Функционально-физический аналіз фотоапарата Зенит

Російська Економічна Академія їм. Р. У. Плеханова.

КАФЕДРА МЕХАНИКИ Расчетно-аналитическая робота з курсу методи пошуку и.

прийняття інноваційно технічних решений.

Функционально-физический аналіз фотоапарата «Зенит».

Виконав студент гр.№ 723.

Фролов Олександр Олександрович ще факультет ИЭИ.

Науковий руководитель.

Дзвонів У. А.

Москва 2001.

Функционально-физический аналіз фотоаппарата.

1. Опис функції предназначения.

F = {D, G, H }.

D — експонування ;

G — світлочутливий матеріал ;

H — з деякими умовами .

2. Опис фізичної операции.

Q = {A, E, C}.

А — світло ;

З — експонований світлочутливий матеріал ;

Є - збирання та накопление.

3.Разбиваем фотоапарат на функціональні элементы.

Е1 — объектив;

Е2 — затвор;

Е3 — диафрагма;

Е4 — лентоперематывающий механизм;

Е5 — корпус;

Е6 — система фокусировки;

Е7 — система управления;

Е8 — експозиційне устройство.

[pic].

4.Выделяем об'єкти оточуючої среды.

V1 — світлочутливий матеріал (фотоплівка); V2 — світло; V3 — об'єкт довкілля; V4 — человек.

5.Описываем функції виділених элементов.

|П/н |Найменування |Позначення |Позначення |Опис функції | | |ФЕ. |ФЕ. |функції | | | 1 | Об'єктив | Е1 | F1 |Створює оптичне | | | | | |зображення об'єкта на | | | | | |фотоплівці. | | 2 | Затвор | Е2 | F2 |Забезпечує необхо- | | | | | |димое час экспони- | | | | | |рования. | | 3 | Діафрагма | Е3 | F3 |Регулює кількість | | | | | |світла. | | 4 |Лентоперема-ты| | |Перематывает фото- | | |вающий |Е4 |F4 |плівку на потрібну | | |механізм | | |позицію. | | 5 | Корпус | Е5 | F5 |Захищає і об'єднує | | | | | |все елементи | | | | | |фотоап-парата. | | 6 |Система | Е6 | F6 |Фокусує світло на | | |фокусування | | |фотоплівку. | | 7 |Система | Е7 | F7 |Керує затвором і | | |управління | | |діафрагмою. | | 8 |Экспозицион-но| Е8 | F8 |Регулює час | | |е пристрій | | |проникнення світла. |.

6.Строим конструктивну функціональну структуру, що описує функціональну взаємозв'язок між элементами.

[pic].

7.Выделяем основні допоміжні потоки.

Свет Механічна енергія [pic] Інформація [pic].

[pic].

8.Проводим опис фізичних операцій виділених елементів. Фізична операція — загальна опис функціонування кожного элемента.

Q = {A, E, З } |№ |Найменування | А | З | Є |Фізичний | № | № | | |ФЕ і О.о.с. | | | |його або |источ |прийом | | | | | | |ефект |ніка |ніка | | 1 |Фотоплівка V1 |світло |кадр |збирання та |потемніння | | | | | | | |накопле | |6 | | | | | | |ние | | | | | 2 |Світло V2 | | | | | | | | 3 |Об'єкт V3 |світло |світло |излуче- |відбиток |2 |5 | | | | | |ние | | | | | 4 |Людина V4 |инфор |хутро. | | |12 | 11 | | | |мация |энерг. | | | | | | 5 |Об'єктив Е1 |світло |світло |проведи |переломлення |3 |7 | | | | | |мость | | | | | 6 |Затвор Е2 |мех.эн.|свет |проведи | |7 |1 | | | | | |мость | | | | | | |світло. | | | | | | | 7 |Діафрагма Е3 |світло |світло |проведи | |5 |6 | | | | | |мость | | | | | 8 |Лентоперемат. |мех.эн.|мех.эн.| |вплив |4 |1 | | |механізм Е4 | | | | | | | | 9 |Корпус Е5 |мех.эн.|мех.эн.|проведе |об'єднання | |4 | | | | | |ние. | | | | |10 |Система |мех.эн.|мех.эн.|сбор. |фокусує |4 |5 | | |фоку-сировки | | | |світло |5 | | | |Е6 |світло | | | | | | |11 |Система управ |мех.эн.|мех.эн.| |вохдействие |4 |6,7 | | |ления Е7 | | | | | | | |12 |Экспозицион. |світло |инфор |преобра | |5 |4 | | |пристрій Е8 | |мация |зование | | | |.

