Исследовательское проектирование судна из композиционных материалов с применением элементов концептуального анализа как способ перехода от внешней задачи к формированию логико-математической модели судна и иерархии подсистем.
В настоящее время существует сложившееся с середины 70-х годов прошлого века разделение содержания теории проектирования судов на две взаимосвязанные, но самостоятельные задачи. Профессор А.В. Бронников (СПбГМТУ) указывал: «Первая задача — разработка круга вопросов, связанных с определением характеристик судов, указываемых в задании на проектирование (задача по разработке задания). Вторая задача — разработка круга вопросов, связанных с определением элементов проектируемых судов (задача по разработке проекта)».
Процесс проектирования судов разделяется на ряд стадий. При этом проектированию самого судна, то есть решению внутренней задачи, предшествует решение задачи внешней, которая начинается с определения состава целых флотов с оптимизацией этого состава и кончается выработкой задания на отдельное судно, подлежащее проектированию.
По мнению академика В.М. Пашина, проектирование судна и его оптимизация становятся невозможными в отрыве от систем более высокого уровня, являющихся для отдельно взятого судна своеобразной внешней средой. Проектант самостоятельно либо с помощью заказчика обосновывает целесообразность создания данного конкретного судна либо комплекса совместно работающих судов и определяет или уточняет исходные характеристики для непосредственной разработки проекта. Подобные обоснования называют внешним проектированием.
Профессор В.В. Ашик (ЛКИ) указывал, что итогом решения внешней задачи является задание на проектирование, выработка которого возможна при так называемом исследовательском проектировании. Оно осуществляется по закономерностям теории проектирования, что вызывает необходимость вариантного исследования ряда величин (таких как, например, скорость), которые в выданном задании будут уже неизменными либо незначительно корректироваться на последующих этапах проектирования. Эти характеристики должны не содержать внутренних противоречий, то есть быть взаимно совместимыми.
При создании перспективных типов судов, которые не имеют близких прототипов в практике отечественного судостроения, возникает необходимость в связующем звене между внешней и внутренней задачами проектирования. Это необходимо для обоснования различных аспектов задачи применения судна и координации их решения с задачами макроэкономики и микроэкономики. Использование в процессе проектирования нового для проектанта типа судна приемов исследовательского проектирования на базе методов концептуального анализа позволяет преодолеть разрыв между имеющимся у разработчика опытом проектирования и технической эксплуатации других судов и экономически и технологически обоснованными требованиями, предъявляемыми к новому проекту.
Использование методов концептуального анализа на базе научного анализа и оптимизации позволяет не только заимствовать положительный опыт существующих отечественных или зарубежных разработок, но при этом вести осознанный поиск передовых решений в области методологии проектного поиска. При этом рассматриваемыми задачами являются:
При этом основной задачей, реализуемой при помощи концептуального анализа, является выработка принципов, положений и подходов, отражающих технико-экономические, эксплуатационные, технологические и другие значимые условия, сопутствующие созданию судна, и дающие возможность применения методов количественного анализа. Таким образом, содержание концептуального анализа составляют неформализуемые методы, способы и приемы, приводящие к постановке задачи исследовательского проектирования с использованием методов математического моделирования. В этом смысле теория концептуального анализа представляет собой частный раздел теории проектирования. Она опирается на результаты исследований, проводимых с целью оценки эксплуатационных, технических и других особенностей судов аналогичных размеров и назначения, строящихся в мире, а также эксплуатационных качеств судовых комплектующих. Кроме того, при этом учитываются, как результаты анализа конвенциальные и другие ограничения, налагаемые на проект, требования надзорных органов и ряд других обстоятельств. Итогом этой работы должно стать применение некоторых балансирующих механизмов, которые позволят свести результаты частного анализа в ряд концептуальных положений общего характера, формулирующих замысел создания перспективного судна.
