ОТТД (Основы теории творческой деятельности) / Лабораторные Работы / лабы_Natawa / фмпм

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Кафедра: ИТС

Лабораторная работа

по дисциплине

Основы Теории Творческой Деятельности

«Функциональный метод проектирования Мэтчетта»

Кафедра:	Прикладная синергетика
Студенты:	Строганков С.В. Трушникова Н.В.
Группа:	ИС-1-01
Преподаватель:	Ермаков А.Н.

МОСКВА

2006

Содержание

Введение 3

Функциональный метод проектирования Мэтчетта 4

Выводы 8

Список литературы 8

Пример 9

Введение

Эвристические методы - последовательность предписаний или процедур обработки информации, выполняемая с целью поиска более рациональных и новых конструктивных решений. Эвристические методы обычно противопоставляют формальным методам решения, опирающимся на точные математические модели. В психологической и кибернетической литературе под эвристическими методами понимаются любые методы, направленные на сокращение перебора, или индуктивные методы решения задач. Эвристические методы обеспечивают выявление, обработку и упорядочение системы закономерностей, механизмов и методологических средств антиципации¹, конструирования нового задания и целеустремленных способов деятельности на основе обобщения прежнего опыта и опережающего отражения моделей будущего с целью полного удовлетворения потребностей моделей. Вследствие целостности и некоторой неопределенности эвристических методов нельзя точно указать конкретную область их применения. В основе каждого эвристического метода заложен базальный методологический принцип, требующий, чтобы в творческом процессе осуществлялось сложное двухстадийное движение мыслей: от исходной определенности к неопределенности и от неопределенности в область контекста проблемной задачи. Система эвристических методов, как и знаний вообще, является системой открытого типа, т.е. с развитием науки и техники будут появляться все новые и новые эвристические методы. Попытки создания закрытой неизменной системы, как универсальной, так и специальной, принципиально ошибочны, противоречат сущности самой творческой деятельности, моделью которой они являются.

Функциональный метод проектирования Мэтчетта

Метод разработан Э. Мэтчеттом (Великобритания). Начиная с 1960 г. автор сам преподает этот метод в Бристоле (школа Мэтчетта). Основная цель метода - научить проектировщика понимать и контролировать свой образ мыслей и более точно соотносить его со всеми аспектами проектной ситуации. Для этого используют следующие приемы:

- применение "режимов мышления" (мышление стратегическими схемами, в параллельных плоскостях, с нескольких точек зрения, "образами", в основных элементах);

- разработка языка, дающего возможность "мыслить о мышлении";

- подавление критических способностей для выявления творческой фантазии;

- самоконтроль и самонастройка на отдельных этапах процесса проектирования.

Делая основной упор на личный опыт, интуицию и мыслительные способности проектировщика, фундаментальный метод проектирования не предусматривает проведения научных исследований и испытаний для уменьшения неопределенности. В методе, однако, широко применяют информационный поиск. Он имеет следующие стадии:

- проектирование (выявление и разрешение конфликтов в многомерных ситуациях) идет с учетом закономерностей исторического развития технологии, что позволяет получать прогрессивные идеи и конструкции умозрительным способом;

- в ходе обучения методу практикуют подробное ознакомление с другими, более практичными и простыми методами проектирования.

В методе большое внимание уделяется также элементам рационального мышления (контрольные перечни вопросов, графическая интерпретация процесса поиска и мышления и др.) Э. Мэтчетт считает очень важным умение видеть процесс решения задачи как бы со стороны. При этом появляется возможность своевременно корректировать стратегию поиска. Основной педагогический принцип метода заключается в том, чтобы начинать с методов, которые уже освоены учащимися, а не навязывать им совершенно новый, в который они возможно никогда не поверят и откажутся при первых же признаках затруднений.

По ряду причин фундаментальный метод проектирования не удается усвоить в полном объеме без помощи его автора, но отдельные его части могут представлять интерес для инженеров, занимающихся разработкой и конструированием технических систем разных уровней.

Суть метода. Данный метод является комплексным эвристическим методом технического творчества, в котором одновременно используются следующие «режимы мышления»:

1. Мышление стратегическими схемами (выработка и соблюдение стратегии).

2. Мышление в параллельных плоскостях (проектировщик, с одной стороны, думает, а с другой — наблюдает процесс мышления).

3. Мышление с нескольких точек зрения (часто оно осуществляется с помощью контрольных вопросов, данных ниже).

4. Мышление «образами» (образы могут быть как идеальными, так и реальными: в виде схем, загадочных, заманчивых рисунков, т.к. в методе особое внимание обращается на положительное влияние эмоции в процессе проектирования).