9.Строим потоковую функціональну структуру, що описує фізичну взаимосвязь.

10.Проводим опис фізичного принципу действия.

Описание фізичного принципу дії виготовляють основі ПФС і тому ПФС і тяжка фізична принцип дії може бути совмещены.

[pic].

Принцип историзма.

Принцип історизму в ФФА — це історія виникнення потреби і різні способи реалізації цієї потреби раніше, сьогодні, і навіть можливі способи реалізації потреби у будущем.

Використання принципу історизму зводиться до ієрархічної матриці задоволення потребности.

Ієрархічна матриця задоволення потребности.

Потреба: отримання зображення об'єкта оточуючої среды.

Цю потреба визначають такі фізичні операции:

— Рисование.

— Фотографування. Технічні решения:

— вугілля, олівець, ручка, краски.

— камера обскура, механічний фотоапарат, електронний фотоапарат, фотоапарат із автоматичною настроюванням, цифровий фотоаппарат.

Иерархическая матриця задоволення потребности.

[pic].

Наявність закономірностей развития.

Закономірність стадийного развития В процесі розвитку людина передає своїх функцій технічному объекту.

Основні функції человека:

— Технологічна (Т).

— Енергетична (Э).

— Управлінська (У).

— Планує (П).

| | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | |Людина | ТЭУП | ЭУП | УП | П | - | |Фотоапарат | - | Т | ПЕ | ТЭУ | ТЭУП |.

Вважаю, що фотоапарат «Зеніт» перебуває в 1 стадії розвитку, бо людина управляє фотоапаратом, впливає нею (механічна енергія) і ще його действия.

Аппроксимация значень роздільної здатності об'єктивів. |Роки |Роздільна | | |здатність | |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 |.

Графический вид:

[pic].

Метод ранжирования.

Недостатки фотоапарата: 1. Громоздкий 2. Нет автоматичної системи перемотування 3. Нет автоматичного настроювання 4. Нет вбудованої спалахи 5.Тяжелый.

| -| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |Паля. 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 |.

Как таблиці 1 ранг отримав 3 недолік — немає автоматичної настройки.

Метод гірлянд ассоциаций.

| Алгоритм |Приклад | |1.Формулировка проблемної ситуа- |Проблема — необхідно усовершен | |ции. Встановлення об'єкта |ствовать фотоапарат. | |дослідження (наименование).Опре- |Об'єкт — фотоапарат. | |розподіл синонімів об'єкта. |Синоніми — фотокамера, камера. | |2.Произвольный вибір випадкових |Випадкові об'єкти — іграшка, годинник,| |об'єктів. Одержання гірлянди |сумка, підставка. | |випадкових об'єктів. | | |3.Составление комбінацій з |Фотоапарат з годинниковим механізмом, | |елементів гірлянди синонімів і |сумка для камери, фотоапарат з | |гірлянди випадкових об'єктів. |підставкою, іграшковий | | |фотоапарат. | | |Годинник: механічні, квадратні, | | |електронні, пластмасові, | | |ручні, настінні, дерев’яні, | | |золоті, круглі. | |4.Составление переліку ознак |Підставка: металева, деревян | | |ная, висока, пластмасова. | |випадкових об'єктів. |Іграшка: м’яка, гумова, | | |дерев'яна, пластикова, кольорова. | | |Сумка: шкіряна, матерчата, | | |об'ємна, маленька, дамська. | |5.Генерирование ідеї шляхом |Механічний фотоапарат, | |почергового приєднання до |квадратна камера, електронний | |об'єкту та її синонімам ознак |фотоапарат, пластиковий | |випадкових об'єктів. |фотоапарат, маленька фотокамера,| | |кольорової фотоапарат, дамський | | |фотоапарат, шкіряна камера. | |6.Из ознак випадкових об'єктів |Электроника-техника-компьютер-прог| |генеруються гірлянди асоціації. |рамма. | | |Механика-шестеренка-механизм-машин| | |а-авария-дорога. | | |Пластик-окно-погодадождь-вода. | | |Рисунок-портрет-стена-бетон-дом. | | | | | | | | | | | | |.

