- •Приазовский государственный технический университет
- •1.1 Основные положения
- •1.2 Подготовка и повышение квалификации научно-технических кадров
- •2 Государственная система управления развитием науки и техники
- •2.1 Принципы программно-целевого управления развитием науки и техники
- •2.2 Организационные структуры для осуществления научных исследований и разработок
- •Тема 2 Диалектика технических систем
- •2.1 Диалектика технических систем
- •2.1.1 Системный подход
- •2.1.2 Противоречия, выявляемые при решении технических задач
- •2.2 Жизнь технической системы
- •2.3 Законы развития технических систем
- •2.4 Уровни сложности технических задач
- •Тема 3 Диалектика технического творчества. Психология и структура тт. Этапы творческого процесса
- •3.1 Уровни творческой деятельности
- •3.2 Психологические особенности научно-технического творчества
- •3.3 Учет психологических факторов при решении творческих технических задач
- •3.4 Основные этапы рационального творческого процесса
- •3.4.1 Оценка целесообразности решения задачи
- •3.4.2 Анализ надсистемы, в которую входит рассматриваемая техническая система
- •3.4.3 Анализ технической системы и ее подсистем, выбор задачи
- •3.4.4Анализ технической задачи
- •3.4.5 Формулировка условий и анализ изобретательской задачи
- •3.4.6 Поиск идеи решения
- •3.4.7 Синтез нового технического решения
- •Тема 4 Подготовка и проведение научно-технического исследования. Этапы научно-технического исследования
- •Основные понятия и классификация научно-технических исследований
- •Этапы научно-технического исследования
- •4.1 Информационный поиск и составление методики исследования
- •4.1.2 Научные документы и издания
- •Первичные документы и издания
- •Вторичные документы и издания
- •4.1.3 Документные классификации
- •4.1.4 Библиографическое описание источников, использованных в научном исследовании
- •4.1.5 Организация работы с научной литературой
- •4.1.6 Составление методики исследования
- •4.2 Предварительная разработка исследования
- •4.2.1 Методы эмпирического уровня
- •4.2.2 Методы экспериментально-теоретического уровня:
- •4.2.3 Методы теоретического уровня
- •4.2.4 Методы метатеоретического уровня
- •4.2.3 Гипотезы в научных исследованиях
- •4.2.4 Доказательства в научных исследованиях
- •4.2.5 Научная проблема и обоснование темы исследования
- •4.3 Экспериментальные научные исследования
- •4.3.1 Классификация, типы и задачи эксперимента
- •4.3.2 Методика эксперимента
- •4.3.3 Метрологическое обеспечение экспериментальных исследований
- •4.3.4 Рабочее место экспериментатора и его организация
- •4.3.5 Влияние психологических факторов на ход и качество эксперимента
- •4.3.6 Вычислительный эксперимент
- •4.3.7 Элементы теории планирования эксперимента
- •4.4 Обработка данных эксперимента и обобщение результатов
- •4.4.1 Основы теории случайных ошибок и методов оценки случайных погрешностей в измерениях
- •4.4.1.1 Интервальная оценка с помощью доверительной вероятности
- •4.4.1.2 Определение минимального количества измерений
- •4.4.1.3 Проверка наличия грубых ошибок ряда
- •4.4.2 Методы графической обработки результатов измерений
- •4.4.3 Методы подбора эмпирических формул
- •4.4.4 Регрессионный анализ
- •4.5 Оформление, защита и внедрение результатов научных исследований
- •4.5.1 Отчетные документы
- •4.5.2 Требования к представлению структурных элементов отчета
- •4.5.3 Представление результатов нти
- •4.5.4 Внедрение законченных разработок в промышленность
- •4.5.5 Эффективность научно-технических исследований
- •5 Методы поиска новых технических решений
- •5.1 Основные определения и понятия технического творчества
- •5.2 Ассоциативные методы поиска технических решений
- •5.3 Метод контрольных вопросов
- •5.4 Мозговой штурм
- •5.5 Синектика
- •Систематические методы
- •5.6.1Морфологический анализ
- •5.6.2 Алгоритм решения изобретательских задач
- •5.8 Обобщенный эвристический алгоритм
- •5.8 Другие методы поиска технических решении и активизации творчества
- •5.8.1 Метод организующих понятий
- •5.8.2 Метод "матриц открытия"
- •5.8.3 Метод десятичных матриц поиска
- •5.8.4 Метод оценки оптимальности
- •5.8.5 Функционально-стоимостный анализ
Тема 2 Диалектика технических систем
Рекомендуемая литература: [3, с.21-78], [2, с.139-141], [5, с.11-18].
2.1 Диалектика технических систем
Развитие научного познания обусловлено не только расширением круга решаемых теоретических и практических задач. Оно изучает также способы и методы научно-практической деятельности. Чтобы получить значимый результат важно правильно выбрать исходную теоретическую позицию, принципиальный подход к постановке проблемы и определить общие пути движения исследовательской мысли. Логика и методология науки выделились в самостоятельную научную дисциплину.
Можно выделить четыре уровня методологии:
1) философский,
2) общенаучный,
3) конкретно-научный,
4) методика и техника научного исследования.
Методологическую основу технического творчества составляют два уровня:
1-й уровень – материалистическая диалектика,
2-й уровень системный подход.
Развитие познания связано с возрастанием сложности принципиальных подходов к исследованию и его методам, составляющих следующую иерархическую последовательность по принципу научного описания:
1. Параметрическое.
2. Морфологическое.
3. Функциональное.
4. Описание поведения.
2.1.1 Системный подход
В основе системного анализа лежит понятие системы, под которой понимается множество объектов (компонентов), обладающих заранее определенными свойствами с фиксированными между ними отношениями. На базе этого понятия производится учет связей, используются количественные сравнения всех альтернатив для того, чтобы сознательно выбрать наилучшее решение, оцениваемое каким-либо критерием, например измеримостью эффективностью, надежностью и т. п.
Системный анализ складывается из основных четырех этапов: первый заключается в постановке задачи – определяют объект, цели и задачи исследования, а также критерии для изучения и управления объектом. Неправильная или неполная постановка целей может свести на нет результаты всего последующего анализа. Во время второго этапа очерчиваются границы изучаемой системы, и определяется ее структура: объекты и процессы, имеющие отношение к поставленной цели, разбиваются на собственно изучаемую систему и внешнюю среду. При этом различают замкнутые и открытые системы. При исследовании замкнутых систем влиянием внешней среды на их поведение пренебрегают. Затем выделяют отдельные составные части системы — ее элементы, устанавливают взаимодействие между ними и внешней средой.
Третий этап системного анализа заключается в составлении математической модели исследуемой системы. Вначале производят параметризацию системы, описывают выделенные элементы системы и их взаимодействие. В зависимости от особенностей процессов используют тот или иной математический аппарат для анализа системы в целом.
Четвертым этапом системного анализа является анализ полученной математической модели, определение ее экстремальных условий с целью оптимизации и формулирование выводов. Оптимизация заключается в нахождении оптимума рассматриваемой функции (математической модели исследуемой системы, процесса) и соответственно нахождения оптимальных условий поведения данной системы или протекания данного процесса. Оценку оптимизации производят по критериям, принимающим в таких случаях экстремальные значения