обоснованный отбор наиболее эффективных вариантов решения

Морфологическая таблица (матрица)

0 – когда отсутствуют А, Б, В.

Решение: А1, Б1, В1; А1,Б1,В2;

Источник информации для составления матриц:

1. патентный фонд

2. техническая литература по объекту и близким вариантам объекта (статьи, книги).

3. материалы выставок, каталоги.

4. результаты опроса специалистов.

Отбросить:

-несовместимые варианты

-нереализуемые (нет возможности использовать)

-варианты, которые потребуют новых технологий (затрат)

-дефицитные материалы

Остальные варианты мы можем использовать.

Время на просмотр: например 1 минута на каждый вариант =>1000минут=>2 рабочих дня.

Морфологический анализ позволяет систематизировать обзор вариантов и спрогнозировать появление новых вариантов решений в обозримом будущем.

Метод используется при проектировании новых систем, при разработке (поиске) новых схемотехнических решениях положителен в том, что равномерно просматривается все поле возможных решений, отрицателен в том, что если будет опущен один признак, то теряется. Отрицательно – большее время затрачивается.

Метод случайного поиска.

Основа – ассоциации (образ, возникающий пр). свойства объекта проецируются на ассоциацию и смотрят все возможные решения.

Метод фокальных объектов (метод каталога).

В основе поиска новые решения. Уникальность брал из каталога случайным образом решения.

Фокальный – фокус.

Объект модифицируется, чтобы он приобрел другой вид и повысился спрос на него.

Порядок работы:

1. выбирается фокальный (главный) объект и формулируется цель его усовершенствования.

2. выбирается несколько случайных объектов (3-4 штуки) из каталога, журнала, газет, словарей

3. составляется список характерных признаков для выбранных случайным образом объектов (10 и более).

4. перенос признаков случайных объектов на фокальная

5. развивается полученные сочетания путем свободных ассоциаций

6. полученные идеи оцениваются из них выбираются наилучшие

Экспертиза заявки на ПО.

Проводится по заявке на ТО формальная экспертиза, а затем экспертиза заявки по существу, приблизительно в той же последовательности, как и заявка на изобретение.

Регистрация изобретения (ПМ, ПО) и выдача патента.

ФИСП вносит изобретение (ПМ, ПО) в реестр изобретений РФ и выдает патент на изобретение (ПО, ПМ). При наличии нескольких лицензий, на имя которых спрашивается патент выделяют один экземпляр патента.

Регистрация и выдача патента осуществляется при условии оплаты соответственных патентных пошлин. Если они не оплачены, то изобретение не регистрируется, следовательно патент не выдается, а значит заявка считается отозванной.

Отзыв заявки.

Заявитель может отозвать заявку не позднее даты регистрации.

Прекращение и восстановление функций патента.

Патент признается недействительным полностью или частично в следующих случаях:

1.запатентованное изобретение не соответствует положениям патентного закона.

2. в формуле закреп имеются существенные признаки, которые отсутствовали на дату подачи заявки на описание изобретения

3.в случае выдачи патента при наличии нескольких заявок на изобретение, имеющие одну и ту же дату приоритета.

4.в случае когда выдается патент с указанием автора лиц, не являющихся таковыми

Досрочное прекращение действия патента.

Следующие случаи:

1. на основании заявления поданного патентообладателем: срок прекращения – дата поступления заявки

2. при неуплате патентной пошлины за поддержание патента в силе в установленный срок. Начало действия: дата истечения установленного срока подачи патента.

Восстановление действия патента.

Если патентная пошлина не была уплачена в установленный срок и действие патента прекратилось, то в течение трех лет, с даты истечения срока уплаты, действие патента может быть восстановлено по ходатайству патентообладателя при условии оплаты соответственной пошлины. При этом патентное ведомство публикует в журнале, что действие патента восстановлено.

Защита прав патентообладателя и автора.

Следующие споры в отношении патентов, разбираются в суде:

1. об авторстве

2. об установлении патентообладателя

3. о нарушении исключительного права на изобретение

4. о заключении и исполнении договоров (по лицензии, по договору автора и патентообладателя)

5. о праве преждепользования и праве послепользования

6. о размере, сроках и порядке выплаты вознаграждения автора

7. о размере, сроках и порядке выплаты вознаграждения (компенсации), предусматриваемом патентным законом

за нарушение патентного закона наступает гражданско-правовая, административная, уголовная ответственность в соответствии с законодательством РФ.

Патентование изобретений иностранных государств.

Заявка на изобретение, созданное в РФ, может быть подана в иностранное государство или в международные организации после того как пройдет 6 месяцев с даты подачи заявки в федеральное патентное ведомство.

При условии, что заявитель не будет уведомлен о том, что рассматриваемое изобретение не содержит сведения, содержащие государственную тайну. Если есть необходимость подать заявку ранее указанного срока иностранного государства, то заявитель пишет соответствующее заявление и патентное ведомство рассматривает материалы заявки на предмет содержания государственной тайны.

Метод контрольных вопросов.

Цель его: упрощение поиска решения задачи с помощью наводящих вопросов, списки которых разрабатываются заранее; и они соответствуют требованиям инвариантности решаемой задачи (инвариантная система - нечувствительна).

Решение задач.

Применение метода происходит в форме:

1. монолога изобретения самого с собой

2. диалога: руководитель задает вопрос, решатель отвечает.

Наилучший вопросник (Алекс Осборн)=> 9 вопросов (3-4 подвопроса ) и Т.Эйлоарт, Д.Пойа (книга «Как решать задачи?»).

Пример задачи: Сбор выпускников (1000 человек), каждому надо шапочку.

