Російської економічної академії ім. Г. В. Плеханова
Розрахунково-аналітична робота з курсу методи пошуку і
прийняття інноваційно технічних рішень.
КАФЕДРА МЕХАНІКИ
Функціонально-фізичний аналіз фотоапарата «Зеніт»Виконав студент гр. № 723
Фролов Олександр Олександрович
факультет ІЕІ.
Науковий керівник
Дзвонів В. А.
Москва 2001
Функціонально-фізичний аналіз фотоапарата
Опис функції призначення.F = {D, G, H}
D - експонування;
G - світлочутливий матеріал;
H - з певними умовами.
Опис фізичної операції.Q = {A, E, C}
А - світло;
С - експонований світлочутливий матеріал;
Е - збір і накопичення.
3.Разбіваем фотоапарат на функціональні елементи.
Е1 - об'єктив;
Е2 - затвор;
Е3 - діафрагма;
Е4 - лентоперемативающій механізм;
Е5 - корпус;
Е6 - система фокусування;
Е7 - система управління;
Е8 - експозиційне пристрій.
4.Виделяем об'єкти навколишнього середовища.
V1 - світлочутливий матеріал (фотоплівка);
V2 - світло;
V3 - об'єкт навколишнього середовища;
V4 - людина.
5.Опісиваем функції виділених елементів.
П / н | Найменування ФЕ. | Позначення ФЕ. | Позначення функції | Опис функції |
1 | Об'єктив | Е1 | F1 | Створює оптичне зображення об'єкта на фотоплівці. |
2 | Затвор | Е2 | F2 | Забезпечує необ-ванням час експоні-вання. |
3 | Діафрагма | Е3 | F3 | Регулює кількість світла. |
4 | Лентоперема-зазнав механізм | Е4 | F4 | Перемотує фото-плівку на потрібну позицію. |
5 | Корпус | Е5 | F5 | Захищає і об'єднує всі елементи фотоап-Параті. |
6 | Система фокусування | Е6 | F6 | Фокусує світло на фотоплівку. |
7 | Система управління | Е7 | F7 | Управляє затвором і діафрагмою. |
8 | Експозиційно-ное пристрій | Е8 | F8 | Регулює час проникнення світла. |
6.Строім конструктивну функціональну структуру, яка описує функціональний взаємозв'язок між елементами.
7.Виделяем основні і допоміжні потоки.
Інформація
8.Проводім опис фізичних операцій виділених елементів.
Фізична операція - це загальний опис функціонування кожного елемента.
Q = {A, E, C}
№ | Найменування ФЕ і О.о.с. | А | З | Е | Фізичний закон або ефект | № дже ника | № прийом ника |
1 | Фотоплівка V1 | світло | кадр | збір та накопичення ня | потемніння | 6 | |
2 | Світло V2 | ||||||
3 | Об'єкт V3 | світло | світло | випромінювання ня | відображення | 2 | 5 |
4 | Людина V4 | інфор мація | хутро. енерг. | 12 | 11 | ||
5 | Об'єктив Е1 | світло | світло | проводь тість | переломлення | 3 | 7 |
6 | Затвор Е2 | мех.ен. світло. | світло | проводь тість | 7 | 1 | |
7 | Діафрагма Е3 | світло | світло | проводь тість | 5 | 6 | |
8 | Лентоперемат. механізм Е4 | мех.ен. | мех.ен. | вплив | 4 | 1 | |
9 | Корпус Е5 | мех.ен. | мех.ен. | проведен ня. | об'єднання | 4 | |
10 | Система фоку-сіровкі Е6 | мех.ен. світло | мех.ен. | збір. | фокусує світло | 4 Травня | 5 |
11 | Система управ ління Е7 | мех.ен. | мех.ен. | вохдействіе | 4 | 6,7 | |
12 | Експозиційно. пристрій Е8 | світло | інфор мація | преобра тання | 5 | 4 |
9.Строім потокову функціональну структуру, яка описує фізичну взаємозв'язок.
10.Проводім опис фізичного принципу дії.
Опис фізичного принципу дії проводиться на основі ПФС і тому ПФС і фізичний принцип дії можуть бути суміщені.
Принцип історизму.
Принцип історизму в ФФА - це історія виникнення потреби і різні способи реалізації цієї потреби раніше, сьогодні, а також можливі способи реалізації потреби в майбутньому.
Використання принципу історизму зводиться до ієрархічної матриці задоволення потреби.
