Логическая схема проектирования представлена процедурной моделью. В процедурной модели проектирования лежат этапы, характерные для трудовой деятельности с отсроченной реализацией. Она дает наглядное представление об основных процедурах и операциях проектирования, задача и методы решения, указывает на источники информации. Модель (рис.1.1) согласовывается со стадиями разработки согласно ЄСКД, а выпуск тех или других видов технической документации представлен как результат соответствующих проектных процедур.

Проектирования начинается из определения потребности в создании нового изделия, которая чаще всего диктуется по состоянию общественного производства и отображается в перспективных планах. Внутри предприятия она может быть вызвана стремлениям к производительности работы или к устранению ручных операций. Инженер, который постоянно наблюдает за по состоянию производства, своевременно ощущает ситуацию, которая препятствует повышению производительности работы. Это вызывает у него стремление к устранению препятствий. Если возникшая ситуация хорошо знакомая, то он

Рисунок 1.1. Процедурная модель проектирования

может сразу утвердить решение и перейти к его реализации. Однако значительно чаще инженер не может сразу найти лучшее решение, лучшим чином что удовлетворяет возникшую потребность. Тогда он прибегает к развернутому во времени сложному информационному процессу, то есть проектированию. Поиск может быть тогда удачным, когда есть ясное представление о его цель. Определение цели проектирования - весьма ответственная процедура. Во многих случаях результат разработки объектов новой техники окажется неудовлетворительным из-за неправильного или неточного формулирования цели.

Основная задача процедуры выбора целей – распознать в общих чертах объект проектирования и его окружение. Какой-нибудь четкой методики решения нет. Определенным чином организует решение задачи составления сценария и построение графа целей. Источником информации для выполнения процедуры есть прогнозы развития самого объекту проектирования и его окружение. Весьма удобный аппарат для анализа и синтеза информации представляет инженерное прогнозирование. Оно способное ответить на следующие вопросы: какие инженерные направления займут лидирующее положение в технике; какие возможные пропорции внедрения в практике конкурирующих направлений; какая достоверность использования в будущему тех или других направлений; какая предвиденная эффективность реализации технических направлений и, кроме того, когда можно ждать внедрение в производство отдельных технических решений и направлений. Прогнозирование становится особенно важным сейчас в эпоху развития науки и техники. Выбирая, например, тот или другой образ действия на среду, как основу для создания новой машины, конструктор должен помнить, что на проектирование и внедрение в производство его разработки пойдет не меньше 5 лет (речь идет о серийном изготовлении). За этот срок могут состояться существенные изменения в науке и технике, может оказаться, что выбранное направление перестанет отвечать научно-техническому прогресса и созданная машина морально устареет с первых дней своей жизни. Во избежание такого положения, нужно предусматривать развитие тех или других технических направлений. Уже на стадии определения целей, может возникнуть то или другое техническое решение. Однако опытный конструктор не спешит с его реализацией. Он знает, что это решения далеко не единое.

Как уже подчеркивалось, проектирование связано с формированием оперативной модели в сознании человека. Возможность формирования такой модели обеспечивается способностью мозга человека к опережающему отражению действительности, построение оперативной модели тесно примыкает к распознаванию. Как в том, так и в другом случае есть входная информация о признаках обьекта, а на выходе - вывод о самом объекте. Различие между оперативной моделью в проектировании и распознаванием состоит лишь в том, что в первом случае самого объекту не существует, тогда как во второму он реальный. Но, не смотря на это, в обеих случаях дело имеют не с самым «предметом», а с его признаками. Последние могут быть установленные и для еще не существующего объекту. Так при проектировании той или другой машины мы представляем себе, как она выглядит (которую имеет форму, размеры, тип рабочего органа), однако уже из самого начала известно, что она должна делать, известная ее ориентировочная производительность, стоимость и некоторые другие началу данные. Кроме того, можно установить, в которых условиях она будет работать (климатические условия, квалификация рабочего персонала и другие факторы). Проектированный объект окажется трудоспособный, если он приспособлен к окружающему среде и к заданным ему функций. Таким образом, окружающая среда и заданные функции являются теми признаками, с помощью которых можно распознать еще не существующий объект и тем самым составить оперативную модель. Задачи усложняется тем, что проектированный объект должен быть приспособлен к окружающим условиям не в настоящем времени, а в будущем. В связи с этим распознавания объекту связанное с прогнозированием. Здесь уместно обратиться до одного из приемов драматургии - приема составления сценария. Сценарий – сюжетная схема без литературного текста, о которой создается спектакль в театре, основанному на импровизации. Сценарий является коротким изложением содержания пьесы, в котором определенные главные моменты действия. Под сценарием в практике социально-экономического и научно-технического прогнозирования имеется в виду обзор, который содержит данные относительно ситуации, внутри которой протекают конкретные процессы, что является объектом прогноза. Эти данные относятся к самым разным сторонам прогнозируемой научно-технической, социальной и экономической ситуации и включают описание отдельных факторов или событий, которые делают прямое или косвенное влияние на реализацию конкретного события.

Описать ситуацию, внутри которой будет протекать работа проектированного объекту, это означает установить факторы его непосредственного и косвенного окружения. К непосредственному окружению надо отнести окружающую среду, внутри которого будет жить объект. К косвенному окружению нужно отнести факторы, определенные научно-технической, экономической и социальной ситуациями. Перечисленные факторы окружения представлены на рис 1.2.

Рис 1.2 Факторы окружения объекту проектирования

На первом этапе составления сценария формируются общие представления о проектированном объекте и потому взаимном влиянии факторов можно не учитывать. Здесь по сути происходит лишь выявления признаков ситуации, причем нужно начинать с простейших и очевидны, переходя потом к более сложным и менее очевидны. Выявление факторов окружения подобно к эмпатии (уживается в роль). Проектировщик ставит себя на место будущего технического устройства и оглядывается. Сначала перечень факторов, а потом по ходу описания могут быть раскрыты новые факторы окружения. Составлять сценарий нужно при проектировании нового изделия. После его освоения необходимо периодически вносить изменения в первичный сценарий для определения потребности в усовершенствовании изделия, расширение или сокращение объема его производства.

Описание факторов окружения начинается из изложения существующего положения и заканчивается прогнозом на будущее. Рассматривая каждый фактор как объект прогнозирования, нужно подобрать к нему наиболее соответствующий метод прогнозирования. Воспользуемся следующей классификацией. Классификация проводится за шестью признаками:

1. За природой объекту прогнозирования:

а) научно-технические (развитие фундаментальных и прикладных исследований, развитие техники, новое вид техники, технические характеристики, изобретения и открытия в области науки и техники, новые материалы, технология);

б) технико-экономические (экономика народного хозяйства по областям, развитие и размещения производства, промышленные предприятия, технико-экономические показатели производства продукции, организационно-экономические системы управления, освоение новых видов продукции, финансирование производства);

в) социально-экономические (демография, трудовые ресурсы, размещения продуктивных сил, образование, национальный доход, спрос, потребление);

г) военно-политический (международные отношения, опасные зоны, военный потенциал, стратегический курс, военные конфликты).

д) естественные (погода, окружающая среда, естественные ресурсы).

2. По масштабности объекту прогнозирования, определены числом сменных, что входят в полное описание объекту:

а) сублокальные – с числом значащих сменных 1…3 (производственная функция, траектория движения в трехмерном просторные, рабочее место);

б) локальные – с числом значащих сменных 4…14 (производственный участок, материал, нескладное техническое устройство);

в) субглобальные – с числом сменных 15…35 (цех, спрос на продукцию предприятия с соответствующей номенклатурой);

г) глобальные – с числом сменных 36…100 (предприятия, техническая система типа «станок – агрегат», транспортного региона);

д) суперглобальные – с числом сменных свыше 100(область, крупные предприятия, большая техническая система).

3. По степени взаимозаменяемости значащих сменных у них описании:

а) свыше простых (объекты с отсутствием существенных взаимосвязей между сменными);

б) простые (объекты, в описании которых содержатся парные связи);

в) складне (объекты, в описании которых содержатся парная и множественная связи);

г) свыше складней (объекты, в описании которых нужно учитывать взаимосвязи всех значащих сменных).

4. По степени детерминированности:

а) детерминированные (объекты, в характеристиках которых случайная составляющая не существенная);

б) стохастичные (объекты, в описании которых необходимый учет случайной составляющей сменных);

в) случаю (что имеют как детерминированные, так и стохастичные характеристики).

