Реферат: Функционально-физический анализ фотоаппарата "Зенит"

    Российская Экономическая Академия им. Г. В.Плеханова

 

 

                                КАФЕДРАМЕХАНИКИРасчетно-аналитическая работа по курсу методы поиска и             

         принятия инновационно техническихрешений.

                  Функционально-физическийанализ

                            фотоаппарата  «Зенит»

                                          Выполнил студент  гр.№723

                                          Фролов Александр Александрович

                                           факультет ИЭИ.

                                          Научный руководитель

                                          Колоколов В. А.

                              Москва 2001

Функционально-физический анализ

фотоаппарата

1.<span Times New Roman"">   

Описание функциипредназначения.

                                             F = {D,G,H }

     D  — экспонирование ;

     G  — светочувствительный материал ;

     H  — с определенными условиями .

2.<span Times New Roman"">   

Описание физическойоперации.

                                             Q = {A, E, C}

     А -  свет ;

     С -  экспонированныйсветочувствительный материал ;

     Е -  сбор и накопление.   

 

     3.Разбиваем фотоаппарат нафункциональные элементы.

     Е1 – объектив;

     Е2– затвор;

     Е3– диафрагма;

     Е4– лентоперематывающий механизм;

     Е5– корпус;

     Е6– система фокусировки;

     Е7– система управления;

     Е8– экспозиционное устройство.

       <img src="/cache/referats/7516/image002.jpg" v:shapes="_x0000_i1025">     

4.Выделяемобъекты окружающей среды.

V1– светочувствительный материал (фотопленка);

V2 – свет;

V3 – объект окружающей среды;

V4 – человек.

5.Описываемфункции выделенных элементов.

П/н

Наименование

ФЭ.

Обозначение

      ФЭ.

Обозначение

 функции

Описание функции

  1

  Объектив

       Е1

       F1

Создает оптическое

изображение объекта на фотопленке.

 2

    Затвор

       Е2

       F2

Обеспечивает необхо-

димое время экспони-

рования.

 3

 Диафрагма

       Е3

       F3

Регулирует количество света.

 4

Лентоперема-тывающий

механизм

       Е4

       F4

Перематывает фото-

пленку на нужную

позицию.

 5

 Корпус

       Е5

       F5

Защищает и объединяет

все элементы фотоап-парата.

 6

Система фокусировки

       Е6

       F6

Фокусирует свет на фотопленку.

 7

Система управления

       Е7

       F7

Управляет затвором и

диафрагмой.

 8

Экспозицион-ное устройство

       Е8

       F8

Регулирует время проникновения света.

6.Строим конструктивную функциональную структуру, котораяописывает функциональную взаимосвязь между элементами.

<img src="/cache/referats/7516/image004.jpg" v:shapes="_x0000_i1026">

7.Выделяем основные и вспомогательные потоки.

<img src="/cache/referats/7516/image005.gif" v:shapes="_x0000_s1028">Свет  

Механическаяэнергия   <img src="/cache/referats/7516/image007.jpg" v:shapes="_x0000_i1027"> 

Информация        <img src="/cache/referats/7516/image009.jpg" v:shapes="_x0000_i1028">

      

<img src="/cache/referats/7516/image011.jpg" v:shapes="_x0000_i1029">

8.Проводим описание физических операций выделенныхэлементов.

Физическая операция – этообщее описание функционирования каждого элемента.

                                     Q = {A, E,C }

Наименование

ФЭ и О.о.с.

   А

     С

    Е

Физический

закон или

эффект

  №

источ

 ника

  №

прием

 ника

 1

Фотопленка V1

свет

кадр

сбор и

накопле

ние

потемнение

 6

 2

Свет V2

 

 

 3

Объект V3

свет

свет

излуче-

ние

отражение

2

5

 4

Человек V4

инфор

мация

мех.

энерг.

12

 11

 5

Объектив Е1

свет

свет

проводи

мость

преломление

3

7

 6

Затвор Е2

мех.эн.

свет.

свет

проводи

мость

7

1

 7

Диафрагма Е3

свет

свет

проводи

мость

5

6

 8

Лентоперемат.

механизм Е4

мех.эн.

мех.эн.

воздействие

4

1

 9

Корпус Е5

мех.эн.

мех.эн.

проведе

ние.

объединение

4

10

Система фоку-сировки  Е6

мех.эн.

свет

мех.эн.

сбор.

фокусирует свет

4

5

5

11

Система управ

ления    Е7

мех.эн.

мех.эн.

вохдействие

4

6,7

12

Экспозицион.

устройство Е8

свет

инфор

мация

преобра

зование

5

4

9.Строим потоковую функциональную структуру, котораяописывает физическую взаимосвязь.

10.Проводимописание физического принципа действия.

Описаниефизического принципа действия производится на основе ПФС и поэтому ПФС ифизический принцип действия могут быть совмещены.

<img src="/cache/referats/7516/image013.jpg" v:shapes="_x0000_i1030">

                                    Принциписторизма.

