
- •Глава 1. Основы инженерного творчества
- •1.1. Виды инженерной деятельности.
- •1.2. Требования к инженерной деятельности
- •1.3. Теория творчества и ее применение
- •1.3.1. Противоречия, лежащие в основе изобретательских задач
- •1.3.2. Этапы и стадии творческого процесса
- •1.3.3. Уровни решения изобретательских задач
- •1.4. Постановка и анализ творческих задач
- •1.5. Классификация методов инженерного творчества
- •Глава 2. Методы исследования проектных ситуации
- •2.1. Формулирование задач поиска технических решений
- •2.2. Поиск литературы.
- •2.3. Интервьюирование потребителей
- •2.4. Анкетный опрос
- •2.5. Накопление и свертывание данных
- •Глава 3. Методы поиска новых технических решений
- •3.1. Метод "проб и ошибок"
- •3.2. Метод эвристических приемов
- •3.3. Метод контрольных вопросов
- •3.4. Методы мозговой атаки
- •3.5.Синектика
- •3.6. Морфологический анализ
- •3.7. Алгоритм решения изобретательских задач
- •Часть 1. Выбор задачи
- •Часть 2. Построение модели задачи
- •1. Записать условия задачи, не используя специальные термины.
- •Часть 3. Анализ модели задачи
- •Часть 4. Устранение физического противоречия
- •Часть 5. Предварительная оценка полученного решения
- •Часть 6. Развитие полученного ответа
- •Часть 7. Анализ хода решения
- •3.8 Метод десятичных матриц
- •Глава 4. Методы анализа технических решений
- •4.1. Контрольные перечни
- •4.2. Функционально-стоимостной анализ технических объектов
- •4.3. Выбор метода проектирования
- •Глава 5. Основы патентоведения
- •5.1. Открытия и изобретения: основные понятия. Стратегия изобретательской деятельности
- •5.2. Поиск патентной информации
- •5.3. Оформление заявки на выдачу патента на изобретение
- •5.3.1. Описание изобретения
- •5.3.2. Формула изобретения
- •5.3.3. Чертежи, реферат и иные материалы
- •5.3.4. Патентная экспертиза заявки
- •5.4. Рекомендации изобретателю
- •5.4.1. Порядок проведения патентного поиска
- •5.4.2. Подготовка описания изобретения
1.3. Теория творчества и ее применение
Творчество – это, прежде всего
управление собой. А это - каждый
знает - очень и очень трудно!
Т. Эдисон
1.3.1. Противоречия, лежащие в основе изобретательских задач
В основе любой изобретательской задачи лежит противоречие, которое на определенном этапе решения этой задачи затрудняет поиск результата, обеспечивающего выполнение требуемой функции проектируемого объекта. Без разрешения противоречия проектируемого технического объекта невозможно движение вперед, совершенствование объекта. Поэтому главное в процессе изобретательства - устранение противоречия.
Сами по себе изменения, которые внесены в ту или иную конструкцию или в тот или иной процесс, могут быть совсем небольшими. Важно другое: чтобы эти изменения приводили к устранению противоречий. Различают три типа противоречий:
административное противоречие. Надо получить то-то, но я не знаю, как это сделать. Такое противоречие лежит на виду, его легко сформулировать, причем особой точности не требуется. Однако процесс решения от этого не облегчится. Такое противоречие порождает изобретательскую ситуацию.
Техническое противоречие. "Одно свойство системы противоречит другому его свойству" или "Улучшение одной части системы приводит к ухудшению другой ее части". Главная суть в том, что выигрыш в чем-то одном приводит к проигрышу в другом. Например, повышение надежности приводит к увеличению веса, повышение скорости - к повышению сопротивления и мощности, повышение качества - к повышению стоимости. Сформулировать техническое противоречие – значит, перейти от ситуации к задаче. Поэтому правильный переход от административного противоречия к техническому - это существенный сдвиг в решении задачи.
Физическое противоречие. Часть рассматриваемой системы должна находиться в таком физическом состоянии, чтобы удовлетворять одному требованию задачи, и должна находиться в противоположенном физическом состоянии, чтобы удовлетворять другому требованию задачи. Какое физическое противоречие скрыто в глубине технического противоречия - чаще всего неизвестно. Нужно каким-то образом добраться до физического противоречия. Когда становится известным техническое противоречие, то изобретательская задача из туманной превращается в конкретную и потому значительно более простую техническую или физическую задачу.
Изобретательская задача трудна по трем причинам:
Сначала мы имеем дело не с задачей, а с изобретательской ситуацией - целым клубком задач и нужно каким-то образом выделить из этого клубка единственно правильную задачу.
Пытаясь решить задачу обычными (известными, привычными) путями, мы наталкиваемся на техническое противоречие, и нужно каким-то образом докопаться до спрятанного в его глубине
физического противоречия.
Чтобы устранить физическое противоречие, нужно каким-то образом найти подходящий технический прием или физический эффект.
1.3.2. Этапы и стадии творческого процесса
Бесталантных людей нет, есть
люди, занимающиеся не своим
делом.
Н. Энкельманн
Долгое время творчество было уделом немногих и считалось привилегией одаренных личностей. С развитием науки,
техники стало ясно, что технический прогресс требует усилий большого числа специально подготовленных людей. Стало понятно, что творчество – это "ремесло", которому нужно учиться. Но, чтобы учиться творчеству, сначала нужно познать его закономерности.
