УДК 626.824
ОЦЕНКА
ПЕРСПЕКТИВНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ЗАТВОРОВ И
ПОДПОРНО-ПЕРЕГОРАЖИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Свистунов Ю.А. – д. т. н., профессор
Луговой А. А. – ст. преподаватель
Кубанский
государственный аграрный университет
В
статье приведены критерии оценки технической сути новых инженерных решений с
помощью генеральных определительных таблиц на основе опроса экспертов и результаты
обработки полученных данных.
Для составления прогноза значимости
технического решения и получения критериев его сравнения с аналогами необходимо
преобразовать заложенные в конструкцию технические идеи
в количественные характеристики.
Цель такого преобразования - оценка технической
сути нового инженерного решения. Осуществляется оно с помощью генеральных определительных таблиц (ГОТ), обобщающих технические требования к прогнозируемым устройствам.
Критерием оценки является коэффициент полноты изобретения Г, характеризующий вероятность внедрения в производство и
потенциальный технический уровень прогнозируемого объекта:
, (1)
где q – фактическая
сумма оценок, получаемая в результате
сопоставления технического
решения и ГОТ;
– максимально
возможная сумма оценок.
Резерв дальнейшего усовершенствования изобретения
определяется числом d, дополняющим коэффициент полноты Г до единицы:
d = 1
- Г . (2)
Прогнозирование по
непараметрическим источникам заключается в составлении ГОТ,
сопоставлении с ней технических решений и расчете на этой основе
коэффициента полноты изобретений. Таблица составляется в следующей последовательности
[1]:
1) намечается состав характеристик с последующими проверкой и ранжированием;
2) определяется
число характеристик в соответствии с точностью прогнозирования;
3) нормируются веса
характеристик с использованием данных опроса экспертов;
4) нормируются веса позиций, входящих в состав характеристик.
Данный способ успешно применён, например,
для сравнения целого ряда конструкций, содержащих
водонаполняемые оболочки, в работах В. А. Волосухина и Ю. А. Свистунова
В настоящей работе оценивались технические
средства реализации процесса водораспределения на каналах-оросителях систем с
использованием многоопорной дождевальной электрифицированной машины фронтального
действия (МДЭФ) "Кубань". В качестве основного принят следующий состав
характеристик.
Таблица
1 – Характеристики технических средств
1
|
Надежность
и простота предложенного решения
|
2
|
Удовлетворение
эксплуатационным требованиям
|
3
|
Функциональные
возможности технического решения
|
4
|
Конструкционные
возможности технического решения
|
5
|
Инженерно-техническая
сущность изобретения
|
Следует отметить, что расчет экономической
эффективности применения конструкций имеет самостоятельную ценность и
определяет в большей степени вероятность внедрения. Однако результаты такого
расчета зависят от изменения конъюнктуры рынка, соотношения цен на
конструкционные материалы, величины эксплуатационных затрат. Предлагаемая
методика существенно расширяет диапазон оценки технических средств и дополняет
экономический анализ.
Оценка весов характеристик производилась
на основе опроса экспертов, по результатам которого построена ГОТ для
прогнозирования перспективности водовыпусков-авторегуляторов уровня,
подключаемых к закрытой сети, и для подпорно-перегораживающих устройств,
устанавливаемых на каналах-оросителях.
В таблице 1 приведены ранжированные
характеристики. Эксперты практически единогласно отдали предпочтение простым и
надежным устройствам, удобным в эксплуатации.
Позиции включенные в состав характеристик
являются универсальными как для подпорно-перегораживающих устройств (ППУ), так
и для водовыпусков. Исключение составляют функциональные возможности технического
решения, различные для подпорных и водовыпускных сооружений. Изменением меньшей
части компонент таблицу легко преобразовать для анализа любых типов
гидросооружений.
Наибольшее распространение получили ГОТ в
которых формулирование позиций производится в нарастающем смысловом отображении
так, что последующая позиция включает смысл предыдущей. Как это выполнено для
характеристики "Инженерно-техническая
сущность изобретения". Вес каждой подцели и шаг прироста веса каждой
последующей позиции принимаются при этом равными.
С целью более точного расчета коэффициента
полноты изобретения позиции характеристик выбраны
взаимонезависимыми, и для каждой из них с помощью экспертов определен оценочный
вес. Уравнение (1) примет вид:
, (3)
где – суммарный вес позиций ГОТ, которым
удовлетворяет рассматриваемое техническое решение;
– суммарный вес характеристик.
Опрос экспертов (самая трудоемкая часть
работы) производился в два этапа. На первом – выявлялись пять наиболее значимых
составляющих для
каждой характеристики ,
на втором – определялись веса избранных составляющих.
Результаты опроса экспертов прошли
статистическую обработку, цель которой заключалась в определении средних весов
характеристик и позиций. Определялась также значимость различий между ними – по
критерию Вилкоксона [2] – способом, свободным от параметров. Критическое
значение полного числа инверсий определялось по формуле:
, (4)
где – принято для меры надежности
;
n – количество значений для одной из выборок, принятое
равным в обеих выборках.
В случаях, когда нулевая гипотеза не
отвергается, веса сравнивавшихся позиций приняты равными среднему
арифметическому их значений.
Результаты обработки полученных данных
сведены в генеральную определительную таблицу оценки перспективности
конструкций затворов-водовыпусков из закрытой сети и подпорно-перегораживающих
устройств, разработанных для оросителей с применением МДЭФ "Кубань"
(табл. 2).
Таблица
2 – Генеральная определительная таблица оценки перспективности конструкций
водовыпусков из закрытой сети и ППУ для оросителей МДЭФ "Кубань"
Для перевода вычисленных
коэффициентов полноты изобретения в семантические оценки применена таблица
оценки эффективности технических решений (табл. 3).
Таблица
3 – Оценка эффективности технических решений
С использованием рассмотренной методики оценки
вероятности внедрения в производство технического решения по его уровню,
выполнены расчеты по прогнозированию разработанных
авторегуляторов-водовыпусков из закрытой оросительной сети и
подпорно-перегораживающих устройств, для оросителей МДЭФ "Кубань".
Результаты прогнозирования эффективности разработанных конструкций приведены
в таблице 4.
Таблица 4 – Результаты
прогнозирования эффективности разработанных технических решений
Анализ результатов
прогнозирования показывает, что наиболее перспективными являются затвор
клапанный противогидроударный (а. с. № 1665345) и подпорно-перегораживающее
устройство с пневмонагнетательным механизмом (а. с. № 1445638). Указанные
конструкции приняты к дальнейшей разработке.
Список литературы
1. Гмашинский
В. Г., Слиорет Г. И. Теория инженерного прогнозирования. – М.: Наука, 1973. –
304 с.
2. Урбах В. Ю. Биометрические методы. – М.: Наука, 1964. – 415 с.
|