5. По характеру развития во времени:

а) дискретные (характеристики сменяются скачками);

б) апериодические (характеристики меняются в виде апериодической беспрерывной функции);

в) циклические (характеристики меняются в виде периодической беспрерывной функции).

6. По степени информационной обеспеченности:

а) объекты с достаточной количественной ретроспективно информацией;

б) объекты из недостаточной для обеспечения заданной точности прогнозирования количественной ретроспективной информации;

в) объекты, которые имеют лишь качественную ретроспективную информацию;

г) объекты с полным отсутствием ретроспективной информации.

В отечественной и зарубежной практике можно насчитать свыше ста методов прогнозирования. В данное время не разработанные, да и едва ли будут разработаны в дальнейшем любые рекомендации для однозначного выбора метода прогнозирования. Можно лишь ограничить ориентировочно область применения того или другого метода. В табл.1 представленные наиболее распространенные методы прогнозирования и позиции за шестью классификационными признаками, которые характеризуют объект.


Методы проектирования Классификационные признаки объекту
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6 7
Математическая подгонка полиномами А,Б,В,Д А - Д А, Б А БЫ, В А, БЫ
Экстраполяция по элементарным функциям А,Б,В,Д А - Д А, Б А, Б БЫ, В А, БЫ
Экстраполяция с учитыванием А,Б,В А - Д А, Б В, Г А, Б А
Функции с гибкой структурой А, БЫ А - Д А, Б А,Б,Г БЫ, В А
Экстраполяция по огибающих кривых А А А Б А, Б А
Авторегресивные модели А,Б,В,Д А - Д А Б БЫ, В А
Парные регрессии А,Б,В,Д А Б Б БЫ, В А, БЫ
Множественные регрессии А,Б,В,Д БЫ - Д В, Г Б БЫ, В А, БЫ
Компонентный анализ А,Б,В,Д В,Г,Д В, Г Б БЫ, В А
Экстраполяция факторов А,Б,В,Д В,Г,Д В, Г Б Бы А
Биологические модели роста А, БЫ А А А, Б Бы Бы
Биолого-Технические аналогии А А А, Б А, Б БЫ, В Бы
Экономические аналогии по опережающей стране Б А, Б А - Г А,Б,В А,Б,В А,Б,В
Технические прогнозы по опережающей области А А, Б А - Г А,Б,В А,Б,В А,Б,В
Анализ динамики патентования А А, Б Б Б А,Б,В А,Б,В
Методы, публикаций А А,Б,В БЫ,В,Г БЫ, В А,Б,В А, БЫ
Индексные для Цитаты методы А, Б А,Б,В БЫ,В,Г БЫ, В БЫ, В А, БЫ
Коэффициент полноты и уровня техники А, Б А, Б А - Г А,Б,В А,Б,В А,Б,В
Индивидуальный экспертный опрос А - Г А, Б А - Г А,Б,В А,Б,В А,Б,В
Коллективный экспертный опрос А – Г А,Б,В А - Г А,Б,В А,Б,В БЫ,В,Г
Историко-логический анализ БЫ,В,Г А, Б А – Г А,Б,В А,Б,В
Экспертные комиссии А – Г А, Б БЫ,В,Г А,Б,В А,Б,В БЫ,В,Г
Морфологический анализ А, Б А, Б А – Г А,Б,В А,Б,В
Синоптическая модель А,Б,В А,Б,В А – Г А,Б,В А,Б,В БЫ,В,Г
Метод «Дельфи» А,Б,В А, Б А – Г А,Б,В А,Б,В БЫ,В,Г
Метод эвристического прогнозирования А,Б,В А,Б,В А – Г А,Б,В А,Б,В БЫ,В,Г
Коллективная генерация идей А – Г А А – Г БЫ, В А В, Г
Деструктивная отнесенная оценка А – Г А,Б,В А – Г БЫ, В А В, Г
Динамический концептуальный анализ А,Б,В А,Б,В В, Г БЫ, В А В, Г
Политические игры Г А, Б В, Г БЫ, В А В, Г
Экономические игровые модели Б А, Б БЫ,В,Г БЫ, В А,Б,В БЫ,В,Г

Приступая к прогнозированию, необходимо в начале отыскать позиции, которые относятся к объекту за всеми классификационными признаками, а потом подобрать метод, который охватывает возможно большее число характеризирующих объект позиций.

Введем понятие коэффициента общности метода прогнозирования:

Количество позиций за всеми признаками, которые охватываются методом прогнозирования;

Общее количество позиций за всеми признаками.

Самым большим коэффициентом общности владеет метод коллективного экспертного опроса (20 позиций с 24). Нужно отметить, что и все методы, которые имеют отношение к опросу экспертов, владеют высоким значением этого показателя. Из других методов прогнозирования, которые владеют высокой универсальностью (по коэффициенту общности), выделяется метод «Дельфи» и морфологический анализ.

Среди всех приведенных методов определенную группу объединяет инженерное прогнозирование. Оно опирается на информацию, которая содержится в законченных проектных и научно-исследовательских разработках, в патентах и авторских свидетельствах. Под инженерным прогнозированием понимается научно обоснована информация, которая отображает в вероятностной постановке потенциальные возможности развития техники. На рис. 1.3 представленные источники информации, размещенные на определенных уровнях, и временные периоды прогнозирования. Инженерное прогнозирование распространяется на период не свыше 15 лет. На его основе можно получить ответы на следующие вопросы:

какие направления займут лидирующее положение в технике;

какие возможные пропорции внедрения в практике конкурирующих направлений;

какая достоверность использования техники;

какая предвиденная экономическая эффективность реализации технических направлений; когда можно ждать внедрение в производство объектов техники или целых направлений ее развития.

Инженерное прогнозирование использует наиболее универсальные методы. Среди них: коллективный экспертный опрос, экстраполяция, морфологический анализ.

Экспертные методы прогнозирования основаны на обработке мыслей специалистов. «Эксперт» от лат. expertus означает «опытный». Опрос экспертов может проводиться в устной форме (интервью) или в форме заполнения анкет. В качестве экспертов нужно выбирать специалистов, признанных ведущими в данной области и что имеют некоторый опыт прогнозирования. Количественный состав экспертной группы нужно формировать с учетом возможных следствий от неверного выбора целей проектирования. Так, например, если проецируется новое изделие для массового производства, то необходимо сформировать репрезентативную (представительную) выборку из генеральной совокупности экспертов. Для этого, прежде всего, определяют генеральную совокупность. К нее должны войти все известные специалисты в данной области. С учетом выделенных четверых сфер окружения объекту проектирования можно сформировать четыре группы экспертов, которые специализируются в областях: научных исследований - научно-техническая ситуация; экономики - экономическая ситуация; производства и потребление - социологическая ситуация; экологии - окружающая среда.

После выбора целей проектирования можно приступить к процедуры определения основных признаков объекту. Согласно основной концепции методологии эта процедура состоит в построении среза бинарных отношений между элементами целей и множества признаков по выбранному подмножеству целей.

Подмножества целей и признаков включаются в техническое задание.

Процедура поиска возможных решений напоминает формирование оперативных моделей в сознании человека. Она в найбольшей мерей опирается на творческие начала и выполняется чаще неформальными методами, однако уже


Уровни информации


наддолгосрочные >30

сейчас есть попытки разрабатывать варианты технического решения с помощью ЭВМ. Основные источники информации: техническая литература и журналы, авторские свидетельства и патенты.

На следующем этапе проектирования выполняется процедура принятия решения. Из множества вариантов необходимо выбрать лучший по показателю или показателям, которые устанавливают соответствие технического решения раньше выбранной цели. Принятие решения уже сейчас формализовано в значительно большей степени, чем предыдущие процедуры, хотя и содержит ряд задач, которые решаются эвристическим методом. Для сравнения вариантов, которые не содержат параметрическую информацию, можно применять матрицу решений и генеральную определяющую таблицу. На окончательном этапе принятия решения используется экономический расчеты.

Основным источником информации для сравнения вариантов служит опыт использования существующих однотипных изделий. Весьма полезную информацию для выполнения процедуры несет теория принятия решений, которое развивается.