Решаем способом морфологического анализа.

Метод фокальных объектов.

Пример: завод часов в Петродворце.

1.часы

2.выбрать три объекта

-пропеллер

-шляпа

-телефон

3.список характерных признаков (10 и более)

Тория решения изобретательских задач(триз).

Глава1. Законы и закономерности техники.

§1. Классификация законов.

Весь процесс делится на 4 этапа:

1. зарождение и ее детство.

2. рост или юность

3. прекращение роста (зрелость)

4. спад (старость системы)

1.Система начинает распространяться, проникновение ее в разные сферы деятельности. На нее появляется спрос, потребность.

2. Система проникла. Рост потребностей самый интенсивный. Совершенствуются эксплуатационный параметр.

3.Система исчерпала все ресурсы для своего развития. Новизна потерялась. Потребность начинает снижаться.

4.Практически потребность исчезла, но производство системы еще продолжается. Новизны нет, эффективность малая. Выпуск продолжается, т.к. нет более эффективной системы.

Спрос: либо спрос падает (до 0) либо остается на одном уровне.

Устройство - материальный объект, является конструкторским элементом или совокупностью конструкторских элементов, которые находятся в функциональном единстве.

Способ – процесс выполнения взаимодействующих действий над материальным объектом и с помощью материального объекта к нему относятся:

-ТП

-способ обработки

-способ упаковки/маркировки

-способ монтажа, контроля, измерения

-способ управления

-способ защиты и предохранения от нежелательных явлений

-способ защиты от окружающей среды

-способ применения природных явлений

Признак объектов изобретения.

Устройство отражает статику способ- динамич => при описании устройства никаких динамичных свойств не должно быть.

Признаки устройства: (те признаки, которые позволяют достичь положительного эффекта ради которого сделано изобретение).

1.детали, узлы, блоки, системы. (используются следующие глаголы при описании: встроен, оснащен, содержит, установлен, размещен, снабжен, имеет).

2.взаимная связь и расположение деталей, узлов, блоков. (используются глаголы: прикреплен, присоединен, приварен, расположен, подключен, закреплен, контактирующий, воздействующий, взаимодействующий).

3.формы выполнения элементов (отражаются специфические формы выполнения элементов, обеспечивающая выполнение какой-то функции и позволяющая получить положительный эффект).

Пример: Серповидный нож, спиралевидная фраза.

4.формы выполнения связей.

Пример: Храповидное соединение, клиноременная передача, зубчато- реечная передача.

5. особенности выполнения элемента.

Пример: Датчик вып коромысла

6.взаимосвязь размеров и других параметров детали (может выражаться либо словами, либо математической формулой).

Пример: клин с уклоном 1/10

7. материал, из которого выполнен элемент.

Пример: Из жаропрочной стали, корпус покрыт водоотталкивающим полимером.

Признаки способа:

1.действие (операция)

глаголы: измеряют, нагревают, уменьшают, размягчают, смешивают

2.последовательность выполнения действий (операций) во времени

Пример: после нагрева выдерживают в термостате

3.режим выполнения действий.

4.использование определенных веществ, устройств, приспособлений

Пример: нагревают в присутствии катализатора, фильтруют с помощью мембранного фильтра.

Патентный поиск.

В результате увеличения необходимо выявить аналоги и прототип изобретения.

Аналог – объект того же назначения, что и заявляемый объект, схожий с ним по технической сущности и достигаемый результата при их использовании.

Устройство – аналог устройства; способ- аналог способа.

Если в устройстве реализуется способ, то способ может быть аналогом способа. Если в способе реализуется устройство для реализации способа, то оно может быть аналогом устройства.

Страны, входящие в конвенцию:

-СССР, Россия

-США

-Япония

-ФРГ (now Германия)

-Великобритания

-Франция

-Швейцария (до 1998 г.)

глубина поиска – 50 лет

Прототип (он должен быть один) – ближайший из аналогов по наибольшему количеству совпадений, с одинаковыми признаками или одним наиболее существенным.

МКИ – международный классификация изобретений (согласно ей все изобретения разделяются на групп).

Группы:

А – удовлетворение жизненных потребностей человека

В- различные ТП

С- химия и металлургия

D- текстиль и бумага

E- строительство, горное дело

F- механика (отопление, двигатели, насосы, оружие, боеприпасы, взрывные работы)

G- физика (измерения)

H- электричество

Все группы делятся на подгруппы (подразделы). Разделение на классы: вводят цифры (для более узкого направления в раздел, например НО2).

Н О2 М 3 /335

Раздел класс подкласс группа подгруппа

Подкласс – буква. Далее рубрики (группа и подгруппа) – это цифры.

Чтобы найти этот номер, надо использовать АПУ – Алфавитно-Предметный Указатель.

Логиста.

Все законы делятся

• всеобщие (распространяются на все объекты материй мира)

• общие (на объекты определенной отрасли)

• специфические (узкоспециализированные для какой-то области знания)

Общие:

-мимикрия

-симметрия

Специфические - экономические законы ограниченные для техники.

Всеобщие законы для материального мира являются:

1. единство и борьба противоположностей (основной закон диалектики, изучения в философии, является источник зарождения и развития любых объектов материального мира в том числе технических систем). По нему: все технические системы (ТС) – это есть результат накопления противоречий в процессе их количественного роста и последующего разрешения этих противоречий путем качественного скачка.

Противоречия:

Взаимодействие противоположных взаимоисключающих сторон и тенденций предметов и явлений, которые вместе с тем находятся во внутреннем единстве и взаимопроникновении выступал источником самодвижения и развития объективного мира и познания. (Пример: улучшили одно, сломалось другое).