По своему определению концептуальный анализ не использует развитый математический аппарат, поэтому продвижение в этой области проектирования можно получить только за счет применения ограниченного инструментария формальных средств с использованием методической и методологической базы логического анализа. Большое внимание здесь должно быть уделено, также, системологии с самой широкой поддержкой со стороны системных дисциплин. Успех в развитии любой дисциплины достигается только при гармоничном развитии всех ее составляющих частей, поэтому совершенствование традиционных разделов исследовательского проектирования требует развития и концептуального анализа.
Наряду с решением основной задачи концептуального проектирования, связанной с формированием собственно концепции будущего судна, другим значимым результатом концептуального анализа является система договоренностей, правил, условий и ограничений, позволяющих сформировать поле исходных данных для последующих расчетов. Здесь результатом концептуального анализа также могут быть и сами исходные данные. Иными словами, другой задачей концептуального анализа является подготовка всего процесса проектирования к широкому применению формального инженерного вычислительного аппарата.
Наконец, совокупность частных результатов, более общих воззрений и некоторых количественных оценок должна обладать определенным интегрирующим эффектом, под которым понимается общее видение замысла будущего проекта, его места в сложившихся структурах эксплуатации флота. Этот результат в большой степени определяет рыночные перспективы проекта.
Прежде единственным методом оптимизации судов являлся вариантный (иначе, вариационный) метод, наиболее существенными преимуществами, которого являются его удобство и наглядность, проявляющиеся при числе оптимизируемых элементов не более трех. При большем числе трудоемкость работ при вариантном методе резко возрастает и, главное, затрудняется анализ результатов. Это объясняется необходимостью расчета всей предварительно заданной совокупности вариантов без учета результатов, полученных по каждому очередному из них.
Предметом исследовательского проектирования в данном случае является совокупность эксплуатационных качеств судна, рассматриваемая с точки зрения реализации его целевых функций при техническом и экономическом обосновании целесообразности их реализации, с целью выбора варианта (или вариантов) судна, наиболее предпочтительного в смысле эффективности решения поставленных задач и возможности его эксплуатации в существующих условиях. На рисунке 1 представлена геометрическая интерпретация процесса исследовательского проектирования судна, совмещающего вариационный метод и метод последовательных приближений.
Рассматривая исследовательское проектирование как единый процесс, можно выделить три его основные направления: формирование требований к судну, синтез облика судна и анализ его элементов.
Исследовательское проектирование с применением методов концептуального анализа характеризуется общей методологией решения задач, связанных с созданием судов и их комплектованием. Основой этой методологии является комплексное исследование эксплуатационных качеств судна, как сложной технической системы, и поиск оптимального варианта с учетом использования судна индивидуально или в комплексе с другими судами и плавучими объектами.
Целью исследовательского проектирования с применением методов концептуального анализа применительно к процессу проектирования судна из композиционных материалов является решение следующих задач:
Профессор В.В. Ашик (СПбГМТУ) указывал, что накапливание информации и ее обработка для использования при проектировании позволяют уменьшить число приближений или даже отказаться от них. По его мнению, общий характер исследований в рамках теории проектирования и ее методологии, основанный на этой теории, может быть определен как аналитический, при этом постепенно возрастает роль использования математических дисциплин.
В настоящее время теория проектирования интенсивно развивается, что связано с высокими темпами технического прогресса. Создаются разнообразные виды судовых комплектующих, которые позволяют существенно расширить эксплуатационные возможности судов. Широкое использование методов математического моделирования обусловило внедрение в исследовательское проектирование всего разнообразия аппарата математического анализа. При этом цена ошибок, допущенных на ранних стадиях принятия решений, многократно увеличивается по мере совершенствования и удорожания судов.
В то же время, академик В.М. Пашин указывал, что важно найти наиболее выгодные решения важно и при проектировании относительно несложных и недорогих судов, строящихся при этом крупными сериями.
Структура исследования вновь создаваемых проектов судов с использованием методов концептуального анализа включает шесть этапов:
При составлении проектного замысла создания судна необходимо ответить на целый ряд вопросов. Поэтому проблема сбора и обработки исходной информации занимает важное место в концептуальном анализе. Эта информация может быть представлена, как множеством научных фактов, количественных и качественных данных, знаний о наблюдаемых процессах и явлениях, так и результатами их обработки: анализом, обобщением и выявленными закономерностями, прогнозируемыми тенденциями развития. Иными словами, результаты обработки исходной информации также представляют собой информацию, но более высокого качества.