| |Кожа-стиль-куртка-фигура-модель-ди| | |ета-вес. | | |Квадрат-кубик-игра-дети-огород-жар| | |а-солнце-батарея. | |7.Генерирование нових ідей. До |Електронний фотоапарат, | |елементам гірлянди синонімів |фотоапарат з належним програмним | |поступово потрібно приєднати |управлінням, фотоапарат для | |елементи гірлянд асоціацій. |підводного зйомки, іграшковий | | |фотоапарат, стильний фотоапарат,| | |легкий фотоапарат, фотоапарат з | | |сонячними батареями, шкіряний | | |фотоапарат. | |8.Оценка і вибір раціональних |Раціональні ідеї: електронний | |варіантів ідей. Ідеї розбивають на 3|фотоаппарат, пластиковий | |групи: |фотоапарат, фотоапарат з | |1 — раціональні ідеї; |програмним управлінням, | |2 — ідеї сумнівною корисності; |фотоапарат для підводного зйомки | |3 — нераціональні ідеї. |Ідеї сумнівною корисності: | | |іграшковий фотоапарат, стильний | | |фотоапарат. | | |Нераціональні ідеї: фотоапарат з| | |сонячними батареями, шкіряний | | |фотоапарат. |.

Матричний метод прийняття решений.

Х — альтернативні решения;

До — критерии;

У — вагу критерію [pic] Вj = 1.

А — оцінки 1 X3 X1 = X3.

X2 > X3 X2 > X3.

K3 X1 < X2.

X1 < X3.

X2 = X3 2. Будуємо квадратичную матрицю. | | Х1 | Х2 | Х3 |[pic]по | Рi1 | Рi1 | |Альт | | | |рядку | | | |Альт | | | | | | | | 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 | |[pic] | 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.

| | Х1 | Х2 | Х3 |[pic] по| Рi2 | Рi2 | |Альт | | | | | | | |Альт | | | |рядку | | | | 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 | |[pic] | 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.

| | Х1 | Х2 | Х3 |[pic] по| Рi3 | Рi3 | |Альт | | | | | | | |Альт | | | |рядку | | | | 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 | |[pic] | 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.Определяем значимість критериев.

К1 > K2 K1 > K3 K2 > K3.

| | К1 | К2 | К3 |[pic]по | Bj | Bj | |Кріт | | | |рядку | | | |Кріт | | | | | | | | К1 | 1 | 1,5 | 1,5 | 4 | 11,5 | 0,46 | | К2 | 0,5 | 1 | 1,5 | 3 | 8 | 0,32 | | К3 | 0,5 | 0,5 | 1 | 2 | 5,5 | 0,22 | |[pic] | 25 | 1 |.

В1 = 1*4+1,5*3+1,5*2 = 11,5 В2 = 0,5*4+1*3+1,5*2 = 8 В3 = 0,5*4+0,5*3+1*2 = 5,5.

4. До кожного альтернативного рішення обчислюємо комплексний приоритет.

Рi комп = [pic] Рij* Bj P1 комп = 0,46*0,46+0,274*0,32+0,216*0,22 = 0,3468.

P2 комп = 0,22*0,46+0,452*0,32+0,392*0,22 = 0,33 208.

P3 комп = 0,32*0,46+0,274*0,32+0,392*0,22 = 0,32 112.

5. Проводимо порівняння комплексних пріоритетів. Максимальне значення = 0,3468 має P1 комп. Отже альтернативне рішення Х1 — Фотоапарат з належним програмним управлінням — це найкращий решение.