Провести эксплуатационные испыта­ния, чтобы найти предельные размеры, между которыми заключена область нор­мальной работы изделия

Техническое задание в варианте А требу­ет особой формы объективных испыта­ний, известной под названием "метод примерок" (полнее он описан в книге Джонса [65] ). Этот метод, применяе­мый для определения размеров рабочего места, в принципе заключается в том, что испытуемых, представляющих потре­бителей разного роста, ставят в ситу­ацию, которая соответствует реальной ситуации во всех основных аспектах, кроме одного — того, который подвер­гается регулированию. Регулируемый размер изменяется короткими прираще­ниями (обычно по 25 мм) от "чрезмерно больших" до "чрезмерно малых" значе­ний и обратно. После каждой регулиров­ки испытуемому задают один из вопро­сов, приведенных в табл. 7.3, на которые он отвечает "да" или "нет". Он выполня­ет заданные стандартные действия при каждой наладке системы — в данном слу­чае изображает у края доски типовой гра­фик или текст, выбранный на этапе 3 ра­боты. Переналадку с одного положения на другое нужно выполнять не более чем за 10 с, так как ощущения, которые испытуемого просят сравнить, очень быстро стираются в памяти.

Результаты "примерок" фиксируют­ся в форме, показанной на рис. 7.15, с указанием минимальных, максимальных и оптимальных размеров доски для каж­дого испытуемого. Задача конструктора заключается в том, чтобы найти интер­вал, который был бы удобным для всех или для подавляющего большинства ис­пытуемых. Оптимум используется толь­ко тогда, когда конструктору не прихо­дится вторгаться в зону, неудобную для

кого-либо из испытуемых, чтобы добить­ся компромисса между противоречивы­ми целями проектирования. Если кривые распределения плотности вероятности для максимумов и минимумов пере­крывают одна другую, конструктору ос­тается пространство маневрирования "от­рицательной ширины". В таком случае приходится либо поступиться удобства­ми некоторой части потребителей, либо выпускать несколько размеров изделия, либо же дать потребителю возможность самому регулировать данный параметр изделия.

Определяя высоту классной доски, нужно регистрировать только макси­мальную высоту нижнего края доски и минимальную высоту ее верхнего края.

Если техническое задание сформули­ровано в варианте Б, то в ходе испыта­ний придется меньше отходить от реаль­ных условий, т.е. испытания проводят­ся более системно (разд. 9.7 "Системные испытания"). Все испытуемые должны быть преподавателями или лекторами, чтобы они могли успешно действовать перед аудиторией, а не только в лабора­торных условиях. Опытный класс или лекционный зал оборудуется доской, занимающей всю стену от пола до высо­ты 250 см. Подбирают преподавателей и лекторов, рост которых максимально приближается к заданному (153 и 188 см). (Здесь, возможно, придется пойти на некоторый компромисс, если среди работающих с учащимися преподавателей и лекторов не удастся найти людей необ­ходимого роста.) Каждого из испытуе­мых просят провести одно или несколь­ко занятий, требующих интенсивной ра­боты на доске, а наблюдатель фотогра­фирует доску всякий раз, как она будет заполнена. По анализу фотоснимков и после внесения в них поправки на откло­нение фактического роста преподавателя от заданного устанавливают уровни, в пределах которых будет лежать 95% са­мых верхних и самых нижних изобра­жений.

Замечания

Поиск границ - типичный пример "иссле­дования", о котором шла речь в гл. 4 и 5. Он направлен на то, чтобы:

а) уменьшить риск того, что. придется

Поиск границ

заново проводить проектирование или списывать в убытки затраты на оснастку и инструмент, когда на поздних стадиях будут обнаружены ошибки;

б) обеспечить "оперативный простор"
при увязке предельных размеров друг с
другом и при сглаживании противоре­
чий между ними;

в) получить проектную информацию,
которую можно использовать при разра­
ботке не только первого варианта конст­
рукции, но и ее последующих модифика­
ций, что позволит сократить средние рас­
ходы на разработку каждой конструкции
в данной серии изделий, не жертвуя ее
техническими характеристиками.

Фактов, убедительно свидетельствующих о том, что этих целей удается достичь на практике, пока нет. Зато известно так много случаев, когда их (с огромным ущербом для всех заинтересованных сто­рон) явно не удалось достичь, что, пожа­луй, есть прямой смысл воспользоваться этим методом. Однако цели "а", "б" и "в", по-видимому, так и останутся недос­тижимыми, если не сформулировать чет­ко задачу и не организовать сознатель­ный поиск предельных размеров. Поиск границ - это скорее экспериментальный, чем логический метод, и в этом отноше­нии он отличается от большинства "ме­тодов проектирования"; однако это один из самых полезных и практичных методов среди всех описанных в этой книге.

Может возникнуть впечатление, что трудоемкость исследований, описанных в этих примерах, особенно в примере с классной доской, непропорциональна по­лучаемым результатам. Это значит, что, сделав доску сверху и снизу, скажем, миллиметров на 50 больше, чем нужно, изготовитель понесет гораздо меньше убытков, чем при проведении описанных здесь испытаний, занимающих несколько человеко-недель. Однако, если, как ска­зано в примере, доску предполагается выпускать в массовом количестве, иссле­довательская работа в указанном объеме на деле окажется недорогой страховкой °т таких неприятностей, как, например, 5^-ное увеличение затрат на материалы, которые уходят на изготовление неис-

пользуемой части доски, или крупный ущерб в связи с необходимостью пере­оснащения массового производства, ес­ли размеры доски окажутся слишком малыми для потребителей.

