Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Моделирование и использование структурированных физических знаний 14
1.1 Активизация процессов поискового конструирования с использованием автоматизированных систем 14
1.2 Генезис методов синтеза физических принципов действия технических систем 19
1.3 Направление совершенствования автоматизированных систем поискового конструирования 36
1.4 Цель и задачи работы 39
ГЛАВА 2. Совершенствование методики синтеза структур физического принципа действия 41
2.1 Модификация существующей модели описания физических эффектов 43
2.2 Модернизация качественных и количественных условий совместимости физических эффектов 51
2.2.1 Качественные условия совместимости физических эффектов 54
2.2.2 Количественные условия совместимости физических эффектов 60
2.2.3 Генерация графа переходов физических эффектов 63
2.3 Методики построения структур ФПД 65
2.3.1 Методика построения линейных структур ФПД 65
2.3.2 Методика построения сетевых структур ФПД 70
Выводы по второй главе 74
ГЛАВА 3. Автоматизированная система синтеза физического принципа действия «ассистент» 76
3.1 Выбор средств реализации автоматизированной системы
«АССИСТЕНТ» 3.1.1 Формирование требований к программному обеспечению 76
3.1.2 Выбор инструментальных средств реализации автоматизированной системы 79
3.2 Архитектура и функциональная схема автоматизированной системы «АССИСТЕНТ» 84
3.3 Схема базы данных автоматизированной системы «АССИСТЕНТ» 90
3.4 Алгоритмические основы функционирования модуля синтеза структур
физического принципа действия 92
Выводы по третьей главе 97
ГЛАВА 4. Тестовые испытания и внедрение автоматизированной системы «ассистент» 98
4.1 Оценка эффективности автоматизированной системы «АССИСТЕНТ» 98
4.2 Внедрение автоматизированной системы «АССИСТЕНТ» 104
4.3 Практическое применение автоматизированной системы «Ассистент» 107
Выводы по четвертой главе 113
Заключение 115
Список использованной литературы 117
- Направление совершенствования автоматизированных систем поискового конструирования
- Модернизация качественных и количественных условий совместимости физических эффектов
- Архитектура и функциональная схема автоматизированной системы «АССИСТЕНТ»
- Внедрение автоматизированной системы «АССИСТЕНТ»
Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Базой любого вида деятельности
становятся научно-технические достижения – результаты фундаментальных и
прикладных исследований, изобретательской деятельности, опытно-
конструкторских работ. В настоящее время наиболее перспективным способом
получения нового знания и создание на его основе высоко конкурентного
инновационного продукта является использование различных
автоматизированных комплексов. При этом необходимо отметить, что решающее значение для всего процесса инновационной деятельности имеет начальная стадия проектирования и разработки будущего продукта. Таким образом, внедрение автоматизированных комплексов в научно-техническую сферу способствует более заметному техническому прогрессу.
Сегодня для процесса генерации научно-технических решений характерен
ряд особенностей, которые отличают текущий этап научного и
информационного развития:
-
Объем накопленных знаний неуклонно растет. Так, согласно оценкам некоторых экспертов, в 2013 году на поиск информации сотрудники тратят на 13% больше времени, чем в 2002. Во многом это объясняется существенным ростом объемов знаний и информации: появились масштабные базы данных, печатные и электронные материалы стали значительно доступнее, поисковые системы предоставляют все большее количество информационных сведений. В результате на поиск информации необходимо больше времени.
-
Накопленный к настоящему времени объем знаний в области физических наук настолько рассредоточен в различных монографиях, научных статьях и справочниках, что является практически необозримым для специалистов конкретных предметных областей.
-
Во многих случаях форма представления знаний затрудняет их непосредственное использование для решения различных задач.
-
Постоянно растут требования к качеству используемой в исследованиях и разработках информации во всех областях науки и техники.
В результате, текущий процесс генерации знаний качественно отличается от предыдущих периодов сложностью возникающих научно-технических задач и множеством способов их решения на базе последних достижений науки и техники.