5. Мышление с использованием основных элементов. Основные элементы – это слова, которые используются в процессе решения каждой задачи. Мэтчетт назвал их течтэмами, прочитав свою фамилию справа налево. Течтэмы объединены в семь групп:

• Варианты решений — определить потребность, определить необходимый элемент, представить себе решение, принять временное решение, принять окончательное решение, отменить решение.

• Варианты суждений — предположить, взвесить, взвесить и сравнить, экстраполировать, оставить без изменения, предсказать.

• Варианты стратегий — продолжать в том же направлении, продолжать и расширить, изменить направление, сопоставить с прошлым, сопоставить с будущим, внимательно рассмотреть, разрешить конфликт, продолжать более интенсивно, прекратить.

• Варианты тактик — оценить риск, проверить последствия, развить, сравнить с другими решениями, разделить действие, приспособить другое решение, сосредоточиться на малом участке, разложить на компоненты, проверить возможную причину, обдумать возможность нового решения, заменить решение на противоположное, проверить другие варианты.

• Варианты отношений — хранить решение в памяти, выявить зависимость, отсрочить принятие решения, сообщить о решении, соотнести с ранее принятым решением, проверить на избыточность, проверить на несоответствие.

• Варианты понятий — использовать новое понятие, изменить плоскость абстракции, использовать схему стратегии, изменить точку зрения, сравнить с существующей системой, сравнить с получающейся системой, применить первичное кольцо, применить вторичное кольцо.

• Варианты препятствий — обойти препятствие, разрушить препятствие, устранить препятствие, начать новое действие с нуля, начать новое действие с принятого решения, действовать в одном, двух, трех или многих измерениях.

«Режимы мышления» предназначены для осознания, контроля и приспособления образа мышления к задачам проектирования. Методом Мэтчетта используется перечень контрольных вопросов:

1. Какие потребности являются: жизненно важными, очень важными, важными, желательными?

2. Каковы потребности: функциональной системы, потребителя, фирмы, внешнего мира?

3. Каковы потребности на каждом из перечисленных ниже 10 этапов существования изделия: проектирование и деталировка, отработка, изготовление деталей, сборка, испытание и отладка, окончательная отделка и упаковка, сбыт, монтаж, эксплуатация и использование, техническое обслуживание и уход?

4. Какие сведения можно получить, если задать 6 основных вопросов анализа трудовых операций: что нужно сделать (потребности), почему это нужно сделать (причина), когда это нужно сделать (время), где это нужно сделать (место), кем или с помощью чего это должно быть сделано (средства), как это сделать (метод)?

5. Каким образом каждую часть проекта можно: исключить, объединить с другими частями, унифицировать, перенести, модифицировать, упростить?

6. Какие эффекты, потребности, ограничения вызовет каждая деталь комплекса в отношении любой другой детали этого комплекса?

Очень большое внимание Мэтчетт уделил вопросам самоконтроля и самонастройки на всех этапах процесса проектирования, а также использованию логосинтеза (синтез с помощью разговора). Функциональный метод проектирования Мэтчетта можно представить как сбалансированную смесь опыта, искусства, психоанализа, "групповой динамики", самовнушения, внушения.

Выводы

1. Делая основной упор на личный опыт, интуицию и мыслительные способности проектировщика, фундаментальный метод проектирования не предусматривает проведения научных исследований и испытаний для уменьшения неопределенности. В методе, однако, широко применяют информационный поиск.

2. Метод является комплексным методом, где используются различные методы и подходы (контрольные перечни вопросов, графическая интерпретация процесса поиска и мышления, взгляд на процесс мышдения со стороны и т.д.). Основной принцип метода - начинать с методов, которые уже освоены учащимися.

3. По ряду причин фундаментальный метод проектирования не удается усвоить в полном объеме без помощи его автора, но отдельные его части могут представлять интерес для инженеров, занимающихся разработкой и конструированием технических систем разных уровней.

Список литературы

1. Кудрявцев А.В. «Обзор методов создания изобретений и открытий». М, 1988.

Пример

Поставленная задача – модернизировать электронный будильник (придумать новый вид будильника, усовершенствовать его функции или добавить новые, придумать новое применение будильнику и т.п.). Будем использовать мышление стратегическими схемами, мышление с нескольких точек зрения (с помощью вышеприведенных вопросов), мышление «образами» и мышление с использованием некоторых течтэмов.

Для начала выработаем предположительную стратегию решения поставленной задачи:

1. Определить потребность в новом решении задачи

2. Внимательно рассмотреть существующие решения и оценить предполагаемый риск реализации нового решения.

