В процессе эвристического поиска новых эффективных систем часто прибегают к следующему правилу проектирования:
"Для эффективной реализации целей синтеза создается один объект, выполняющий несколько функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах, либо, наоборот, один объект, выполняющий одновременно несколько функций, заменяется несколькими объектами с самостоятельными функциями". Одно из прогрессивных направлений предполагает синтез многофункциональных систем, реализованных минимальным числом подсистем. Такие многофункциональные системы позволяют повысить их производительность и качество в определенных условиях эксплуатации и оказываются более предпочтительными, чем многофункциональные системы, у которых за каждую функцию отвечает самостоятельная подсистема.
Задача многовариантного синтеза таких систем может быть успешно решена на морфологических таблицах. Построение морфологических таблиц и алгоритмов синтеза эффективных вариантов имеет в этих случаях свои особенности, которые рассматриваются ниже.
Предположим, что исходная система выполняет три функции:
F1, F2 и F3.
Указанные функции в общем случае могут быть реализованы на основе трех или двух альтернативных элементов или же на основе одного элемента (табл. 5.21). Далее генерируются все возможные сочетания функций и для каждого сочетания подбираются альтернативы, которые сводятся в матрицу (табл. 5.22). Верхние индексы в матрице соответствуют порядковому номеру альтернативы, а нижние — номерам функций, которые реализуются альтернативами.
Таблица 5.21 Варианты систем с различным числом элементов
На основании матрицы (см. табл. 5.22) формируются альтернативные структуры морфологических таблиц для синтеза вариантов систем. В морфологических таблицах число и состав функций соответствуют составу и числу функций исходной системы.
Таблица 5.22 Сочетания функций и их реализации
Синтез систем на основе различного числа элементов осуществляется с помощью альтернативных морфологических таблиц:
Синтез вариантов системы на основе приведенных морфологических таблиц может проводиться двумя способами. В соответствии с первым способом первоначально выбирается наиболее предпочтительная морфологическая таблица, а затем на ней осуществляется синтез и отбор эффективных вариантов. Второй способ предполагает синтез вариантов одновременно на всех морфологических таблицах с последующим усечением множеств вариантов по тем ли иным критериям качества. Поиск эффективных вариантов может быть осуществлен различными методами, например по критерию отношения показателей эффективности и издержек, с учетом эффективного распределения имеющихся ограниченных ресурсов и т.п.