В связи с этим актуальной задачей становится структурирование научных знаний в базы данных и автоматизация процесса их использования для решения конкретных научно-технических задач за счет создания специализированных автоматизированных систем. В частности, активно ведутся разработки по формированию специальных баз данных, в которых физические знания представляются особым структурированным образом в виде физических эффектов (ФЭ).
В литературе представлены различные подходы к формализации моделей описания ФЭ, созданию на их основе автоматизированных систем обработки физической информации. Значимый вклад в развитие научного направления, в
рамках которого осуществляется структурирование физической информации, внесли Г.С. Альтшуллер, А.И. Половинкин, В.А. Камаев, А.М. Дворянкин, С.А. Фоменков, В.Н. Глазунов, М.Ф. Зарипов, И.Ю. Петрова, R. Koller, а также другие отечественные и зарубежные ученые.
В работе взято за основу направление исследований, проводимых на кафедре «САПР и ПК» Волгоградского государственного технического университета. В рамках данной школы была разработана обобщенная модель описания ФЭ; создан фонд ФЭ, состоящий из 1328 единиц описаний ФЭ, а также разработаны различные автоматизированные системы, среди которых базовой является автоматизированная система синтеза структур физического принципа действия (ФПД).
Однако, задача синтеза структур физического принципа действия по-
прежнему далека от своего полного решения. Среди наиболее актуальных
проблем можно выделить следующие: задание на синтез структур ФПД
ограничено только параметрами входных/выходных воздействий;
существующие подходы и полученные на их основе технические решения не могут считаться эффективными, поскольку не учитывают структурные преобразования объекта ФЭ; в существующих автоматизированных системах синтеза ФПД предложены алгоритмы проверки физической реализуемости ФПД на качественном уровне, однако проверки на количественном уровне, т.е. с учетом совместимости ФЭ по диапазонам величин воздействий, не проводится; важным ограничением при использовании автоматизированных систем является недостаточность проработки вопроса синтеза сетевых структур ФПД.
Целью диссертационной работы является уменьшение доли ручного труда при проектировании технических решений за счет повышения эффективности синтеза структур ФПД. Под эффективностью синтеза структур ФПД будем понимать количество физически реализуемых решений.
Задачи исследования. Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:
-
исследовать методы синтеза структур ФПД в существующих автоматизированных системах поискового конструирования;
-
модифицировать модель представления ФЭ за счет увеличения количества информации, необходимой для эффективного процесса синтеза структур ФПД;
-
сформулировать качественные и количественные условия совместимости ФЭ за счет учета дополнительной информации, имеющейся в описании ФЭ;
-
разработать алгоритмы построения линейных и сетевых структур ФПД на основе модернизированных условий совместимости ФЭ;
-
реализовать предложенные алгоритмы в автоматизированной системе синтеза структур ФПД, а также проверить ее работоспособность и эффективность на ряде тестовых задач.
Объектом исследования являются структурированные физические знания и разработанные на их основе автоматизированные системы.
Предметом исследования являются методы автоматизации синтеза ФПД.
Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использованы методы математического моделирования, системного анализа, нечеткой математики, теории баз данных, объектно-ориентированного проектирования программных систем.
Научная новизна результатов, выносимых на защиту:
-
Модифицирована модель описания ФЭ для задачи синтеза линейных и сетевых структур физических принципов действия, которая позволяет увеличить количество информации, необходимой для эффективного процесса синтеза ФПД за счет добавления к существующим параметрам воздействий ФЭ физической величины, представленной в лингвистической и числовой форме.
-
Сформулированы качественные и количественные условия совместимости ФЭ за счет учета характера изменения физической величины, структурных преобразований объекта ФЭ и значений физических величин воздействий.
-
Разработаны алгоритмы синтеза линейных и сетевых структур ФПД на основе модифицированных условий совместимости ФЭ, позволяющие уменьшить количество физически нереализуемых структур ФПД.