Отобрав со всех возможных вариантов один, конструктор должен тщательно проверить его на трудоспособность и возможность технического воплощения. Эта процедура может быть названа анализом принятого решения. Методами решения задач на данном этапе проектирования выступают: кинематический и динамический анализ, моделирование. Может случиться, что выбранный вариант не удовлетворяет условиям трудоспособности или не может найти в современных условиях технического воплощения. В таком случае нужно снова вернуться к этапа принятия решения, отобрать другой вариант и провести его анализ. На схеме процедурной модели это отражено стрелкой, которая идет вверх. Окончательным оформлением принятого решения является техническое предложение. Любое даже самое передовое техническое решение окажется бесплодным, если не получит технического воплощения. Прогресс техники направлен на повышение производительности работы, поэтому каждая новая машина оказывается, как правило, продукитвнешой, но не всякая новая машина окажется более надежной. Вызывается это неудачным конструированием, неправильным выбором параметров. Современная машина выступает как единый агрегат, отдельные узлы которого находятся во взаимодействии. Так, например, вибрационное действие рабочего органа передается не только на обрабатываемую среду, но и на раму машины, на ходовое и силовое оборудования, на систему управления, ухудшая условия работы этех узлов. Стремление к полному устранению вредного действия на все узлы может, привести к существенному удорожанию машины. Удачная машина является оптимальным объединением параметров всех ее узлов. Выбор параметров можно отнести к классу задач, которые носят название экстремальных. Тот или другой критерий качества, улучшение которой составляет цель проектирования, выбирается главным и представляется в виде функции, которая подлежит максимизации или минимизации. Аргументами функции служат параметры машины. Область их допустимых значений ограничивается некоторым подмножеством. Решить поставленное таким образом задачи означает найти значение аргументов из заданного подмножества, при которых целевая функция приобретает экстремальный значение. По результатам процедуры выбора параметров может быть составлен эскизный проект. Он является совокупностью конструкторских документов, которые дают представление в общих чертах о принципе работы машины.

Получивши данные о параметрах машины, приступают к ее конструированию. Успешное выполнение этого этапа зависит как от опыта конструктора, так и от его умения использовать знание, полученные из таких наук, как «Детали машин», на основе которой проводятся прочности расчеты; «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения», что определяют требования к характеру и точности типичных соединений в машинах на основе эксплуатационного назначения, методы расчетно-опытного обеспечения прочности, физико-технические и экономические предпосылки систем допусков и посадок, построение и применения этех систем в комплексе с техническим измерениями, метрологические обьяснение качества продукции; «Надежность машин», что дает возможность оценить такие свойства будущего объекту новой техники, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохранность; «Эргономика», что характеризует систему « Человека-Машина-Среда» с учетом антропометрических, гигиеничных, психофизиологических и психологических свойств человека; «Техническая естетика», что формирует методы достижения выразительности, оригинальности, гармоничности и целостности форм машины; «Охрана работы», что определяет систему мероприятия по обеспечению безопасных для жизни и здоровья условий работы обслуживающего персонала; «Квалиметрия», что определяет теоретические основы количественной оценки качества продукции. Завершенная проектная разработка оформляется в виде технического проекта и рабочей документации, состав и содержание которых предусмотрены ЕСКД. При выполнении всех этех работ нужно постоянно помнить о весьма важном обстоятельстве в любой трудовой деятельности - контроля за выполнением принятого решения. В отличие от физической работы, когда человек имеет непосредственный контакт с предметом работы, при проектировании конструктор сталкивается лишь с изображением этого предмету. В процессе своей работы он может допускать ошибку, смысл которой нередко окажется скрытым к окончанию технического воплощения проектированного устройства при его испытании, а иногда и значительно позднее. Поэтому в контроль за результативностью выполнения принятого решения вкладывается более широкий смысл. Кроме обычной проверки черчений нужно практиковать анализ возможных ошибок, когда конструктор в мыслях «переживает» поведение машины или ее части в тех или других ситуациях. Чем более широкий этот анализ, то есть чем больше ситуаций может «пережить» конструктор и отстранить выявленные ошибки, тем большей мерой можно рассчитывать на успех в работе проектированного устройства.

Случайные новости

5.3.2 Ламинарное и турбулентная течение жидкости

Наблюдения показывают, что в природе существует два разных движения жидкости:
1. слоистая упорядоченная течение - ламинарный движение, при котором слои жидкости скользят друг друга, не смешиваясь между собой
2. турбулентная неурегулированная течение, при котором частицы жидкости движутся по сложным траекториям, и при этом происходит перемешивание жидкости.
От чего зависит характер движения жидкости, установил Рейнольдс в 1883 году путем. Эксперименты показали, что переход от ламинарногоруху жидкости к турбулентному движению происходит при определенной скорости (критическая скорость), которая для труб различных диаметров неодинакова: при увеличении диаметра она увеличивается, критическая скорость так же увеличивается при увеличении вязкости жидкости. Рейнольдс вывел общие условия существования ламинарного и турбулентных режимов движения жидкости. По Рейнольдсу режима движения жидкости зависят от безразмерного числа, которое учитывает основные, определяющие это движение: среднюю скорость, диаметр трубы, плотность жидкости и ее абсолютную вязкость. Это число называется числом Рейнольдса:

Число Рейнольдса, при котором происходит переход от одного режима движения жидкости в другой режим, называется критическим. При числе Рейнольдса наблюдается ламинарный режим движения, при числе Рейнольдса - турбулентный режим движения жидкости. Чаще критическое значение числа принимают равным, это значение соответствует переходу движения жидкости от турбулентного режима к ламинарного. При переходе от ламинарного режима движения жидкости к турбулентному критическое значение имеет большее значение. Критическое значение числа Рейнольдса увеличивается в трубах, сужаются, и уменьшается в тех, что расширяются. Это объясняется тем, что при сужении поперечного сечения скорость движения частиц увеличивается, поэтому тенденция к поперечного перемещения уменьшается.

Сущность и виды научно-технического прогнозирования. Система управления инновационной деятельностью предусматривает выполнение особых расчетов, связанных с разработкой научно-технических прогнозов.

Научно-технический прогноз представляет собой комплексную вероятностную оценку содержания, направлений и объемов будущего развития науки и техники в той или иной области. Основная функция научно-технического прогнозирования заключается в поиске наиболее эффективных путей развития исследуемых объектов на основе всестороннего ретроспективного анализа и изучения тенденций их изменения. В системе управления прогноз обеспечивает решение следующих важнейших задач: определение возможных целей и приоритетных направлений развития прогнозируемого объекта; оценка социальных и экономических последствий реализации каждого из возможных вариантов развития прогнозируемых объектов; определение мероприятий, необходимых для обеспечения каждого из возможных вариантов развития прогнозируемых объектов; оценка ресурсов, необходимых для осуществления намеченных программ мероприятий.

Прогноз сокращает количество вариантных проработок при формировании плана, повышает глубину и качество обоснования плана, формирует его конечные цели, определяет условия выполнения плана, моделирует возможные пути развития объекта, необходимые для их осуществления мероприятия и ожидаемые результаты. Таким образом, прежде всего он служит для обоснования плановых решений. Однако прогнозные разработки могут использоваться и для определения возможных последствий выполнения или невыполнения плановых решений. Необходимость разработки различных видов научно-технических прогнозов предопределяется сложностью инновационной сферы как объекта управления. Прогнозы различаются по характеру объектов, содержанию и периоду прогнозирования, масштабам и степени комплексности, уровню разработки и т. д.

Действующая практика прогнозирования предусматривает разработку научно-технических прогнозов на всех уровнях управления инновационной деятельностью в стране. В зависимости от уровня разработки объект прогноза дифференцируется и различается прежде всего широтой тематических рамок. С учетом широты тематических рамок и уровня разработки выделяют прогнозы: научно-технического развития страны и регионов; развития отдельных направлений науки и техники, а также решения межотраслевых научно-технических проблем; отраслевые научно-технические; развития самостоятельных ИП; развития отдельных видов техники, совершенствования элементов техники (узлов, агрегатов, механизмов и т. п.), и наконец, изменения отдельных параметров и характеристик проектируемой техники. Все они связаны между собой отношениями подчиненности и образуют иерархическую систему прогнозирования, которая обеспечивает органическое сочетание прогностической деятельности на различных уровнях управления и по всем направлениям и областям науки и техники. На рис. 7.6 представлена иерархическая структура научно-технических прогнозов в общей системе прогнозирования.