Принцип историзма в ФФА – этоистория возникновения потребности и различные способы реализации этойпотребности раньше, сегодня, а также возможны способы реализации потребности вбудущем.

         Использование принципа историзмасводится к иерархической матрице удовлетворения потребности.

      Иерархическая матрица удовлетворенияпотребности.

Потребность:получение изображенияобъекта окружающей среды.

Этупотребность определяют следующие физические операции:

-<span Times New Roman"">        

Рисование.

-<span Times New Roman"">        

Фотографирование.

Техническиерешения:

-<span Times New Roman"">        

уголь, карандаш, ручка, краски

-<span Times New Roman"">        

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

цифровой фотоаппарат.

Иерархическаяматрица удовлетворения потребности.

<img src="/cache/referats/7516/image015.jpg" v:shapes="_x0000_i1031">

                Наличиезакономерностей развития.              Закономерность стадийного развития

Впроцессе развития человек передает свои функции техническому объекту.

      Основные функции человека:

-<span Times New Roman"">        

Технологическая (Т)

-<span Times New Roman"">        

Энергетическая (Э)

-<span Times New Roman"">        

Управленческая (У)

-<span Times New Roman"">        

Планирующая (П)

      0

       1

      2

      3

       4

Человек

    ТЭУП

   ЭУП

    УП

     П

       -

Фотоаппарат

      -

     Т

    ТЭ

   ТЭУ

   ТЭУП

         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.

Годы

Разрешающая

способность

1749

10

1862

18

1870

20

1880

22

1891

30

1895

45

1900

58

1906

70

1912

85

1918

96

1933

104

1940

110

1969

117

1982

119

1995

120

 

Графическийвид:

<img src="/cache/referats/7516/image017.jpg" v:shapes="_x0000_i1032">

                                Методранжирования.

Недостатки фотоаппарата:

1.Громоздкий

2.Нетавтоматической системы перемотки

3.Нетавтоматической настройки

4.Нетвстроенной вспышки

5.Тяжелый.

   -

  1

  2

  3

  4

  5

Кол. повт.

   Ранг

 1

   -

  2

  3

  4

  5

      0

       5

 2

  2

   -

  3

  2

  2

      3

       2

 3

  3

  3

   -

  3

  3

      4

       1

 4

  4

  2

  3

   -

  4

      2

       3

 5

  5

  2

  3

  4

   -

      1

       4

Каквидно из таблицы 1 ранг получил 3 недостаток – нет

автоматическойнастройки.           

                    

                                        Метод гирлянд ассоциаций.

        Алгоритм

1.Формулировка проблемной ситуа-

ции. Установление объекта исследования (наименование).Опре-

деление синонимов объекта.

Пример

Проблема – необходимо усовершен

ствовать фотоаппарат.

Объект – фотоаппарат.

Синонимы – фотокамера, камера.

2.Произвольный выбор случайных объектов. Получение гирлянды случайных объектов.

Случайные объекты – игрушка, часы, сумка, подставка.

3.Составление комбинаций из элементов гирлянды синонимов и гирлянды случайных объектов.

Фотоаппарат с часовым механизмом, сумка для камеры, фотоаппарат с подставкой, игрушечный фотоаппарат.

4.Составление перечня признаков              

случайных объектов.

                                                                                 

Часы: механические, квадратные, электронные, пластмассовые, ручные, настенные, деревянные, золотые, круглые.

Подставка: металлическая, деревян

ная, высокая, пластмассовая.

Игрушка: мягкая, резиновая, деревянная, пластиковая, цветная.

Сумка: кожаная, матерчатая, объемная, маленькая, дамская.

5.Генерирование идеи путем поочередного присоединения к объекту и его синонимам признаков случайных объектов.

Механический фотоаппарат, квадратная камера, электронный фотоаппарат, пластиковый фотоаппарат, маленькая фотокамера, цветной фотоаппарат, дамский фотоаппарат, кожаная камера.

6.Из признаков случайных объектов генерируются гирлянды ассоциации.

Электроника-техника-компьютер-программа. Механика-шестеренка-механизм-машина-авария-дорога.

Пластик-окно-погода- дождь-вода.

Рисунок-портрет-стена-бетон-дом.

 


Кожа-стиль-куртка-фигура-модель-диета-вес.

Квадрат-кубик-игра-дети-огород-жара-солнце-батарея.

7.Генерирование новых идей. К элементам гирлянды синонимов постепенно нужно присоединить элементы гирлянд ассоциаций.

Электронный фотоаппарат, фотоаппарат с программным

управлением, фотоаппарат для подводной съемки, игрушечный фотоаппарат, стильный фотоаппарат, легкий фотоаппарат, фотоаппарат с солнечными батареями, кожаный фотоаппарат.

8.Оценка и выбор рациональных вариантов идей. Идеи разбивают на 3 группы:

 1 – рациональные идеи;

 2 – идеи сомнительной полезности;

 3 – нерациональные идеи.

Рациональные идеи:электронный фотоаппарат, пластиковый фотоаппарат, фотоаппарат с программным управлением,

фотоаппарат для подводной съемки

Идеи сомнительной полезности:

игрушечный фотоаппарат, стильный  фотоаппарат.