Выполнение проектных проработок и технико-экономического обоснования обычно проводится в виде спирального цикла, в процессе которого уточняются следующие аспекты:
При решении любой инженерной задачи достоверность исходной информации находится в центре внимания исследования и обеспечивается различными путями. Часто используются такие методы, как полная проверка поступающей информации прямыми расчетными методами или проверка косвенными методами на непротиворечивость информации. Такие приемы условно можно разделить на методы входного и внутреннего контроля.
В современном проектировании судов усиливается взаимная зависимость между проектными, техническими и технологическими решениями. Поэтому необходимая связность концептуальных исследований может быть обеспечена только путем объединения потоков фактологической информации в единую систему. При этом в каждом конкретном случае не исключается использование таких традиционных приемов верификации, как проверка данных на непротиворечивость и замкнутость (полноту).
Особый смысл при концептуальном анализе приобретает проблема достоверности исходной информации. В практически неограниченном поле исходных данных, которые могут быть привлечены для исследования при концептуальном анализе, часто возникает так называемый «синдром тенденциозности», хорошо известный специалистам в области неформального анализа. Суть его заключается в том, что из достаточно большого множества располагаемых фактов всегда можно подобрать такие, которые будут подтверждать или опровергать заранее выдвинутую идею (принцип, тенденцию). Факты же, не подтверждающие заранее предполагаемый вывод или заключение, всегда можно оставить без внимания или принять за «исключение из общего правила». Поэтому если исследователь приступает к сбору информации, интуитивно уже склоняясь к той или иной версии толкования вопроса и находясь под психологическим давлением собственной убежденности, то он, порой даже бессознательно, подбирает подтверждающую свою версию систему фактов.
Поэтому одним из важнейших способов, применяемым для восстановления недостающих данных при концептуальном анализе, являются законы и закономерности широкого спектра кораблестроительных дисциплин. При этом необходимо учитывать, что по мере смещения исследования в область концептуального анализа точность получаемой количественной информации и надежность качественных характеристик будут неизбежно снижаться. Поэтому в качестве дополнения необходимо использовать синтетические методы теории принятия решений или других разделов системного анализа. Так, при определении необходимого уровня точности вычисления, например, водоизмещения, критерием должна служить не относительная погрешность в определении этой величины, а лишь тот порог, превышение которого могло бы привести к качественному изменению вывода выполняемого анализа. Такой подход в теории принятия решений получил название определения параметра с точностью до альтернативы. При определении необходимого уровня точности информации, используемой при концептуальном проектировании, возможно использование и таких свойств сложных систем, как симметрия, сбалансированность и другие.
Одной из важных проблем концептуального анализа является классификация данных и комплексов данных. Математическая постановка задачи разбиения на классы встречается в самых различных прикладных дисциплинах. В концептуальном анализе нередко задача классификации выступает как элемент верификации данных.
Поэтому в рамках решения задачи упорядочения исходной информации и верификации данных, важным этапом является отнесение исследуемого судна к тому или иному типу. Этот этап особенно важен еще и потому, что он представляет собой не только уточнение исходных данных, но и является начальным этапом подготовки к проведению анализа по аналогии, поскольку тип судна представляет собой признак одного из наиболее характерных свойств, на которое во многом определяется весь последующий анализ. Этот анализ опирается, как на временные факторы существования объекта исследования, так и на его распространение в одном временном срезе среди собственно изучаемых объектов и объектов близких областей исследований, которые могли бы послужить аналогами изучаемому объекту.