Обоснованность и достоверность результатов. Достоверность научных положений и результатов, приведенных в диссертационной работе, обеспечивается использованием апробированных на практике методов математического моделирования, методов нечеткой математики, теории баз данных, а также подтверждается результатами проверки работоспособности и эффективности созданной системы на контрольных тестовых примерах.
Практическая значимость и внедрение. Предложенные модели и алгоритмы реализованы в автоматизированной системе «АССИСТЕНТ», выполняющей синтез структур ФПД. «АССИСТЕНТ» может использоваться инженерами и изобретателями на начальных этапах проектирования технических систем, а также внедрен на научных и промышленных предприятиях. Автоматизированная система полезна в преподавании научных дисциплин, связанных с физикой, проектированием и методами инженерного творчества, а также служит средством помощи при выполнении студентами лабораторных и курсовых работ по этим дисциплинам.
Результаты работы использовались при выполнении Государственного контракта Министерства образования и науки РФ № 16.647.11.1025 от 2011 года «Создание базы физико-технических знаний и прогнозирование на ее основе появления новых нанотехнических систем» в рамках федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2011 годы».
Автоматизированная система «АССИСТЕНТ» зарегистрирована в
отраслевом фонде алгоритмов и программ ФГБУ «Федеральный институт промышленной собственности» Федеральной службы по интеллектуальной собственности РФ.
Работа по созданию автоматизированной системы «АССИСТЕНТ»
выполнена при поддержке грантов РФФИ № 13-01-00302А «Интеграция
формализованных способов представления, хранения и обработки
структурированных физических знаний в виде физических эффектов» и № 13-07-97032 «Разработка моделей и методов для извлечения структурированных физических знаний из текстов электронных источников информации».
Автоматизированная система «АССИСТЕНТ» прошла апробацию и была внедрена в ЛИК № 3 ОАО «РСК «МиГ» в рамках исследовательского проекта создания новых и модернизации существующих технических решений, что подтверждается соответствующим актом внедрения. Также система была внедрена в процесс обучения студентов Волгоградского государственного технического университета по дисциплине «Концептуальное проектирование систем» (созданы методические указания к учебно-исследовательской работе «Автоматизированная система синтеза линейных структур физического принципа действия»). Автоматизированная система «АССИСТЕНТ» была внедрена в процесс обучения студентов Московского авиационного института филиала «Взлет» факультета «Радиоэлектронные и вычислительные системы летательных аппаратов» по дисциплине «Основы проектирования и моделирования радиоэлектронных систем», что отражено в соответствующем акте.
Положения, выносимые на защиту:
-
Модифицированная модель описания ФЭ для задачи синтеза линейных и сетевых структур физических принципов действия.
-
Новые качественные и количественные условия совместимости ФЭ.
-
Алгоритмы синтеза линейных и сетевых структур ФПД.
4) Автоматизированная система синтеза структур ФПД «АССИСТЕНТ».
Апробация результатов работы. Основные положения и материалы
диссертации докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры "САПР и ПК" ВолгГТУ, а также на Международных и Всероссийских научных и научно-практических конференциях: «Городу Камышину – творческую молодежь» (Россия, г. Камышин, 2010); «Инновационные технологии в обучении и производстве» (Россия, г. Камышин, 2011); «Актуальные вопросы современной техники и технологии» (Россия, г. Липецк, 2012); «Современные направления теоретических и прикладных исследований» (Украина, г. Одесса, 2014); «Глобализация науки: проблемы и перспективы» (Россия, г. Уфа, 2014).
Публикации. Основные положения диссертации отражены в 14 опубликованных работах. В том числе 4 статьи напечатаны в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК для публикации основных результатов диссертационных работ; опубликована 1 монография; получено 1 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений, списка литературы. Общий объем диссертации – 135 страниц, включая 28 рисунков, 1 таблицу, список литературы из 114 наименований.
