Основным традиционным методом, которым пользуется конструктор в процессе получения технических решений, является метод проб и ошибок. Суть этого метода в том, что на первом этапе формулируется исходное предложение (гипотеза) по разрабатываемой конструкции в виде ее схемы или эскиза. Конструктор лишь интуитивно предполагает, что данный вариант окажется работоспособным. На втором этапе проверяется (например, с помощью моделирования или экспериментальных исследований) качество предложенного варианта. Обычно после первой пробы не удается получить требуемое проектное решение, тогда формируется второе предложение, которое учитывает ошибки, допущенные в первом предложении, и снова выполняется проверка работоспособности конструкции и т.д. /4/.

Основой для формирования проектных гипотез обычно служит базовая модель, то есть действующий образец конструкции машины или отдельного узла. При разработке нового конструктивного образца, отвечающего требованиям ТЗ, используются данные по результатам эксплуатации и испытаний базовой модели. Переработке подвергаются те узлы или детали, которые сдерживают повышение качества проектируемой машины или устройства до требуемого уровня.

Повышение эффективности поиска новых конструктивных решений методом проб и ошибок обеспечивается применением эвристических приемов изобретательской деятельности, таких как, например, инверсия, аналогия, метод «мозгового штурма» и т.д.

Инверсия предполагает изменение на обратные каких-либо функций, форм, способов расположения деталей конструкции. В результате инвертирования конструкция по сравнению с исходной может приобрести новые эксплуатационные и технологические свойства.

Аналогия опирается на подобие конструкций в природе и технике. Широко применяется аналогия в роботостроении при разработке механических устройств робота и его «органов чувств». Наименее трудоемким является заимствование конструктивных аналогов из других областей техники.

Метод «мозгового штурма» — метод коллективного генерирования технических решений. Создается группа специалистов – «генератор идей», включающая в себя специалистов смежных, а иногда даже далеких областей науки и техники. Это объясняется тем, что для специалистов отдельной области науки и техники существует «кризис идей», связанный с определенным «избытком информации» и ограничивающий направления совершенствования конструкции, а специалисты из других областей науки и техники могут привнести свежие идеи из своей области. Необходимым условием успеха при использовании этого метода является отсутствие критики высказываемых идей во избежание сковывания творческой инициативы членов группы. Сформированное достаточно большое число решений анализируется специалистами, и наиболее плодотворные технические решения развиваются далее.

Очевидно, что прямая автоматизация на ЭВМ метода проб и ошибок с набором эвристических приемов невозможна, так как описанные процедуры трудно формализуемы. Эффективность  использования метода проб и ошибок в основном определяется интуицией, а в конечном счете опытом конструктора. Для разработки алгоритмов топологического синтеза прежде всего нужно формализовать задачи топологического проектирования.

Большинство задач топологического проектирования удается формализовать путем их постановки в виде задач дискретного математического программирования.

Задача компоновки может быть сформулирована как задача минимизации числа используемых модулей или стоимости компоновки с учетом заданных ограничений. Задача разбиения (декомпозиции) конструкции на узлы следующего иерархического

уровня в общем виде формулируется как задача нелинейного целочисленного программирования. Исходная схема устройства заменяется взвешенным мультиграфом, в котором элементы образуют множество вершин, а межэлементные соединения являются ребрами. Разбиение сводится к разрезанию графа (устройства) на подграфы (узлы) при условии минимизации количества межузловых соединений (с учетом габаритов, трансмиссий и т.д.). Задача размещения модулей при конструировании машин обычно формулируется следующим образом: в ограниченном объеме необходимо разместить заданное множество элементов, связанных между собой некоторым образом, так чтобы обеспечить оптимизацию условий связи и удовлетворить заданной совокупности ограничений. Такие задачи возникают при размещении электро- и гидроаппаратуры станков и машин. Основной целевой функцией в этом случае является длина монтажных соединений проводов, трубопроводов или соединительных каналов. Ограничения могут быть заданы из условия обеспечения удобства монтажа обслуживания, ремонта и эксплуатации, температурного режима и т.д. Задача трассировки выполняется после решения задачи размещения. Необходимость решения задачи трассировки при проектировании технологического оборудования в основном возникает при конструировании электрических и гидравлических систем, а также при проектировании систем обслуживания, проведении транспортных трасс и т.д.