Pelnas:
- Galimybė paspartinti kompromiso tyrimus nuo misijos reikalavimų iki konceptualaus orlaivio / erdvėlaivio dydžio nustatymo naudojant AI palaikymą
- Gebėjimas atlikti reikalavimų rašymą, atsekamumo ir nuoseklumo kontrolę su sukonfigūruotais raginimais
- Galimybė pašalinti nepagrįstus rezultatus kryžminiu būdu patvirtinant AI siūlomus projektavimo taškus naudojant fizikos pagrįstus rankinius skaičiavimus
Lėktuvas ar erdvėlaivis gimsta iš reikalavimų sąrašo, o ne ant braižymo lentos. Sakinys „Nešiok tiek daug apkrovos šiuo diapazonu, tokiu greičiu, tokia kaina“ yra dizaino, kuris tęsis daugelį metų, užuomazga. Koncepcinis dizainas (ankstyviausias projektavimo etapas, kai pirmiausia nustatomas apytikslis transporto priemonės dydis, svoris ir konfigūracija) yra pradinės formos išgavimas iš šios sėklos. Čia priimti sprendimai yra pigūs, tačiau jų poveikis brangiausias: vienas neteisingas konceptualus pasirinkimas gali išmesti milijonus dolerių detalaus dizaino.
Šiame skyriuje naudosime dirbtinį intelektą (AI), kad palengvintume tris konceptualaus dizaino naštą: neaiškių užduočių užklausų pavertimą išmatuojamais reikalavimais, išlaikysime atsekamumą ir reikalavimų nuoseklumą bei paspartinsime konkuruojančių dizaino variantų kompromisų analizę. Tačiau nuo pat pradžių išdėstykime kritinį principą: kiekvienas dydis, kiekvienas svorio įvertinimas, kurį siūlo dirbtinis intelektas, būtinai turi būti kryžmiškai patvirtintas fiziniais skaičiavimais. AI yra smegenų šturmo ir apskaitos partneris; sprendimo dėl dydžio nepriklauso.
Sąvokos: Reikalavimas: vienas patikrinamas teiginys, kurį įrankis turi atitikti. Atsekamumas: įrašų grandinė, iš kur kilo kiekvienas reikalavimas ir su kokiu dizainu / bandymu jis buvo įvykdytas. Prekybos erdvė: visų variantų rinkinys, sukurtas pagal keičiamus dizaino kintamuosius. MTOW: didžiausias kilimo svoris (maksimalus kilimo svoris), didžiausia masė, kurią transporto priemonė gali pakilti.
Nuo užduoties poreikio iki reikalavimo: žingsnis po žingsnio
Geras reikalavimas turi tris savybes: vienaskaita (sako viena), išmatuojama (yra skaičius ir vienetas) ir patikrinama (aišku, kaip tai patikrinti). „Orlaivis turi būti greitas“ nėra reikalavimas; „Orlaivis turi pasiekti 250 kt kalibro oro greitį (KCAS) jūros lygyje“ yra reikalavimas.
Pirmas žingsnis yra surinkti suinteresuotųjų šalių prašymus ir išskirstyti juos į reikalavimų projektą su AI. Antras žingsnis – padaryti kiekvieną reikalavimą išmatuojamą: kiekvieną neaiškų būdvardį („lengvas“, „patvarus“, „efektyvus“) pakeiskite metrika ir slenksčiu. Trečias žingsnis – ieškoti prieštaravimų tarp reikalavimų: diapazonas ir naudingoji apkrova dažnai konkuruoja tarpusavyje, AI greitai iškelia šiuos prieštaravimus į paviršių. Ketvirtasis žingsnis – sukurti atsekamumo matricą: lentelės sudarymas, kuris aukščiausio lygio užduoties tikslas lemia kurį nors papildomą reikalavimą.
Kalbant apie konceptualų matmenų nustatymą, AI gali prisiminti žinomus inžinerinius ryšius (svorio dalis, traukos ir svorio santykį, sparno apkrovą) ir nustatyti pradinę skaičiavimų grandinę. Pavyzdžiui, keleivinio orlaivio degalų masės dalis gali būti įvertinta pagal Breguet diapazono lygtį, o tuščios masės dalis gali būti įvertinta naudojant statistinius ryšius. Bet kiekviena šios grandinės grandis patvirtinama rankiniu skaičiavimu.
Patarimas: Rašydami reikalavimus, aiškiai suteikite AI užduotį „kiekvieną dviprasmišką būdvardį pakeisti metrika, vienetu ir patvirtinimo metodu“. Modelis veikia daug drausmingiau, kai sakote „padaryti išmatuojamus“ nepatikrinamus teiginius, pvz., „patogus vartotojui“.
Kompromisų analizės konfigūravimas
Kompromiso analizės esmė yra kelių kandidatų konfigūracijų sugretinimas su bendrais kriterijais. Klasikinė priemonė yra svertinio sprendimo matrica: kriterijams suteikiamas svarbos svoris, kiekvienas kandidatas įvertinamas pagal kiekvieną kriterijų, imama svertinė suma. AI greitai sukuria šią matricą, tačiau saugokitės dviejų spąstų: svoriai yra subjektyvus inžinerinis sprendimas (nepaliekamas AI), o balai turi būti pagrįsti fiziniu pagrindimu (neišgalvoti).
