Основные стадии теоретических исследований

Теоретические исследования позволяют глубоко проникнуть в суть протекания тех или иных процессов и реализуются, опираясь на следующие этапы:

 анализ сущности процесса;

 формулирование гипотезы процесса;

 разработка модели;

 проведение исследования, опираясь на полученную модель, как правило, с привлечением ЭВМ, используя стандартное или оригинальное программное обеспечение;

 анализ полученных решений;

 теоретические умозаключения (выводы).

Целью теоретического исследования является установление взаимосвязей между выходными и входными параметрами технической системы и выявление некоторой закономерности (аналитической или регрессионной зависимости).

Задачами теоретического явления являются:

1) обобщение результатов исследования, нахождение общих закономерностей путем обработки опытных данных;

2) возможность распространить результаты исследования на аналогичные процессы без повторения исследований (речь идет об универсальности предложенных зависимостей);

3) изучение объекта, недоступного для исследования;

4) повышение надежности экспериментального исследования (обоснование параметров и условий наблюдений, точности измерений).

Из широко используемых общенаучных методов теоретических исследований остановимся на двух методах: расчленения и объединения.

Суть метода расчленения заключается в том, что система взаимосвязи объектов (параметров) расчленяется на простейшие составные части и выделяются значимые и незначимые параметры, а также связи между ними. Изучается вид взаимосвязи элементов и осуществляется моделирование. С учетом значимости параметров модель претерпевает упрощения и вводятся некоторые допущения.

Суть метода объединения заключается в том, что реализуется комплексный подход к изучению объекта. Осуществляется переход от дифференциации к интеграции. Система не дробится, а рассматривается как единое целое. Находят решение, удовлетворяющее условиям решения этой системы.

Из распространенных методов творческого мышления при теоретических исследованиях можно назвать:

 «мозговой штурм»;

 экспертный метод;

 метод «маленьких человечков»;

 теория решений изобретательских задач;

 морфологический анализ.

При «мозговом штурме» группа специалистов (до 10 человек) из различных областей знаний в течение 40 – 50 минут генерирует идеи для решения поставленной задачи теоретического исследования. Идеи фиксируются, анализируются учеными, которые будут решать поставленную задачу.

При экспертном методе используют знания и опыт экспертов в исследуемой области.

При методе «маленьких человечков» процессы, происходящие в системе, представляют для наглядности в виде рисунков (схем), что облегчает получение единой картины взаимодействий.

При использовании теории решений изобретательских задач реализуется алгоритм со следующими этапами: анализ исходной ситуации; анализ задачи; анализ модели задачи; разрешение противоречий; анализ возможности устранения противоречий; развитие полученного решения; анализ хода решения.

При морфологическом анализе из массива возможных решений выбирается лучшее, соответствующее требованиям технического задания. Решается оптимизационная задача.

Процесс проведения теоретических исследований состоит обычно из нескольких стадий. Оперативная стадия включает проверку возможности устранения технического противоречия, оценку возможных изменений в среде, окружающий объект, анализ возможности переноса решения задачи из других отраслей знания, применение «обратного решения» или использование «прообразов» природы. Вторая стадия исследования является синтетической, в процессе которой определяется влияние изменения одной части объекта на построение других его частей, определяются необходимые изменения других объектов, работающих совместно с данным, оценивается возможность применения измененного объекта по новому и, найденной технической идеи при решении других задач.

Выполнение названных предварительных стадий дает возможность приступить к стадии постановки задачи, в процессе которой определяется конечная цель решения задачи, проверяется возможность достижения той же цели решения задачи «обходными» средствами, выбирается наиболее эффективный путь решения задачи и определяются требуемые количественные показатели.

Аналитическая стадия включает определение идеального конечного результата, выявляются помехи, мешающие получению идеального результата, и их причины, определяются условия, обеспечивающие получение идеального результата с целью найти, при каких условиях исчезнет «помеха».