Теоретические обоснования разработки методик прогнозирования

 

Размещено на сайте 21.05.2009.

 

2 ПРЕДИСЛОВИЕ КАФЕДРЫ ПРОГНОЗОВ

Добрый день уважаемые читатели журнала «Методолог»,

Сегодня мы продолжаем подведение итогов по программе исследований посвящённых проблеме спирального развития техники.

Автореферат этого отчёта был опубликован в прошлом выпуске КП.

Журнальный вариант отчёта – диссертационной работы должен отвечать требованиям формата рубрики КП: не превышать 15 000 знаков (примерно 7 -10 страниц) текста на выпуск.

Материалы первой главы этого отчёта: «Теоретические обоснования разработки методик прогнозирования техники на основе использования моделей спирального развития» уже публиковались на страницах КП неоднократно:

Например:

  1. Models of Spiral Development of Technique , Y.Danilovsky, V.Lenyashin, A.Kynin
  2. . Морфное крыло истребителей будущего: забытые истоки Ю.Даниловский

а также практически во всех работах КП, где предпринимались попытки прогнозирования в особом формате популярных текстов, например «Как прогнозисты читают журналы про мобильные телефоны» и им подобным.

Даже указанные две работы имеют практически весь материал для описания смысла первой главы, но требуют 60 ти страниц, а нужно уложиться в 7-10, тем более, что по первой главе есть вспомогательные материалы опубликованных конспектов(1, 2, 3, 4).

Поэтому поступим проще. Я кратко изложу ту логику, которая управляет всей исследовательской работой по выбранному направлению. Отмечу, что исследования не закончены, а наоборот, открывают сегодня множество новых интересных направлений и даже загадок. Обобщённое суммирование всех материалов в одном отчёте делают понимание этой ситуации ещё более отчётливым.

При этом, для того, чтобы быть относительно легко понятым, я буду использовать уже сложившуюся стилистику материалов КП: пытаться рассказывать о сложном простым языком и не оставлять без конкретного примера ни один тезис.

Пользователей ЗРТС всегда интересуют в большей степени прикладные конкретные вопросы, чем «общие слова», философские аспекты и их нюансы, без которых невозможно моделирование в нашей дисциплине. Желающим я их расскажу индивидуально и очень подробно, именно поэтому возникла идея изложения диссертационной работы в журнальном варианте.

Всё, что непонятно – спрашивайте. Именно для этого и делается эта публикация.

Приятного чтения,

С уважением, ведущий рубрики КП,

Юрий Даниловский (yurydanilovsky@yanex.ru)

Теоретические обоснования разработки методик прогнозирования техники на основе использования моделей спирального развития как постановка задачи.

§1. Область исследований – прогнозирование развития техники.

Поводом для возникновения этой работы послужили прогнозные проекты, которые автор выполняет с 1986 года. Если изложить их в хронологическом порядке, то получится довольно интересный цивилизационный срез:

Системы местной амортизации для энергетического оборудования, системы регенерации воздуха, системы пожаротушения и дымоудаления, пылесосы, кондиционеры, стиральные машины, утюги, газоанализаторы, системы освещения, системы фиксирования информации на бумажных носителях, системы дефектоскопии, системы измерения давления, источники света для жидкокристаллических дисплеев, движители, солнечные батареи, мобильные телефоны, системы измельчения разных материалов (мельницы), системы порошковой окраски, роботы для оказания медицинских услуг, автомобили с разными источниками энергии и многие другие.

§2. Что было замечено при выполнении прогнозных проектов?

Во всех этих проектах обязательно выполнялся анализ исторических последовательностей изучаемого семейства ТС. Этот вид анализа в ФСА так и называется «генетический».

В результате накопилось большое количество наблюдений феномена повторов в истории развития техники. Для иллюстрации этого явления используем максимально простые примеры.

Большую коллекцию примеров этого явления можно посмотреть здесь.

Очевидно, что все эти наблюдения нужно было подвергнуть классификации, отвечая на вопрос: что именно «повторилось»?

§3. Классификация феномена повторов.