2. переход количества в качество (количественное изменение в качественное).

Основа – в накоплении количественных изменений, которые не могут происходить беспредельно, и переход на каком-то этапе ее существования в качественное изменение. Причем, количественные изменения носят эволюционный характер, а качественные изменения имеют революционный характер (т.е. скачком).

Глобальные скачки в технике связанные с появлением новых ТС (новых видов энергии), а именно:

-появление паровых машин

-появление электричества

-появление атомной энергии

-появление вычислительной техники

Существуют локальные скачки (в радиоэлектронике – изобретение транзистора).

3. закон отрицание отрицания.

Суть: процесс поступательного развития любой системы происходит в относительной повторяемости или по спирали, но на каждом витке повторение происходит на более высоком уровне. Этот закон используется при прогнозировании работы техники и в виде так называемого переноса технических решений.

Пример: развитие воздушного винта (30-е годы) отказывались от винта и снова приходили к нему.

Закономерности техники.

Закономерность – существенная и устойчивая связь каких-либо явлений или свойств материального мира, обусловленная совокупностью диалектически связанных законов.

Закономерности техники позволяют:

1.исключительное создание нежизнеспособных технических систем.

2.выявление основного направления развития ТС

3.прогнозировать тенденции развитии имеющихся ТС и появление новых ТС

4.предоставляется возможность более эффективного средства решения изобретательских задач

Закономерности техники определяют пути создания работоспособной техники, при этом организация ТС должна быть системной и включать в себя структуру и управление. Структура определяется совокупностью элементов (их количество и тип) и связями между элементами.

Закономерности, связанные с организацией ТС, определяют качественный и количественный состав необходимых и достаточных элементов и связей между ними, которые обеспечивают жизнеспособность ТС. Количественный состав элементов и связей определяется функциональным назначениям ТС. Качество ТС определяется минимальной работоспособностью и согласованию элементов и связей; элементы могут быть вещественными, энергетическими и информационными и осуществить преобразование, хранение (выполняют элементы) и транспортировку (выполняют связи систем).

Закономерности техники:

1. Закономерности построения ТС (закономерности организации ТС). Как сделать систему? (ЗПТС)

2. Закономерности развития ТС (закономерности эволюции ТС). Как развивать систему? (ЗРТС)

ЗПТС включает:

-полнота структуры

-согласованность (внешняя и внутренняя)

-энергетическая проводимость системы

-избыточность

-толерантность (терпимость)

Полнота структуры:

1.двигатель

2.рабочий орган

3.средство управления

4.трансмиссия (преобразование энергии)

МКИ - 8книг (Международная Классификация Изобретений). В Публичке.

Формула изобретения.

Это одно предложение, длина его может быть очень большая, без запятых с одной точкой в конце (она должна быть максимально короткой). Это главный юридический документ.

Формула состоит из:

1. название (полное)

2. ограничительная часть (включен перечень существенных признаков)

3. слова: «отличающаяся (йся) тем, что ….», далее – все специфическое, т.е. отличительная часть

название должно выбираться в соответствии с АПУ. Не должно быть рекламных слов, жаргонов. Разрешается использовать фамилию изобретателя.

Между признаками и целью, которые обеспечивают изобретение, должна быть причинно-следственная связь. А именно, только за счет АВС+К достигается поставленная цель изобретения (если А,В,С или К будет отсутствовать, то цель не достигается). Цель изобретения (излагается в описании изобретения) должна быть конкретной и отражать ту пользу, которую она может дать.

Первичный эффект – эффект от взаимодействия признаков.

Вторичный положительный эффект – эффект для общества.

Ограничительная часть включает в себя все существенные признаки, новые по отношению к прототипу.

Права автора изобретения связаны с числом существенных признаков, содержащихся в ограничительной и отличительной части, и чем меньше число этих признаков, тем больше прав у изобретателя.

Все формулы делятся на:

1.однозвенные (не требуют дополнительных разъяснений)

2.многозвенные

Первая часть формулы является юридическим документом, а вторая никакой юридической силы не несет (просто уточняет первый пункт).

Допускаются к оформлению в первой заявке несколько объектов:

1. группа разно-объектных объектов (например устройство и способ его изготовления)

2.группа вариантов решения одной и той же задачи принципиально одним и тем же путем, которые не могут быть охвачены одним пунктом формулы изобретения (ФИ) и каждый вариант отвечает критериям изобретения.

3.заявка на целое устройство и отдельно на его часть.

Нельзя в ФИ:

1. вводить общее для всех вариантов существенных признаков изобретения в дополнительные пункты формулы

2.частные существенные признаки нельзя сводить в общий пункт ФИ

3. вводить несущественные признаки

4.в ограничительной части ФИ опускать признаки, общие с прототипом

5.включать такие признаки, которых нет в изобретении (негативная новизна)

6.использовать неопределенные выражения (толстый, тонкий, специальный, большой); условия наименования выражения, аббревиатуры

7.характеризовать объект его точностью (свойством)

8.ставить задачу без ответа (имеющий малую величину взлета)

9.испоьзовать слова «применен»

Для составления ФИ делаем таблицу.

Обмоточный провод, направленный для водопогружных электродвигателей с двухслойной изоляцией, состоящей из слоя полиэтилена с высокой МС, отличающегося тем, что с целью увеличения влагостойкости изоляции нижний слой ее выполнен из полиэтилена высокого давления.

Закономерности:

1.Полнота структур. Правила определения четырех частей технической системы.

-Что обрабатывается? Ответ - изделие

-Куда подводится энергия? Ответ – рабочий орган

-Через что энергия? Ответ- трансмиссия

-От чего подводят энергию? Ответ – двигатель

-Что является источником энергии для двигателя? Ответ – источник энергии

Пример: Шприц во время укола.