По глубине описания будущего прогноз значительно опережает объективные изменения, отражающие закономерности развития науки и техники. Чем раньше обнаружены те или иные тенденции в развитии прогнозируемого объекта, тем оперативнее и действеннее плановое руководство инновационной деятельностью в этой сфере. В целях глубокого обоснования подготавливаемых планов развития науки и техники предусматривается разработка трех типов прогнозов: краткосрочных, охватывающих период от 1 года до 5 лет, среднесрочных, рассчитанных на период до 15 лет, и долгосрочных (15 лет и более). При определении оптимального периода научно-технического прогнозирования должны учитываться характер конкретного объекта прогнозирования, а также общие темпы НТП в данной области знаний. Чем?же тематические рамки разрабатываемого прогноза, тем меньше должен быть период прогнозирования. В новых, быстро развивающихся областях науки и техники периоды прогнозирования укорачиваются, а сами прогнозы обновляются чаще, чем в традиционных областях.

Методы научно-технического прогнозирования. Разнообразие видов научно-технических прогнозов и задач, решаемых с их помощью в системе управления наукой и техникой, требует применения различных систем и

Рис. 7.6. Взаимосвязь отдельных прогнозов в общей системе прогнозирования

Народное хозяйство (регионы)

Приоритетные направления развития науки и техники

Отрасль народного хозяйства

Научные и производственные организации

Виды техники, научные области

Узлы, механизмы, агрегаты (элементы) техники

Отдельные характеристики, параметры техники

методов построения самих прогнозов. Каждый прогноз является результатом многоступенчатого процесса получения необходимой информации, ее переработки с помощью специальных приемов и оценки достоверности полученных результатов. Собственно совокупность этих трех элементов и характеризует конкретный метод разработки научно-технического прогноза. От того, какие данные необходимы для разработки прогноза, зависят выбор носителей информации, способ ее получения, последовательность и содержание выполнения специальных расчетов с целью объективной оценки перспектив развития исследуемого объекта.

Современная отечественная и зарубежная практика насчитывает более 130 различных методов разработки прогнозов. Все многообразие методических приемов научно-технического прогнозирования условно можно свести к трем важнейшим группам: прогнозирование на основе экстраполяций, экспертные методы прогнозирования и методы моделирования (см. рис. 7.7). Сущность методов экстраполяции, применяемых при прогнозировании науки и техники, состоит в том, что, анализируя изменение отдельных пара-

Рис. 7.7. Общая схема классификации применяемых методов и систем прогнозирования

метров разрабатываемого объекта в прошлом и исследуя факторы, обусловливающие эти изменения, можно сделать выводы о закономерностях его развития и путях совершенствования в будущем. В научно-техническом прогнозировании принято выделять два вида задач, решаемых методами экстраполяции: задачи динамического и статического анализа.

При динамическом экстраполировании главным и единственным фактором развития выступает фактор времени. В этом случае прогноз развития научного направления или вида техники составляется на основе тщательного анализа временнйх рядов, отражающих изменение того или иного прогнозируемого параметра во времени. Например, анализируется изменение во времени таких параметров, как мощность, скорость, надежность, весогабаритные характеристики и пр. Динамическая задача прогнозирования предполагает наличие поступательных эволюционных процессов в развитии прогнозируемых процессов с однонаправленным изменением основных параметров. В этом случае прогноз изменения параметров объекта в будущем строится по аналогии с ретроспективной практикой его развития.

Чаще всего для прогнозирования технических параметров используются функции вида:

У4 = Ь0 + Ь,^ (7.1)

где у - прогнозируемый параметр; t - год в прогнозируемом периоде; Ь0 и 1>1 - расчетные коэффициенты аппроксимирующей функции. Общий вид наиболее часто применяемых в прогнозировании функций представлен на рис. 7.8.

В аналитическом выражении развития прогнозируемого объекта (параметра) фактор времени рассматривается как независимая переменная, а значения параметров выступают как функции этой переменной. Однако состояние науки и техники к соответствующее изменение прогнозируемых параметров зависят от того, какие факторы, в каком направлении и с какой интенсивностью влияли на их развитие. Изменение параметра во времени выступает как результат действия многих факторов. Поэтому крайне важно в процессе разработки прогноза исследовать зависимости главных прогнозируемых параметров от факторов, влияющих на их развитие. В этой связи и возникает, как правило, вторая, статическая задача - экстраполирование тенденций.

Прогнозирование параметров по факторам, влияющим на их развитие, осуществляется на основе методов корреляционного и регрессионного анализа. Типичным примером экстраполяции параметров проектируемой техники методами корреляционного и регрессионного анализа является прогнозирование значений трудоемкости разработки машин и агрегатов по совокупности конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов.

Экстраполяция тенденций предполагает сходство условий, функций и принципов действия прогнозируемых объектов в прошлом и будущем. Быстрая смена, изменение принципов действия создаваемой техники оказыва- Наименование

Уравнение

Вид кривой

Линейная Экспоненциальная

(простая)

ь^Степенная

У* = Ь0еь 1*

ь7Гиперболическая (1-го типа)

у^Ьо + ^/лГ

^Гиперболическая (2-го типа)

Логарифмическая Рис. 7.8. Общий вид наиболее часто применяемых в прогнозировании функций

ют большое влияние на качество прогнозов на основе экстраполяции. Для прогнозирования быстро эволюционирующих процессов и объектов применяется метод экстраполяции переменных по огибающим кривым. Содержание этого метода заключается в построении огибающей кривой, приближенно отражающей общую тенденцию изменения прогнозируемого параметра по данным, характерным для различных поколений объектов одного функционального назначения. Прогнозирование по огибающей кривой сводится к экстраполяции точечных или интервальных значений параметра на тот или иной период (схему построения огибающей кривой на основе семейства кривых, характерных для изделий одного класса, см. на рис. 7.9).

Рис. 7.9. Построение огибающей кривой на основе семейства кривых

у Огибающая кривая У = ФО

Экстраполяция тенденций относится к количественным методам прогнозирования. Для прогнозирования же качественных характеристик, а также объектов, развитие которых не поддается формализации и статистическому моделированию, широко используются методы экспертных оценок.

Суть экспертных методов научно-технического прогнозирования состоит в том, что на основе априорных оценок квалифицированного специалиста или группы специалистов делается заключение о путях развития науки и техники, перспективных направлениях научных исследований и разработок. В зависимости от формы работы с экспертами различают индивидуальные и коллективные методы экспертизы.

Индивидуальные методы экспертизы предусматривают персональную работу с каждым экспертом и получение частного, предварительно не согласованного с другими мнениями заключения эксперта. Форма получения экспертных оценок может быть различной. Нередко опрос при индивидуальной экспертизе проводится методом интервью при непосредственном взаимодействии с экспертом. При этом эксперт руководствуется в основном лишь априорными представлениями о прогнозируемом объекте. Чаще же всего эксперты опрашиваются заочно путем заблаговременной пересылки им подготовленных анкет (аналитические экспертные оценки). В этом случае индивидуальные экспертные оценки носят аналитический характер, так как эксперт имеет возможность получить и проанализировать всю необходимую информацию об опыте развития и взаимосвязях прогнозируемого объекта. Однако и здесь оценка эксперта выступает в большинстве случаев как продукт его интуитивного мышления.

Среди методов индивидуальной экспертной оценки особого внимания заслуживает метод морфологического анализа. Он предусматривает строгую процедуру анализа и оценки возможных вариантов решения сложных, многоплановых технических проблем. Суть этой процедуры состоит в расчленении проблемы на отдельные составляющие, в определении возможных их состояний в будущем и последовательном рассмотрении всевозможных сочетаний ожидаемых состояний по всем составляющим проблемы.

Индивидуальные экспертные оценки редко используются как самостоятельный метод для разработки прогноза. В целях повышения обоснованности прогнозных высказываний индивидуальные оценки нескольких экспертов чаще всего сопоставляются и объединяются между собой, образуя коллективную экспертную оценку. Методы, предусматривающие такое объединение и сопоставление частных оценок, принято называть коллективной или групповой экспертизой. Как правило, ее применение сопровождается повышением точности и глубины разрабатываемых прогнозов. В то же время на групповом мнении нередко отражается коллективная односторонность суждений, обусловленная общностью культуры, традиций, влиянием главенствующего направления в развитии техники и т. п. Поэтому коллективное мнение экспертов может носить компромиссный характер в ущерб получению ценного оригинального решения. Перечисленные недостатки коллективной экспертизы в наибольшей степени характерны для метода, получившего название «метод комиссий».