Направление совершенствования автоматизированных систем поискового конструирования
Проблемы, связанные с поиском необходимой информации в условиях постоянно растущего информационного поля и необходимостью выбора оптимального способа обработки информации актуализируют вопрос о разработке и создании специальных баз знаний в форме ФЭ [80].Хранение ФЭ в справочных различных автоматизированных систем, также значительно повышает объем активно используемых знаний при выполнении различных научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ.
Существует ряд подходов к формированию концептуальных моделей представления знаний в форме ФЭ и созданию на их основе информационных систем для автоматизированного формирования и выбора физического принципа действия [84].При этом функциональное наполнение вариантов таких автоматизированных систем претерпевало значительные изменения в ходе исторического развития под влиянием меняющихся требований. Так можно выделить два эволюционных этапа в развитии автоматизированных систем поискового конструирования [15]: 1) разработка автоматизированных систем поискового конструирования первого поколения; 2) разработка автоматизированных систем поискового конструирования второго поколения. Рассмотрим данные системы более подробно.
Процесс научно-исследовательской и изобретательской деятельности, являясь творческим занятием, тем не менее, использует весьма ограниченные человеческие ресурсы - личный опыт, знания и творческие способности. В связи с этим, в условиях расширения информационного поля, разработка систем, позволяющих ускорить процесс получения аналитической информации за счет выполнения человеком специальных алгоритмов и инструкций, способствовала бы стимулированию научно-исследовательской и изобретательской деятельности. В результате были разработаны автоматизированные системы поискового конструирования первого поколения.
В настоящее время на рынке программного обеспечения реализуется большое число подобных систем: - IM-Phenomenon 1.0, TechOptimizer 3.0, Goldfire Innovator 3.0 (Invention Machine Corporation, СШАgnvention-machine.com); - Innovation WorkBench (Ideation International, США, ideationtriz.com); - TriSolver 2.1 (TriSolver, Германия, trisolver.com); - Creax Innovation Suite 3.1 (Creax, Голландия, creax.com); - Эдисон 4.03 (Компания «Метод», Россия, method.ru). Данные программные продукты используют в своей инновационной деятельности крупнейшие мировые корпорации: LG, GeneralElectric, Procter&Gamble, NASA, BMW, Boeing, Intel, Shell и т. д.
Автоматизированные системы первого поколения помогают изобретателям и научным работникам самостоятельно проанализировать техническую проблему, сформировать решение и расширить область её применения.
Алгоритмической основой всех указанных программ являются эвристические методы решения технических проблем (в основном ТРИЗ) [4, 5] в виде специальных алгоритмов, инструкций, методических рекомендаций и т.п., которые ориентированы на использование их человеком.
В ходе исследования были выявлены следующие преимущества вышеописанных систем, обеспечившие их успех: - наличие масштабных баз знаний, содержащих множество физических эффектов и технических примеров. Так, в системе TechOptimizer используется база знаний, содержащая более 4000 физических, химических и биологических эффектов, а также более 4000 технических примеров. Автоматизированная система Goldfirelnnovator функционирует на основе постоянно обновляемой базы знаний, созданной при обработке 17 млн. патентов ведущих патентных офисов (США, Европы, Японии и др.), 9000 научных эффектов и доступа к более чем 3000 научно техническим базам знаний, расположенным в Интернете [98];
Модернизация качественных и количественных условий совместимости физических эффектов
Данная схема описания ФЭ позволяет учитывать преобразования объекта, тем самым синтезируя новые структуры ФПД. Особо отметим, что все ранее описанные эффекты, у которых не происходит структурных изменений объекта, рассматриваются как частный случай новой схемы, когда B1i= B2i. Описания состояний B1i и B2i проводятся аналогично описанию объекта Вi [22].
В качестве алгоритмической основы при решении задач синтеза структур ФПД нами были выбраны методы, используемые в системе автоматизированного поиска ФПД изделий и технологий (САПФИТ), так как система оперирует с базовой моделью описания ФЭ, рассмотренной нами выше, а также хорошо зарекомендовала себя на практике при решении ряда технических задач [82].
