Использование программных продуктов поддержки интеллектуальной деятельности
Средством, повышающим эффективность решения технических задач, является программное обеспечение поддержки интеллектуальной деятельности.
Программные продукты, поддерживающие творческую инженерную деятельность весьма разнообразны. Их можно разделить на 3 группы:
1) специализированные предметно ориентированные базы данных, позволяющие быстро осуществлять поиск необходимой информации;
2) экспертные системы, помогающие в поиске решения задачи и оказывающие методическую помощь в процессе поиска решений;
3) программное обеспечение для оперативной визуализации хода и результатов творческого процесса – это уже упомянутые карты ума (майнд мэп, ментальные, когнитивные карты и т. п. см. п. 5.2.3, рис. 5.9).
«Под экспертной системой понимается система, объединяющая возможности компьютера со знаниями и опытом эксперта в такой форме, что система может предложить РАЗУМНЫЙ СОВЕТ или осуществить РАЗУМНОЕ РЕШЕНИЕ поставленной задачи. Дополнительно желаемой характеристикой такой системы, которая многими рассматривается как основная, является способность системы пояснять, по требованию, ХОД СВОИХ РАССУЖДЕНИЙ в понятной для спрашивающего форме» [78]. Экспертная система интегрирована, как правило, с несколькими базами данных.
Разработанные программные средства значительно отличаются друг от друга по сложности и по объему возможностей, предоставляемых специалисту. Некоторые программы помогают не только найти новое решение, но и обеспечить его патентную защиту. В некоторых программных продуктах предусмотрены обучающие блоки.
В настоящее время используется большое количество программ, поддерживающих наиболее трудоемкие поисковые операции. Эти программы позволяют специалисту сформировать множество технических решений, как на уровне концепции, так и в виде вариантов технических систем. Если специалист располагает критериями качества, то такие программы могут сортировать решения задачи и отбирать наилучшие по заданному критерию.
По используемым методам поиска и решения технических задач программные продукты разделяются на программы, имеющие в своей основе ТРИЗ, морфологический подход, мозговой штурм и некоторые другие.
Среди программного обеспечения, базирующегося на ТРИЗ можно отметить следующие продукты. На основе работ Альтшуллера мастером ТРИЗ А.И. Гасановым создан программный продукт «Тривиум» для поддержки решения технических задач. В нем представлены ключевые инструменты ТРИЗ: стандарты, приемы, АРИЗ-85, физические эффекты и др. (рис. 11.5), а также набор интересных технических задач для отработки навыков решения. Применение программы стимулирует выработку проектных решений и обеспечивает развернутую информационную поддержку, поскольку содержит текстовые материалы по всем важным разделам ТРИЗ.
Рис. 11.5. Окно программы «Тривиум»
Компания «Метод» предлагает изобретающую программу «Новатор» с предметно ориентированной базой знаний. В комплект поставки входит программная оболочка Новатор 4.01 и база знаний, объем и предметную ориентацию которой предварительно определяет заказчик.
Программа «Новатор» используется для разработки концепций принципиально новых устройств и технологий. По этой причине эту программу можно называть инновационной или CAI – Computer Aided Innovation (поиск инновационных решений с помощью компьютера).
Результат работы программы «Новатор» – законченные варианты концепции разрабатываемого устройства или технологии, оформленные в виде стандартного исследовательского отчета.
В Интернете доступна бесплатная программа IDEA – MILLENIUM TECHPROT (Разрешение технических противоречий). Она базируется на 40-а приемах разрешения технических противоречий, предложенных Альтшуллером (см. приложение 14). Для работы с программой необходимо сформулировать желаемое полезное действие и связанный с ним нежелательный эффект (фактор расплаты), используя для этого предложенный словарь (рис. 11.6). Программа предлагает несколько приемов разрешения противоречия.
Рис. 11.6 Окно программы разрешения технических противоречий
Одной из наиболее эффективных и универсальных программ, базирующихся на ТРИЗ, является программа «Изобретающая машина», современный вариант которой носит название Tech Optimizer.
Система поддержки инновационной деятельности под названием Goldfire Innovation представляет собой интеграцию Goldfire Intelligence с пакетом Tech Optimizer – первым продуктом Invention Machine Corp. Tech Optimizer реализован на основе системы IM Lab, разработанной в конце 1980-х гг. в г. Минске под руководством доктора техн. наук В.М. Цурикова. Его методическим и информационным фундаментом служит ТРИЗ, созданная Альтшуллером и развитая его учениками и последователями.
Главные функции Tech Optimizer – поиск, синтез и стимулирование формирования новых решений для задач концептуального проектирования технологий и техники.
Программный пакет Tech Optimizer состоит из семи модулей: 1) анализа продукта; 2) анализа процесса; 3) переноса свойств; 4) эффектов; 5) принципов; 6) предсказаний; 7) интернет-помощник для поиска и анализа информации.