1.одно место

2.поршень (лекарство)

3. шток (ручка)

4.руки

Чтобы определить рабочий орган.

1. Что в данной ТС выполняет главную полезную функцию?

2. К чему в ТС подводится энергия?

2.Внутреннее и внешнее согласование ТС.

Структура системы определяется как составляющая элементов, они должны быть согласованы внутри системы и с внешней средой. Чтоб система была минимально работоспособна.

3. Все системы делятся на:

1. Система, связанная с преобразованием энергии (система на изменение) следовательно энергия идет от источника энергии через трансмиссию, далее к изделию.

2. Система, связанная с измерением энергии (на измерение) следовательно словить информацию, принять ее (информация – это поток или изменение энергии). Энергия идет от изделия к датчику (рабочий орган), через трансмиссию (преобразователь) к приемнику энергии (сигнализатор, обнаружитель, показательный прибор)

4.Избыточность ТС.

Избыточность характеризует соотношение, количество вспомогательных и основных функций.

Толерантность ТС – способность системы выполняющая основные функции, в некотором диапазоне (разбросе) внутренних свойств связи, а также различных воздействий окружающей среды.

Закономерность эволюции ТС.

Закономерность 1.

Идеальная ТС – такая ТС, которая появляется в нужное время в нужном месте, 100%-но выполняет свою функцию и после этого исчезает. (пример: сивка-бурка)

11.11.03.

II подход: идеальной будет та система, которая отсутствует сама, но работа производится сама собой (пример: выдвижная антенна в магнитофоне).

Пример II подхода: метки для новой хирургической операции – они растворяются.

Идеальная форма – та, которая обеспечит наилучшее согласование с окружающей средой.

Идеальное транспортное средство – один кузов (для перевозки грузов).

Идеальный ТП – мгновенно, без затрат времени без потерь (БНК Базовая Несущая Конструкция).

Поэтапное отступление от идеальной системы.

1 принцип: «Все даром».

Необходимо получить попутный результат от действия или от средства, без действия и без средств, т.е. даром.

2 принцип: «Ничего лишнего»

В ТС должны быть только те свойства и взаимодействия, которые необходимы для получения полезного результата (должна быть минимальная избыточность).

3 принцип: «Излишнего максимально использовать».

Надо максимально использовать имеющиеся свойства и взаимодействие элементов ТС, и ее окружающий, устранять потери не отходя.

4 принцип: «Получение результата мгновенно».

Надо свести до минимума затраты времени на получение результата следовательно интенсифицируют процесс; сокращают то минимальное число необходимых операций в ТП; осуществляют совмещение операций в пространстве и времени.

Закономерность2: согласование.

Согласование отдельных подсистем ТС реализуется как между собой, так и с окружающей средой, при этом обеспечивает согласование формы, размера, ритма.

Этапы согласования:

1. согласование подсистемы для повышенного положительного эффекта всей системы или для устранения вредного эффекта в системе.

2. направленное рассогласование параметров систем для повышенного уровня имеющегося положительного эффекта или получения нового полезного эффекта.

3. переход к динамическому согласованию – рассогласование при подготовке работы этой системы (адаптация системы).

1.Согласование материалов: заключается в их подборе для устранения разрушающегося действия в системе или исключения положительного эффекта.

Рассогласование материалов: обеспечивается получением нового или имеющегося полезного или положительного эффекта, причем появление эффекта может быть обеспечиваться появлением различных свойств у различных участков материала.

Динамическое согласование –рассогласование материалов: обеспечивается при соединении со вспомогательным веществом, обладающим требуемыми свойствами, а затем после исчезновения надобности в веществе, оно легко устраняется (лаком покрыть медные участки проводника). Для наилучшего динамичного согласования – рассогласования нужно предварительно воздействовать на одну или две материи с последовательным их соединением.

2.Согласование формы и размеров.

Обеспечивается оптимальным взаимодействием элементов ТС, или нескольких ТС, или ТС с окружающей средой. (Пример: форма крыла и самолета).

Рассогласование формы и размеров.

Имеет целью подавление вредного воздействия окружающей среды, на примере соседних ТС. Чаще всего реализуются с помощью внешнего управления и предназначения для понижения вредных и для увеличения полезных веществ.

Согласование ритмики (частоты): заключается в настройке элементов ТС для работы в одном ритме.

Рассогласование ритмики: решает задачу получения нужной промежуточной частоты или исключительных резонансных частот.

Динамическое согласование – рассогласование ритмики: предполагает создание самонастраивающейся за счет обратных связей ТС или систем с автономной перестройкой ритмики.

Согласование подсистем сложных ТС предполагает:

1. исключение промежуточных согласующих подсистем.

2. переход к исполнению одних и тех же систем для выполнения различных функций сложных ТС.

3. стремление к усложнению, укрупнению элементарных частей, из которых состоит ТС.

4. стандартизация элементарных частей систем с переходом к исполнению однотипных подсистем в разных ТС.

3. Динамизация.

Имеет своей целью повышение степени идеальности ТС путем перехода к динамичным, легко перестраиваемым ТС (трактор «Кировец» на повороте складывается).

4. Переход на микроуровень.

Осуществляется путем изменения масштабности, связанности, использования более сложных форм движения материи (более легко управляемые).

Масштабность – переход к миниатюризации.

Связанность ТС – своего рода степени свободные, которые определяют гибкость системы, ее способность приспосабливаться под любую сложную форму изделия.

5. Переход на макроуровень (в надсистему).