Информационным обеспечением автоматизированной системы поискового конструирования «САПФИТ» является централизованная база физических знаний, включающая фонд ФЭ, словари, а также справки по различным разделам знаний. Фонд содержит 1328 единиц описаний ФЭ и структурно состоит из нескольких частей, отличающихся способами формирования [87]. 1) Учебный фонд – 211 ФЭ. В фонд включены ФЭ, соответствующие, в основном, программе курса общей физики в высших технических учебных заведениях. 2) Основной фонд – 589 ФЭ. В фонд включены ФЭ, дополняющие курс общей физики и соответствующие специальным разделам физики. 3) Специальный фонд ФЭ, составленный на основе информации, содержащейся в заявках на открытия по физике - 120 ФЭ. 4) Специальный фонд ФЭ, составленный на основе информации, содержащейся в новых публикациях (1995 - 2012 годы) в физических журналах - 147 ФЭ. 5) Объектно-ориентированный фонд ФЭ «Разрушение и управление свойствами горных пород» - 155ФЭ. 6) Объектно-ориентированный фонд ФЭ «Алмаз в электронной технике» - 39 ФЭ. 7) Объектно-ориентированный фонд ФЭ «Получение и свойства аморфных материалов» - 67 ФЭ.
Проанализировав ФЭ в базе данных автоматизированной системы «САПФИТ», мы сделали вывод о том, что существуют ФЭ, у которых значения физических величин представлены не в числовой форме, а в текстовом описании ФЭ. Такой способ задания физической величины усложняет возможность использования ФЭ в количественных условиях совместимости [47, 48]. Данный недостаток является существенным при оценке совместимости ФЭ, так как охватывает значимую часть ФЭ, хранящихся в базе данных. Для нивелирования обозначенного минуса нами было принято решение модифицировать существующую модель представления ФЭ за счет добавления значения физической величины представленной в лингвистической форме к существующим параметрам воздействий ФЭ. Представляется целесообразным приведение значений всех физических величин к единой нормированной шкале [0, 1]:
Данная модификация возможна благодаря введению лингвистической переменной, которая определяется как кортеж[33, 67, 89]: , T, X, G, M , (2.3) где - наименование или название лингвистической переменной; Т - базовое терм-множество лингвистической переменной или множество ее значений (термов), каждое из которых представляет собой наименование отдельной нечеткой переменной; X - область определения (универсум) нечетких переменных, которые входят в определение лингвистической переменной ; G - некоторая синтаксическая процедура, которая описывает процесс образования или генерирования из множества Т новых, осмысленных в рассматриваемом контексте значений для данной лингвистической переменной; М - семантическая процедура, позволяющая преобразовать новое значение лингвистической переменной, образованной процедурой G, в нечеткую переменную, то есть сформировать соответствующее нечеткое множество. Все множество значений физических величин можно разбить на три терма лингвистической переменной: «малая величина», «средняя величина», «большая величина» [64, 93].
Архитектура и функциональная схема автоматизированной системы «АССИСТЕНТ»
Обоснованное и тщательное формирование требований к информационной системе - необходимое условие успешного выполнения работ по созданию системы. Процесс формирования требований начинается уже на первой (предпроектной) стадии создания системы, когда проводится обоснование целесообразности её разработки. Чем более полно и аргументированно будут сформулированы требования на начальном этапе, тем успешнее может оказаться процесс создания системы.
Определяющим требованием, накладываемым на программное обеспечение при разработке нами автоматизированной системы, было применение технологии ASP.NET. Данная технология обеспечивает полноценное функционирование в современных браузерах. Также к другим достоинствам данной технологии относятся: - современные компилируемые языки программирования (С++, C#, VB.NET) с поддержкой объектно-ориентированного программирования [10, 58]; - большое количество стандартных объектов, предоставляемых платформой .NetFramework [6, 101]; - расширяемый набор элементов управления и библиотек классов, который позволяет быстрее разрабатывать приложения [61]; - возможность кэширования всей страницы или её части для увеличения производительности; - преимущество в скорости по сравнению с другими технологиями, основанными на скриптах; - эффективная работа со всеми основными серверами баз данных, чаще всего используется MSSQL - высокопроизводительный сервер, являющийся самым распространенным в мире [111]. - наличие большого количества компонентов для решения стандартных задач - работы с данными, авторизации, навигации и т.п. [9].