Содержание разнообразных методов коллективных экспертных оценок сводится главным образом к тому, чтобы использовать все достоинства групповой экспертизы, сведя к минимуму ее недостатки. Осуществляется это прежде всего путем создания условий, благоприятствующих формированию объективных оценок. Одну из интереснейших попыток создания таких условий представляет собой метод «мозговой атаки». Сущность этой процедуры заключается в том, что работа группы экспертов распадается на два этапа: на первом - генерируются идеи, новые технические решения, на втором - производится практическая оценка полученной информации и отбор рациональных решений. Эффективность такой «атаки», проводимой с учетом определенных правил, оценивается по числу новых идей, выявленных в процессе обсуждения проблемы. В отличие от методов «комиссий» и «мозговой атаки» процедура метода Дельфи предусматривает полную изоляцию экспертов и анонимность их мнений. Опрос производится в форме анкет для выяснения относительной важности и сроков свершения ожидаемых событий в прогнозируемой области. Групповое решение принимается не с учетом мнения большинства, а на основе статистической обработки индивидуальных оценок с учетом степени согласованности мнений экспертов, которая характеризуется относительной величиной размаха индивидуальных оценок.

Ряд методов отражает нормативный подход к разработке научно-технических прогнозов. При таком подходе перспективы развития науки и техники определяются исходя из заранее установленной цели. В этом случае задача прогноза состоит в том, чтобы сформировать структуру взаимосвязанных элементов, обеспечивающих безусловное и наиболее рациональное достижение установленной цели. Структура взаимосвязанных элементов образует иерархическую систему, графическое изображение которой называют «дерево целей». На каждом его уровне располагаются элементы, раскрывающие содержание или средства решения проблем вышестоящего уровня. Примером нормативного подхода к разработке прогноза развития науки и техники на уровне отрасли может служить метод взвешенных оценок. Его содержание заключается в построении «дерева целей», состоящего из пяти уровней: общие цели НТП в отрасли, основные задачи развития научных исследований и разработок, основные направления НТП, главные научно-технические проблемы и важнейшая тематика НИР. Элементы каждого уровня оцениваются через систему взвешенных оценок. Последовательное рассмотрение элементов всех уровней позволяет обеспечить согласованность целей и путей решения проблем научно-технического развития отрасли с общими задачами социального и экономического развития народного хозяйства, государственной политики в области технического прогресса.

Одним из наиболее перспективных подходов к разработке прогнозов считается моделирование процессов развития науки и техники, т. е. определение перспектив изменения техники на основе адекватных моделей ее развития. По характеру используемых моделей различаются логические, информационные и математические модели прогнозирования. Логическое моделирование включает тщательное изучение внутренней логики развития прогнозируемого объекта и разработку на этой основе соответствующих исторических моделей (образцов). Исторические аналогии используются затем при решении конкретных ситуаций и задач развития прогнозируемого объекта. Практический интерес представляют методы построения различных информационных моделей. Так, статистический анализ числа научных публикаций, научных журналов, частоты использования печатных работ и т. п. дает возможность судить о темпах и характере развития научных дисциплин, тех или иных видов техники. В настоящее время разработаны и используются методы научно-технического прогнозирования, основанные на анализе информационных массивов, содержащихся в заявках на изобретения и выданных патентных документах. Отдельные подходы предусматривают комплексную оценку инженерно-технической значимости и экономической целесообразности использования анализируемых патентов и определение перспективности различных технических решений. Во многих странах использование патентной информации определяет техническую политику ИП.

Математические модели прогнозирования представляют собой наиболее универсальные и достаточно строгие методы анализа тенденций развития техники. Они позволяют дать количественное описание динамики развития реальных объектов прогнозирования, изучить характер и направления влияния на их изменение различных факторов. Для моделирования процессов научно-технического развития особенно часто используются методы статистического анализа, исследование производственных функций, динамическое программирование. Необходимо особо отметить, что ни один из реально существующих прогнозов не разрабатывается на основе только одного метода. Создание прогноза развития конкретного вида техники представляет собой сложное исследование, в процессе выполнения которого используются самые разнообразные методы и подходы, образующие комплексные системы прогнозирования. В зарубежной практике прогнозирования известны такие системы, как ПАТТЕРН, ЦППО (Франция), ФОРКАСТ и КВЕСТ, Дельфи и др.

Направление науковедческих исследований по разработке принципов и методов прогнозирования, а также сам процесс разработки научно-технических прогнозов. Научно-тех. прогноз - это вероятностная оценка возможных путей и результатов развития науки и техники, а также требуемых для их достижения ресурсов и организационных мер. Современное Н.-т. п. имеет характер систематического анализа тенденций и периодически уточняемой оценки перспектив. Прогнозисты, совместно со специалистами соответствующей отрасли знания, исходя из познанных объективных закономерностей и тенденций развития, общественных и иных потребностей, а также конкретных условий развития науки и техники стремятся сформулировать возможные альтернативы этого развития и обосновать выбор дальнейших его путей. При этом прогнозирование осуществляется тем успешнее, чем органичнее оно связано с планированием научпо-тех. и социально-эконом. развития. Н.-т. п. является социальной стадией предплановой подготовки.

Обобщающей особенностью Н.-т, п. является его системный характер, учитывающий как изменившуюся природу научно-тех. нововведения (разнообразие связей и масштабность следствий), так и быстро обновляющиеся исходные потребности, стимулы и условия развития науки и техники. Ныне известны прогнозы различной направленности: ресурсов, общественных потребностей, промышленного потенциала, развития социальных условий, демографические, комплексные прогнозы развития экономики и другие, имеющие тенденцию формироваться во взаимосвязанную систему представлений. Н.-т. п. непосредственно примыкает к системе прогнозов социально-эконом. процессов и может трактоваться как ее подсистема; но при этом Н.-т. п. сохраняет всю свою специфику, обусловленную своеобразием объектов, целей и методов прогнозирования. В основу классификации научно-тех. прогнозов положена идея, вытекающая из принятого определения прогноза как комплекса взаимосвязанных оценок: целей, путей их достижения и потребностей в ресурсах (рис. 1).

Прогноз 1-го типа, опирающийся на познанные потребности, на тенденции и закономерности развития науки и техники, используя опыт, накопленный в конкретных науках, призван выявить и сформулировать новые возможности и перспективные цели (направления) научно-тех. развития. Этот тип прогноза в науч. прогностике назван исследовательским прогнозом (ИП). Его наиболее трудным и ответственным, чаще всего заключительным этапом является оценка гипотетической результативности или, обобщенно говоря, значимости возможных вариантов целей научно-тех. политики. Полученные так сведения являются существенной частью формируемой с участием науч. прогностики концепции будущего науки и техники.

Научно-тех. прогноз 2-го типа назван программным прогнозом (ПП). Он исходит из познанных общественных потребностей, тенденций и закономерностей научно-тех. развития, а также данных, полученных ИП. Он призван придать этим знаниям прикладной характер: сформулировать программу возможных путей и научно-тех. условий для достижения целей и решения задач развития науки и техники. Сформулировав гипотезу о перспективных для данных условий возможностях взаимного влияния различных факторов, ПП (чаще всего на заключительном своем этапе) стремится дать оценку гипотетических сроков и очередности достиженря различных возможных целей. Тем самым ПП развивает начатую на этапе ИП формулировку концепции будущих возможностей науки и техники.

Научно-тех. прогнозом 3-го типа является организационный прогноз (ОП), который основывается на знаниях и представлениях об общих закономерностях и тенденциях развития науки, в т. ч. полученных ИП и ПП. Он исходит из представлений о наличных эконом, ресурсах и накопленном науч. потенциале. Задача ОП - формулировать обоснованную гипотезу об эконом, и организационных аспектах ожидаемого прогресса-иауки и техники, а также дать оценку и сформулировать требование к перспективам роста научного потенциала, необходимого для выполнения в прогнозируемый период программ исследовательских и проектно-конструкторских работ.

Выступая в комплексе, эти три типа прогнозов взаимно дополняют друг друга, предоставляя в распоряжение принимающих решения особо ценную систему данных. Однако мера «управляемости» ходом реализации прогнозов, возможности непосредственного влияния

на прогнозируемые процессы развития организационных и экономических факторон и соотиетственно возможности предвидения хода развития существенно различны. В этом отношении .

