Использование непараметрического прогнозирования для поиска новых технических концепций

К непараметрическому прогнозированию [1] относят прогнозирование появления новых технических идей, сущность которого заключается в генерации изобретательских решений для прогнозируемого развития потребностей, с последующих их исследованием и отбором тех, которые с наибольшей вероятностью могут быть реализованы в рассматриваемое время. В предложенном авторами алгоритме [1] непараметрического прогнозирования выделены следующие основные этапы работы: подготовка исходных данных для прогноза, депараметризация параметрических данных, выявление противоречий развития, генерация идеальных перспективных вариантов, генерация виртуальных перспективных объектов, внесение виртуальных перспективных объектов в каталоги для проектирования, анализ виртуальных перспективных объектов и оценка их влияние на прогнозируемые потребности и составление уточненного прогноза развития объектов.

При использовании непараметрического прогнозирования для поиска новых технических концепций целью прогноза становится выявление ситуации, когда прогнозный рост потребностей лимитирован ограниченными возможностями их удовлетворения, при этом параметрический прогноз потребностей превращается в основу для создания непараметрического, основанного на историческом анализе развития потребностей и возможностей. В качестве метода такого анализа авторами предложено использовать матрицу развития потребностей и возможностей их удовлетворения. Минимальная матрица развития включает в себя три этапа развития, при этом обобщенные разновидности технического объекта на этих этапах развития можно определить, как прототип, тип и прогноз (рис. 1.).

Как видно из рис. 1, на каждом из рассматриваемых этапов развития концепцию машины или узла, соответствующую этому этапу можно рассматривать, как общий способ решения проблемы надсистемы, в которую входит данная машина или узел (на рис. 1 обозначено как «решение»). Это решение формируется, с одной стороны, задачей, постановка которой предопределена потребностями, порожденными общей проблемой надсистемы, а с другой, ресурсами, которыми производитель может располагать на данном этапе.

Рис. 1. Матрица развития потребностей и технических возможностей их удовлетворения

Концепция может быть реализована в виде технического решения различными способами, которые представляют собой варианты подсистем, входящих в состав машины или узла. На уровне каждой подсистемы в процессе реализации машины в виде опытных и серийных образцов возникают проблемы, проявляющиеся в виде противоречивых требований к ним. Совокупность этих проблем в их взаимосвязи, образует массив информации, на основе анализа и обобщения которого определяются новые проблемы надсистемы, которые, вкупе с изменившимися ресурсами, и предопределяют новую концепцию машины для следующего этапа ее развития. Для упрощения показан процесс создания только одной концепции для каждого этапа. В реальности, для текущего этапа, недостаточная и односторонняя информация о проблемах потребителя может приводить к ситуации появления нескольких концепций машины. В этих случаях необходимо, определить недостающую информацию о проблемах потребителя и провести исследования для поиска информации для уточнения характеристики проблем, либо сегментирования потребителей, для которых актуальны разные основные проблемы.

Рассмотренную матрицу развития потребностей и технических возможностей их удовлетворения можно рассматривать как реинвентирование процесса выработки общих концепций этапа развития.

Метод матрицы развития потребностей был использован в [2] для прогнозирования развития противобоксовочных систем локомотива, в результате чего был получен прогноз о том, что в будущем функции противобоксовочной системы радикально изменятся, и основной функцией станет управление сцепными свойствами в системе «колесо-рельс», основанное на прогнозировании изменения сцепных свойств под действием внешних факторов. Таким образом, возможность использования методов непараметрического прогнозирования для выдвижения новых технических концепций можно считать доказанной.

Литература:

1.                 Техническая инновационика. Методы изобретательского творчества: монография / [О. В. Измеров и др.]. — Орел: Госуниверситет — УНПК, 2011. — 149 с.

2.                 Концепция развития энергосберегающих электромеханических систем: монография. / А. С. Космодамианский [и др.]; под ред. Академика Академии электротехн. Наук Рос. Федерации, д-ра техн. наук, проф. А. С. Космодамианского. — Орел: Госуниверситет — УНПК, 2014. — 244с.