Таким образом, способом перехода от внешней задачи к внутренней задаче проектирования судна из композиционных материалов, не имеющего в практике отечественного судостроения близких прототипов, является стадия его исследовательского проектирования, использующего методы концептуального и математического анализа. При этом оно опирается на использование комплексов данных о предполагаемых районах эксплуатации, статистических характеристиках судов - прототипов, осуществляющих реализацию аналогичных задач, а также результаты выводов промежуточного анализа, которые надлежащим образом собраны, упорядочены и прошли процедуру верификации.
В заключение нужно привести мнение профессора В.В. Ашика, согласно которому успешное решение основной проектной задачи – определения размеров и формы судна – связано с учетом предшествующего опыта судостроения, заключающегося в использовании данных, как отдельного судна прототипа, так и статистических данных по ряду построенных судов. Чем больше изучена область данных, относящихся к проектируемому судну, тем меньше оказывается число приближений при проектировании.
Продолжение следует
В настоящее время существует сложившееся с середины 70-х годов прошлого века разделение содержания теории проектирования судов на две взаимосвязанные, но самостоятельные задачи. Профессор А.В. Бронников (СПбГМТУ) указывал: «Первая задача — разработка круга вопросов, связанных с определением характеристик судов, указываемых в задании на проектирование (задача по разработке задания). Вторая задача — разработка круга вопросов, связанных с определением элементов проектируемых судов (задача по разработке проекта)».
 |
| Фото предоставлено Михаилом Францевым |
Процесс проектирования судов разделяется на ряд стадий. При этом проектированию самого судна, то есть решению внутренней задачи, предшествует решение задачи внешней, которая начинается с определения состава целых флотов с оптимизацией этого состава и кончается выработкой задания на отдельное судно, подлежащее проектированию.
По мнению академика В.М. Пашина, проектирование судна и его оптимизация становятся невозможными в отрыве от систем более высокого уровня, являющихся для отдельно взятого судна своеобразной внешней средой. Проектант самостоятельно либо с помощью заказчика обосновывает целесообразность создания данного конкретного судна либо комплекса совместно работающих судов и определяет или уточняет исходные характеристики для непосредственной разработки проекта. Подобные обоснования называют внешним проектированием.
Профессор В.В. Ашик (ЛКИ) указывал, что итогом решения внешней задачи является задание на проектирование, выработка которого возможна при так называемом исследовательском проектировании. Оно осуществляется по закономерностям теории проектирования, что вызывает необходимость вариантного исследования ряда величин (таких как, например, скорость), которые в выданном задании будут уже неизменными либо незначительно корректироваться на последующих этапах проектирования. Эти характеристики должны не содержать внутренних противоречий, то есть быть взаимно совместимыми.
При создании перспективных типов судов, которые не имеют близких прототипов в практике отечественного судостроения, возникает необходимость в связующем звене между внешней и внутренней задачами проектирования. Это необходимо для обоснования различных аспектов задачи применения судна и координации их решения с задачами макроэкономики и микроэкономики. Использование в процессе проектирования нового для проектанта типа судна приемов исследовательского проектирования на базе методов концептуального анализа позволяет преодолеть разрыв между имеющимся у разработчика опытом проектирования и технической эксплуатации других судов и экономически и технологически обоснованными требованиями, предъявляемыми к новому проекту.
Использование методов концептуального анализа на базе научного анализа и оптимизации позволяет не только заимствовать положительный опыт существующих отечественных или зарубежных разработок, но при этом вести осознанный поиск передовых решений в области методологии проектного поиска. При этом рассматриваемыми задачами являются:
- разработка методов сопоставления объектов по технико-экономической эффективности при разных условиях предпочтительности ряда параметров;
- проверка применимости вновь получаемых научных данных на гипотетическом ряде проектов с учетом реальных возможностей отечественного судостроения;
- определение научных проблем, решение которых позволяет значительно улучшить эксплуатационные качества судов.