Феномен повторов удалось классифицировать, опираясь на понятие ресурсов развития техники следующим образом.

Примечание к диаграмме 1 механизмов спиральности:

Понятие «ресурсы развития техники» в прогнозных проектах несколько отличается от того, что в него вкладывалось на ранних стадиях развития ЗРТС.

Чтобы не загромождать постановочную часть лишней информацией дам краткое определение и ссылку на подробный материал.

Определение: Ресурсами развития техники будем считать «вещества», «виды энергии» (в разговорном «поля»), «пространство», «время» (на практике «движение» как производное от метров/секунду) и «информацию», которую будем подразделять на «Потребности», «Цену» и «специальные знания».

При этом, отметим, что смысл основного тезиса классической ЗРТС «люди развивают ТС в направлении устранения недостатков» остался справедливым, хотя исторически он формулировался несколько иначе ( «...ТС развиваются через законы, которые познаваемы…), но дополнился наблюдением «… используя для этого самые дешёвые в настоящий момент ресурсы развития…».

§4. Классификационная система превратилась в «большую программу».

Представленную диаграмму механизмов правильнее было бы сегодня представить в виде таблицы, которая может быть заполнена в формате «что сделано по сформулированной программе?

АНАЛИЗ ВЫПОЛНЕНИЯ СФОРМУЛИРОВАННОЙ ПРОГРАММЫ НИР

«Исследование механизмов феномена спирального развития техники»

Содержание программы исследований Что сделано
1 Повтор агрегатного состояния вещества Рабочего органа (*вещество) Собрана профессиональная коллекция по закону повышения Динамичности
2 Повтор структуры вещества Рабочего органа (* В) Собрана профессиональная коллекция примеров по закону перехода с макроуровня на микроуровень
3 Повтор типа движения (повороты) (движение) Разработан метод форономии как дополнение к закону повышения Проводимости
4 Повтор типа энергии (энергия) Разработана более полная классификационная система для описания закона повышения вепольности
5 Размерность : точка - линия - плоскость - объём (пространство) Разработана и апробирована модель «точка - линия - плоскость – объём- новая точка»
6 Повторы в рамках понятия «Цикл Потребления ТС» (время) Разработана и апробирована модель, предложен алгоритм из 12 вопросов
7 Количество элементов в системе и надсистеме ( И –информация) Разработана классификационная система и алгоритм из 9 вопросов для прогнозирования
8 Повтор типа связи между элементами (И ) Собрана профессиональная коллекция примеров в закон повышения Динамичности
9 Повтор физического эффекта (И ) Перенесено на следующий этап развития для создания специфического справочника
10 Повтор системного принципа ( И ) Исследован и классифицирован принцип Объединения на языке ресурсов развития, которых стал основой для системы методик ИФОР
11 Предназначение: добавлять/убирать/удерживать/отражать# вещество/энергию/информацию ( И ) Перенесено на следующий этап развития для создания специфического справочника
12 Недостаток ( И ) Разработана и апробирована в соавторстве с В.Леняшиным «Теория Вредной Машины»
13 Достоинство (И) Разработана теория оценки ТС с позиции анализа объединения ресурсов Потребностей
14 Повтор Рыночного Механизма (например, "техногенная мимикрия" ( И ) Описаны рыночные механизмы Мимикрия (классификационная система, алгоритм формирования новых решений в этом классе),

Удивляющая опция и феномен Гиганты- Карлики

.

Примечание к таблице НИР:

В комментариях нуждается п.13 выполняемой НИР, который обозначен словом «Достоинства ТС».

Это понятие появилось первоначально как диалектическое дополнение к понятию «Недостаток», а точнее «Вредная Машина» (ВМ) имеющее на сегодняшний день вполне чёткие определения:

1ое определение:

ВМ* есть объективно – субъективная фундаментальная причина изменений систем любой природы ( Тех. Эк, Соц, Фин,..) воспринимаемая в ходе аналитической природы как Недостаток любой природы, представленный в формате компонентной модели ТС.