Во второй половине XIX века появились первые попытки объяснить процесс решения технических задач с психологической точки зрения. Исследователи изучали личность изобретателя, искали в нем нечто необычное, исключительное, пытались установить связь между психическими заболеваниями и гениальностью, говорили об особом составе крови изобретателей и тому подобное. И только в начале XX века постепенно начало утверждаться мнение, что творческие задатки есть почти у всех людей. Это послужило серьезным толчком к изучению процессов эвристической деятельности, методов поиска творческих решений, к подготовке людей к творческому труду.
По свидетельству психологов любой творческий процесс, в том числе и решение изобретательской задачи, всегда имеет следующие этапы:
1. Подготовка. Накопление знаний по данному вопросу, четкая формулировка постановки задачи. Правильно поставить задачу часто означает решить ее наполовину. На этом этапе инженер внимательно обдумывает возникшую идею, чтобы приобрести уверенность в возможности и целесообразности ее осуществления. В результате бесед, изучения имеющихся литературных источников и патентного материала он убеждается, что подобное изделие еще не создано или создано не в лучшем(полном) варианте. При этом следует также убедиться, что работа задуманного изделия не противоречит основным законам природы (так, бессмысленно задумывать радиоприемник, полагая, что он не будет подвергаться воздействию помех, так как это противоречит фундаментальным законам природы).
Концентрация усилий. Упорная работа с целью получить решение, анализ задачи, разложение ее на составляющие элементы. При этом часть элементов окажется известной, а неизвестное встанет более ясно. На этом этапе происходит обдумывание и поиск общих путей решения поставленной задачи. В простейших случаях такой поиск означает перебор возможных вариантов. Однако истинное творчество состоит в нахождении нового пути, который до сих пор не был известен.
Передышка. Период умственного отдыха, когда происходит отвлечение от решаемой задачи.
Озарение. Получение (синтез) новой идеи или изменение уже известной, которая является искомым решением. Озарение является весьма своеобразным этапом творчества, которого иногда может и не быть. Он состоит в кажущемся неожиданном нахождении решения задачи. Озарение возможно в те периоды времени, когда инженер, казалось бы, и не думает о решении своей задачи. Решение может подсказать наблюдение какого-либо постороннего процесса. Глубокого психологического обоснования озарения еще не существует. Однако ясно, что оно – результат подсознательной переработки заложенной и поступающей в мозг информации. Причем озарение при отсутствии знаний невозможно.
Доведение работы до конца. Обобщение, оценка. При этом приводится строгая, тщательная проверка новизны, целесообразности и пользы полученного результата. Она может быть
выполнена путем логических рассуждений, бесед с коллегами по работе, консультаций у специалистов и так далее. Необходимо выяснить, не сделано ли какого-либо предположения, которое практически невыполнимо (например, предположение об отсутствии рассеивания величины выполняемого размера в партии заготовок), не пренебрегли ли каким-либо явлением, которое в действительности скажется на работе устройства (например, температурной деформацией). Часто эффективным приемом выявления реальности найденного решения является рассмотрение его при экстремальных (очень больших или очень малых) значениях некоторых параметров изделия. Такое рассмотрение на качественном уровне (без строгих доказательств) "нацеливает" инженера на последующие расчеты.
Структура творческого процесса показана на рис.3.
Изобретения возникают лишь в результате долгой и систематической работы. Вдохновение, озарение и тому подобное приходят лишь тогда, когда для них уже создан солидный фундамент. Поэтому в процессе решения задачи при затруднениях на разных этапах творческого процесса полезно возвращаться к предыдущим этапам и вновь с усердием и терпением преодолевать их во имя достижения поставленной цели.
Рис.3. Структурная схема творческого процесса
В
начале любого дела возникает идея.
Существует
только то, о чем думают.
При более формализованном представлении процесса изобретательской деятельности представляется возможность выделить шесть стадий:
А. Выбор задачи
Использована готовая задача.
Выбрана одна из нескольких задач.
Изменена исходная задача.
Найдена новая задача.
Найдена новая проблема.
Б. Выбор поисковой концепции
Использована готовая поисковая концепция.
Выбрана одна поисковая концепция из нескольких.
Поисковая концепция изменена применительно к условиям задачи.
Найдена новая поисковая концепция. Найден новый метод.
В. Сбор информации
Использованы имеющиеся сведения.
Собраны сведения из нескольких источников.
Собранная информация изменена применительно к условиям задачи.
Получены новые данные относительно к задаче.
Получены новые данные к проблеме.
Г. Поиск идеи решения
Использовано готовое решение.
Выбрано одно решение из нескольких.
Изменено известное решение.
Найдено новое решение.
Найден новый принцип.
Д. Развитие идеи в конструкцию
Использована готовая конструкция.
Выбрана одна из нескольких конструкций.
Изменена исходная конструкция.
Создана новая конструкция.
Созданы новые конструктивные принципы.
Е. Внедрение
Внедрена готовая конструкция.
Внедрена модификация готовой конструкции.
Внедрена новая конструкция.
Конструкция применена к новому.
Изменена система, в которую вошла новая конструкция. Каждая стадия может быть пройдена на одном из пяти уровней: 1-использование готового объекта, почти без выбора: 2-выбор одного объекта из нескольких; 3-частичное изменение выбранного объекта; 4-создание нового объекта или полное изменение исходного; 5-создание нового комплекса объектов.
Мысли
формируются и развиваются в подсознании
под воздействием
самого
человека
или под влиянием извне.