Происходит когда резервы развиваются, ТС исчерпана и она может объединиться с другой ТС, выступая в качестве ее подсистемы и образуя новую ТС (надсистему), => новая система с новыми свойствами.

Правила перехода в надсистему:

(моно- би- полисистема).

1. создание надсистемы из однородных или одинаковых элементов; полезные свойства складываются, т.е увеличиваются, а вредные – взаимокомпенсируются или останутся на прежнем уровне.

2. объединение в би или полисистемы может происходить как для системы низкого уровня иерархии, так и для сложных систем.

3. создание надсистемы из конкурирующих или альтернативных систем; осуществляется когда допустимо создание ТС и возможности каждой исчерпаны при объединении в надсистемы, их преимущества суммируются, а недостатки компенсируются.

4. создание надсистемы из антогонистических систем (противоположные функции у системы); такое объединение позволяет повысить управляемость и эффективность надсистемы.

Пример: существует испытательное оборудование (нагреть и резко охладить => проверить на термоудар).

При объединении ТС в би– полисистемы появляется возможность после образования единой надсистемы сократить некоторые вспомогательные элементы, которые становятся лишними. Такая операция после перехода моно- би- поли, называется свертка. Она может развиваться дальше, и совершать следующий виток спирали по объединению ТС в надсистему.

После свертки ТС может выполнять несколько функций.

Кроме того, существует ряд законов:

-закономерности стабильного развития технической стадии:

1. орудийная техника (человек – источник энергии, либо решает задачи управления ТС)

2. машинная техника (человек выполняет только функции управления ТП и планирование работы)

3. машин-автоматов (человек выполняет только функцию планирования работ)=> частичная автоматизация.

4. безлюдное производство (человек полностью исключен из ТП)

Моделирование в ТС.

При исследовании любой системы чаще всего используется аппарат моделирования:

1. модели мысленные (интуитивные) с их помощью проводится мысленный эксперимент с ТС для выбора лучшего среди других вариантов решений

2. модели физического подобия, которые отображают физическую суть процесса в системе; например: продув автомобилей или самолётов в аэрогидродинамической трубе

3. модели физических аналогий, которые отражают суть ТС в виде модели с другой физической природой; например: модель тепловых процессов с помощью электрической схемы замещения.

4. модели математические, представляют собой систему уравнений, равенств и неравенств и отображающие суть ТС или процесс любой физической природы (с помощью дифф. уравнений описываются электрической цепи, гидравлические устройства - пример)

Существует структурный анализ для моделирования систем в теории изображения задач.

Все ТС из веществ и полей.

Вещество (В) – ТС или часть ТС, имеющая массу и способность поглощать, излучать и преобразовывать энергию.

Поле (П) – форма, взаимодействия веществ, некий эквивалент энергий обмена; оно не имеет массы, но характеризуется видом энергии и интенсивностью энергообмена.

Вещество.

Поля.

Ресурсы в ТС.

Ресурсы могут быть материальные, вещественные и ресурсы информации (вся накопленная человечеством информация).

Ресурсы информации:

-знания (передается другим поколениям)

1. научно-технические

2. гуманитарные (художественная литература, культура духовных ценностей)

3.жизненный опыт

Источники знания:

-научно-техническая литература

-патентный фонд

Объекты знания:

-новые технические решения

Источник ресурсов:

1.искусственные

2.естественные

3.природа (источник еды, ископаемых, одежды)

(1)и(2) - Искусственный источник веществ, энергии, информации.

Отходы ТС ниув максимально использовать (экология).

Все ресурсы в системах вещественны

Вид ресурсов:

1.вещественные

2.энергетические

3.информационные

4.пространственные

5.ресурсы времени

6.функциональные

7.системные

По степени готовности к использованию:

-готовые

-производные (надо с ними что-то сделать)

По месту нахождения:

-системные

-подсистемные

-надсистемные

-из внешней среды

По количественному составу:

-недостаточные

-достаточные

-избыточные (сверхмеры)

Качество ресурсов:

-полезные

-нейтральные

-вредные

По ценности:

-дорогие (не выгодно их использовать)

-копеечные

-бесплатные

Виды ресурсов с учетом готовности к применимости.

1.Вещественные

• готовые (ресурсы, которые имеются в системе в виде вещества, готов к употреблению, необходимая пища догадаться, как их использовать)

Это свойства веществ.

1.физические свойства (тепловые, акустические, магнитические свойства, оптические)

2.фазовое состояние (твердое тело, жидкое, газообразное) и эффект, сопровождающий переход

3. технические свойства (кинематические, механические, геометрические – форма вещества, растворы, симметрия)

4.конструктивные (качество обработки, способ обработки, материалы, способ изготовления)

5.эксплуатационные (связанные с процессом в системе, на этапе эксплуатации)

Вещественные ресурсы производные – вещества, получаемые в результате любого воздействия на готовые вещественные ресурсы.

2. Энергетические.

Готовые – любые виды энергии, нереализованные запасы которой имеются в ТС и в ее окружении (в машине - печка).

Производные – энергия, получаемая в результате преобразования готовых энергетических ресурсов в другие виды энергии либо изменение направления их действия, интенсивности и других характеристик.

3.Ресурсы информации.

Готовые – информация о ТС и ее элементах, получаемая в виде полей рассеяния (шумовая, тепловая, электро- магнитная) в системе либо с помощью веществ, проходящих сквозь ТС, либо выходящих из системы.

Пример: по радужной оболочке глаза определяются болезни.

Производные – информация, получаемая в результате преобразования непригодной для восприятия/обработки информации в полезную, что осуществляется с помощью либо физических, либо химических, или других эффектов (лакмусовая бумажка показывает).

4.Пространственные ресурсы.

