
- •Морозов Александр Прокопьевич
- •К.Т.Н., доцент кафедры «Теплотехнических и энергетических систем»
- •Магнитогорского государственного технического университета
- •Методы изобретательского творчества в теплоэнергетике и теплофизике
- •Введение
- •1. Неалгоритмические методы решения задач
- •1.1. Метод проб и ошибок (мПиО)
- •1.2. Метод мозгового штурма (брейнсторминг)
- •1.3. Метод контрольных вопросов
- •1.4. Морфологический анализ
- •1.5. Синектика
- •2. Теория решения изобретательских задач
- •2.1. Уровни изобретательских задач
- •2.2. Принцип вепольного анализа
- •2.2.1. Понятие веполя и его значение
- •2.2.2. Правила построения и преобразования веполей
- •2.3. Изобретательская ситуация, задача и модель задачи
- •2.4. Противоречия: административные, технические и физические
- •2.5. Основные механизмы устранения противоречий
- •2.6. Приемы решения изобретательских задач
- •2.6.1. Типовые приемы устранения технических противоречий [11].
- •1. Принцип дробления:
- •3. Принцип местного качества
- •4. Принцип ассиметрии
- •5. Принцип объединения
- •7. Принцип "матрешки"
- •8. Принцип антивеса
- •10. Принцип предварительного исполнения или действия:
- •13. Принцип "наоборот"
- •14. Принцип сфероидальности
- •15. Принцип динамичности
- •17. Принцип перехода в другое измерение.
- •18. Использование механических колебаний
- •19. Принцип периодического действия.
- •20. Принцип непрерывности полезного действия.
- •22. Принцип "обратить вред в пользу".
- •24. Принцип посредника
- •25. Принцип самообслуживания
- •26. Принцип копирования
- •28. Замена механической системы
- •30. Использование гибких оболочек и тонких пленок.
- •31. Применение пористых материалов.
- •32. Принцип изменения окраски.
- •34. Принцип отброса и регенерации частей.
- •37. Применение теплового расширения.
- •38. Применение сильных окислителей.
- •39. Применение инертной среды
- •2.6.2. Фонд приемов по поиску новых технических решений [l9,20]
- •1. Количественные изменения
- •2. Преобразование формы
- •3. Преобразования в пространстве
- •4. Преобразование во времени
- •5. Преобразование движения и силы
- •6. Преобразование материала и вещества
- •7. Преобразования путем исключения
- •8. Преобразование путем добавления
- •9. Преобразование путем замены
- •10. Преобразование путем дифференцирования
- •11. Преобразования путем интеграции
- •12. Преобразования путем профилактических мер
- •13. Преобразование путем использования резервов
- •14. Преобразования по аналогии
- •15. Комбинирование и синтез.
- •16. Преобразование структуры
- •17. Повышение технологичности
- •2.6.3. Некоторые рекомендации и правила по использованию приемов преобразования объектов техники
- •2.6.4. Уровни приемов: макро и микро
- •2.7. Применение физико-химико-геометрических эффектов при решении изобретательских задач
- •2.7.1. Особенности и правила использования эффектов
- •2.7.2. Применение некоторых физических эффектов и явлений при решении
- •12. Силовое воздействие. Регулирование сил. Создание больших давлений:
- •23. Изменение объемных свойств объекта:
- •24. Создание заданной структуры. Стабилизация структуры объекта:
- •2.7.4. Применение механических эффектов
- •2. Эффекты, связанные с трением [33-35].
- •3. Эффект Ребиндера [36].
- •4. Эффект Александрова [36].
