Лекция 4. методы инженерного прогнозирования. Недостатки прогнозирования. Оценка прогнозирования новой техники

Разнообразие решаемых задач в области прогнозирования привело к разработке большого числа методов. В настоящее время известно более 300 методов в составление прогнозов. Наиболее широко в технике используют следующие прогнозирования.

1. Метод экстраполяции, который основывается на переносе динамики событий и состояний, имевших место в недалеком прошлом, на будущее. Широкое применение этот метод находит при краткосрочном прогнозировании, преимущественно в областях техники, где не предвидятся существенные качественные изменения в ее развитии. Областью этого метода прогнозирования является в основном события, развивающиеся эволюционным путем и достаточно медленно во времени.

Метод экстраполяции можно решать задачи двух типов:

1) статистические в которых анализируют связи между главным признаком и другими параметрами без учета фактора времени

2) динамические, в которых непременной составляющей уравнения является фактор времени

2. Метод экспертных оценок заключается в том, что группе специалистов-экспертов ставят рад вопросов, касающихся развития данного технического направления или прогнозируемого объекта. Затем математической обработкой результата опроса экспертов устанавливают преобладающие мнение. Сложным при использовании этого метода, который носит субъективный характер, является выбор групп экспертов, установление принципов проведения опроса, оценка точности результатов и др.

этот метод целесообразно использовать в случае отсутствия достаточно систематизированной информации о прошлом или в случае когда научно-техническое развитие в большой степени зависит от принимаемых решений, чем от самих технических возможностей.

3. Метод моделирования характеризуется тем, что анализ исходных данных ведут не на исследуемых объектах, а на их моделях, выполненных в соответсвии с требованиями теории подобия. Этот метод базируется на целесообразном абстрагировании процессов развития событий в будущем. Наибоее общим и вместе с тем достаточно строгим направлением является метод математического моделирования.

Прогнозы обычно разрабатывают на период в течении которого принимаемое решение будет иметь действие.

Специальными исследованиями установлено, что в наше время обновление существующих видов машин происходит через 5-7 лет, а теоретические основы создания машин и тенденции развития принципов действия этих машин сохраняются в течение 10-15 лет. Поэтому при обосновании необходимости создания машин оптимальным сроком прогноза является период в среднем до 15 лет. Достоверность прогнозов, сделанных на более длительный срок, заметно снижается.

На рис.1 дана схема процесса прогнозирования, на которой указаны этапы прогнозирования и связи между ними

Рис.1 схема процесса прогнозирования

ЦЕЛЬ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

ОБЪЕКТ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

ПЕРИОД УПРЕЖДЕНИЯ ТОЧНОСТЬ ПРОГНОЗА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ МЕТОД ОБРАБОТКИ И.Д.

РАСЧЕТ

РЕЗУЛЬТАТ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

ВАРИАНТ ПРОГНОЗА П1 П2 Пi

Исходным положением при прогнозирования является цель прогнозирования.
В зависимости от нее принимают и объект прогнозирования (связь 1). Период упреждения и точность прогнозирования устанавливают в зависимости от цели и объекта прогнозирования (связи 2 и 3). Период упреждения (период, в который ведут прогнозирования) зависит от требуемой точности прогнозирования: чем больше период упреждения, те меньше точность прогнозирования; при необходимости повысить точность прогнозирования уменьшается период упреждения (взаимосвязь 4).

В зависимости от периода упреждения устанавливают необходимый объем и содержание исходных данных об объекте прогнозирования: чем больше период упреждения, тем полнее должны быть исходные данные; при малом объеме исходных данных период упреждения уменьшается (взаимосвязь 5).

Выбираемый метод обработки исходных данных зависти от требуемой точности прогнозирования: чем выше точность прогнозирования, тем точнее должен быть метод обработки исходных данных при снижении точности прогнозирования принимают менее точный метод обработки исходных данных (взаимосвязь 6). Для обеспечения требуемой точности прогнозирования необходимо располагать соответствующим объемом и содержанием исходных данных об объекте прогнозирования. По мере повышения точности прогнозирования объем и содержание исходных данных должны быть более полными (взаимосвязь 7).

Выбор метода обработки исходных данных об объекте прогнозирования зависит от принимаемого периода упреждения, тем точнее должен быть метод обработки исходных данных (взаимосвязь 8).

Наличие объема и содержания исходных данных определяет выбор метода их обработки: чем полнее исходные данные, тем точнее может быть метод их обработки. В то же время определенный метод требует соответствующего объема исходных данных (взаимосвязь 9).

Определив объем и содержание исходных данных о прогнозируемом объекте и приняв соответствующий метод обработки исходных данных, можно выполнить необходимые расчеты (связь 10,11). Произведенные расчеты должны дать возможность получить требуемый результат прогнозирования (связь 12), на основании которого могут быть разработаны допустимые варианты прогноза. Не исключается, что полученный результат прогнозирования не будет полностью отвечать поставленной цели. В этом случае необходимо учитывать отдельные этапы прогнозирования используя обратные связи.

Процесс прогнозирования, исходя из требований по точности может быть разделен на следующие три части:

1) детермированную, поддающуюся точному расчету

2) вероятностную, позволяющий устанавливать предполагаемую закономерность протекания процесса

3) «чисто» случайную, которая не поддается расчету

Прогнозирование конструкции машин включает рассмотрение следующих основных положений:

1. Функциональное значение

2. Основные технические и экономические параметры

3. Возможные компоновочные схемы

4. Новые материалы и виды заготовок

5. Новые технологические процессы, оборудование и технологическая оснастка

6. Новые формы и методы организации и методы производством

7. Потребность и предполагаемый план изготовления машин

8. Строительство нового или реконструкция действующего предприятия

9. Народнохозяйственная эффективность от создания новой конструкции машины

Прогнозировать можно и отдельные параметры машины, например массы. В ряде конструкций особое значение приобретает необходимость ограничение массы на ранних стадиях проектирования. Для этого анализируют аналогичные конструкции и устанавливают математическую зависимость массы от основных параметров машины. При этом следует учесть влияние на массу повышение конструктивной сложности отдельных сборочных единиц, а также коэффициента прогрессивного снижения массы конструкции совершенствованием методов расчета и конструирования применением прогрессивных материалов, заготовок и т.д.

Совершенные методы прогнозирования имеют следующие недостатки:

1) Недостаток воображения («чутья»), не позволяющий определить будущую полезность открытий, изобретений, исследований и разработок, что приводит к крайней пессимистичности прогнозов.

2) Переоценка возможностей, основанная на уверенности, что все теоретические возможное будет осуществлено на практике. Это приводит к крайней оптимистичности прогнозов.

3) Неспособность улавливать и учитывать изменения в конкурирующих системах

4) Чрезмерное опора экспертам

5) Неточность технических расчетов на которых базируются прогнозы

6) Невозможность предвидеть все будущее открытия

Несмотря на эти недостатки, в пределах практических потребностей используемые методы позволяют правильно с перспективой решать многие технические проблемы.