 |
| Фото предоставлено Михаилом Францевым |
При этом основной задачей, реализуемой при помощи концептуального анализа, является выработка принципов, положений и подходов, отражающих технико-экономические, эксплуатационные, технологические и другие значимые условия, сопутствующие созданию судна, и дающие возможность применения методов количественного анализа. Таким образом, содержание концептуального анализа составляют неформализуемые методы, способы и приемы, приводящие к постановке задачи исследовательского проектирования с использованием методов математического моделирования. В этом смысле теория концептуального анализа представляет собой частный раздел теории проектирования. Она опирается на результаты исследований, проводимых с целью оценки эксплуатационных, технических и других особенностей судов аналогичных размеров и назначения, строящихся в мире, а также эксплуатационных качеств судовых комплектующих. Кроме того, при этом учитываются, как результаты анализа конвенциальные и другие ограничения, налагаемые на проект, требования надзорных органов и ряд других обстоятельств. Итогом этой работы должно стать применение некоторых балансирующих механизмов, которые позволят свести результаты частного анализа в ряд концептуальных положений общего характера, формулирующих замысел создания перспективного судна.
По своему определению концептуальный анализ не использует развитый математический аппарат, поэтому продвижение в этой области проектирования можно получить только за счет применения ограниченного инструментария формальных средств с использованием методической и методологической базы логического анализа. Большое внимание здесь должно быть уделено, также, системологии с самой широкой поддержкой со стороны системных дисциплин. Успех в развитии любой дисциплины достигается только при гармоничном развитии всех ее составляющих частей, поэтому совершенствование традиционных разделов исследовательского проектирования требует развития и концептуального анализа.
Наряду с решением основной задачи концептуального проектирования, связанной с формированием собственно концепции будущего судна, другим значимым результатом концептуального анализа является система договоренностей, правил, условий и ограничений, позволяющих сформировать поле исходных данных для последующих расчетов. Здесь результатом концептуального анализа также могут быть и сами исходные данные. Иными словами, другой задачей концептуального анализа является подготовка всего процесса проектирования к широкому применению формального инженерного вычислительного аппарата.
Наконец, совокупность частных результатов, более общих воззрений и некоторых количественных оценок должна обладать определенным интегрирующим эффектом, под которым понимается общее видение замысла будущего проекта, его места в сложившихся структурах эксплуатации флота. Этот результат в большой степени определяет рыночные перспективы проекта.
Прежде единственным методом оптимизации судов являлся вариантный (иначе, вариационный) метод, наиболее существенными преимуществами, которого являются его удобство и наглядность, проявляющиеся при числе оптимизируемых элементов не более трех. При большем числе трудоемкость работ при вариантном методе резко возрастает и, главное, затрудняется анализ результатов. Это объясняется необходимостью расчета всей предварительно заданной совокупности вариантов без учета результатов, полученных по каждому очередному из них.
Предметом исследовательского проектирования в данном случае является совокупность эксплуатационных качеств судна, рассматриваемая с точки зрения реализации его целевых функций при техническом и экономическом обосновании целесообразности их реализации, с целью выбора варианта (или вариантов) судна, наиболее предпочтительного в смысле эффективности решения поставленных задач и возможности его эксплуатации в существующих условиях. На рисунке 1 представлена геометрическая интерпретация процесса исследовательского проектирования судна, совмещающего вариационный метод и метод последовательных приближений.
 |
| Фото предоставлено Михаилом Францевым |
Рассматривая исследовательское проектирование как единый процесс, можно выделить три его основные направления: формирование требований к судну, синтез облика судна и анализ его элементов.
Исследовательское проектирование с применением методов концептуального анализа характеризуется общей методологией решения задач, связанных с созданием судов и их комплектованием. Основой этой методологии является комплексное исследование эксплуатационных качеств судна, как сложной технической системы, и поиск оптимального варианта с учетом использования судна индивидуально или в комплексе с другими судами и плавучими объектами.