Готовые – имеющиеся в самой системе или в ее окружении в виде свободного производства (двери-купе, чтобы место не занимать).

Производные – дополнительное производство, которое получается после некоторого преобразования в системе.

5.Ресурсы времени.

Готовые – промежуток (интервал) времени в ТП или до него или после, которые ранее не использовались или используются частично.

Производные – временные промежутки, получаемые в результате ускорения, прерывания и другого.

Пример: танкер с нефтью идет 20 дней, можно нефть обработать в это время.

6.Ресурсы функциональные.

Готовые – возможности системы или ее частей (подсистем) выполнять по совместимой дополнительной функции, близкие к основным, а также и новые неожиданные функции.

Производные – возможность ТС или ее частей выполнять дополнительные функции после некоторых изменений в этой ТС.

Пример: Аспирин – удалитель лаковой изоляции с проводников и таблетка.

7.Системные ресурсы.

Это новое полезное свойство или функции ТС, которые получаются при изменении связи между подсистемами или при новом способе объединения этих систем.

Наиболее эффективно решаются задачи, когда удается использовать ресурс в виде вредных веществ, вредных полей и функций.

8.Комбинированное использование ресурсов, представляющих собой ресурсы разных видов.

Пример: Бетономешалка – ресурсы времени, ресурсы энергии.

Исполнение ресурсов:

-для решения поставленной задачи

-избавление от ненужных/вредных ресурсов

-составляется банк ресурсов=> осуществляется поиск задач, в котором можно использовать собранные ресурсы.

Структура ТРИЗ.

Виды изобретения задач.

1.По виду совершенствования рассматриваются системы:

-заданные на «изменение»

-на «измерение» (обнаружение)

2.По пути решения поставленной задачи

-прямые

-обходные

-обратные

3. По объему изменений в совершаемой системе

-mini-заданные (минимальное изменение)

-maxi-заданные (дел заново ТС)

Подробно:

1.на «измен» предполагается, что поток энергии проходит сквозь систему от источника к рабочему органу => к изделию.

Здесь имеют место значит потоки энергии.

2. На «измер» - поток идет от изделия к рабочему органу ТС. Этот поток мал по своему значению (чаще - информация).

Прямой путь – такой путь, когда в задаче решение предлагается в соответствии с постановкой самой задачи (Пример: сваи => упрочняются стальными тросами).

Путь обходной – при постановке задачи указывается путь (требуем), но от него отказываются для достижения поставленной цели, при этом эффективное решение сохраняется, либо повышается (Пример: штуцер в бетономешалки).

-Путь задается, а выбирается противоположный.

Структурный анализ.

Вещественно-полевой анализ.

Любую систему можно представить в виде веществ поле.

П П П₁

В

В₁ В₂ В₁ В₂ П₂

В – вещество

П – поле.

→ показывает что на что воздействует.

Веполь – ячейка (от слова вещество и поле).

Виды веполей:

1.феполь

2.теполь (приемник)

3.эполь (редко, электрическое поле)

Веполи могут строиться за счет колебаний более трех компонентов => комплексные (n>3), а если они завязываются в цепочку => цепные веполи

П(аккуст)

В₁(электрод)

В₂(датчик амплитудных колебаний)

П(эл)

Различные системы могут состоять:

• из одного элемента (вещество) => невепольные системы

• из двух элементов (2 невзаимодействующих вещества) В_1, В₂ или В, П => неполная вепольная система

• из трех и более => вепольная ситема

Тенденции развития вТС в соответствии со структурным анализом.

1.невепольные (неполные преобразованные в вепольную)

2.простые веполи превратившиеся в сложные. В веполи вводят вещества и поля, которые позволяют без существенных изменений в ТС позволить реализовать новые физические, химические, геометрические, технологические эффекты, расширить технические возможности системы и повысить степень ее идеальности.

Пример: турбореактивный двигатель самолета поставили на профилактику нет ли в турбине усталостного дефекта

П₁ П₂ П₃ П₄ П₅

В ₁(генератор) В₂ В₃ В₄(электр. сигнал)В₅ В6(глаз)

=> потрясти лопаткой.

Правила преобразования веполей.

Используется единая форма.

• составляется веполь исходной системы

• рисуют стрелку

• получают веполь преобразованной системы

исходная система => веполь преобразованной системы

Правила:

1.Достройка веполя.

Если система является невепольной или неполной вепольной, то для повышения ее эффективности веполь достраивается до полного и в соответствии с этим преобразовывает систему.

Пример: сверло и расточка, которая ровняет края .

2.Динамизация (дробление вещества).

Если система неэффективная (плохо управляемая), то ее эффект можно повысить за счет увеличения степени дисперсности вещества.

3. Переход к феполям.

Веполь переходит к фепольной системе. Ее эффективность возрастает (Пример: лампа на магните к днищу авто для ремонта.)

Является сверхпроводимым (нужны сверхнизкие температурные проводники: в районе абсолютного 0 провод станов сверхпроводимым высокотемпературная поверхность – если при t ≈ +80 по Кельвину)

→ полезное действие ---> полезное бездействие

~> вредное действие ~ ~ > вредное бездействие

4.Цепные веполи:

неэффективная вепольная система преобразуется в эффективную систему, представляет собой цепной (комплексный веполь)

5.Устранение вредных связей:

П П

=>

В ₁~~~~~~~В₂ В₁ (В₂ +В₃)

В₃ – добавка.

А) если вепольная система имеет вредную связь (~), то для устранения этой связи в системе вводится В₃, представляющее собой В₃ =В₁; В₃=В₂; В₃=В₁'; В₃ или просто много В₃.