Если сравнить приведенные примеры между собой, можно заметить, что сис­темный подход (разд. 9.7 "Системные ис­пытания") используется для решения тех частей задачи, которые не поддают­ся моделированию. В примере с пласт­массовым стулом саму пресс-форму мо­делировать невозможно, поэтому приш­лось испытывать реальные пресс-формы. Предполагалось (без достаточных на то оснований), что рабочие нагрузки можно определить и моделировать по стандарт­ному методу испытаний для школьной мебели. В процессе определения разме­ров доски методом "примерок" при ис­пытаниях использовались реальные люди, а единственным искусственно моделиру­емым параметром были размеры изде­лия. Предложенный здесь метод испыта­ний в аудитории с доской, занимающей всю стену от пола до потолка, оставляет все факторы в их реальной форме, за исключением того, что доска не имеет краев. Быть может, стоило бы провести испытания еще одного вида, ограничив размеры доски, чтобы выяснить, как из­меняется поведение преподавателей и учащихся, когда доска имеет слишком малые размеры. Однако такая работа от­носится больше к педагогическим, чем к конструкторским, исследованиям, по­скольку потребуется очень много време­ни, чтобы собрать достаточно обильный материал о результатах сравнительно не­большого уменьшения вертикальных раз­меров доски.

Необходимо отметить, что поиск гра­ниц в отличие от поиска одного приемле­мого значения дает результаты, которы­ми может воспользоваться не только фирма, финансирующая это исследова­ние, но и ее конкуренты. Поэтому поис­ком границ, по-видимому, целесообразно заниматься либо такой фирме, которая рассчитывает занять ключевые позиции на рынке и на один-два года обойти своих конкурентов, либо научно-исследова­тельской организации с независимым фи­нансированием, либо же исследователь­ской ассоциации, обслуживающей целую группу фирм.

Глава 7 Готовые стратегии (конвергенция)

Применение

Принципы

а) ступенчатого поиска (поиска мето­
дом приращений),

б) моделирования и

в) поиска границ вместо оптимальных
или единственных приемлемых значений

применимы при решении многих задач проектирования. По всей вероятности, опытные проектировщики научились в своих мыслях и суждениях исходить из этих принципов, основываясь в практи­ческой деятельности в значительной мере на собственном опыте. Однако они, види­мо, не привыкли и не готовы выполнять скучную на первый взгляд работу — по строгой форме составлять описание каж­дого этапа, когда новизна задачи требу­ет коллективной, а не индивидуальной разработки проекта. В таких случаях по­этапные методики типа описанных здесь должны приводить к гораздо более цен­ным результатам, чем не введенная в формальные рамки и неорганизованная попытка сотрудничества между проекти­ровщиками, потребителями, администра­торами и разного рода специалистами.

Обучение

Научиться поиску границ легко, если проектировщики готовы тщательно озна­комиться с инструкциями и достаточно подробно продумать свое положение, чтобы понимать, когда следует точно придерживаться изложенной в примерах методики, а когда отходить от нее. Вос­пользовавшись один раз методом ступен­чатого поиска или методом примерок, проектировщик усвоит все, что необходи­мо для его применения в будущем. Жела­тельно, чтобы на всех этапах можно было получить замечания специалиста по поис­ку границ; это особенно важно в начале работы, если методы используются впер­вые.

Стоимость и время

Организация работы по этим методикам и обработка соответствующей докумен­тации добавляют всего лишь несколько дней или недель к общей длительности процессов проектирования, которые в любом случае, чтобы иметь шансы на ус-

пех, должны занять много недель или ме­сяцев. Метод примерок требует от 1 до 5 человеко-дней на каждый исследуемый размер в зависимости от требуемой точ­ности и вероятных размеров ущерба от ошибки в проекте.

Библиография

Харпер [64] , Джонс [65,66] .

7.6. Кумулятивная стратегия Пейджа

Цель

Увеличить затраты усилий проектиров­щиков на анализ и оценку (оба эти про­цесса носят кумулятивный и конвергент­ный характер) и уменьшить затраты не­кумулятивных усилий на синтез реше­ний, которые могут оказаться непригод­ными, т.е. исключить необходимость раз­рабатывать плохие проекты, чтобы нау­читься создавать хорошие.

План действий

Кумулятивные этапы

1. Определить существенные цели, т.е.
такие цели, достижение которых необхо­
димо, чтобы проект удовлетворял заказ­
чика, потребителей и всех, кого он кос­
нется.

2. Определить внешние факторы, кото­
рые могли бы помешать достижению хо­
тя бы одной из существенных целей.

3. Установить критерии, позволяющие
однозначно судить о приемлемости про­
ектных решений.

4. Разработать методику испытаний по
каждому из критериев. Эта методика
должна быть такой, чтобы:

а) точность результатов была не боль­
шей, чем необходимо, чтобы отличить
приемлемое решение от неприемлемого;

б) вначале проводились испытания, за­
трагивающие большое число альтернатив­
ных решений, а потом те, которые затра­
гивают лишь несколько решений;

в) доля затрат на проектирование от
общей стоимости проектируемого изде­
лия не превышала заданной величины.