Применяя вышеописанные возможности современной технологии ASP.NET,у нас появилась возможность разработать автоматизированную систему синтеза структур ФПД с архитектурой терминального доступа. Терминальный доступ - это консолидация информационных и вычислительных ресурсов на терминальном сервере, который обеспечивает работу бизнес-приложений на всех рабочих станциях, включая удаленные подразделения и мобильных сотрудников [56]. Доступ к информационной системе организуется таким образом, что локальная машина-терминал не выполняет вычислительной работы, а лишь осуществляет перенаправление вводимой информации на сервер и отображает графическую информацию на мониторе. Всю вычислительную работу в терминальной системе выполняет сервер. К основным плюсам использования архитектуры терминального доступа можно отнести [74, 78, 102]: снижение начальных затрат на приобретение, вследствие минимальных требований к конфигурации; - значительное снижение энергопотребления; - унификация - все клиенты имеют одинаковый набор программного обеспечения; простота реализации задач - нет необходимости настраивать каждый компьютер по отдельности, так как осуществляется централизованное управление клиентами. Все настройки для управления терминалом системный администратор выполняет централизованно на сервере; - экономия времени системного администратора, так как отсутствует потребность обслуживать большое количество компьютеров, за счет того что вероятность поломок терминала клиента сведена к минимуму; - масштабируемость — созданный один раз образ системы для работы всей группы пользователей позволяет поддерживать легко масштабируемую сеть. Можно установить столько персональных компьютеров, сколько требуется, при этом добавление новых рабочих мест требует минимальных усилий; - безопасность и отказоустойчивость. Терминал, загружаясь, получает операционную систему "от производителя", настройка которой осуществляется только отделом информационной поддержки. Вся пользовательская информация хранится на сервере и регулярно резервируется, что увеличивает отказоустойчивость; - защита от утечек информации. Нет локальных носителей, а, следовательно, и нет возможности делать копии документов на съемные носители информации (если иное не разрешено системным администратором); - любой терминал является аналогом мощной рабочей станции, все программы выполняются локально на быстродействующем терминальном сервере; - простота наращивания вычислительной мощности - нет необходимости в апгрейде терминала, так как он является лишь устройством ввода и отображения информации. При нехватке вычислительных ресурсов достаточно провести апгрейд сервера (обычно это выгоднее, чем модернизировать большое количество полноценных рабочих станций), причем новые ресурсы будут доступны сразу всем терминалам;
Внедрение автоматизированной системы «АССИСТЕНТ»
Результатом работы автоматизированной системы «САПФИТ» с заданными параметрами на синтез являются 17 структур ФПД с общим количеством принципов действия – 279. Результатом работы автоматизированной системы «АССИСТЕНТ» с заданными параметрами на синтез являются 5 структур ФПД с общим количеством принципов действия – 18. Однако более детальный анализ структур ФПД, синтезируемых автоматизированной системой «САПФИТ» показал, что большинство из них являются физически нереализуемыми. Так, например, в одной из структур, полученных с помощью автоматизированной системы «САПФИТ» возможен переход из ФЭ № 2 «Искровой разряд» в ФЭ № 600 «Зависимость интенсивности рекомбинационного излучения от тока возбуждения». Анализ данного перехода из одного ФЭ в другой ФЭ показал, что объекты этих эффектов не совместимы по структуре (объект ФЭ № 2 – газ, например, аргон, неон, атмосферный газ; объект ФЭ № 600 – полупроводник).