Вводят В₁ или В₂ в измененном виде.

Пример:

П П

=>

В ₁(рука) В₂(тесто) В₁(тесто) (В₂(тесто) +В₃(мука) )

Б) Если есть вредная связь, то вводят дополнительное поле, к ресурсу, чтобы устранить эту вредную связь (П₂)

П П

=> В₁~~~~~~~~~В₂

В₁~~~~~~ В₂ П

6. Если в системе можно использовать такие вещества и поля, которые позволяют практически без усложнения системы реализовать новые физические эффекты/явления, повышающие эффективность, функциональность, возможности систем.

Противоречия в ТС.

Виды:

1. Административные (социально технические), т.к. формулирует администратор. АП выражается:

- в необходимости создания новой ТС

- в необходимости усиления имеющегося положительного эффекта

- в системе имеется нежелательный эффект и его необходимо устранить

Из АП следует, что в ТС необходимо качественные изменения, причем любые изменения в ТС, нетривиальные на улучшение одной части ее (парам) привод к ухудшению другой части, т.е. к нежелательному эффекту.

Такое единство: улучшение, ухудшение (ПЭ +НЭ) нсу техническое противоречие.

2.Техническое – противодействие в виде конфликта между определенными частями ТС, с улучшением одной части улучшается другая часть.

АП

ТП₁ ТП₂ ТП₃

ТП – причина АП, АП – следствие ТП.

Можно устранить ТП путем компромиссного решения (конструкторского).

Полностью удалить НЭ, улучшить ПЭ.

Изобретательский подход – создание ПП, неразрешимая известными техническими средствами, прочие условия задачи исключают компромиссные конструкторские решения. Если ТП удалось решить так, что НЭ нет, то изобретение задается решением. Таким образом изобретение задается предпол разреш ТП путем отрицания НЭ.

ТП=ПЭ+НЭ

3 . АП

ТП₁ ТП₂ ТП₃ ФП₅

ФП₁ ФП₂ ФП₃ ФП₄ ФП₆

Физические противоречия.

ФП – представляет собой диаметрально противоположные (физические, химические, биологические, геометрические) требования, которые предъявлялись к одной части ТС.

ТП – следствие ФП (система должна быть мягкой, но жесткой и т.д.).

Формулирование изобретательской задачи: основа: АП – ТП - ФП.

Можно решить задачу с помощью создания новой ТС.

1. задачу сформулировали корректно, т.е. изложена сущность, выявлен НЭ (нежелательный эффект) и ПЭ (то, чего не хватает).

2. чаще при постановке задачи указанные формулы отсутствуют, а иногда и сразу высказываются (навязываются) неправильные решения, сбивающие с толку всех (решателя, задачедателя). Это направление уводит от правильного решения. Такая задача отличается большой неопределенностью и ТРИЗ отличается большой неопределенностью.

Изобретательная ситуация (ИС) – описание ТС с указанием на тот или иной недостаток в виде : «Не хватает (имеется) ПЭ» или «Имеется НЭ».

Переходят к maxi (mini) задачам. Нужна принципиально новая ТС для достижения цели. Необходимо сохранить существующую систему, но обеспеч в ней появление (усиление) ПЭ и убрать имеющиеся вредные средства (mini - задача). Она должна быть понятна всем, => ее понимает задачедатель.

Особенности mini-задачи:

• не знач мал, => минимальные изменения в ТС.

• Из одной и той же ИС может быть получено несколько изобрет заданий.

• При ее формулировки нельзя использовать специальные термины, т.к. их применение наводит на использование определенных технологий или не введ определенных элементов

Специальный термин следует заменять общим потребительским понятием, охватывающим более широкий класс системы, выполняющих одну и ту же функцию. Задача считается сформулированной, когда выявляется и ТП, и ФП => для этого выясняется:

1. чем не устраивает проблемодат данной ситуации (АП)

2. что в системе плохого (НЭ), какие требования надо предъявить к ТС (ТП)

3. чтобы сформулировать ФП, необходимо иметь направленность на лучший ответ, которого нет следовательно берут идеальную систему (ИКР- идеальный конечный результат). ИКР представляет собой ТС, где А – ост, Н - отсутствует. С учетом ИКР формулируется ФП.

АП-ТП-ИКР-ФП-Р (решение)

Конфликт ТС и его разрешение.

При формулировании ИЗ постепенно выявляется место, где возник конфликт.

Наличие конфликта и его место формулируется в виде ТП.

Он может быть:

-между частями

-между свойствами системы

-межранговый (надсистема и подсистема)

Конфликт имеет место в паре.

Конфликтующая пара – это два элемента (системы), между которыми возникает конфликт. Он выражается в виде нежелательного эффекта. ИС предполагает наличие одной или нескольких пар, между которыми есть конфликт, или 1 или несколько ТП.

Выбор 1 ТП из группы – переход от ситуации к задаче.

В зад формулир модель из конфликтующей пары (КП) + ТП

М=КП +ТП

Это мысленная условная схема задачи, которая отражает структуру конфликта в системе.

КП состоит из изделия + инструмент

КП= И_з +И_н

И_з – элемент ТС, с которым непосредственно взаимодействует изделие, в частности И_н может быть окружающей средой, воздействием на аппарат.

ФП=М-ИКР

Правила выбора КП.

Туда должны входить изделия и та часть И_н, с пем которой ведется обработка И_з. Чем идеальней инструмент, тем он меньше (при сохранении эффективности) и => надо рассматривать И_з и только ту часть инструмента, которая является рабочей, считая, что всего ост нет вообще. Тем самым осуществляется переход от задачи к модели.