В научно-тех. прогностике можно довольно четко выделить три типичных интервала упреждения («эшелоны прогнозирования»). Прогнозы первого эшелона рассчитаны обычно на срок до 15-20 лет. При современных темпах развития за указанный период происходит одно-два удвоения общей численности выполненных науч. работ, удваивается к-во тех. средств производства, оканчивается срок действия большинства нынешних патентов и т. д. Очень важным обстоятельством является то, что в этот интервал времени укладываются типичные и имеющие тенденцию к сокращению сроки, в течение которых установленные наукой факты, явления и принципы переходят из фундаментальных наук в прикладные, оттуда - к разработчикам и после опытно-про-мышленной проверки - в стадию массового производственного использования основанных на них тех. средств. Существенно и то обстоятельство, что за этот период на передовую линию научно-тех. прогресса выходит новое поколение специалистов, составляющих к концу периода абсолютное большинство по отношению к тем, кто был участником работ в начале этого периода. За подобный отрезок времени в прошлые годы происходило два удвоения численности ученых и, по крайней мере, три раза удваивалась численность инж.-тех. работников (увеличение численности в 8-10 раз). Прогнозы этого эшелона исходят обычно из вполне определившихся в настоящее время во всяком случае теоретически) возможностей научно-тех. прогресса. В них содержатся не только качественные суждения, но и, как правило, количественные оценки. В обществе с плановым управлением эти прогнозы непосредственно стыкуют прогнозирование с практикой перспективного планирования.

Прогнозы второго эшелона рассчитаны на срок до 40-45 лет в будущее. Это время упреждения характеризуется удвоением общего объема принятых в современной науке концепций, теорий и методов. За это время произойдет удвоение численности населения мира (35 лет) и полная смена поколения творцов науч.-тех. прогресса (40-45 лет - оценка длительности периода самостоятельной творческой деятельности человека). В прогнозах, относящихся к этому периоду, количественные оценки все чаще уступают качественным. Видимыми ограничительными пределами подобных прогнозов считаются обычно лишь выкристаллизовавшиеся к настоящему времени фундаментальные законы и принципы естествознания. К тому же ученый, вырабатывающий прогноз такой дальности, уже не может ограничиться представлениями, присущими его конкретной отрасли знания (эти представления будут существенно обновлены), а обязан базироваться на более широкой системе вауч. представлений.

Прогнозы третьего эшелона ориентированы на срок до ста лет, а иногда и далее в будущее. Такие прогнозы носят, как правило, чисто гипотетический характер. Учитывая, что творцы научно-тех. прогресса столь отдаленного будущего будут исходить из выработанной ими системы науч. представлений, неизвестной нам пока во многих своих существенных аспектах, современный прогнозист в этом случае полагается скорее на свое мировозрение и творческую фантазию, чем на определенную систему естественно-научных представлений.

1. Типология прогнозов.

2. Построение системы непрерывного прогнозирования.

Количественные оценки здесь, как правило, отсутствуют, а качественные оценки и предположения ограничиваются лишь рамками наиболее общих законов логики, мировоззрения и естествознания.

Разные области и объекты прогнозирования требуют различной дальности предвидения прогнозирования. Представления мировой прогностики по этому вопросу с учетом последних данных приведены в табл.

Из приведенных в таблице данных видно, что существует значительный разрыв между требуемой и достигаемой ныне глубиной

прогнозирования. Отсюда вытекает актуальность совершенствования методов научно-тех. прогностики.

Учет фактора научно-тех. развития является в настоящее время важнейшим условием повышения эффективности решений, принимаемых в области управления экономикой. Этим определяется потребность в разработке действенных методов научно-тех. прогнозирования, являющихся инструментом, с помощью которого представляется возможным определить пути, результаты и последствия будущего научно-тех. развития и его влияние на содиально-эконом. процессы.

Современное Н.-т. п. насчитывает свыше ста различных по уровню обоснованности и эффективности методов и приемов. Такое разнообразие обусловливается, с одной стороны, спецификой различных объектов прогнозирования и разнообразием целей, поставленных перед разработчиками прогнозов, с другой - принципиальной возможностью разных подходов к предстоящему решению задач, что является свойством самого процесса научно-тех. развития. Существуют различные подходы к методике разработки научно-тех. прогнозов. Один из них основан на предположении о сохранении в будущем существующих пропорций и закономерностей научно-тех. развития. В рамках этого подхода разрабатываются методы экстраполяции. Второй подход базируется на предположении о том, что на основе мнений деятелей науки и техники (экспертов) возможно построение модели аргументированных представлений о будущем научно-тех. развития.

Метод, развиваемый с позиций этого подхода, получил название экспертных оценок метода.

В большинстве случаев экстраполяции в качестве исходной информации используют временные ряды динамики изменения определенных параметров различных тех. средств. Исходной информацией при использовании методов экспертных оценок служат мнения специалистов, занимающихся исследованиями и разработками в прогнозируемой отрасли. Выделяют также методы моделирования, использующие в качестве исходной информации сведения о тенденциях развития прогнозируемых объектов и мнения экспертов о возможных будущих путях и результатах развития прогнозируемой отрасли. Целесообразность выделения методов моделирования в отдельный класс определяется тем, что в отличие от методов экстраполяции и методов экспертных оценок, применение методов моделирования предполагает построение достаточно сложной и логически связной модели будущего функционирования объекта прогнозирования. При этом открываются большие возможности использования мощного формального аппарата логики математической, графов теории, матричного анализа и т. д. Известны методы инженерного прогнозирования, основанные на анализе динамики и тематической структуры мирового потока изобретений (патентов). К ним примыкают также используемые в прогнозировании, как вспомогательное средство, методы информационного слежения за потоками публикаций и сообщений, отражающими активность в разработке различных аспектов науч. проблем. Каждый из известных ныне методов прогнозирования имеет свои преимущества, слабые стороны и пределы возможностей. Однако в целом комплекс современных методов науч. прогностики представляет собой новый мощный инструмент формирования научно обоснованной политики в области развития науки и техники. Под влиянием все возрастающих темпов мирового научно-тех. прогресса оптимальная дальность прогнозирования, осуществляемого одним и тем же методом, обычно имеет тенденцию к сокращению. Отсюда вытекает настоятельная потребность в целеустремленном совершенствовании методов современной прогностики.

Особо перспективным является в этих условиях создание системы непрерывного прогнозирования (рис. 2). Разработанный комплексный прогноз (ИП, ПП, ОП) на оптимальную дальность, равную, напр., 10 или 15 годам, подразделен на несколько характерных для каждой конкретной области этапов. За время реализации первого этапа весь комплексный прогноз продлевается на и каждая из его составляющих уточняется на величину . Далее поступают аналогичным образом. Такого рода система прогнозирования, основанная на использовании современных средств вычислительной техники, в состоянии обеспечить оперативное решение таких важных задач, как постоянное информационное слежение за тенденциями научно-тех. развития,

систематическая технико-эконом. оценка уровня действующих и находящихся в процессе исследований и разработок сложных тех. систем, формулирование уточненных вариантов прогнозных гипотез и их текущую переоценку.

Лекция 4. методы инженерного прогнозирования. Недостатки прогнозирования. Оценка прогнозирования новой техники.

Наименование параметра Значение
Тема статьи: Лекция 4. методы инженерного прогнозирования. Недостатки прогнозирования. Оценка прогнозирования новой техники.
Рубрика (тематическая категория) Изобретательство

Разнообразие решаемых задач в области прогнозирования привело к разработке большого числа методов. Сегодня известно более 300 методов в составление прогнозов. Наиболее широко в технике используют следующие прогнозирования.

1. Метод экстраполяции, который основывается на переносœе динамики событий и состояний, имевших место в недалеком прошлом, на будущее. Широкое применение данный метод находит при краткосрочном прогнозировании, преимущественно в областях техники, где не предвидятся существенные качественные изменения в ее развитии. Областью этого метода прогнозирования является в основном события, развивающиеся эволюционным путем и достаточно медленно во времени.

Метод экстраполяции можно решать задачи двух типов:

1) статистические в которых анализируют связи между главным признаком и другими параметрами без учета фактора времени

2) динамические, в которых непременной составляющей уравнения является фактор времени

2. Метод экспертных оценок состоит по сути в том, что группе специалистов-экспертов ставят рад вопросов, касающихся развития данного технического направления или прогнозируемого объекта. Далее математической обработкой результата опроса экспертов устанавливают преобладающие мнение. Сложным при использовании этого метода, который носит субъективный характер, является выбор групп экспертов, установление принципов проведения опроса, оценка точности результатов и др.

данный метод целœесообразно использовать в случае отсутствия достаточно систематизированной информации о прошлом или в случае когда научно-техническое развитие в большой степени зависит от принимаемых решений, чем от самих технических возможностей.

3. Метод моделирования характеризуется тем, что анализ исходных данных ведут не на исследуемых объектах, а на их моделях, выполненных в соответсвии с требованиями теории подобия. Этот метод базируется на целœесообразном абстрагировании процессов развития событий в будущем. Наибоее общим и вместе с тем достаточно строгим направлением является метод математического моделирования.

