3.2.Постановка задачи исследования

Независимо от характера творческой деятельности определены следующие принципы решения технической задачи:

• выбор темы;

• уточнение цели;

• выбор аналогов;

• анализ идеи (проработка, оценка возможности использования идеи, расчет и основа поиска идеи, если выбранный путь не приводит к цели);

• проверка замысла, описание ее конструкции.

Эффективность решения задачи, прежде всего, зависит от точности ее формулирования.

Правильная формулировка задачи дает подсказку, каким путем идти к достижению цели.

Формулировка задачи должна включать простые понятия и термины, а их решения основываются на использовании известных принципов инженерного творчества.

Умение анализировать и выявлять «узкие места» далеко не у каждого студента выявляются сразу. Поэтому в данных методических указаниях в краткой форме представлены рекомендации по использованию разных приемов теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), даны конкретные примеры их реализации.

3.3. Техническое задание на разработку устройства.

Техническое задание (ТЗ) на разработку или модернизацию технической системы должно обобщить все основные требования, предъявляемые к устройству и отдельным его элементам. Оно оформляется по общепринятой форме и требует двустороннего согласования между разработчиком и заказчиком .

В пояснительной записке на ТЗ должны быть представлены ответы по разделам, которые в тексте выделяются крупным шрифтом:

1. НАИМЕНОВАНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНЯ УСТРОЙСТВА. См. первый абзац прототипа.

2. ОСНОВАНИЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ. Например, работа выполнятся в соответствии с учебным заданием или распоряжением и т.д.

3. ЦЕЛЬ И НАЗНАЧЕНИЯ РАЗРАБОТКИ. Характеризуется потребностью производства и достоинствами устройства в сравнении с аналогом (см. формулу прототипа в развитии).

4. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ. Основываются на характеристике заданных параметров технической системы, с указанием требований к системам управлений, технике безопасности и т.д.

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ. Учитывают особенности операций - точность позицирования, пределы усилия, массы, скорости и т.п.

6. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ. Характеризуют режим работы устройства, его надежность, возможность дальнейшей модификации, связь с другими механизмами и т.п.

7. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ. Учитывают годовой экономический эффект через его основные показатели: себестоимость, срок окупаемости, затраты на капиталовложения и т.д.

Принято проектирование устройств выполнять в три этапа: начиная с технического предложения, делают переход к техническому проекту и заканчивают разработкой технической документации для ее реализации в производственном процессе.

В данной работе следует уделить внимание первому этапу, который включает в себя уточнение технологического процесса после внедрения предлагаемого устройства.

5. Методы и приемы решения исследовательских задач

Одним из принципов научного исследования, в результате которого получают новые знания об объекте, является место моделирования. Модель может быть совершенно не похожей на объект, например, математическая модель, представляющая собой систему уравнений, решение которых дает информацию об особенностях поведения моделируемого объекта. Для поиска новых решений широко используется метод полей, получивший название «Вепольный анализ» /2/.

Задача становится изобретательской в том случае, когда для ее решения необходимо преодолеть противоречие. Поэтому в условиях задачи, кроме описания технической системы и ее недостатков, должно обязательно фигурировать и противоречие, которое выявляется в сравнении реальной технической задачи с идеальной, не имеющей недостатка, присущего реальной системе.

Понятие о техническом противоречии основано на том, что всякая система, машина или процесс характеризуется комплексом взаимосвязанных параметров: масса, мощность и т.д. Попытка улучшить один параметр при решении задачи известными способами неизбежно приводит к ухудшению другого параметра. Так, увеличение прочности конструкции может быть связано с недопустимым увеличением массы, улучшение точности с недопустимым увеличением расходов и т.п.

Такое сочетание улучшения одних показателей с ухудшением других названо техническим противоречием.

Для повышения творческой активности широко используется метод контрольных вопросов в виде монолога изобретателя наедине с собой либо в виде диалога изобретателей, например, в виде серии вопросов.

Суть метода контрольных вопросов состоит в том, что изобретатель отвечает на вопросы, содержащиеся в списке, рассматривая свою задачу в связи с этими вопросами.

Метод мозгового штурма используется при соблюдении следующих правил: разрешается выдвигать любые идеи, в том числе фантастические, явно ошибочные и шутливые; запрещена всякая критика; при оценке идей следует тщательно продумывать все идеи; если идеи отвергается, нужно еще раз задать вопрос: «А почему все-таки плохо?»

Рекомендуется составить морфологическую таблицу на объект исследования с использованием эвристических принципов.

При решении конкретной задачи по ТРИЗ рекомендуется описание устройства начинать со слов: система для (…) включает следующие элементы: при условии (указать процесс) происходит (описание явления), в то время как должно происходить (указать желаемый процесс). Объяснить, почему это происходит:

• формулировка обращенной задачи включает замену вопроса «Почему» на «Как это сделать» и выполнение записи: «Система для (…) включает (элементы ТС). Необходимо при заданных условиях (указать), обеспечить получение (указать явление);

• поиск известных решений прежде всего начинается с технической литературы, применяемой в данной области, затем по источникам патентной информации. Найденные решения проверяются на возможность применения приемов ТРИЗ, например:

• поиск нужных эффектов (физических, химических, геометрических и др.), которые могли бы обеспечить нужное действие;

• поиск новых ресурсов. Во многих случаях необходимо для решения задачи ресурсы, имеющиеся в системе в годном для применения виде – готовые ресурсы, нужно только догадаться, как их использовать. Чаще всего, имеющиеся ресурсы могут быть использованы только после определенной подготовки накопления, видоизменения и т.п. Такие ресурсы называются производными. Примеры использования ресурсов /2, с.48/.