транспорте

Изучаемые вопросы:

мозговая атака; экспертные оценки Дельфи; морфологический анализ; теория решения изобретательских задач;математическое моделирование; метод дифференциального исчисления; линейное программирование; нелинейное программирование; динамическое программирование; корреляционный анализ; методы теории массового обслуживания.

Методы творческого мышления

Мозговая атака. Мозговая атака (мозговой штурм) — один из наиболее широко применяемых методов коллек­тивного поиска решений. Прямая мозговая атака основана на гипотезе, что среди большого количества идей, которые могут быть выдвинуты ее участниками, найдутся хотя бы несколько хороших. Основные правила ее проведения для 5—15 участников при продолжительности обсуждения 15 — 30 мин следующие:

а) формулируется основная проблема в четких терминах (в первую очередь: что, где, почему должно быть сделано);

б) ни одна высказанная идея по проблеме не объявляется ложной и не подвергается кри­тике ни одним из участников совещания, наоборот, любая новая идея должна поощряться.

Экспертные оценки Дельфи. Обобщение и статистическая обработка результатов экспертизы, проведенной группой экспертов, могут быть сделаны с помощью получившего большое распространение метода Дельфи.

Удобство этого метода заключается в отсутствии необ­ходимости сбора экспертов, так как он осуществляется путем рассылки и сбора анкет. Кроме того, обеспечивается достаточная надежность итоговых результатов, ибо обра­ботка ведется статистическими методами. Процедура ме­тода основывается на следующих принципах:

а) вопросы ставятся в четкой форме, позволяющей дать количествен­ную оценку ответам;

б) проводится несколько туров опроса с промежутком не более месяца между ними;

в) эксперты знакомятся с результатом опроса перед каждым следую­щим туром;

г) обосновываются оценки и мнения, отличающиеся от мнения большинства;

д) для получения обобщаю­щих результатов проводится статистическая обработка ответов в каждом туре.

Может быть рекомендована следующая схема реали­зации:

- выбирается группа высококвалифицированных экспертов;

- у выбранных специалистов-экспертов запраши­вается перечень тех безразмерных характеристик, кото­рые должны быть учтены в анализе эффективности. Раз­рабатывается единый перечень безразмерных характе­ристик;

- каждый из экспертов высказывает мнение о значи­мости каждой безразмерной характеристики единого пе­речня. При этом им предлагается попарно сравнить вы­бранные характеристики. Оценки, даваемые экспертами при попарном сравнении, не должны быть больше единицы. При этом не следует вычислять последующие оценки на основании предыду­щих — каждый раз эксперт должен видеть перед собой только данную пару безразмерных характеристик.

- устанавливается диапазон изменения шкалы балль­ной оценки (единый для всех характеристик перечня), например, от 0 до 10 баллов. При этом 0 означает, что дан­ная характеристика отсутствует или находится на мини­мальном уровне; 10 — максимальный уровень реализа­ции в процессе данного качества — безразмерной характеристики;

- эксперты (каждый из них) назначают по новому и ба­зовому вариантам (по конструкционным, технологическим и т. д. вариантам) соответ­ствующее количество баллов по каждой безразмерной характеристике единого перечня, например;

- каждый из экспертов указывает, на сколько про­центов следует изменить определенную размерную харак­теристику при улучшении безразмерной характеристики на один балл, например, на сколько процентов (или на сколько рублей) уменьшается цена (себестоимость) перевозок при улучшении каждой характеристики на один балл (стоимостной множитель).

Сформированные данные экспертной оценки безраз­мерных характеристик качества могут явиться необходи­мой составной частью обоснованного расчета некоторых экономических показателей нового технологического процесса, особенно при многовариантном анализе.

Метод контрольных вопросов предполагает анализ ответов на вопросы, касающиеся той или иной тематики. Существует много разновидностей данного метода, различаемых по именам авторов вопросов. Так, известны списки вопросов Бонзака, Буша, Грегори, Крика, Юнга, Вольфа и многих других.