Прогнозы обычно разрабатывают на период в течении которого принимаемое решение будет иметь действие.

Специальными исследованиями установлено, что в наше время обновление существующих видов машин происходит через 5-7 лет, а теоретические основы создания машин и тенденции развития принципов действия этих машин сохраняются в течение 10-15 лет. По этой причине при обосновании крайне важно сти создания машин оптимальным сроком прогноза является период в среднем до 15 лет. Достоверность прогнозов, сделанных на более длительный срок, заметно снижается.

На рис.1 дана схема процесса прогнозирования, на которой указаны этапы прогнозирования и связи между ними

Рис.1 схема процесса прогнозирования

ЦЕЛЬ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

ОБЪЕКТ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

ПЕРИОД УПРЕЖДЕНИЯ ТОЧНОСТЬ ПРОГНОЗА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ МЕТОД ОБРАБОТКИ И.Д.

РЕЗУЛЬТАТ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

ВАРИАНТ ПРОГНОЗА П1 П2 Пi

Исходным положением при прогнозирования является цель прогнозирования. Учитывая зависимость отнее принимают и объект прогнозирования (связь 1). Период упреждения и точность прогнозирования устанавливают исходя из цели и объекта прогнозирования (связи 2 и 3). Период упреждения (период, в который ведут прогнозирования) зависит от требуемой точности прогнозирования: чем больше период упреждения, те меньше точность прогнозирования; при крайне важно сти повысить точность прогнозирования уменьшается период упреждения (взаимосвязь 4).

Учитывая зависимость отпериода упреждения устанавливают необходимый объём и содержание исходных данных об объекте прогнозирования: чем больше период упреждения, тем полнее должны быть исходные данные; при малом объёме исходных данных период упреждения уменьшается (взаимосвязь 5).

Выбираемый метод обработки исходных данных зависти от требуемой точности прогнозирования: чем выше точность прогнозирования, тем точнее должен быть метод обработки исходных данных при снижении точности прогнозирования принимают менее точный метод обработки исходных данных (взаимосвязь 6). Для обеспечения требуемой точности прогнозирования крайне важно располагать соответствующим объёмом и содержанием исходных данных об объекте прогнозирования. По мере повышения точности прогнозирования объём и содержание исходных данных должны быть более полными (взаимосвязь 7).

Выбор метода обработки исходных данных об объекте прогнозирования зависит от принимаемого периода упреждения, тем точнее должен быть метод обработки исходных данных (взаимосвязь 8).

Наличие объёма и содержания исходных данных определяет выбор метода их обработки: чем полнее исходные данные, тем точнее должна быть метод их обработки. В то же время определœенный метод требует соответствующего объёма исходных данных (взаимосвязь 9).

Определив объём и содержание исходных данных о прогнозируемом объекте и приняв соответствующий метод обработки исходных данных, можно выполнить необходимые расчёты (связь 10,11). Произведенные расчёты должны дать возможность получить требуемый результат прогнозирования (связь 12), на основании которого бывают разработаны допустимые варианты прогноза. Не исключается, что полученный результат прогнозирования не будет полностью отвечать поставленной цели. В этом случае крайне важно учитывать отдельные этапы прогнозирования используя обратные связи.

Процесс прогнозирования, исходя из требований по точности должна быть разделœен на следующие три части:

1) детермированную, поддающуюся точному расчету

2) вероятностную, позволяющий устанавливать предполагаемую закономерность протекания процесса

3) ʼʼчистоʼʼ случайную, которая не поддается расчету

Прогнозирование конструкции машин включает рассмотрение следующих базовых положений:

1. Функциональное значение

2. Основные технические и экономические параметры

3. Возможные компоновочные схемы

4. Новые материалы и виды заготовок

5. Новые технологические процессы, оборудование и технологическая оснастка

6. Новые формы и методы организации и методы производством

7. Потребность и предполагаемый план изготовления машин

8. Строительство нового или реконструкция действующего предприятия

9. Народнохозяйственная эффективность от создания новой конструкции машины

Прогнозировать можно и отдельные параметры машины, к примеру массы. В ряде конструкций особое значение приобретает крайне важно сть ограничение массы на ранних стадиях проектирования. Для этого анализируют аналогичные конструкции и устанавливают математическую зависимость массы от базовых параметров машины. При этом следует учесть влияние на массу повышение конструктивной сложности отдельных сборочных единиц, а также коэффициента прогрессивного снижения массы конструкции совершенствованием методов расчета и конструирования применением прогрессивных материалов, заготовок и т.д.

Совершенные методы прогнозирования имеют следующие недостатки:

1) Недостаток воображения (ʼʼчутьяʼʼ), не позволяющий определить будущую полезность открытий, изобретений, исследований и разработок, что приводит к крайней пессимистичности прогнозов.

2) Переоценка возможностей, основанная на уверенности, что всœе теоретические возможное будет осуществлено на практике. Это приводит к крайней оптимистичности прогнозов.

3) Неспособность улавливать и учитывать изменения в конкурирующих системах

4) Чрезмерное опора экспертам

5) Неточность технических расчетов на которых базируются прогнозы

6) Невозможность предвидеть всœе будущее открытия

Несмотря на эти недостатки, в пределах практических потребностей используемые методы позволяют правильно с перспективой решать многие технические проблемы.

Лекция 4. методы инженерного прогнозирования. Недостатки прогнозирования. Оценка прогнозирования новой техники. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Лекция 4. методы инженерного прогнозирования. Недостатки прогнозирования. Оценка прогнозирования новой техники." 2017, 2018.

Организация работ по прогнозированию представляет собой комплекс взаимосвязанных мероприятий, направленных на создание условий для прогнозирования с целью подготовки информации для принятия оперативных и стратегических решений. Задачами организации работ по прогнозированию являются: сбор и систематизация необходимой для прогнозирования информации; подготовка специалистов, владеющих основными приемами и методами прогнозирования; формирование и организация функционирования рабочих органов планирования, интегрированных с существующими службами управления.Рациональная организация работ по прогнозированию должна обеспечивать оперативное получение вариантов качественных характеристик изучаемого объекта, тенденций его изменения, также сокращение средств и трудозатрат на проведение прогнозирования. При решении организационных вопросов необходимо установить, будет ли весь прогнозный расчет выполняться штатными сотрудниками или будет принято решение по привлечению сторонних специалистов. При разработке долгосрочных и среднесрочных прогнозов в ряде случаев целесообразно привлекать внешних консультантов. Для такого привлечения существует ряд аргументов: - прогнозирование требует профессионализма: специалист лучше владеет сложной методологией исследования, включающей разнообразные методы; - выполняя прогнозные работы в различных областях деятельности, консультант лучше ощущает связи между элементами целого, поэтому он может лучше реализовать системный подход как основу прогнозирования;- не являясь штатным сотрудником, внешний консультант больше заинтересован в объективности и эффективности прогноза и более объективен, так как не зависит от мнений других членов и руководителей хозяйственной структуры (с чем вынужден считаться штатный сотрудник).Привлечение консультантов-экспертов при разработке прогнозов обосновано на стадии сценарного прогнозирования, где требуется большое число экспертных оценок, аналитических расчетов.Структура прогноза обусловлена сроками, на которые он разрабатывается, а также основными направлениями научно-технического прогресса, которые зависят от «срока жизни» тенденций, сложившихся в период, предшествующий их разработке. Чем более устойчивый характер имеют тенденции, тем шире может быть горизонт прогнозирования. Прогноз является предплановым документом и поэтому его внедрение на практике означает разработку научно обоснованного, оптимального плана на основе использования вариантов прогноза и затрат на его достижение.

Порядок и последовательность работы определяется в зависимости от применяемого метода прогнозирования. Обычно работа выполняется в несколько этапов.



1-й этап – прогнозная ретроспекция, т.еустановление объекта прогнозирования и прогнозного фона. Работа на первом этапе выполняется в такой последовательности:

Формирование описания объекта в прошлом, что включает предпрогнозный анализ объектов, оценку его параметров, их значимости и взаимных связей;

Определение и оценка источников информации, порядка и организации работы с ними, сбор и обработка ретроспективной информации;

Постановка задачи исследования.

Выполняя задачи прогнозной ретроспекции, прогнозисты исследуют историю развития объекта и прогнозного фона с целью получения их систематизированного описания.