Целью исследовательского проектирования с применением методов концептуального анализа применительно к процессу проектирования судна из композиционных материалов является решение следующих задач:
- обоснование направления развития типов судов на перспективу с учетом достижений научно-технического прогресса;
- разработка заданий на проектирование судов, увязанных с внешней задачей проектирования;
- выявление областей, в которых должны разрабатываться общие требования к проектированию судов рассматриваемых типов и обоснование этих требований;
- обоснование направлений развития комплектования судов.
 |
| Рис. 1. Геометрическая интерпретация процесса исследовательского проектирования, совмещающего вариационный метод и метод последовательных приближений. |
Профессор В.В. Ашик (СПбГМТУ) указывал, что накапливание информации и ее обработка для использования при проектировании позволяют уменьшить число приближений или даже отказаться от них. По его мнению, общий характер исследований в рамках теории проектирования и ее методологии, основанный на этой теории, может быть определен как аналитический, при этом постепенно возрастает роль использования математических дисциплин.
В настоящее время теория проектирования интенсивно развивается, что связано с высокими темпами технического прогресса. Создаются разнообразные виды судовых комплектующих, которые позволяют существенно расширить эксплуатационные возможности судов. Широкое использование методов математического моделирования обусловило внедрение в исследовательское проектирование всего разнообразия аппарата математического анализа. При этом цена ошибок, допущенных на ранних стадиях принятия решений, многократно увеличивается по мере совершенствования и удорожания судов.
В то же время, академик В.М. Пашин указывал, что важно найти наиболее выгодные решения важно и при проектировании относительно несложных и недорогих судов, строящихся при этом крупными сериями.
Структура исследования вновь создаваемых проектов судов с использованием методов концептуального анализа включает шесть этапов:
- формирование модели и подготовка к исследованию;
- проведение цикла расчетов и исследований;
- предварительная оценка результатов;
- корректировка модели и/или используемых для исследований данных в рамках внешней задачи и определенных целевых функций;
- проведение проектных проработок, включая графическую часть;
- разработка технико-экономического обоснования.
- выработки концепции проектируемого судна с использованием формальных и неформальных методов и оценок;
- определения задач, которые предполагается решать за счет эксплуатации разрабатываемого судна;
- определения перечня основного оборудования судна, включающего комплекс целевого использования, разработки модели применения, в рамках которой предполагается эксплуатировать создаваемое судно;
- уточнения состава задач, разработки требований к математической модели судна, выбора и формирования критериев технико-экономической оценки;
- выбора и/или назначения независимых варьируемых параметров, формирования программной реализации математической модели проектируемого судна совместно с моделью его эксплуатации;
- формирования структуры информационной модели в соответствии с полученной реализацией математической модели и наполнением ее данными.
 |
| Фото предоставлено Михаилом Францевым |
При составлении проектного замысла создания судна необходимо ответить на целый ряд вопросов. Поэтому проблема сбора и обработки исходной информации занимает важное место в концептуальном анализе. Эта информация может быть представлена, как множеством научных фактов, количественных и качественных данных, знаний о наблюдаемых процессах и явлениях, так и результатами их обработки: анализом, обобщением и выявленными закономерностями, прогнозируемыми тенденциями развития. Иными словами, результаты обработки исходной информации также представляют собой информацию, но более высокого качества.
Выполнение проектных проработок и технико-экономического обоснования обычно проводится в виде спирального цикла, в процессе которого уточняются следующие аспекты:
- задание граничных условий для варьируемых характеристик, корректировка постоянных расчета и ряда статистических коэффициентов в соответствии с принятыми граничными условиями;
- задание (изменение) состава комплектования очередного варианта проектируемого судна;
- корректировка базы данных комплектующих элементов по результатам предыдущих циклов исследования;
- задание (или корректировка) архитектурно-компоновочной схемы судна и элементов его подсистем;
- проведение расчетов по определению эксплуатационных характеристик и технико-экономических показателей варианта проектируемого корабля;
- получение графического изображения архитектурно-компоновочных схем и схем размещения основных компонентов судна.
При решении любой инженерной задачи достоверность исходной информации находится в центре внимания исследования и обеспечивается различными путями. Часто используются такие методы, как полная проверка поступающей информации прямыми расчетными методами или проверка косвенными методами на непротиворечивость информации. Такие приемы условно можно разделить на методы входного и внутреннего контроля.
