Доклад: Функционально-физический анализ фотоаппарата «Зенит»

Доклад: Функционально-физический анализ фотоаппарата «Зенит»

Российская Экономическая Академия им. Г. В. Плеханова

Расчетно-аналитическая работа по курсу методы поиска и

принятия инновационно технических решений.

КАФЕДРА МЕХАНИКИ

Функционально-физический анализ фотоаппарата  «Зенит»

Выполнил студент  гр.№723

Фролов Александр Александрович

факультет ИЭИ.

Научный руководитель

Колоколов В. А.

Москва 2001

Функционально-физический анализ фотоаппарата

1. Описание функции предназначения.

                                             F = {D,G,H }

     D  - экспонирование ;

     G  - светочувствительный материал ;

     H  - с определенными условиями .

1. Описание физической операции.

                                             Q = {A, E, C}

     А  -  свет ;

     С  -  экспонированный светочувствительный материал ;

     Е  -  сбор и накопление.   

     3.Разбиваем фотоаппарат на функциональные элементы.

     Е1 – объектив;

     Е2 – затвор;

     Е3 – диафрагма;

     Е4 – лентоперематывающий механизм;

     Е5 – корпус;

     Е6 – система фокусировки;

     Е7 – система управления;

     Е8 – экспозиционное устройство.

4.Выделяем объекты окружающей среды.

V1 – светочувствительный материал (фотопленка);

V2 – свет;

V3 – объект окружающей среды;

V4 – человек.

5.Описываем функции выделенных элементов.

6.Строим конструктивную функциональную структуру, которая описывает функциональную взаимосвязь между элементами.

7.Выделяем основные и вспомогательные потоки.

Свет  

Механическая энергия    

Информация       

8.Проводим описание физических операций выделенных элементов.

Физическая операция – это общее описание функционирования каждого элемента.

                                     Q = {A, E, C }

9.Строим потоковую функциональную структуру, которая описывает физическую взаимосвязь.

10.Проводим описание физического принципа действия.

Описание физического принципа действия производится на основе ПФС и поэтому ПФС и физический принцип действия могут быть совмещены.

                                    Принцип историзма.

Принцип историзма в ФФА – это история возникновения потребности и различные способы реализации этой потребности раньше, сегодня, а также возможны способы реализации потребности в будущем.

            Использование принципа историзма сводится к иерархической матрице удовлетворения потребности.

      Иерархическая матрица удовлетворения потребности.

Потребность: получение изображения объекта окружающей среды.

Эту потребность определяют следующие физические операции:

-      Рисование.

-      Фотографирование.

Технические решения:

-      уголь, карандаш, ручка, краски

-      камера обскура, механический фотоаппарат, электронный фотоаппарат, фотоаппарат с автоматической настройкой,

цифровой фотоаппарат.

Иерархическая матрица удовлетворения потребности.

                Наличие закономерностей развития.

              Закономерность стадийного развития

В процессе развития человек передает свои функции техническому объекту.

      Основные функции человека:

-      Технологическая (Т)

-      Энергетическая (Э)

-      Управленческая (У)

-      Планирующая (П)

            Я считаю, что фотоаппарат «Зенит» находится на 1 стадии развития, потому что человек управляет фотоаппаратом, воздействует на него (механическая энергия) и планирует его действия.

Аппроксимация значений разрешающей способности              

                                   объективов.

Графический вид:

                                Метод ранжирования.

Недостатки фотоаппарата:

1.Громоздкий

2.Нет автоматической системы перемотки

3.Нет автоматической настройки

4.Нет встроенной вспышки

5.Тяжелый.

Как видно из таблицы 1 ранг получил 3 недостаток – нет

автоматической настройки.           

                                        Метод гирлянд ассоциаций.

                  Матричный метод принятия решений.

       Х – альтернативные решения;

       К – критерии;

       В – вес критерия     Вj = 1

       А – оценки   1<Aij <10

  Как видно из таблицы, максимальное значение АijBj  = 8,3

  следовательно, фотоаппарат с программным управлением можно считать                           

  самым лучшим.

                        Морфологический метод.

1.Стадия анализа.

Разбиваем объект на морфологические признаки.

Объект – фотоаппарат.

Фотоаппарат состоит из:

-      корпуса;

-      объектива;

-      затвора;

-      диафрагмы;

     -   системы управления.

2.Рассматриваем различные варианты реализации морфологических признаков.

Корпус (материал): пластмасса, металл.

Объектив: пластик, съемный, несъемный.

Затвор: в виде шторок, секционный.

Диафрагма: пластик.

Система управления: автоматическая, неавтоматическая.

                                              Матрица

3.Стадия синтеза.

Здесь мы комбинируем решения из различных вариантов реализации.

Рассматриваем все возможные комбинации.

Техническое решение 1 (ТР 1): Фотоаппарат с пластмассовым корпусом,

пластиковым объективом, затвором в виде шторок, пластиковой диафрагмой, и с неавтоматической системой управления.

ТР 2: Фотоаппарат с металлическим корпусом, съемным объективом, секционным затвором, пластиковой диафрагмой, и автоматической системой управления.

ТР 3: Фотоаппарат с пластиковым корпусом, несъемным объективом, секционным затвором, пластиковой диафрагмой, и автоматической системой управления.

                     Метод расстановки приоритетов.

Альтернативные решения:

Х1 – Фотоаппарат с программным управлением;

Х2 _ Пластиковый облегченный фотоаппарат;

Х3 – Электронный фотоаппарат.

Критерии:

К1 – удобство управления;

К2 – Масса;

К3 – Дизайн.

1.Для каждого критерия поочередно проводим сравнение альтернативных решений.

К1         X1 > X2                                 K2           X1 < X2

              X1 > X3                                                 X1 = X3         

              X2 > X3                                                 X2 > X3

K3         X1 < X2

              X1 < X3                  

              X2 = X3

2. Строим квадратичную матрицу.

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

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

Р13= 1*2+0,5*3,5+0,5*3,5 = 5,5

Р23= 1,5*2+1*3,5+1*3,5 = 10

Р33= 1,5*2+1*3,5+1*3,5 = 10

3.Определяем значимость критериев.

К1 > K2

K1 > K3

K2 > K3

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 каждого альтернативного решения вычисляем комплексный

приоритет.

                                        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. Проводим сравнение комплексных приоритетов.

Максимальное значение = 0,3468 имеет P1 комп . Следовательно альтернативное решение Х1 – Фотоаппарат с программным управлением – это самое лучшее решение.