При этом подразумевается возможность использования этого подхода во всех типах моделей ( 1.классическая модель ТС,2. Модель триады феномена исполнения Потребности, а именно: Инструмент –Изделие – Результат,

3.Модель техноценозов ТС,4. Модель Кооперативной Эволюции и т.п.

2ое определение:

ВМ есть та часть действия ТС, которая НЕ направлена на выполнение Предназначения ( Главной Полезной Функции) и может быть оценена с помощью выражения: 100% - (кпд ТС)=∑ВМ При этом:

  1. Понятие КПД применимо только к ПС.
  2. КПД далеко не единственная возможная характеристика ТС (моторесурс, безопасность, надёжность, ремонтопригодность, цена и т.п.)

Соответственно понятие «Достоинства ТС» можно описать как

1

Наследуемые или возникшие потребительские свойства ТС, делающие её конкурентоспособной. В этом контексте понятие становится предметом целей MVP (методик выбора главного потребительского параметра), однако, когда формировался титул этой НИР (2004-5) открытых публикаций по MVP ещё не было.

2

Временно это понятие определено так:

Всякая ТС есть продукт реализации конкретных Потребностей в контексте теории аттракторов.

Достоинства ТС есть такое сочетание реализованных Потребностей, которое обеспечивает тиражирование ТС как товара, иначе говоря - то, за что «покупатель голосует деньгами».

Отмечу, что вопросы технической генетики чрезвычайно интересны и перспективны не только в академическом смысле, но пока разработаны только на языке «теории аттракторов», о которой есть специально подготовленный материал выпуска. Сложив наработки по MVP и теории аттракторов можно получить новое направление в ЗРТС – «техническую генетику». Искренне приглашаются все желающие.

§5. «Большая программа» превратилась в маленькую, но прикладную.

Работа по п.10 программы НИР «Повтор системного принципа» позволила установить факт всеобщности принципа № 5 («Принцип Объединения»), что заставило обратить на него серьёзное внимание из-за его высоких структурообразующих свойств и сделать его основой классификационной системы для исследования феномена объединения ресурсов развития техники.

Работа по этой программе диаграммы 2, изображённой выше, позволила создать 16 профессиональных коллекций примеров, каждая из которых иллюстрирует реализацию конкретного сценария объединения ресурсов развития техники.

Коллекции составили основу справочника, который выносится на защиту.

§6. Прикладной результат программы – «справочник по феномену объединения ресурсов».

Для получения финального понимания образа прикладного продукта, который был бы извлечением из проведённых и проводимых НИР, было проведено отдельное исследование, которое правильнее было бы назвать «прогноз развития систем прогнозирования».

Главный вывод этого исследования:

Развитие современной теории ЗРТС невозможно без «справочников», потому что наша дисциплина сегодня в большей степени является наукой гуманитарной (филология, психология, социология), чем естественной (физика, математика, химия,…).

ЗРТС изначально создавалась как пограничная мультидисциплинарная наука и тезис её основоположника – Г.Альтшуллера о необходимости всем исследователям собирать «картотеки примеров» нашёл отклик лишь у нескольких человек.

Как аналогию справедливости высказанного тезиса можно привести пример существования в филологии словарей по синонимам, антонимам и омонимам, в физике и химии справочники по свойствам материалов и веществ.

Современные справочники в нашей системе знаний действительно существуют уже 15 лет. Это и поддерживающие софтверы, существование которых начались с выпуска в Минске первого пакета «Изобретающей Машины», и указатели физических эффектов. Однако, их повсеместное и широкое использование затруднено прежде всего их высокой стоимостью (программный комплекс Gold Fire Innovator* стоит примерно 60 тыс. долларов за рабочее место) и невозможностью «достройки» (дополнения) со стороны исследовательского и пользовательского контингента.

*- автор был пользователем этой программы. Много полезного, но прогнозные проекты весьма специфичная область. Английский язык программы не добавляет удобства. Система ЗРТС, которая там косвенно используется, перекочевала из «Техоптимайзеров», а это начало 90ых годов. Высокая цена делает этот справочник несуществующим для исследователей.