Метод записной книжки Хефеле предполагает предвари­тельное ознакомление всех участников поиска решения проб­лемы с задачей и выдачу им записных книжек. Все привле­ченные специалисты записывают в эти записные книжки все идеи, которые им приходят в процессе работы над решением задачи. Одновременно им выдаются опросные листы со спис­ком контрольных вопросов. Через некоторое время записные книжки собираются и проводится анализ полученных ответов.

Метод фокальных объектов разработан американским специалистом Ч. Вайтингом и используется для поиска новых оригинальных решений модернизации исследуемого объекта. Слово фокальный здесь используется для того, чтобы подчерк­нуть, что все возможные признаки исследуемого объекта на­ходятся как бы в его фокусе. Процедура работы заключается в рассмотрении возможностей исполнения вариантов совер­шенствуемого объекта, объединенного с одним из различных признаков случайно выбранных или названных предметов.

Интегральный метод «Метра» разработан французским исследователем И. Бувеном и объединяет процедуры мозгово­го штурма, синетики, свободных ассоциаций и морфологиче­ских матриц. На первом этапе просматривают первоначальную формулировку задачи, переводя ее на понятийную основу. За­тем в новой постановке применяют метод мозгового штурма. После этого осуществляют экскурс в мир аналогий посредст­вом фантастических модельных представлений.

Метод маленьких человечков является вспомогательным и служит для наглядного представления процессов, которые должны происходить в идеализированной системе для полу­чения идеального конечного результата. Все процессы, проис­ходящие в системе, представляются в виде набора рисунков, каждый из которых отображает выполнение одной технологи­ческой операции. Такое художественно-графическое пред­ставление облегчает переход к конкретной конструктивной схеме.

Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) разра­ботана ученым Г. Альтшулером и его учениками. Эта теория включает большое коли­чество инструментальных средств, каждое из которых в отдельности или в совокупности с другими решает задачи модернизации и усовершенствования объектов, а также их дизайна. Эти средства включают: законы развития техни­ческих систем, приемы устранения технических противоре­чий, банки данных физико-технических, химических, гео­метрических, биологических, психологических и других эффектов, вещественно-полевые ресурсы, стандарты и ал­горитмы решения изобретательских задач. В общем случае ТРИЗ предполагает следующий алгоритм работы:

- анализ исходной ситуации;

- анализ задачи;

- анализ модели задачи;

- разрешение физического противоречия;

- анализ возможности устранения физического противо­речия;

- развитие полученного решения;

- анализ хода решения.

Морфологический анализ. Одним из наиболее интерес­ных методов поиска новых решений является морфологический анализ, который позволяет проектировать альтернативные решения по пер­вичным параметрам и выбирать из них сна­чала технически реальные, затем наиболее удовлетворяю­щие целям разработки и, наконец, наиболее экономически эффективные.

Последовательность проведения анализа морфологи­ческим методом впервые была описана его родоначальни­ком швейцарским астрономом Цвикки и может быть представлена в модернизированном виде с учетом техни­ко-экономического анализа следующим алгоритмом:

- дается точная формулировка проблемы, подлежащей решению (например, создание нового технологического процесса перевозок с увеличенной производительностью против сущест­вующего);

- выявляются характерные параметры Р_ki , от которых зависит решение проблемы (параметры погрузки и разгрузки, использование типов подвижного состава, параметры маршрута и т. д.);

- определяется возможное число k_l свойств каждого параметра (скорость сообщения, время задержек на маршруте и т. д.);

- параметры и свойства записываются в виде матрич­ной модели — так называемого «морфологического ящика»;

- соединение параметров и свойств Р_ki цепочкой и ис­следование вариантов цепочек в пределах морфологиче­ского ящика;

- определение технической возможности полученного решения;

- определение функциональной ценности получен­ного решения;

- отбор наиболее функционально ценных решений;

- сравнительный технико-экономический анализ ото­бранных решений и выбор наиболее экономически эффек­тивного;

- исследование возможных путей реализации решения.