- •5. Применение вибраций
- •2.7.5. Некоторые электрохимические эффекты
- •2.7.6. Эффекты, связанные с тепловым расширением
- •1. Тепловое расширение (tp)
- •2. Сдвоенный эффект термического расширения (би-тр)
- •2.7.7. Применение фазовых переходов и изменения агрегатных состояний веществ
- •1. Фазовые переходы первого рода (фп-1)
- •2. Фазовый переход второго рода (фп-2)
- •2.7.8. Некоторые гидро-газодинамические эффекты
- •5. Парадоксы закона Бернулли:
- •2.7.9. Эффекты, связанные с тепломассообменом
- •2.7.10. Применение некоторых химических эффектов и явлений при решении изобретательских задач [84]
- •2.7.11. Геометрические эффекты
- •2.8. Вещественно-полевые ресурсы
- •2.9. Особенности управления психологическими факторами при решении изобретательских задач
- •2.9.1. Моделирование с помощью метода "маленьких человечков"
- •2.9.2. Применение оператора рвс
- •2.9.3. "Линия жизни" технических систем [11]
- •2.10. Применение стандартов для решения изобретательских задач [84]
- •2.10.1. Определение и типы стандартов
- •2.10.2. Стандарты на решение изобретательских задач [84]
- •Класс 2. Развитие вепольных систем
- •Класс 3. Переход к надсистеме и на микроуровень
- •Класс 4. Стандарты на обнаружение и измерение системы
- •Класс 5. Стандарты на применение стандартов
- •2.11. Законы развития технических систем
- •2.11.1. Закон полноты частей системы
- •2.11.2. Закон "энергетической проводимости" системы
- •2.11.3. Закон согласования ритмики частей системы
- •2.11.4. Закон динамизации систем
- •2.11.5. Закон увеличения степени вепольности системы
- •2.11.6. Закон неравномерности развития систем
- •2.11.7. Закон перехода с макро- на микроуровень
- •2.11.8. Закон перехода в надсистему
- •2.11.9. Закон увеличения степени идеальности системы
- •2.11.10. Закон развертывания-свертывания технических систем
- •2.11.11. Механизмы свертывания тс
- •2.11.12. Особенности использования законов развития технических систем для решения изобретательских задач
- •2.12. Алгоритм решения изобретательских задач - ариз-82 [19]
- •Часть 1. Выбор задачи
- •Часть 2. Построение модели задачи
- •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
- •2.13. Алгоритм решения изобретательских задач ариз-85-б
- •Часть 1. Анализ задачи
- •Часть 2. Анализ модели задачи
- •Часть 3. Определение икр и фп
- •Часть 4. Мобилизация и применение впр
- •Часть 5. Применение информфонда
- •Часть 6. Изменение и/или замена задачи
- •Часть 7. Анализ способа устранения фп
- •Часть 8. Применение полученного ответа
- •Часть 9. Анализ хода решения
- •2.14. Пример разбора задачи по ариз-85б
- •1. Анализ задачи
- •2. Анализ модели задачи
- •3. Определение икр и фп
- •4. Мобилизация и применение ресурсов
- •5. Применение информфонда
- •6. Изменение и (или) замена задачи
- •7. Анализ способа устранения фп
- •8. Применение полученного ответа
- •9. Анализ хода решения
- •3. Контрольные изобретательские задачи
- •Библиографический список
11. Преобразования путем интеграции
11.1. Осуществить накопление: полуфабрикатов, деталей, вещества, энергии.
11.2. Произвести накопление малых доз до получения ощутимой величины.
11.3. Осуществить параллельное соединение машин и агрегатов с целью увеличения общей мощности или производительности.
11.4. Используя одновременно два однотипных объекта с разными количественными характеристиками, можно получить качественно новый эффект.
11.5. Составить процесс из нескольких каскадов.
11.6. Совместить элементы в объекте.
11.7. Объединить гибкие однородные или разнородные элементы (получить новую структуру, например сплетение элементов).
11.8. Сделать объект компактным.
11.9. Изменить объект конструктивно, обеспечив его портативность.
11.10. Сосредоточить органы управления и контроля в одном месте.
11.11. Сблизить удаленные элементы объекта в пространстве и во времени.
11.12. Соединить параллельно два или несколько объектов и объединить их конструктивно.
11.13. Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты.
11.14. Совместить выполнение операций.
11.15. Соединить однородные операции.
11.16. Объединить (совместить) технологические процессы.
11.17. Изготовить объект целым.
11.18. Объединить элементы единым корпусом или станиной.
11.19. Соединить аналогичные объекты путем их последовательного присоединения к связывающему нитевидному элементу.