Есть программные комплексы справочного характера существенно более низкой стоимости на русском языке. Например, техническая энциклопедия «Программа ЭФФЕКТЫ 200» стоит не более 8-10 тыс. рублей, но описывает только п.9 «Повтор физического эффекта», сформулированной программы комплексной НИР (§.5), результаты которой лежат в основе настоящей работы. Кроме того там нет ни одного слова про ЗРТС.

Вывод: Создание общих справочников по ЗРТС и самых разнообразных специализированных (по принципу объединения, по Недостаткам, по функционально ориентированному поиску, etc) на принципах добровольности есть не только исторически обоснованное, но и абсолютно реальное дело. Приведу аргументы доказательств.

На таких принципах существует международное культурологическое явление ТРИЗ движения уже более 35 лет, журнал «Методолог» и система «Саммит разработчиков ТРИЗ». Никто никогда не требовал чьего-то финансирования.

Всё перечисленные соображения позволяют увидеть в развитии ЗРТС как одного из методов прогнозирования отчётливый конфликт с требованиями закона повышения Проводимости: справочники есть, но они и дОроги и не содержат достаточного объёма сведений собственно о ЗРТС, которые нужны для выполнения прогнозных проектов.

В целях преодоления описанного конфликта была проведена большая исследовательская работа, результаты которой выносятся на защиту:

1. справочник по видам объединений, содержащий более 1000 примеров.

2. алгоритмы исследования ТС с помощью справочника, которые представляют собой процесс последовательного рассмотрения всех разделов диаграммы 2, отдавая предпочтение тем, которые ещё не проявились в ходе развития изучаемой ТС.

Кроме того, для достижения поставленных целей была сформулирована задача создания специальных вспомогательных текстов по ЗРТС и прогнозированию абсолютно ненасильственной направленности, которые позволяли бы выполнить функции создания интереса к самой дисциплине ЗРТС со стороны проектировщиков и научных работников.

Аналогией в этом замысле можно считать одновременное

существование учебников по физике самых разных уровней сложности и, например, книг Перельмана «Занимательная физика». ( боле подробно об этом в §7).

Соответственно сформулированным требованиям были получены прикладные результаты.

«СПРАВОЧНИК ПО ЯВЛЕНИЯМ ОБЪЕДИНЕНИЯ РЕСУРСОВ»

МАТЕРИАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ СИСТЕМНЫЕ РЕСУРСЫ ТС + ТС ТС + БИОСИТЕМЫ
Вещества и

Закон перехода на микроуровень
аддитивное объединение Одинаковые (умножение) Биосистемы для переработки веществ
Поля (виды энергии, вес) Место ИЭнергии Появление ИЭ в ТС

Два процесса
Одинаковые: Большой + маленький Биосистемы как источники энергии
Пространство Повороты осей Разные, близкие по циклу Два процесса Ж→ТС ТС→Ж
Время (Движение) Неаддитивное объединение Разные , по возрасту  
Информация (Потребности) Объединение с СУ

(роботы, умные вещества)
Мимикрия

Объединение ТС и рыночных явлений
Биосистемы как сенсоры
Информация (Цена) Объединение ТР+РО

(тримминг колесо-мотор)
«Удивляющая опция»  
Информация (научная)

Справочник А.Кынина по новинкам техники
ВМ как аккорды Законов и Принципов Объединение с измерительными системами  
Информация (достоинства) Объединение в ЗОО Техноценозы  
Информация (история техники) диалектика повторы Объединение в ЗПКК Противоположные  
Информация (финансовые системы) Объединение в ЗЕБП Альтернативные  

Справочник находится в процессе наполнения практическими примерами уже несколько лет. Многие разделы обозначены, но не заполнены, что будет сделано на следующих стадиях развития. Можно рассматривать его как первую стадию создания общедоступных бесплатных справочных пособий, которые могут помочь исследователю получить полезную аналогию из истории развития техники.