Kriterijus (svoris)
konfig. A: Aukštas sparnas
konfig. B: Žemas sparnas
konfig. C: Kanardas
Atstumas, km (0,30)
1200
1350 m
1250 m
Savitas svoris, kg (0,25)
640
610
690
Gamybos savikaina (0,20)
vidutinis
žemas
aukštas
Stabilumas (0,15)
aukštas
vidutinis
vidutinis
Lengva priežiūra (0,10)
aukštas
vidutinis
žemas
Galite leisti dirbtiniam intelektui sukurti šią lentelę; Tačiau diapazono ir svorio skaičiai turi būti gauti iš nepriklausomo preliminaraus skaičiavimo, o kokybiniai balai, tokie kaip „stabilumas: aukštas“, taip pat turi būti pagrįsti. AI pranašumas yra tas, kad jis per kelias minutes pateikia dešimt skirtingų konfigūracijų lentelėse ir atlieka nuotaikų analizę (kaip pasikeičia reitingas pasikeitus svoriui).
Silpnas raginimas / Stiprus raginimas
Silpnas raginimas:
Projektuoju mokomąjį lėktuvą. Pasakyk man geriausią konfigūraciją.
Galingas raginimas:
Vaidmuo: esate konceptualus orlaivių projektavimo konsultantas. Kontekstas: Preliminarus dviviečio treniruoklio lėktuvo kompromiso tyrimas (vertės reprezentatyvios): taikinio nuotolis ~1000 km, kreiserinis greitis ~55 m/s, naudingoji apkrova ~220 kg, mažų gamybos sąnaudų prioritetas. Užduotis:1) Pasiūlykite 3 kandidatų konfigūracijas (sparno padėtis, variklio tipas).2) Sudarykite lentelę, kurioje palyginsite kiekvieną kandidatą: diapazonas, numatomas tuščias svoris, gamybos sąnaudos, stabilumas.3) Skaitmeniniams įverčiams parašykite ryšį ir prielaidą.Apribojimas: nurodykite, kokį statistinį ryšį naudojote savo svorio įvertinimuose; rašymo vienetas; Nepriimkite galutinio sprendimo, pateikite kandidatą. Pasversiu ir galutinį sprendimą priimsiu pati.
Kopijuojami raginimo šablonai
1 šablonas – užduoties poreikį paversti išmatuojamu reikalavimu:
Paverskite toliau nurodytus suinteresuotųjų šalių prašymus į atskirus, išmatuojamus ir patikrinamus reikalavimus. Kiekvienam reikalavimui: metrika, vienetas, slenkstinė vertė ir siūlomas patikrinimo metodas (analizė / bandymas / demonstravimas). Neaiškius būdvardžius („lengvas“, „greitas“) išverskite į konkrečius skaičius; Jei kyla neaiškumų, paklauskite, kokios informacijos jums reikia. Prašymai: [sąrašas čia]
2 šablonas – atsekamumo matrica ir konfliktų patikra:
Paimkite šį reikalavimų sąrašą ir: a) sukurkite atsekamumo lentelę, susiejančią kiekvieną reikalavimą su aukšto lygio užduoties tikslu; (b) pažymėkite bet kokias prieštaraujančių arba sudėtingų reikalavimų poras (pvz., atstumas ir naudingoji apkrova); c) trūkstamų arba nepatikrintų reikalavimų sąrašas. Tegul rezultatas būna lentelė. Reikalavimai: [sąrašas čia]
3 šablonas – svertinės sprendimų matricos sąranka:
Sukurkite svertinę sprendimų matricos sistemą šioms kandidatų konfigūracijoms. Padarykite kriterijų eilutes ir kandidatų stulpelius. Svorio stulpelį palikite TUŠČIĄ (svorius įvesiu aš). Atskiroje pastaboje paaiškinkite balo, kurį įdėsite į kiekvieną langelį, fizinį pagrindimą; Nerašykite sugalvoto skaičiaus, atspėjote vietą pažymėkite kaip „atspėti“. Kandidatai: [...] Kriterijai: [...]
4 šablonas – konceptualaus matmenų kryžminė patikra:
Nepriklausomai patikrinkite tokį dydžio nustatymo rezultatą: MTOW, sparno plotą, trauką. a) Apskaičiuokite sparno apkrovą (W/S) ir palyginkite ją su tipiniu jūsų nurodytos orlaivio klasės diapazonu. b) Apskaičiuokite traukos ir svorio santykį (T/W) ir palyginkite jį su tipiniu diapazonu. c) Įspėkite, jei vertės yra už tipinio diapazono ribų, ir nurodykite galimą klaidą. Aiškiai parašykite visus vienetus. Įvestis: [MTOW, S, T reikšmės]
Mini dėklai
1 atvejis – ankstyvas prieštaringo poreikio nustatymas. UAV projekte suinteresuotosios šalys nori „ne mažiau kaip 8 valandų eterio“ ir „ne daugiau kaip 12 kg bendros masės“. Kiekybiškai įvertinus du reikalavimus ir apytiksliai apskaičiuojant energijos biudžetą, dirbtinis intelektas rodo, kad 8 valandų skrydžiui su tipiniu akumuliatoriaus energijos tankiu (apie 200 Wh/kg) vien tik akumuliatoriaus reikėtų 6–7 kg; Tai netelpa į 12 kg biudžetą kartu su naudingąja apkrova ir konstrukcija. Prieš pradedant detalųjį projektavimą aptariamas prieštaravimas. Pamoka: reikalavimų pavertimas skaičiais anksti atskleidžia paslėptus prieštaravimus.