Ієрархічна матриця задоволення потреби.
Потреба: отримання зображення об'єкта навколишнього середовища.
Цю потребу визначають наступні фізичні операції:
- Малювання.
- Фотографування.
Технічні рішення:
- Вугілля, олівець, ручка, фарби
- Камера обскура, механічний фотоапарат, електронний фотоапарат, фотоапарат з автоматичною настройкою,
цифровий фотоапарат.
Ієрархічна матриця задоволення потреби.
Наявність закономірностей розвитку. Закономірність стадійного розвиткуУ процесі розвитку людина передає свої функції технічного об'єкту.
Основні функції людини:
- Технологічна (Т)
- Енергетична (Е)
- Управлінська (У)
- Чи плануються (П)
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
Людина | ТЕУП | ЕУП | УП | П | - |
Фотоапарат | - | Т | ПЕ | ТЕУ | ТЕУП |
Я вважаю, що фотоапарат «Зеніт» знаходиться на 1 стадії розвитку, тому що людина управляє фотоапаратом, впливає на нього (механічна енергія) і планує його дії.
Апроксимація значень роздільної здатності
об'єктивів.
Роки | Роздільна здатність |
1749 | 10 |
1862 | 18 |
1870 | 20 |
1880 | 22 |
1891 | 30 |
1895 | 45 |
1900 | 58 |
1906 | 70 |
1912 | 85 |
1918 | 96 |
1933 | 104 |
1940 | 110 |
1969 | 117 |
1982 | 119 |
1995 | 120 |
Графічний вигляд:
Метод ранжування.
Недоліки фотоапарата:
1.Громоздкій
2.Ні автоматичної системи перемотування
3.Нет автоматичної настройки
4.Нема вбудованого спалаху
5.Тяжелий.
- | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | Кол. повт. | Ранг |
1 | - | 2 | 3 | 4 | 5 | 0 | 5 |
2 | 2 | - | 3 | 2 | 2 | 3 | 2 |
3 | 3 | 3 | - | 3 | 3 | 4 | 1 |
4 | 4 | 2 | 3 | - | 4 | 2 | 3 |
5 | 5 | 2 | 3 | 4 | - | 1 | 4 |
Як видно з таблиці 1 ранг отримав 3 недолік - немає
автоматичної настройки.
Метод гірлянд асоціацій.
Алгоритм 1.Формуліровка проблемної ситуа-ції. Встановлення об'єкта дослідження (найменування). Опрі-поділ синонімів об'єкта. | Приклад Проблема - необхідно усовершен ствовать фотоапарат. Об'єкт - фотоапарат. Синоніми - фотокамера, камера. |
2.Проізвольний вибір випадкових об'єктів. Отримання гірлянди випадкових об'єктів. | Випадкові об'єкти - іграшка, годинник, сумка, підставка. |
3.Составление комбінацій з елементів гірлянди синонімів і гірлянди випадкових об'єктів. | Фотоапарат з годинниковим механізмом, сумка для камери, фотоапарат з підставкою, іграшковий фотоапарат. |
4.Составленіе переліку ознак випадкових об'єктів. | Годинник: механічні, квадратні, електронні, пластмасові, ручні, настінні, дерев'яні, золоті, круглі. Підставка: металева, дерев'яні ва, висока, пластмасова. Іграшка: м'яка, гумова, дерев'яна, пластикова, кольорова. Сумка: шкіряна, матерчатий, об'ємна, маленька, дамська. |
5.Генерірованіе ідеї шляхом почергового приєднання до об'єкта та його синонімів ознак випадкових об'єктів. | Механічний фотоапарат, квадратна камера, електронний фотоапарат, пластиковий фотоапарат, маленька фотокамера, кольоровий фотоапарат, дамський фотоапарат, шкіряна камера. |
6.Из ознак випадкових об'єктів генеруються гірлянди асоціації. | Електроніка-техніка-комп'ютер-програма. Механіка-шестірня-механізм-машина-аварія-дорога. Пластик-вікно-погода-дощ-вода. Малюнок-портрет-стіна-бетон-дом. |
Шкіра-стиль-куртка-фігура-модель-дієта-вага. Квадрат-кубик-гра-діти-город-спека-сонце-батарея. | |
7.Генерірованіе нових ідей. До елементів гірлянди синонімів поступово потрібно приєднати елементи гірлянд асоціацій. | Електронний фотоапарат, фотоапарат з програмним управлінням, фотоапарат для підводної зйомки, іграшковий фотоапарат, стильний фотоапарат, легкий фотоапарат, фотоапарат із сонячними батареями, шкіряний фотоапарат. |
8.Оцінка і вибір раціональних варіантів ідей. Ідеї розбивають на 3 групи: 1 - раціональні ідеї; 2 - ідеї сумнівної корисності; 3 - нераціональні ідеї. | Раціональні ідеї: електронний фотоапарат, пластиковий фотоапарат, фотоапарат з програмним управлінням, фотоапарат для підводної зйомки Ідеї сумнівної корисності: іграшковий фотоапарат, стильний фотоапарат. Нераціональні ідеї: фотоапарат з сонячними батареями, шкіряний фотоапарат. |
Матричний метод прийняття рішень.