Автоматизированная система «АССИСТЕНТ», оперируя четырехкомпонентной моделью описания ФЭ, считает такой переход невозможным с точки зрения структурного преобразования объекта и не сохраняет данную структуры как одну из возможных переходов из начального воздействия в конечное.
Дальнейшее рассмотрение структур ФПД, полученных с помощью автоматизированной системой «САПФИТ» показало, что возможен переход из ФЭ № 15 «Тлеющий разряд» в ФЭ № 728 «Инжекционный лазер». Однако исследование данного перехода позволило сделать вывод, что объекты этих эффектов не совместимы по фазе (фазовое состояние объекта ФЭ № 15 – газ; фазовое состояние объекта ФЭ № 728 – твердое тело, кристаллическое твердое тело). В связи с этим автоматизированная система «АССИСТЕНТ», использующая четырехкомпонентную модель описания ФЭ, такой переход считает физически нереализуемым и он не будет сохранен как возможная структура ФПД.
Далее, проводя анализ синтезируемых структур автоматизированной системой «САПФИТ», было выяснено, что возможен переход из ФЭ № 266 «Излучение электромагнитных волн контактом Джозефсона» в ФЭ № 381 «Сдвиг спектра Фарадеевского вращения в ферромагнитном полупроводнике под действием мощного импульсного излучения». Оценка данного перехода показала, что в эффекте № 266 физическая величина уменьшается со временем, а в эффекте № 381 – увеличивается. Так как в автоматизированной системе синтеза «АССИСТЕНТ» происходит учет характера изменения физической величины, то данный переход из одного ФЭ в другой ФЭ считается неосуществимым.
Исследование структур ФПД полученных автоматизированной системой «САПФИТ» показало, что возможен переход из ФЭ № 581 «Явление самостоятельного прямого перехода тлеющего разряда в дуговой разряд» в ФЭ № 476 «Зависимость мощности излучения газовой плазмы от силы разрядного тока». Однако сравнивая количественные значения физических величин обоих эффектов (ФЭ № 581 – от 103 до 105А; ФЭ № 476 – до 300А), мы сделали вывод, что эти эффекты не совместимы на количественном уровне, так как они не имеют общего интервала. Автоматизированная система «АССИСТЕНТ», оперируя количественными условиями совместимости ФЭ, считает такой переход невозможным и не сохраняет данную структуры как одну из возможных переходов из начального воздействия в конечное.
Сравнивая синтезируемые структуры, полученные в результате работы автоматизированных систем «САПФИТ» и «АССИСТЕНТ» мы пришли к выводу о том, что качество структур ФПД синтезируемых с помощью автоматизированной системы «АССИСТЕНТ» увеличилось за счет уменьшения количества физически нереализуемых структур ФПД.
Можно выделить следующие направления использования разработанной автоматизированной системой «АССИСТЕНТ»: - в научно-техническом творчестве, т. е. при решении изобретательских задач (применение системы расширяет знания специалиста, позволяет сгенерировать новые идеи, использование при решении задачи нового ФПД, нетрадиционного ФЭ может привести к созданию оригинальных технических решений); - в научно-техническом прогнозировании развития конкретного класса объектов техники, при выявлении перспективных ФПД, планировании НИР и ОКР, для проверки реализации новых ФПД; - в системах автоматизированного проектирования: применение здесь системы синтеза ФПД как системы САПР целесообразно в случае отсутствия прототипа, удовлетворяющего требованиям технического задания и невозможности конструирования объекта на основе известных ФПД.
Также система может быть полезной в преподавании научных дисциплин, связанных с физикой, проектированием и методами инженерного творчества, и служить средством помощи при выполнении студентами лабораторных и курсовых работ по соответствующим дисциплинам.
Результаты работы использовались при выполнении Государственного контракта Министерства образования и науки РФ № 16.647.11.1025 от 2011 года «Создание базы физико-технических знаний и прогнозирование на ее основе появления новых нанотехнических систем» в рамках федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2011 годы».