2 atvejis – jautrumo analizė pakeičia sprendimą. Viena komanda lygina tris sparnų konfigūracijas; Konfigūruoti su pradiniais svoriais. B laimi (svertinis balas 0,82 prieš 0,79). AI klausiama „kas atsitiks, jei sumažinsiu išlaidų svorį nuo 0,20 iki 0,10“; šiame scenarijaus diapazone iškyla į priekį ir Config. A pirmauja (0,84 prieš 0,80). Komanda mato, koks jautrus yra sprendimas dėl išlaidų prioriteto, ir paaiškina svorius su suinteresuotosiomis šalimis. Pamoka: svarbu ne vienas balas, o reitingo stabilumas.
3 atvejis. Svorio įvertinimo užsakymo klaida. AI pateikia tuščią lengvojo orlaivio svorį kaip 95 kg iš santykio. Inžinierius primena, kad panašios klasės dviviečių lėktuvų tuščias svoris paprastai siekia 350–500 kg; 95 kg fiziškai neįmanoma. Patikrinus matosi, kad AI neteisingai pritaikė santykyje koeficientą ir jis ištaisomas. Pamoka: kiekvienas svorio įvertinimas lyginamas dydžių tvarka su žinomu klasės diapazonu.
Dažnos klaidos
- Priimamas neaiškus reikalavimas. Reikalavimas, kuriame nėra metrikos ir vienetų, negali būti patikrintas; „Turėtų būti lengvas“ – noras, o ne reikalavimas.
- Turėdami dirbtinį intelektą, pasirinkite svorius. Kriterijų svoriai sprendimų matricoje yra subjektyvus inžinerinis ir suinteresuotųjų šalių sprendimas; Jei jis paliekamas dirbtiniam intelektui, sprendimas lieka apleistas.
- Taškų priėmimas be pagrindimo. Jei kokybiniai balai, tokie kaip „Stabilumas: aukštas“, neturi fizinio pagrindo, matrica tampa įmantriu spėjimų sąrašu.
- Nepatvirtina svorio / dydžio įvertinimo. Statistinės koreliacijos yra apytiksliai įvertinimai; Jis nėra įtrauktas į detalų dizainą, nepalyginus jo su klasės asortimentu.
- Atsekamumą paliekant vėlesniam laikui. Jei nebus užfiksuota, iš kur atsirado reikalavimas, niekas nežinos, kokius sprendimus pakeitimas paveiks ateityje.
Apibendrinant
Koncepcinis dizainas – tai etapas, kai priimami pigiausi, bet efektyviausi sprendimai. AI yra galingas greitintuvas, paverčiantis neaiškias užklausas į išmatuojamus reikalavimus, nuskaitant atsekamumą ir konfliktus bei lyginant kelias konfigūracijas kompromisų lentelėse. Tačiau kriterijų svoriai yra žmogaus sprendimas, skaitinės prognozės patikrinamos fiziniais skaičiavimais ir klasių intervalais, galutinį sprendimą dėl konfigūracijos priima inžinierius. AI gamina kandidatus; neapsisprendžia.
Taikymo užduotis
Parašykite tris aukšto lygio misijos tikslus jūsų pasirinktam oro ar erdvėlaiviui. Naudodami AI paverskite juos bent šešiais išmatuojamais reikalavimais ir sukurkite atsekamumo lentelę. Tada sukurkite trijų kandidatų konfigūracijų svertinę sprendimų matricą; Svorius nustatykite patys. Galiausiai patvirtinkite AI pateiktą svorio / dydžio įvertinimą naudodami nepriklausomą rankinį skaičiavimą ir klasės diapazoną. Praneškite bent apie vieną porą reikalavimų, jei radote nesutarimų.
kontrolinis sąrašas
- [ ] Kiekvieną reikalavimą padariau išskirtinį, išmatuojamą ir patikrinamą.
- [ ] Dviprasmiškus būdvardžius pakeičiau metrika, vienetu ir slenksčiu.
- [ ] Sudariau atsekamumo lentelę ir pažymėjau prieštaraujančius reikalavimus.
- [ ] Aš pats nustatiau sprendimų matricos svorius (ne AI).
- [ ] Matricos balus priskyriau fiziniam pagrindimui.
- [ ] Svorio / dydžio įverčius patikrinau, naudodamas klasių tarpus ir skaičiavimus rankomis.