20.Техническое творчество и его приемы.

План

1. Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ).

2. Вепольный анализ и другие приемы решения изобретательских задач.

1.

В настоящее время, время становления инновационной экономики, инновационного производства существенно выросла значимость изобретательской деятельности. Техническому специалисту уже мало обеспечивать эффективный технологический процесс, все более и более необходимо вносить усовершенствования в технику и технологию, двигать научно-технический прогресс. Важным подспорьем в этом деле являются книга Альтшуллера Г.С. «Найти идею» (1991) и другие. В них он разработал оригинальные и эффективные методы решения изобретательских задач. В частности, Алгоритм их решения (АРИЗ). В первой, простой и максимально широкой формулировке этот метод состоит из четырех шагов:

1. Прежде всего, нужно представить себе ИКР (идеальный конечный результат), то есть техническую систему, которая идеально соответствует условиям задачи и требованиям, которые к ней предъявляют.

2. Определить, что мешает достижению результата

3. Выяснить, почему мешает

4. Определить при каких условиях не будет мешать

Техническую проблемную ситуацию образуют 3 момента:

1) имеющаяся техническая система,

2) требования, которым она не удовлетворяет,

3) идеальный конечный результат.

ИКР не является целью, скорее, – желаемым будущим. Он задает не результат, а направление движения к нему. А, вот, дальше начинается самое интересное: совмещение 1 и 2 пунктов проблемной ситуации образует то, что на языке философии называется противоречием. Г.С. Альтшуллер это прекрасно понимает, и не только понимает, но и детально разрабатывает этот момент. исходную форму противоречия изобретательского творчества образует административное противоречие (АП). Вас вызывает начальник и говорит: надо сделать то-то и то-то, а как это сделать, неизвестно. Это – констатация проблемной ситуации, которая Вам не дает никакой подсказки.

Рассмотрим реальную изобретательскую задачу. При выплавке чугуна в домнах образуется расплавленный шлак температурой в 1000 градусов. Его сливают в ковши на рельсовом ходу и увозят на шлакоперерабатывающие установки. Но, вот беда, залитый в ковши шлак быстро охлаждается и на его поверхности появляется твердая корка. Чтобы вылить шлак из ковша, в нем пробивают два отверстия. В итоге удается слить не более 60-70-ти процентов шлака. Ковши увозят на специальные эстакады, затвердевший шлак выбивают из ковшей и увозят в отвалы. В общем, сплошные потери труда, времени и полезного продукта. Как резко сократить потери?

1. Сначала нужно перейти от АП к техническому противоречию (ТП), представляющему конфликт между частями и свойствами технической системы. Примеры ТП: вес – прочность, точность – производительность и т.п. Противоположности ТП связаны друг с другом обратно пропорциональной связью: увеличивая одну из них нельзя не уменьшить другую. В рассматриваемой задаче два технических противоречия. ТП-1: ковш имеет крышку, корка над шлаком не образуется, но обслуживание резко замедляется; ТП-2: крышки нет, обслуживание не замедляется, но образуется корка. Главная цель технической системы – перевозка шлака, значит, важнее ТП-2, где шлак перевозится быстро, но с потерями, так как образуется корка. Место крышки занимает слой воздуха над жидким шлаком.

2. Следующий шаг, переход от ТП к физическому противоречию (ФП), в котором ТП конкретизируется, локализуется до пары элементов: шлак – крышка.

3. Формулируем ИКР-1: икс-элемент предотвращает образование корки, сохраняя способность отсутствующей крышки свободно пропускать шлак при заполнении и опорожнении ковша.

4. Макро-ФП. Слой воздуха должен быть заполнен нетеплопроводным веществом, чтобы уменьшить охлаждение шлака, и не должен быть заполнен веществом, чтобы не мешать заливу и сливу шлака. Микро-ФП. Слой воздуха должен быть заполнен связанными друг с другом частицами, чтобы не проходил холодный воздух. В то же время слой воздуха не должен быть заполнен связанными частицами, чтобы свободно проходил наливаемый и сливаемый шлак.

5. ИКР-2: слой воздуха при заливке шлака должен сам превращаться в нетеплопроводное вещество, которое должно само исчезать при заливании и сливании шлака. Но как выйти на вещество со столь «волшебными» свойствами?

6. Нужно соединить качества нетеплопроводных частиц и воздуха, соединить «пробки» и «отверстия» в единое целое. Экономичнее всего, сделать это соединение из имеющегося материала: воздуха и жидкого шлака, – превратив их в шлаковую пену. Пену же легко создать добавлением небольшого количества воды в ковш при заливке жидкого шлака. Пена и есть вещество с требуемыми «волшебными» свойствами.

2.

Техническая система – это единство вещей с характерными свойствами и взаимодействиями. Изменение материальных вещей может быть произведено только с помощью поля – механического, звукового, теплового, электрического, оптического. Техническую систему образуют единство минимум двух вещей и поля между ними, т.е. веполь.

Задача: на спичечной фабрике поставили высокопроизводительное оборудование, и сразу обнаружилось узкое место: укладка спичек в коробок. Во-1, нужно укладывать одно и то же количество спичек; во-2, серными головками в одну сторону; в-3, исключить из укладки спички без головок. Как ликвидировать это узкое место?

Итак, неудовлетворительно работающий веполь образуют спички, руки работников и механическое поле между ними. Из этих элементов в новый веполь можно перенести только спички. Значит, необходимо достроить веполь, а именно, заменить поле и добавить вещь, управляемую этим полем. Таким полем может быть магнитное поле и ферромагнитный порошок, добавляемый в зажигательный состав спичек.

Другим типом задач вепольного анализа являются задачи на разрушение вредного веполя. В 1919 году студенты Московского авиатехникума, спасаясь от холода в нетопленной лекционной аудитории, поставили огромный бак с нагреваемой водой. Бак нещадно парил и не давал заниматься. Что надо сделать?

Вредный веполь образуют вещи: бак с горячей водой, аудитория и тепловое поле. В полезный веполь необходимо перенести и то, и другое, и третье. Плохо функционирующее место вредного веполя располагается между поверхностью горячей воды в баке и холодным воздухом аудитории. Необходимо добавить теплопроводную третью вещь, предотвращающую испарение горячей воды. Такой вещью может быть, например, небольшое количество машинного масла, добавленного поверх воды. Оно, растекаясь по поверхности горячей воды, образует тонкую пленку и прекращает ее испарение.

Приемы технического творчества:

1. Для борьбы с понятийной инерцией используется прием замены конкретно термина, ограничивающего пространство возможных решений, на неопределенное слово, например, «штуковина».

2. Оператор РВС (размер, время, стоимость), в котором каждый из элементов изменяется от нуля до бесконечности.

3. Сделать наоборот.

4. Использовать изменение агрегатного состояния вещества.

5. Сделать заранее.

6. Сделать чуть меньше требуемого.

7. Соединить объекты в единую техническую систему.

8. Разделить техническую систему на части.

9. Сделать техническую систему динамичной, меняющейся.

10. Добавить ферромагнитный порошок и действовать магнитным полем.

11. Применить пену для заполнения пространства веществом, если вещества в этом пространстве не должно быть.