
- •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
13. Преобразование путем использования резервов
13.1. Увеличить количество последовательно выполняемых функций объектом.
13.2. Увеличить количество одновременно выполняемых функций объектом.
13.3. Расширить (после переналадки оборудования) номенклатуру поочередно обрабатываемых деталей. Применить групповую обработку.
13.4. Один объект (элемент) поочередно работает в нескольких местах.
13.5. По принципу непрерывного полезного действия осуществлять работу объекта или его элементов непрерывно, без холостых ходов.
13.6. Использовать адаптацию объекта.
13.7. Использовать вес объекта или его элементов.
13.8. Использовать силу ноги (ног) или другой части тела.
13.9. Использовать оптические потоки, падающие на соседнюю площадь или на обратную сторону имеющейся площади.
13.10. Использовать принцип компенсации.
13.11. Обеспечить выполнение объектом вспомогательных операций.
13.12. Допустить факторы и явления, которые считаются недопустимыми.
13.13. Компенсировать чрезмерный расход энергии получением какого-либо дополнительного эффекта.
13.14. По принципу самообслуживания объект должен выполнять не только основную работу, но и сам себя обслуживать, выполняя вспомогательные и ремонтные работы (операции), используя отходы (энергии, вещества и т.д.).
13.15. Использовать вредные факторы (в частности, вредные воздействия среды) для получения положительного эффекта.
13.16. Выполнивший свое назначение или ставший ненужным элемент должен быть использован для других целей.
13.17. Превратить или устранить вредные явления или факторы в полезные (например, за счет компенсации его другим вредным фактором).
13.18. Все элементы объекта должны все время работать с полной нагрузкой.
13.19. Использовать отходы процесса (энергию, вещество и др.).
13.20. Использовать периодические изменения веса объекта (элемента) или его объема.
13.21. Использовать периодическое изменение усилий (или условий), возникающих в объекте.
13.22. Использовать паузы между импульсами (периодическими действиями) для осуществления другого действия.
13.23. После решения задачи определить (с помощью данного фонда приемов), как должны быть изменены другие элементы, чтобы эффективность объекта в целом еще повысилась.
13.24. Превратить причину в эффект.
13.25. Исключить подбор и подгонку (регулировку и выверку) деталей и узлов при сборе объекта.
13.26. Использовать или аккумулировать тормозную и другую попутно получаемую энергию.
13.27. Вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие (например, не охлаждать объект, а нагревать).
13.28. Выбрать и обеспечить оптимальные параметры (температуру, влажность, освещение и др.).
13.29. Перейти на другие физические принципы действия с более дешевыми или доступными источниками энергии или более высоким КПД.
13.30. После конструктивного улучшения какого-либо элемента определить, как должны быть изменены другие элементы, чтобы эффективность объекта в целом еще более повысилась.
14. Преобразования по аналогии
14.1. Рассмотреть возможность копирования.
14.2. Использовать аналоги отношений и пропорций.
14.3. Использовать пропорции живых организмов или других природных объектов.
14.4. Применить вещество, аналогичное ферментам и катализаторам.
14.5. Использовать принцип иммитации, заключающийся в создании таких объектов, которые по форме, цвету, внешнему виду аналогичны другому объекту, но по ряду других свойств не соответствуют ему.
14.6. Выполнить объект в современном стиле.
14.7. Перенести элемент с одного объекта на другой.
14.8. Проверить, как решаются задачи, обратные данной.
14.9. Выполнить объект по аналогии с одной особо значащей деталью другого объекта.
14.10. Использовать аналогии качеств и свойств других объектов.
14.11. Использовать свойства объекта без самого объекта.
14.12. Использовать природный принцип повторяемости однотипных элементов (пчелиные соты, чешуя рыб, клетки, кристаллы и др.).
14.13. Использовать функциональную дифференциацию элементов природных объектов (корни, стебли, листья, цветы; также - у животных).
14.14. Применить решение, аналогичное имеющемуся: в ведущей отрасли техники; в неживой природе; физике; у современных живых организмов; у вымерших организмов; в химии; биохимии; химической промышленности; в экономике; в общественной жизни людей; в научно-фантастической литературе; в прошлых, древних и "вымерших" технических объектах. Ответить на вопрос, как решаются подобные задачи в указанных областях?
14.15. Применить решение по аналогии с механическим принципом действия объектов природы.
14.16. Выполнить компоновку объекта аналогично компоновке другого объекта.
14.17. Выполнить структуру объекта аналогичной структуре другого объекта.
14.18. Выполнить принцип действия объекта аналогичным принципу действия другого объекта.
14.19. Применить объект, используемый для этих же целей в другой отрасли техники.
14.20. Применить решение, аналогичное имеющемуся в патентных данных.
14.21. Приспособить природные конструкции для технических целей.
14.22. Использовать эмпатию: мысленно превратите себя в объект и с помощью своих ощущений найдите наиболее целесообразное решение.
14.23. Использовать аналогии функции и поведения других объектов.
14.24. Применить объект, предназначенный для выполнения аналогичной функции в другой отрасли техники, пользуясь классификаторами патентов.
14.25. Использовать в качестве прототипа детские игрушки.
14.26. Вместо недоступного, сложного, дорогостоящего или хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии, модели, макеты.