Соратник Альтшуллера Б.Л. Злотин после переезда в Америку основал фирму Ideation International Inc, которая выпустила несколько программных продуктов для поддержки изобретательства и инновационной деятельности. К ним относятся Problem Formulator Innovation Situation Questionnaire, Ideator, Improver, Anticipatory Failure Determination (AFD), Knowledge Wizard, Innovation Workbench. Софтверные системы фирмы защищены американскими патентами.
Творческая группа «Инновация» под руководством мастера ТРИЗ В.В. Митрофанова создала компьютерную программу под названием «Машина открытий». По свидетельству специалистов РОСПАТЕНТА программа «Машина открытий» не имеет аналогов ни в России, ни за рубежом и является единственным компьютерным средством помощи при решении широкого круга научных задач для ученых, научных сотрудников, аспирантов, студентов. Эта система полезна также для исследователей, экспериментаторов и других творчески мыслящих людей.
На кафедры «Конструирование и технология производства электронно-вычислительных средств» МГТУ им. Н.Э. Баумана ведется работа по созданию программного обеспечения под текущие учебные и инженерные задачи на основе морфологического подхода (см. рис. 10.6). В частности, аспирант С.В. Кутаков в 2003 г. на конференции МГТУ им. Н. Э. Баумана доложил результаты работы по созданию программы «Морфолог». С помощью базы данных производится построение морфологической таблицы конструкций малогабаритной аппаратуры. После построения МТ (матрицы) производится ее развертка в поле технических решений. Программное обеспечение позволяет создавать как новые матрицы, так и редактировать уже существующую для получения наиболее полного или усеченного поля технических решений (рис. 11.7).
Рис. 11.7 Окно программы Морфолог
В компании «Метод» разработан пакет программ «Эффекты 4000». Этот программный продукт является многоцелевой базой научных и технических знаний. Она содержит описания более 4000 физических, химических, биологических и системных эффектов, таблицы значений свойств веществ и материалов, и другую полезную информацию. Идеи, положенные в основу моделирования базы данных, изложены в работе [27].
Создан виртуальный фонд физических эффектов «Эффективная физика» (http://www.effects.ru), который является одним из компонентов информационно-методического обеспечения креативной педагогики. Он представляет собой учебно-методическое и справочное средство, реализованное на основе современных Internet-технологий.
Для проведения мозгового штурма используют программные продукты типа Brainstorming Products, повышающие производительность на этапах генерации идей и экспертизы проектов.
С.В. Кутаковым разработан также вариант экспертной программы, в основе которой лежит метод анализа иерархий Т. Саати. Механизм оценки полученных технических решений заключается в сравнении влияния различных признаков на конструкцию малогабаритной аппаратуры и сравнении влияния совокупности этих признаков на свойства конструкции в целом (рис. 11.8).
Рис. 11.8 Окно программы для анализа морфологической таблицы
Компания «Метод» предлагает также программный продукт «Экспертная система ЭДИСОН», который предназначен для разработки концепций новых устройств и технологий вне зависимости от области их применения. Кроме этого, «ЭДИСОН» можно использовать для выявления причин отказов и аварий различных технических устройств. Работа экспертной системы основана на обращении к базе знаний, состоящей из более 600 физических и химических эффектов. Каждый эффект имеет текстовое, графическое и математическое описание. Также в базу знаний включена классификация объектов реального мира. Это позволяет экспертной системе самой порождать новые знания для решения конкретной технической проблемы.
В Самарской государственной архитектурно-строительной академии создана экспертная система ЭС-ПР/1 для поддержки поиска новых идей и принятия творческих решений [75]. Эта экспертная система относится к классу так называемых автономных, которые работают непосредственно в режиме консультаций с пользователем для решения специфических многокритериальных оптимизационных задач. ЭС-ПР/1 позволяет за счет повышения творческих возможностей проектировщика найти нетрадиционные идеи создания новых ТО и направления их дальнейшего развития, проверить полученные технические решения на патентную чистоту.
Программное обеспечение для составления карт ума (картостроители) (см. рис. 5.9) в настоящее время очень разнообразно и представлено следующими продуктами: Idea structuring software, Idea bubbles, Mind Manager, MindGenius, Visimap, ConceptDraw Mind Map, Freemind, OneNote 2003, Personal Memory Manager, The Creative Thinker, Visual Concepts, Decision Explorer, Mind Pad.
Программное обеспечение интеллектуальной поддержки деятельности не могут заменить творческого мышления человека. Они только помогают ему, повышая производительность труда, активизируют мыслительные процессы, позволяют экономить силы и время, сосредоточиться именно на творческой составляющей процесса решения задачи. Они рассчитаны на человека образованного, владеющего приемами и методами решения задач.
|