3. Разложить задачу на подзадачи, принять временные решения для каждой подзадачи и обдумать предложенные решения (сравнить с другими решениями, приспособить другое решение).

4. При возникновении препятствий попробовать обойти их или устранить.

5. Принять окончательное решение на основе информации, полученных из предыдущих пунктов.

Ход решения.

Потребность в будильнике на сегодняшний день велика: каждый человек на земле хоть раз использовал будильник. Существует большое число видов будильников, но большая часть действует по одному принципу – в определенное время включается звук или мелодия, которую потребитель должен отключить. Иногда такого подхода недостаточно (потребитель опять засыпает). Поэтому необходимо придумать новый подход к решению данной задачи, чтобы уменьшить вероятность вышеприведенного следствия.

На рынке существует множество будильников разного цвета, формы, с различными мелодиями. Часто в будильнике встроено радио или сам будильник встроен в телефон, магнитофон и т.п. Будит он с помощью звукового воздействия, для отключения которого необходимо нажать какую-либо кнопку или т.п. Но уже есть и другие подходы. Например, в Самаре изобрели новый вид будильника - будильник-паззл. Когда будильник начинает звонить, он подбрасывает в воздух четыре кусочка своей крышки. Чтобы прекратить навязчивый звуковой террор, необходимо сначала найти выпавшие "детали", а затем воткнуть их обратно. Но загвоздка вся в том, что кусочки отличаются весьма непростой формой и их невозможно собрать с первого раза, а тем более спросонок.

Учитывая вышесказанное, отметим, что найти новое решение представляется возможным. При этом если решение не предусматривает использование каких-то труднодоступных или дорогих материалов, деталей, то оно может стать доступным и популярным для широкого класса потребителей.

Изобразим множество элементов будильника, которые можно модернизировать, (множество подзадач) на следующей схеме:

Предложим варианты модификаций для каждого пункта схемы.

Мелодия/звук:

- возможность загрузки собственных мелодий (например, в формате mp3);

- возможность менять скорость проигрывания, частоту (число повторов), уровень громкости;

Световое воздействие:

- включения источника света (встроенного или подключаемого), который будет усиливать эффект основной функции будильника;

- включение проектора времени/даты на стену, потолок;

Осязательное воздействие:

- включение брызгателя воды для усиления эффекта основной функции будильника;

- включение вибробудильника (необходимое дополнительное устройство, которое будет создавать «виброрежим» для кровати, подушки);

- включение «метателя» мягких и легких предметов (подушек, мячиков, шариков), причем возможно стрелять «очередью»;

Отключение звонка:

- отключения звонка происходит только после того, как пользователь нажмет один или несколько выключателей, которые пространственно разнесены с циферблатом (соединение с помощью проводов или радиосигнала);

- отключения звонка происходит только после того, как пользователь, должен решить определенную головоломку (см. п. 2);

- отключения звонка происходит только после того, как пользователь наберет определенную комбинацию кнопок, которую надо сперва отыскать (например, вспомнить какую-либо дату);

- отключения звонка происходит только после того, как пользователь «догонит» будильник, который стремится «убежать» от пользователя (необходимо использовать достижения робототехники);

Встроенные дополнительные функции:

- радио;

- секундомер;

- таймер;

- счетчик времени с наступления какого-либо события;

- календарь с возможностью программировать будильник на любую дату;

- показ мирового времени, разного формата времени/даты;

Подключаемые дополнительные функции:

- USB порт для загрузки мелодий;

- встроенные розетки, к которым подключаются внешние приборы (например, настольная лампа), которые будут включаться вместе со звуком;

Цвет, форму и материал можно реализовать практически любые, поэтому здесь мы их не рассматриваем.

Циферблат:

- возможность менять внешний вид циферблата: количество строк, цвет, размер шрифта, формат времени и т.д.

- проецировать циферблат на стену/потолок;

Видов циферблатов существует много. Можно реализовать какой-нибудь из них или создать вариацию/комбинацию из них.

Источник энергии:

- батарейки;

- сеть;

- солнечные батарейки.

Наиболее приемлемый вариант: будильник, к которому возможно подключить другие приборы (лампу, радио и т.п.), которые будут включаться вместе/вместо звукового сопровождения. Есть возможность загрузки своих мелодий, изменение формата вывода информации, встроены таймер, календарь. Выключатель объекта (лучше 2) разнесен в пространстве с циферблатом объекта.

1 Антиципация (лат. anticipatio) - А. Предположение, предвидение развития событий в будущем, имеющееся представление о вероятности того или иного события, явления. Б. Наступление раньше срока какого-либо события, действия и т.п. В экономике: взимание налогов или сборов ранее, чем это предусмотрено законом.