Справочник по феномену объединения, представляемый в настоящей работе

дополнен справочником по проявлениям всех выявленных закономерностей развития техники, расположенным в Приложении, а также справочником, связывающим Недостатки ( «Вредные Машины») с конкретными рекомендациями из системы ЗРТС. Описанный справочник по «Вредным Машинам» разрабатывался в рамках темы исследования моделей спирального развития и входит в диссертационную работу В.Леняшина.

§7. Особенность методик, которые обеспечивают работу со справочниками.

В главе 2 настоящей работы будут описаны методики для работы с открытыми справочниками по инноватике Кафедры Прогнозов.

Все методики построены на основе результатов второй фундаментальной НИР, которая проводилась параллельно и одновременно с работой, программа которой позволила создать справочные пособия (§.5).

Вторая НИР имела следующее направление: «Исследование проявлений законов диалектики в системе ЗРТС ТРИЗ». Описание основных результатов этой НИР было опубликовано в нашем журнале.

Обобщённые результаты этой НИР также приведены в таблице- справочнике в виде профессиональных коллекций справочника ИФОР («СПРАВОЧНИК ПО ЯВЛЕНИЯМ ОБЪЕДИНЕНИЯ РЕСУРСОВ» коллекции Объединение в ЗОО,

Объединение в ЗПКК и Объединение в ЗЕБП)

Кроме того, результаты второй НИР приведены в специализированном вспомогательном справочнике по проявлениям ЗРТС, который разрабатывался для проведения именно прогнозных проектов.

Система ЗРТС для прогнозирования в рамках моделей S образного и спирального развития. Авторские коллекции примеров.

1.1

Закон повышения уровня вепольности

жМАТХЭМсми
1.2

микроуровень как феномен дробления и уменьшения линейных параметров элементов ТС и ТС
1.3

Закон повышения проводимости потоков вещества, энергии и информации
2.1

Закон увеличения полноты частей системы и сквозного прохода энергии, вещества и информации
2.2

Закон S образного развития как свойство нелинейности в развитии систем
2.3

Закон повышения идеальности ∑F/∑$→ max
3.1

Закон согласования/ рассогласования параметров системы и НС
3.2

Закон повышения уровня динамичности связей между элементами системы как индукция НС
3.3

Закон проекций ТС в НС

Эту справочную таблицу можно проиллюстрировать с помощью специальной диаграммы, расположенной ниже:

Диаграмма карты Закономерностей с дополнительными моделями спирального развития техники.

Основные результаты второй НИР «о ЗРТС как прикладной диалектике» можно кратко сформулировать в виде нескольких тезисов:

1. Кроме моделей S образного развития в прогнозных проектах можно и нужно рассматривать модели спирального развития. Одно дополняет другое.

2.Основной эвристический смысл применения этих моделей можно свести к упрощённой словесной формуле: « мы знаем, что повторы в развитии техники не редкость, а феномен, который будет проявляться с увеличивающейся частотой проявления, потому что техника развивается с ускорением. В свете этого предположения необходимо задать себе вопрос, какой из 14 параметров механизма спиральности мог бы повториться в следующем поколении изучаемой ТС?». Правильный вопрос всегда содержит часть ответа.

3. Формула п.2 наполнена конкретными смыслами в разработанных методиках использования справочника.

0.Теория Вредных Машин ( вынесена на защиту в отдельной работе В.Леняшина)

1.Метод Форономии ( глава 2)

2.Большой МАТХЭМ (глава 2)

3. проверочная процедура «Теория аттракторов» ( глава 2)

4. Поисковик (методика сочетанного использования нескольких законов одновременно)

5.Мимикрия , удивляющая опция и «Гиганты- карлики» ( глава 2)

6. Источник Энергии и НС ( глава 2)

7. проверочная процедура «Старые – молодые» (глава 2)

8. Теория циклов ( глава 2)

9. Модели объединения ТС (вход во все коллекции) ( глава 2)

10. Спирали в размерностях ( глава 3)

4. Формула п.2 наполнена конкретными смыслами в разработанных автором специализированных текстах, которые имеют особый статус. Это тексты предварительного (пропедевтического) вспомогательного смысла, облегчающего изучение методик, которые рекомендуется читать до изучения методик.

