Материал: 1284
В.П. Алексеев, Д.В. Озёркин
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И МЕТОДЫ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА
Учебное пособие
ТОМСК 2015
Министерство образования и науки Российской Федерации
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой КИПР
______________Д.В.Озеркин
“___” ___________20___ г.
В.П. Алексеев, Д.В. Озёркин
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И МЕТОДЫ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА
Учебное пособие
2015
2
Рецензент: профессор, д.ф.-м.н. Кузнецов Г.В.
Алексеев В.П., Озёркин Д.В.
Системный анализ и методы научно-технического творчества. Учебное пособие для студентов направления 11.04.01 «Радиотехника», магистерская программа «Проектирование и технология ботовой космической аппаратуры».
Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2015. – 325 с.
В процессе подготовки пособия использованы монографии, учебники, учебные пособия и дидактические материалы, опубликованные ранее в российских изданиях. Основой для пособия послужил опыт преподавания указанного курса на радиоконструкторском факультете ТУСУР в период с 1977 г. по настоящее время в рамках программы целевой индивидуальной подготовки (ЦИПС) для студентов-радиоконструкторов.
Алексеев В.П., Озёркин Д.В. 2015
Кафедра КИПР Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, 2015
|
|
3 |
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
1 |
Введение.......................................................................................... |
4 |
|
2 |
Системный анализ в проектировании ....................................... |
8 |
|
2.1 |
Определение и свойства систем РЭС ........................................................... |
8 |
|
2.2 |
Структура систем РЭС ................................................................................. |
23 |
|
2.3 |
Моделирование систем РЭС........................................................................ |
34 |
|
2.3.1 |
Классификация моделей .................................................................... |
34 |
|
2.3.2 Теоретические основы моделирования систем РЭС....................... |
67 |
||
2.4 |
Способы управления системами ................................................................. |
81 |
|
3 |
Методы научно-технического творчества ............................. |
106 |
|
3.1 |
Постановка задачи ...................................................................................... |
106 |
|
3.2 |
Критерии развития технических объектов .............................................. |
122 |
|
3.3 |
Методы исследования в научно-техническом творчестве ..................... |
139 |
|
3.3.1 |
Теоретический метод исследования ............................................... |
139 |
|
3.3.2 |
Экспериментальный метод исследования...................................... |
143 |
|
3.4 |
Методы генерации новых технических решений при |
|
|
|
проектировании РЭС .................................................................................. |
148 |
|
3.4.1 |
Метод мозговой атаки ...................................................................... |
148 |
|
3.4.2 |
Метод эвристических приемов........................................................ |
160 |
|
3.4.3 |
Морфологический анализ ................................................................ |
172 |
|
3.4.4 |
Функционально-стоимостной анализ ............................................. |
197 |
|
3.4.5 Использование теории решения изобретательских задач ............ |
218 |
||
3.5 |
Технология прикладного системного анализа при |
|
|
|
проектировании систем РЭС ..................................................................... |
243 |
|
3.6 |
Методический пример использования технологии |
|
|
|
прикладного системного анализа при проектировании РЭС................. |
249 |
|
4 |
Заключение ................................................................................ |
265 |
|
Рекомендуемая литература .............................................................. |
266 |
||
Приложение 1 – Межотраслевой фонд эвристических |
|
||
|
|
приемов преобразования объекта .................... |
269 |
Приложение 2 – Обобщенный эвристический метод ................... |
279 |
||
Приложение 3 – Фонд физико-технических эффектов (ФТЭ) ..... 288
Список литературы к Приложению 3 .............................................. |
324 |
1 ВВЕДЕНИЕ
Ставя перед собой задачу наиболее полного учета факторов, влияющих на процесс проектирования радиоэлектронных средств, инженерыконструкторы неизбежно приходят к необходимости иметь дело со сложными комплексными явлениями, относящимися к принципам функционирования, производства и эксплуатации синтезируемых систем. Это предполагает необходимость совместного изучения различных физических явлений с учетом социальных и природных процессов для создания конструкций с оптимальными потребительскими свойствами.
Сложность системы определяется количеством входящих в нее элементов, количеством и характером связей между этими элементами, взаимоотношениями между системой и внешней средой.
При изучении сложных, взаимосвязанных друг с другом проблем используется системный анализ, получивший широкое применение в различных сферах научной деятельности человека, и в частности, в логике, математике, общей теории систем, в результате чего сформировались такие науки, как металогика и метаматематика. Металогика исследует системы положений и понятий формальной логики, разрабатывает вопросы теории доказательств, определимости понятий, истины в формализованных языках. Метаматематика занимается изучением различных свойств формальных систем и исчислений.
Так как системный анализ носит общий, междисциплинарный характер, т.е. касается образования, развития, функционирования, синтеза любых систем, то некоторые идеологи считают, что системный анализ заменяет философию, является новой всеобщей методологией науки. Такое восприятие системного анализа неверно, так как сводит функцию философского знания лишь к методологии научного исследования. Во всех науках существуют философские основания, используются философские категории, но это не повод принятия основания теории за саму теорию. Системный анализ, с одной стороны, позволяет применять ряд общефилософских положений к решению частных задач, а с другой – обогащает саму философию развитием конкретных наук. Чем дальше развивается системный анализ, тем совершеннее развивается его язык, тем он дальше удаляется от своей первоначальной философской основы. Таким образом, отождествление системного анализа с диалектическим методом, с философией неправомерно и может привести к мировоззренческим и методологическим ошибкам.
В основе системного анализа лежит понятие системы, под которой понимается множество объектов (компонентов), обладающих заранее определенными свойствами с фиксированными между ними отношениями. На базе этого понятия производится учет связей, используются количественные сравнения всех вариантов для того, чтобы сознательно выбрать наилучшее решение, оцениваемое каким-либо критерием, например измеримостью, эффективностью, надежностью и т.п.