В современном проектировании судов усиливается взаимная зависимость между проектными, техническими и технологическими решениями. Поэтому необходимая связность концептуальных исследований может быть обеспечена только путем объединения потоков фактологической информации в единую систему. При этом в каждом конкретном случае не исключается использование таких традиционных приемов верификации, как проверка данных на непротиворечивость и замкнутость (полноту).
 |
| Фото предоставлено Михаилом Францевым |
Особый смысл при концептуальном анализе приобретает проблема достоверности исходной информации. В практически неограниченном поле исходных данных, которые могут быть привлечены для исследования при концептуальном анализе, часто возникает так называемый «синдром тенденциозности», хорошо известный специалистам в области неформального анализа. Суть его заключается в том, что из достаточно большого множества располагаемых фактов всегда можно подобрать такие, которые будут подтверждать или опровергать заранее выдвинутую идею (принцип, тенденцию). Факты же, не подтверждающие заранее предполагаемый вывод или заключение, всегда можно оставить без внимания или принять за «исключение из общего правила». Поэтому если исследователь приступает к сбору информации, интуитивно уже склоняясь к той или иной версии толкования вопроса и находясь под психологическим давлением собственной убежденности, то он, порой даже бессознательно, подбирает подтверждающую свою версию систему фактов.
Поэтому одним из важнейших способов, применяемым для восстановления недостающих данных при концептуальном анализе, являются законы и закономерности широкого спектра кораблестроительных дисциплин. При этом необходимо учитывать, что по мере смещения исследования в область концептуального анализа точность получаемой количественной информации и надежность качественных характеристик будут неизбежно снижаться. Поэтому в качестве дополнения необходимо использовать синтетические методы теории принятия решений или других разделов системного анализа. Так, при определении необходимого уровня точности вычисления, например, водоизмещения, критерием должна служить не относительная погрешность в определении этой величины, а лишь тот порог, превышение которого могло бы привести к качественному изменению вывода выполняемого анализа. Такой подход в теории принятия решений получил название определения параметра с точностью до альтернативы. При определении необходимого уровня точности информации, используемой при концептуальном проектировании, возможно использование и таких свойств сложных систем, как симметрия, сбалансированность и другие.
Одной из важных проблем концептуального анализа является классификация данных и комплексов данных. Математическая постановка задачи разбиения на классы встречается в самых различных прикладных дисциплинах. В концептуальном анализе нередко задача классификации выступает как элемент верификации данных.
Поэтому в рамках решения задачи упорядочения исходной информации и верификации данных, важным этапом является отнесение исследуемого судна к тому или иному типу. Этот этап особенно важен еще и потому, что он представляет собой не только уточнение исходных данных, но и является начальным этапом подготовки к проведению анализа по аналогии, поскольку тип судна представляет собой признак одного из наиболее характерных свойств, на которое во многом определяется весь последующий анализ. Этот анализ опирается, как на временные факторы существования объекта исследования, так и на его распространение в одном временном срезе среди собственно изучаемых объектов и объектов близких областей исследований, которые могли бы послужить аналогами изучаемому объекту.
Таким образом, способом перехода от внешней задачи к внутренней задаче проектирования судна из композиционных материалов, не имеющего в практике отечественного судостроения близких прототипов, является стадия его исследовательского проектирования, использующего методы концептуального и математического анализа. При этом оно опирается на использование комплексов данных о предполагаемых районах эксплуатации, статистических характеристиках судов - прототипов, осуществляющих реализацию аналогичных задач, а также результаты выводов промежуточного анализа, которые надлежащим образом собраны, упорядочены и прошли процедуру верификации.
В заключение нужно привести мнение профессора В.В. Ашика, согласно которому успешное решение основной проектной задачи – определения размеров и формы судна – связано с учетом предшествующего опыта судостроения, заключающегося в использовании данных, как отдельного судна прототипа, так и статистических данных по ряду построенных судов. Чем больше изучена область данных, относящихся к проектируемому судну, тем меньше оказывается число приближений при проектировании.
Продолжение следует
Михаил Францев