Нерациональные идеи:фотоаппарат с солнечными батареями, кожаный фотоаппарат.

                 Матричный метод принятия решений.

       Х– альтернативные решения;

       К – критерии;

       В – вес критерия    <img src="/cache/referats/7516/image019.jpg" v:shapes="_x0000_i1033"> Вj= 1

       А – оценки   1<Aij<10

Критерии

Масса

Дизайн

Удобство

управлен.

<img src="/cache/referats/7516/image019.jpg" v:shapes="_x0000_i1034">АijBj

                  Вес критер.

Альтернат.

   0,3

    0,2

      0,5

Пластиковый фотоаппарат

           2,7

9

              1,4

7

               3

6

    7,1

Фотоаппарат с программным управлением

           2,4

8

              1,4

7

              4,5

9

    8,3

Стильный фотоаппарат

           2,4

8

              1,8

9

              3,5

7

    7,7

Электронный фотоаппарат

           2,4

8

              1,4

7

              4

8

    7,8

  Как видно из таблицы, максимальное значение <img src="/cache/referats/7516/image019.jpg" v:shapes="_x0000_i1035">АijBj = 8,3

  следовательно, фотоаппарат с программным управлением можносчитать                           

  самым лучшим.

                        Морфологическийметод.

1.Стадияанализа.

Разбиваемобъект на морфологические признаки.

Объект– фотоаппарат.

Фотоаппарат состоит из:

-<span Times New Roman"">        

-<span Times New Roman"">        

-<span Times New Roman"">        

-<span Times New Roman"">        

    -   системы управления.

2.Рассматриваем различныеварианты реализации морфологических признаков.

Корпус(материал): пластмасса, металл.

Объектив:пластик, съемный, несъемный.

Затвор:в виде шторок, секционный.

Диафрагма:пластик.

Системауправления: автоматическая, неавтоматическая.

                                              Матрица

            1

            2

           3

1.Корпус Пластмасса

Металл

2.Объектив Пластик

Съемный

Несъемный

3.Затвор В виде шторок

Секционный

4.Диафрагма Пластик

5.Сист.управлен.

Автоматическая

Неавтоматическая

3.Стадия синтеза.

Здесьмы комбинируем решения из различных вариантов реализации.

Рассматриваемвсе возможные комбинации.

Техническое решение 1 (ТР 1): Фотоаппаратс пластмассовым корпусом,

пластиковымобъективом, затвором в виде шторок, пластиковой диафрагмой, и снеавтоматической системой управления.

ТР2: Фотоаппарат с металлическим корпусом, съемным объективом, секционнымзатвором, пластиковой диафрагмой, и автоматической системой управления.

ТР3: Фотоаппарат с пластиковым корпусом, несъемным объективом, секционнымзатвором, пластиковой диафрагмой, и автоматической системой управления.

                    Метод расстановки приоритетов.

Альтернативныерешения:

Х1 – Фотоаппарат спрограммным управлением;

Х2 _ Пластиковыйоблегченный фотоаппарат;

Х3 – Электронныйфотоаппарат.

Критерии:

К1 – удобствоуправления;

К2 – Масса;

К3 – Дизайн.

1.Для каждого критерияпоочередно 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 квадратичнуюматрицу.

    Альт

Альт

  Х1

  Х2

  Х3

<img src="/cache/referats/7516/image019.jpg" v:shapes="_x0000_i1036">по

строке

  Рi1

      Рi1

  Х1

    1

   1,5

   1,5

    4

   11,5

    0,46

  Х2

   0,5

    1

   0,5

    2

    5,5

    0,22

  Х3

   0,5

   1,5

    1

    3

      8

    0,32

<img src="/cache/referats/7516/image019.jpg" v:shapes="_x0000_i1037">

     25

       1

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

    Альт

Альт

   Х1

   Х2

   Х3

<img src="/cache/referats/7516/image019.jpg" v:shapes="_x0000_i1038"> по

строке

     Рi2

       Рi2    

   Х1

    1

   0,5

    1

   2,5

       7

    0,274

   Х2

   1,5

     1

   1,5

     4

      11,5

    0,452

   Х3

    1

   0,5

     1

   2,5

        7

    0,274

<img src="/cache/referats/7516/image019.jpg" v:shapes="_x0000_i1039">

     25,5

        1

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

    Альт

Альт

   Х1

   Х2

   Х3

<img src="/cache/referats/7516/image019.jpg" v:shapes="_x0000_i1040"> по

строке

     Рi3

       Рi3    

   Х1

    1

   0,5

   0,5

     2

     5,5

    0,216

   Х2

   1,5

    1

    1

    3,5

     10

    0,392

   Х3

   1,5

    1

    1

    3,5

     10

    0,392

<img src="/cache/referats/7516/image019.jpg" v:shapes="_x0000_i1041">

    25,5

        1

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.Определяемзначимость критериев.

К1> K2

K1 > K<span

еще рефераты
Еще работы по технике