Х - альтернативні рішення;
К - критерії;
В - вага критерію Вj = 1
А - оцінки 1 X3 X1 = X3
X2> X3 X2> X3
K3 X1 <X2
X1 <X3
X2 = X3
2. Будуємо квадратичну матрицю.
Альт Альт | Х1 | Х2 | Х3 | по рядку | Рi1 | Рi1 |
Х1 | 1 | 1,5 | 1,5 | 4 | 11,5 | 0,46 |
Х2 | 0,5 | 1 | 0,5 | 2 | 5,5 | 0,22 |
Х3 | 0,5 | 1,5 | 1 | 3 | 8 | 0,32 |
25 | 1 |
Р11 = 1 * 4 +1,5 * 2 +1.5 * 3 = 11,5
Р21 = 0,5 * 4 +1 * 2 +0,5 * 3 = 5,5
Р31 = 0,5 * 4 +1,5 * 2 +1 * 3 = 8
Альт Альт | Х1 | Х2 | Х3 | по рядку | Рi2 | Рi2 |
Х1 | 1 | 0,5 | 1 | 2,5 | 7 | 0,274 |
Х2 | 1,5 | 1 | 1,5 | 4 | 11,5 | 0,452 |
Х3 | 1 | 0,5 | 1 | 2,5 | 7 | 0,274 |
25,5 | 1 |
Р12 = 1 * 2,5 +0,5 * 4 +1 * 2,5 = 7
Р22 = 1,5 * 2, .5 +1 * 4 +1,5 * 2,5 = 11,5
Р32 = 1 * 2,5 +0,5 * 4 +1 * 2,5 = 7
Альт Альт | Х1 | Х2 | Х3 | по рядку | Рi3 | Рi3 |
Х1 | 1 | 0,5 | 0,5 | 2 | 5,5 | 0,216 |
Х2 | 1,5 | 1 | 1 | 3,5 | 10 | 0,392 |
Х3 | 1,5 | 1 | 1 | 3,5 | 10 | 0,392 |
25,5 | 1 |
Р13 = 1 * 2 +0,5 * 3,5 +0,5 * 3,5 = 5,5
Р23 = 1,5 * 2 +1 * 3,5 +1 * 3,5 = 1910
Р33 = 1,5 * 2 +1 * 3,5 +1 * 3,5 = 1910
3.Определяем значущість критеріїв.
К1> K2
K1> K3
K2> K3
Крит Крит | К1 | К2 | К3 | по рядку | Bj | Bj |
К1 | 1 | 1,5 | 1,5 | 4 | 11,5 | 0,46 |
К2 | 0,5 | 1 | 1,5 | 3 | 8 | 0,32 |
К3 | 0,5 | 0,5 | 1 | 2 | 5,5 | 0,22 |
25 | 1 |
В1 = 1 * 4 +1,5 * 3 +1,5 * 2 = 11,5
В2 = 0,5 * 4 +1 * 3 +1,5 * 2 = 8
В3 = 0,5 * 4 +0,5 * 3 +1 * 2 = 5,5
4. Для кожного альтернативного рішення обчислюємо комплексний
пріоритет.
Рi комп = Рij * Bj
P1 комп = 0,46 * 0,46 +0,274 * 0,32 +0,216 * 0,22 = 0,3468
P2 комп = 0,22 * 0,46 +0,452 * 0,32 +0,392 * 0,22 = 0,33208
P3 комп = 0,32 * 0,46 +0,274 * 0,32 +0,392 * 0,22 = 0,32112
5. Проводимо порівняння комплексних пріоритетів.
Максимальне значення = 0,3468 має P1 комп. Отже альтернативне рішення Х1 - Фотоапарат із програмним управлінням - це найкраще рішення.