Фактически, сборник этих текстов, в которых собраны примеры реального прогнозирования с помощью ЗРТС представляют собой отельное издание, которое в доступной форме иллюстрирует использование существующих методик.

  1. Гадание о пылесосах (1-11)
  2. Решение задачи о датчиках давления в колесе
  3. Два противоположных процесса объединения искусственных систем (машин) и биологических систем (1,2)
  4. Пример про то, как прогнозисту «не поверили» (патентный пейнтбол)
  5. Как прогнозисты читают журнал «Популярная Механика»
  6. Как «прогнозисты» читают журналы про мобильные телефоны (1,2,3)
  7. «Диверсионный анализ Б.Злотина» & «Вредная машина В. Леняшина», или 12 полезных вопросов для построения прогнозных решений
  8. «Как прогнозисты хотят поменьше работать на даче» ( 1,2)
  9. Перенос технологий, или от кого «произошли» компьютеры?
  10. Из журнала «Незнание - Счастье». Апрель 2012
  11. Морфное крыло истребителей будущего: забытые истоки
  12. «Как прогнозисты читают автомобильные обзоры» (1.2.3.4.5.6.7.8.9.10,11)

Эти тексты выполнены в рамках специально разработанного за 5 лет жанра, которые должны обеспечивать первичное знакомство с процедурой выполнения прогнозных проектов в ненасильственной форме.

  • автор так и не нашёл адекватного названия жанру. «Научная фантастика по модели Жюль Верна»? Ведь именно он знаменит почти 20 тысячной «картотекой», которая была результатом его систематического мониторинга научно- популярных изданий того времени. Этим же занимается наш журнал «Методолог». Аналогичный проект – «Машина Открытий» В.Митрофанова. Это ведь тоже «картотека».Но популярные тексты по ЗРТС не являются «литературой» в общем смысле этого слова, поэтому слово «фантастика» не очень подходит.

Традиционные технологии передачи каких либо навыков и умений подразумевают последовательность «теория - практика». Однако, прогнозирование с помощью ЗРТС является синтезом научных и творческих методов (все виды искусствоведения, например). В таких дисциплинах как архитектура, живопись, музыковедение, театроведение «практика» может предшествовать «теории». Именно в таком контексте и разрабатывался сборник пропедевтических текстов для формирования технологии передачи знаний в науке о сценариях развития техники.

§8. Замечания по предстоящему изучению методик.

1. Чтобы не перегружать читателя лишней информацией и не утопить внимание в обилии деталей, все философские контексты моделей спирального развития как прикладной диалектики вынесены в приложения (1, 2, 3, 4).

2.Навыки специфического восприятия развития техники как диалектического процесса устойчиво формируются у практикующего прогнозиста в процессе ознакомления (запоминания)

А) коллекций примеров по проявлениям всех законов диалектики в развитии техники (Объединение в ЗОО, Объединение в ЗПКК и Объединение в ЗЕБП),

Б) со специализированными текстами по п. 4 предыдущего раздела, так и главным образом,

В) в результате самостоятельного построения исторических последовательностей.

В этом смысле можно сравнить передачу навыков с такой областью как обучение на композиторском отделении в консерватории и соответственно игрой на музыкальных инструментах доведённой до уровня исполнения импровизаций.

3. Сам акт прогнозирования развития техники является научным процессом не менее чем на 60% и творческим процессом не менее чем на 40%. Следует адекватно оценивать роль предлагаемых к изучению методик прогнозирования. Они не могут обещать «чудес быстрого освоения», потому что успешность любых творческих процессов определяется только практикой и индивидуальными способностями. Полагаю, что так будет всегда в этой области.

4. «Всё развивается по спирали» и сегодня тезис основоположника ТРИЗ о «индивидуальных картотеках примеров» вновь становится актуальным, но на качественно ином уровне понимания как науки о ЗРТС, так и рекрутирующих принципов этой науки.

 

Алфавитный указатель: 

Рубрики: 

Subscribe to Comments for "Теоретические обоснования разработки методик прогнозирования "