Прогнозирование конструкций машин

Министерство  образования и науки Российской федерации

Федеральное Государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический  университет» 
 
 
 
 

Кафедра нефтегазопромыслового оборудования 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ 

на тему: «Прогнозирование конструкций машин» 

по дисциплине «Методология научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ»» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Студент гр. МП–07–02                                                              И.Р. Сулейманов 

Профессор                                                                          Ф. Ш. Забиров 
 
 
 
 
 
 

2011

СОДЕРЖАНИЕ 

Введение                   3

1 Понятие  инженерного прогнозирования             4

2 Цели и задачи инженерного прогнозирования            5

3 Методы, используемые в инженерном прогнозировании           6

3.1 Метод  экспертных оценок               6

3.2 Экстраполяция                 6

3.3 Морфологический  анализ                7

3.4 Факторы, влияющие на прогнозирование             8

Вывод                   9

Список  использованной литературы              10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ВВЕДЕНИЕ

     В современной ситуации происходит спад производства машиностроения. Однако, некоторые производственные предприятия имеют тенденцию к своему развитию, что определяется спросом на определенные виды продукции. В станкостроительной промышленности сложилась наиболее тяжелая ситуация с производством изделий, свойственных профилю отрасли. Многие производственные предприятия переспециализировались на выпуск продукции, несвойственной их профилю, то есть произошла диверсификация производства.

     Несмотря  на сложившуюся ситуацию в машиностроении, а также в промышленности в целом; необходимо продолжать заниматься прогнозированием, определяющем дальнейшее развитие соответствующих отраслей народного хозяйства.

     Прогнозирование в явной или неявной форме  основывается на информации, полученной с использованием первичных и  вторичных данных или первичной  или вторичной информации.

     Первичные данные получают в результате исследований, специально проведенных для решения  конкретной проблемы. Сбор  данных осуществляется путем наблюдений, измерений, опросов  и экспертных исследований.

     Вторичные данные – данные, собранные из внутренних и внешних источников для целей, отличающихся от целей конкретного  исследования.

     В сфере управления народным хозяйством прогнозы можно условно разделить:

1. Социальные;
2. Научно-технические;
3. Экономические.

     Все эти прогнозы условно делятся в зависимости  от характерных особенностей объекта  прогнозирования.

     1 ПОНЯТИЕ ИНЖЕНЕРНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

     Инженерным  прогнозированием называют предвидение и предсказание развития технических систем, конструкционных материалов, технологий и других технических объектов.

     По  времени упреждения инженерное прогнозирование  разделяется на краткосрочное (до 5 лет), обычно связанное с обоснованием новой конструкции модели технической системы, среднесрочное (5- 10 лет), относящееся к обоснованию нового поколения технической системы, долгосрочное (10 - 20 лет) инженерное прогнозирование и сверхдолгосрочное (более 20 лет) инженерное прогнозирование.

     Инженерное  прогнозирование выполняется с  помощью методов технического творчества и анализа последних патентов, законов и закономерностей развития техники, построения "дерева проблем" и "дерева целей", экспертных оценок, математического моделирования тенденций развития, инновационных игр, эскизного проектирования новой среды обитания человека и гармоничной ноосферы и многого другого.

     Эффективность инженерного прогнозирования перед  началом проектирования машин весьма значительна, и расходы на его  выполнение вполне окупаются. Сложность разработки методов инженерного прогнозирования объясняется тем, что, во-первых, недостаточен объем исходной информации и зачастую отсутствуют количественные данные, по которым можно оценить возможные варианты конструктивных решений; во-вторых, необходимость учета большого числа параметров и связей между ними даже в относительно простом проекте затрудняет его оценку, так как невозможно или весьма трудно дать обобщенную оценку конструкции по разным критериям. Все это указывает на необходимость соответствующей подготовки исходной информации 
 

     2 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИНЖЕНЕРНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ 

     Инженерное прогнозирование сводится к решению двух взаимосвязанных задач: технико-экономического обоснования (ТЭО) выбора аналога; последовательной сравнительной технико-экономической оценки тактико-технических параметров, эксплуатационных и эргономических показателей при выборе и разработке структурных и принципиальных схем конструктивных решений. Исчерпывающая оценка соответствия конструкции предъявляемым к ней требованиям возможна лишь на основе сравнения с прибором или устройством-аналогом. В качестве аналога следует выбирать лучшие образцы отечественной и зарубежной техники, руководствуясь общностью назначения и близостью диапазонов параметров изделий.

     Смысл инженерного прогнозирования сводится к выполнению следующих функций:

1. предсказание изменения внешних факторов, технических функций, потребительских качеств и критериев эффективности существующих технических объектов, а также предсказание новых актуальных потребностей, вызывающих появление принципиально новых технических объектов;
2. предсказание изменений конструкции технических систем.

     Целью инженерного прогнозирования является определение перспективных для реализации способов и тенденций развития конструкций оборудования, машин и механизмов и т.д, обеспечивающих максимальный уровень механизации работ при минимальном вложении средств и влиянии процессов на окружающую среду.