На этой же стадии осуществляется разработка задания на прогноз, т.е такого документа, который определяет цели и задачи прогноза и регламентирует порядок его разработки.

2-й этап – прогнозный диагноз, в ходе которого исследуется систематизированное описание объектов прогнозирования и прогнозного фона с целью выявления тенденций их развития и выбора моделей и методов прогнозирования. Работа выполняется в следующей последовательности:

Разработка модели объекта прогноза, в том числе формализованное описание объекта, проверка степени адекватности модели объекту;

Выбор методов прогнозирования (основного и вспомогательного), разработка алгоритма и рабочих программ.

3-й этап – проспекция, т.е. процесс обширной разработки прогноза, в том числе:

Расчет прогнозируемых параметров на заданный период упреждения;

Синтез отдельных составляющих прогноза.

4-й этап – оценка прогноза, в том числе его верификация (определение степени достоверности, точности и обоснованности).

Полученный прогноз в дальнейшем может быть подвергнут корректировке, т.е. уточнению по результатам верификации, с учетом дополнительных материалов и исследований.

Результаты прогноза оформляются в виде справки, доклада или иного материала и представляются заказчику.

В ходе прогнозирования у исполнителей может возникнуть прогнозный вариант, прогнозная альтернатива и необходимость проверки прогнозного эксперимента.

Прогнозный вариант – один из прогнозов составляющих группу возможных прогнозов.

Прогнозная альтернатива – один из прогнозов, составляющих группу взаимоисключающих прогнозов.

Прогнозный эксперимент – варьирование характеристик объекта прогнозирования на прогнозных моделях с целью выявления возможных допустимых, недопустимых прогнозных и альтернативных вариантов развития событий.

Верификация прогноза - проверка на истинность, достоверность. Различают несколько способов верификации прогноза:

Прямая (разработка прогноза методом, отличным от первоначально использованного);

Косвенная (сопоставление с прогнозами, полученными из других источников информации);

Повторным опросом (использование дополнительных обоснований или изменение экспертом его оценки, отличающегося от мнения большинства.) и др.

4. Основные стадии планирования.

В зависимости от того, о каких планах идет речь (государственных или планах организации) этапы планирования могут различаться. Государственное планирование осуществляется по строго определенным процедурам, порядок которых закреплен в специально разработанных методических рекомендациях, основанных на нормах закона 172-ФЗ «О стратегическом планировании в РФ» или подобных документах регионального или муниципального уровней управления. Подробно об этом будет рассказано в теме 4. В данной лекции мы рассмотрим процедуру планирования на уровне организации (предприятия).

В планировании, как в процессе, выделяют 4 основные ступени: составление плана; принятие плана; осуществление плана; оценка плана. При детальном описании, процесс планирования рассматривается в виде 12 этапов. 1) обоснование целей деятельности;

2) сбор экономической информации;

3) проведение комплексного экономического анализа;

4) составление прогнозов;

5) собственно планирование – составление проектов общего и частных планов;

6) утверждение планов;

7) доведение планов до исполнителей;

8) выполнение плана исполнителями;

9) контроль и мониторинг исполнения плана;

10) корректировка плана;

11) оценка итогов выполнения плана;

12) подготовка к разработке планов на следующий период.

Представленная в перечне последовательность этапов не является жестко фиксированной. За счет эффекта многообразных обратных связей может возникнуть необходимость в корректировке итогов предыдущего этапа, в согласовании решений по сопредельным разделам плана. «Неприкосновенной» остается ориентация на миссию предприятия, а конкретные средства и способы ее реализации могут видоизменяться в зависимости от динамично меняющихся условий внешней и внутренней среды предприятия.

Как видно из перечня этапов, планирование является непрерывным процессом, в котором соблюдаются принципы преемственности и непрерывности. Условность приведенного перечня состоит в том, что этапы могут разграничиваться с разной степенью детализации, а различные операции (этапы) – чередоваться в различной последовательности; возможен возврат к предыдущим этапам с целью корректировки или параллельная работа по нескольким операциям.

В рамках приведенного перечня этапов рассмотрим содержание каждого из них.

1. Планирование начинается с выбора приоритетов в развитии предприятия, что соответствует определению целей и методов их достижения.

2. Работа по сбору данных при осуществлении прогнозирования и планирования во многом одинакова. Однако при планировании используется преимущественно информация о внутренней среде хозяйствования, в то время как при прогнозировании велика значимость данных о факторах внешней среды функционирования предприятия.

3. Комплексный экономический анализ осуществляется в форме оценки информации о настоящем и прошлом в деятельности предприятия, что необходимо для определения будущего. В процессе экономического анализа изучаются данные об экономическом, коммерческом, технологическом, кадровом и ином состоянии в прошлом и настоящем с целью оценки будущих условий и результатов деятельности предприятия. Экономический анализ является обязательным начальным этапом планирования. Он включает: расчеты экономических показателей; содержательный анализ, т. е. определение позитивных результатов деятельности; выявление негативных аспектов в итогах деятельности предприятия; общую оценку деятельности; разработку рекомендаций по улучшению экономического положения предприятия.

Разработаны стандартные процедуры и методики экономического анализа. К основным методам экономического анализа относятся: сравнение; группировка; индексный метод; метод цепных подстановок; графический метод; балансовый метод; корреляционный и регрессионный анализ; факторный анализ; теория игр; теория массового обслуживания и др.

4. На основе данных комплексного экономического анализа разрабатываются прогнозы в виде многовариантных моделей (оптимальный, пессимистический и наиболее реальный варианты).

5. Следующий этап организации работ – собственно планирование, т. е. составление проектов общего и частных планов. Содержанием планирования является выполнение серии расчетов в соответствии с принятой методологией и получением системы итоговых плановых показателей.

6. Процесс утверждения плановых показателей включает предварительное обсуждение проекта плана заинтересованными службами фирмы, его рассмотрение высшим руководством предприятия, которое утверждает план либо возвращает его на доработку. Утверждение официальных планов фиксируется документально протоколом, приказом или распоряжением.

7. После утверждения планы доводятся до исполнителей: структурных подразделений, отделов, служб и отдельных работников. Необходимо обеспечить правильное понимание всеми исполнителями своих функций.

8. Следующим этапом является деятельность по выполнению планов, в этой работе заметную роль играют менеджеры. Важным условием успеха на этом этапе является взаимная согласованность и координация деятельности подразделений предприятия. При возникновении отклонений в отдельных звеньях производственной цепи нарушается общий цикл выполнения работ.

9. Весь ход выполнения плана необходимо держать под контролем. Для этого осуществляются контроль и мониторинг исполнения плана, включая все элементы производственного процесса и его конечный результат. Осуществляется мониторинг расходования всех видов ресурсов, проверяется соблюдение сроков выполнения производственных операций, оценивается экономический эффект по отдельным операциям и производственному процессу в целом.

10. При проведении контроля и мониторинга могут обнаружиться отклонения от плановых заданий либо изменения условий хозяйствования, что может потребовать корректировки плана по объемам, срокам, ассортименту. Сложной дилеммой в теории планирования является конфликт двух требований: адекватности и стабильности плана. С одной стороны, при разработке плана необходимо обеспечить возможность непрерывной его адаптации к изменяющимся условиям деятельности фирмы. С другой стороны, план должен быть относительно стабильным, чтобы он действительно мог служить ориентиром в работе предприятия. Разрешение данного противоречия состоит в принятии компромиссного решения на основе корректировки плана (постоянно либо эпизодически, по мере накопления его оперативных изменений). Но оба плана – первоначальный и скорректированный – должны иметь неизменные конечные параметры-критерии, позволяющие оценить степень достижения конечных целей деятельности.

11. При завершении планового периода подводятся итоги выполнения плана, выявляются причины и факторы отклонений, если они имели место, что должно быть учтено при планировании на следующий период.

12. После завершения очередного планового периода должен непосредственно включаться в действие новый план на следующий плановый период. Очевидно, что подготовка и разработка нового плана должна была осуществляться заблаговременно в период действия предыдущего плана.

Существенным организационным вопросом планирования является создание условий и определение мер по обеспечению выполнения плановых заданий. Основными из них являются:

· детальное и конкретное описание необходимых действий;

· определение перечня исполнителей с указанием решаемых ими задач;

· установление календарных сроков выполнения плановых заданий;

· определение центров ответственности по каждому разделу плана и плану в целом;

· ресурсное обеспечение, включая финансирование, материальное обеспечение, организационное обеспечение, технологическую базу, маркетинговую деятельность, кадровый потенциал и др.