11.20. Осуществить симбиоз объекта с человеком или живым организмом.
11.21. Объединить объекты посредством применения промежуточных элементов.
11.22. Объединить операции посредством применения промежуточных операций.
11.23. Ввести единый привод, систему управления, энергоснабжения, питания и т.д.
11.24. Осуществить локальную концентрацию сил.
11.25. Осуществить локальную концентрацию процесса.
11.26. Компенсировать вес объекта соединением его с другим, обладающим подъемной силой.
11.27. Объединить стандартные элементы, имеющие самостоятельное назначение.
11.28. Объединить унифицированные элементы, узлы, детали.
11.29. Осуществить объединение микромодулей.
11.30. Использовать принцип агрегатирования.
11.31. Комплексное объединение объектов или элементов, имеющих самостоятельное значение и сохраняющих его после объединения в новом объекте.
11.32. Сложить известные порознь объекты без их внутреннего объединения или с объединением.
11.33. Создать объект путем объединения двух или нескольких элементов самостоятельного назначения, при котором они полностью или частично включаются один в другой.
11.34. Совместить или объединить явно несовместимые объекты, устранив возникающие противоречия.
12. Преобразования путем профилактических мер
12.1. Осуществить резервирование объекта.
12.2. Для повышения надежности заранее подготовить аварийные средства.
12.3. Заранее придать объекту напряжение, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим напряжениям.
12.4. Заранее выполнить требуемое изменение объекта (полностью или хотя бы частично).
12.5. Заранее придать элементам объекта изменения, противоположные недопустимым или нежелательным изменениям, возникающим в процессе работы.
12.6. Допустить аварию или поломку, после чего конструктивно "узаконить" их так, чтобы исчезла возможность этого вредного фактора в последующем.
12.7. Компенсировать неточности изготовления объекта.
12.8. Для уменьшения простоев и повышения надежности создать легко используемый запас рабочих органов.
12.9. Предусмотреть в ответственных частях объекта дублирующие элементы.
12.10. Предусмотреть прикрытие и защиту легко повреждающихся элементов объекта.
12.11. Произвести экранирование объекта.
12.12. Защитить элемент от воздушной или другой агрессивной среды.
12.13. Защитить элемент от воздействия электростатического поля.
12.14. Изменить условия работы так, чтобы не приходилось поднимать, или опускать обрабатываемый объект.
12.15. Применить принципы изолирования для предупреждения вредного (нежелательного) влияния или воздействия среды.
12.16. Использовать принцип разгрузки.
12.17. Ввести предохранительные устройства или блокировку.
12.18. Разделить хрупкий и часто повреждающийся объект на части.
12.19. Выполнить объект (элемент) разборным так, чтобы можно было заменить отдельные поврежденные части.
12.20. Обеспечить автоматическую подачу смазочных материалов к трущимся частям.
12.21. Изолировать объект от внешней среды с помощью гибких оболочек и тонких пленок (поместить объект в оболочку, капсулу, гильзу). Инверсия приема.
12.22. Придать объекту новое свойство, например, обеспечить его плавучесть, герметизацию, самовосстановление, сделать его прозрачным, электропроводным и т.д.
12.23. Сделать объект (элемент) взаимозаменяемым.
12.24. Разделить объект на части так, чтобы при выходе из строя одного элемента объект в целом сохранял работоспособность.
12.25. Обеспечить снижение или устранение вибрационных, ударных нагрузок и инерционных перегрузок.
12.26. Использовать объекты живой и неживой природы в формировании зоны эстетического воздействия.
12.27. Исключить из окружающей предметной среды объекты, вызывающие отрицательные эмоции (маскировка, мимикрия под предметы, вызывающие положительные эмоции).
12.28. Исключить шумы и запахи, вызывающие отрицательные эмоции; трансформировать их в более эстетические звуки и ароматы.
12.29. Создать замкнутые безотходные технологии с утилизацией и возвращением в производство загрязняющих веществ в виде сырья и материалов.
12.30. Осуществить разработку новых устройств и технологий, обеспечивающих резкое снижение загрязнения и изменения среды.