     Сведения, полученные в ходе решения поставленных задач в инженерном прогнозировании, составляют основу разработки требований технического задания на выполнение конструкторских работ по совершенствованию средств технологического оснащения.

3 МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ИНЖЕНЕРНОМ ПРОГНОЗИРОВАНИИ 

     В настоящее время инженерное прогнозирование  использует три наиболее универсальных  метода: метод экспертных оценок, экстраполяция, морфологический анализ. 

1. Метод экспертных оценок

     Этот  метод характеризуется тем, что решение поставленной задачи основано на суждениях экспертов. Специально приглашенных специалистов, суждения которых о решаемой задаче основывается только на собственном опыте и интуиции. Этот метод используется в основном при поиске новых решений в конструкциях существующих машин, а так же разработке совершенно новых конструкций. Применение экспертного метода целесообразно только в двух случаях:

1. при разработке совершенно новой конструкции машины, когда невозможно определить экологичность, эстетичность, эргономичность будущей машины, кроме как экспертным методом;
2. когда решение поставленной задачи требует больших финансовых затрат.

2. Экстраполяция

     Экстраполяция – распространение результатов, полученных из наблюдений над одной частью некоторой машины, на другую его часть. Экстраполяция относится к численным методам прогнозирования. То есть, Экстраполяция устанавливает тенденции, которые были в прошлом, и переносит их на будущий период. Методы экстраполяции во многих случаях сходны с методами интерполяции. Экстраполяция является приближенным методом прогнозирование. Соответственно то, что получилось спрогнозировать при помощи этого метода не обязательно должно сбыться. Но все-таки существует большая вероятность, того что прогноз сбудется. Этому методу можно отдавать предпочтение при усовершенствовании конструкции машины, а так же при разработке более совершенной конструкции.  

3. Морфологический анализ

     Морфологический анализ — пример системного подхода  в области изобретательства.

     Для проведения морфологического анализа  необходима точная формулировка проблемы, причем независимо от того, что в  исходной задаче речь идет, только об одной конкретной системе или конструкции, обобщаются изыскания на все возможные системы с аналогичной структурой и в итоге дается ответ на более общий вопрос. Например, необходимо изучить морфологический характер всех видов конструкций и предложить новую эффективную конструкцию станка-качалки.

     Точное  определение класса изучаемых систем (устройств) позволяет раскрыть основные характеристики или параметры, облегчающие  поиск новых решений. Применительно  к станку-качалке морфологическими признаками могут быть функциональные узлы: А — двигатель, Б — редуктор, В — основание, Г — управление.

Каждая  характеристика (параметр) обладает определённым числом различных независимых свойств. Так, двигатели: А1 — внутреннего сгорания, А2 — газовая турбина, А3 — электродвигатель, А4 — реактивный двигатель. Редуктора: Б1 — цилиндрический, Б2 — конический, Б3 — червячный, Б4 — планетарный. Основание: В1 — бетон, В2 — сваи, и т.д

     По  заданной проблеме в матричном выражении  фиксируются наиболее существенные параметры. Исходя из анализа предоставленных данных, выбираются оптимальные параметры,  составляется матрица и находится решение по новой конструкции.

4. Факторы, влияющие на прогнозирование

      Основу  инженерного прогнозирования  составляют три фактора, которые определяют:

     1) значимость новых открытий и  изобретений;

      2) цель и техническую стратегию;

     3) перспективный уровень развития  конструкций машин.

      В общем случае прогнозирование конструкций  машин включает рассмотрение следующего перечня базовой информации:

1) функциональное  назначение;

     2) основные технические и экономические  параметры;

     3) новые материалы и виды заготовок;

     4) новые технологические процессы, оборудование  и технологическая  оснастка;

     5) новые формы и методы организации  и управления производством;

     6) потребность машин и предполагаемая  численность их изготовления;

  7) строительство нового или реконструкция действующего предприятия; 
 8) народнохозяйственная эффективность от создания новой конструкции машины 

  ВЫВОДЫ 

     Существует  множество методов прогнозирования. В данном реферате я рассмотрел методы инженерного прогнозирования.

     Из  всего рассмотренного материала  можно сделать вывод, что прогнозирование  является неотъемлемой частью конструирования, разработки, усовершенствования уже существующих машин и механизмов. Прогнозирование в частности позволяет, при разработке совершенно новой конструкции, экономить средства. А так же в процессе обработки информации прислушиваться к мнению потенциальных потребителей и покупателей.

     Инженерное  прогнозирование позволяет сконструировать  совершенно новую конструкцию машины, основываясь на экспертных оценках, математическом анализе и морфологическом методе. Благодаря этому эффективность инженерного прогнозирования имеет высокий уровень.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 

1 Быков  В.П. Методическое обеспечение САПР в машиностроении.- М.: Машиностроение, 1989.- 256с.

2 Вольдер Б.С. Теория и методы прогнозирования. - М.: Теория вероятности и математическая статистика, 2000. - 503 с.

3 http://www.ngpedia.ru

4 http://ru.wikipedia.org