Пример: паяльная деталь(И_з), жало паяльника (И_н); каблук и пол (тротуар и паркет Эрмитажа).

Графическое изображение конфликта.

Противодействие:

1. А действует на Б полезно, но при этом постоянно имеет место обрат вред р-ция.

2. Сопряженное действие: А действует на Б полезно и одновременно вредно.

3. А полезно действует на одну часть объекта Б₁ и вредно действует на другую часть Б₂.

4. А полезно действует на Б, вредно действует на В, причем Б и В могут образовать систему.

5. А полезно действует на Б и при этом это действие сопровождается вредным действием А на самого себя. Резко усложняет А.

6. Несовместимые действия. Полезное действие А на Б несовместимо с полезным действием В на Б (нельзя их одновременно) => измерять и обрабатывать деталь.

7. Неполное действие или бездействие. А не оказывает на Б нужное действие, либо А нет вообще.

8. Безмолвие. Нет информации об А, Б или их взаимодействии.

9. Нерегулируемое действие. А действует на Б нерегулируемо.

Приемы для разрешения ФП.

1. разрешение противоречивых свойств в пространстве.

2. разрешение противоречивых свойств во времени

3. системный переход

1а. Объединение однородных или неоднородных систем в надсистему

4. 1б. Объединение системы и антисистемы

5. системный переход.

1в. вся система наделяется неким свойством (С), а ее части наделены противоположным свойством антисистемы (С)

6. N2: переход к системе, работающей на микроуровне.

7. фазовый переход 1: замена фазового состава части системы или внешней среды. Пример: задача Туполева => из жидкости в газообразное состояние

8. фазовый переход2: двойственное фазовое состояние одной части системы с переходом ее из одного состояния в другое, в зависимости от условия работы

9. фазовый переход 3: использование явлений, которые сопутствуют фазовому переходу

10. фазовый переход 4: замена 1- фазного вещества на 2^х-фазное (жидкость с твердыми штуками)

Алгоритм решения изобретательных задач (ИЗ).

1. анализ задач (дат АП, ТП и М)

2. анализ М задачи (дает перечень ресурсов в системе)

3. определение ИКР и ФП

4. мобилизация и применение ресурсов ИКР

5. применение информационного фонда (может дать решение на уровне физики)

6. изменение (замена задачи)

7. анализ способа устранения ФП (ОР – оценка решения)

8. применения полученного ответа (ДР- дополнительные решения)

9. анализ (оценка хода решения)

ОХР=ХР-ИХР

Задача: запайка на огне ампулы с лекарством; нельзя сильный огонь, но и слабый – плохо.

По АРИЗ:

1.анализ задачи. Цель: переход от ИЗ к простой модели(М).

1.1. Записать условие mini-задачи без специальных терминов по следующей схеме: «ТС для (указано ее назначение) запайка ампулы с лекарством, включает в себя (перечисление всех основных частей системы), указывающие что хорошего и плохого в системе, необходимо при минимальном изменении системы (указать результат, который должен быть получен в виде решения)».

Наш пример: ТС для запаивания ампул с лекарствами, включая транспортер для подачи ампул, газовая горелка с трубой с газом, ампулы, газ.

1.2. Выделить и записать конфликтующую пару изделий или инструментов.

-ампула с лекарством и пламя. КП=П+АП

1.3. Составить графическую схему конфликта и сформулировать ТП.

А

П

Л

Правила:

1) если в ТС есть несколько идентичных конфликтующих пар, то достаточно взять одну из них

2)если у инструмента есть 2 состояния, то необходимо указать оба эти состояния (у нас: большой и маленький)

ТП₁: если взять сильное пламя => портит лекарство, но запаивает

ТП₂: если пламя маленькое, то оно не портит лекарство, но не запаивает ампулу

1.4. выбрать из двух схем конфликта ту, которая обеспечивает наилучшее образ осуществление главного производственного процесса (главная полезная функция системы: запайка). Указан главный производственный процесс. Выбирается один процесс (никаких компромиссов)

до 7 пункта вторая схема не рассматривается

1.5. психологический. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

=> выбирается очень сильное пламя, чтоб очень сильно запаивать лампу.

1.6. записываем формулировку модели задачи.

• указывается конфликтующая пара

• усиливается формулировка конфликта

• указывается х - элемент и что он должен сделать

х - элемент – не только вещество, а вещество, поле, измененные вещества и поля, соединение вещества и поля

Пример:

-ТС состоит из пламени и ампулы с лекарством

-Усилить конфликт

-Необходимо найти х - элемент, который, абсолютно не усложняя систему; оставляет возможным сильное пламя качественно запаивать элемент, но исключает порчу лекарства

1.7. попробовать применить структурный анализ

ввести вещество, которое оттянет вредное воздействие.

2. анализ М задач (М=КП+ТП)

Цель: учет имеющихся ресурсов.

2.1. определить оперативную зону (пространство, в пределах которого возникает конфликт, указанный в М задачи).

=> ОЗ – слой производства вдоль поверхности ампулы, которое омывается пламенем.

2.2. оперативное время – ресурс времени, состоит из двух частей (Т₁, в течение которого протекает конфликт, Т₂ – время перед/до конфликтом).

=> Т₁-t когда начали пайку

Т₂-t перед тем, как начали греть

2.3. определить вещественно-полевые ресурсы ВПР и отд ВПР изд

=>ВПР внутрисистемные:

-инструмента (пламени): топливо, язычок пламени сбоку

- изделия: форма (подлиннее), длина, материя, толщина стенок; количество лекарства, фазовое состояние (твердое, жидкость, газообразный); ввести термостабилизир (компенсир) добавки, рассекатель пламени.F-е - …..и лиц, на имя