
- •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
Часть 5. Применение информфонда
Во многих случаях четвертая часть АРИЗ приводит к решению задачи. В таких случаях можно переходить к седьмой части. Если же после 4.7 ответа нет, надо пройти пятую часть, цель которой - использование опыта, сконцентрированного в информационном фонде ТРИЗ. К моменту входа в пятую часть задача существенно проясняется и становится возможным ее прямое решение с помощью информационного фонда.
5.1. Рассмотреть возможность решения задачи (в формулировке ИКР-2 и с учетом ВПР, уточненных в четвертой части) по стандартам.
Примечание 40. Возврат к стандартам происходит уже на шагах 4.6 и 4.7. До этих шагов главной идеей было использование имеющихся ВПР - по возможности, избегая введения новых веществ и полей. Если задачу не удается решить в рамках имеющихся и производных ВПР, приходится вводить новые вещества и поля. Большинство стандартов как раз и относится к технике введения добавок.
Например, для создания крышки используется шлак, но между тем, шлак - изделие, а не инструмент или внешняя среда. Использование шлака для создания крышки оказалось возможным потому, что расход шлака в данном случае ничтожен. В ТРИЗ используется идея введения в изделие добавок - небольших управляемых доз веществ. В задаче о шлаке применяется "анти-добавка", так как изъята и использована небольшая доза изделия. Возможно, это допустимо во всех случаях, когда изделие "безмерно" (например, если изделие - поток жидкости или газа).
5.2. Рассмотреть возможность решения задачи (в формулировке ИКР-2 и с учетом ВПР, уточненных в четвертой части) по аналогии с еще нестандартными задачами, ранее решенными по АРИЗ.
Примечание 41. При бесконечном многообразии изобретательских задач число физических противоречий, на которых "держатся" эти задачи, сравнительно невелико. Поэтому значительная часть задач решается по аналогии с другими задачами, содержащими аналогичное физпротиворечие. Внешне задачи могут быть весьма различными, а аналогия выявляется только после анализа - на уровне физпротиворечия.
5.3. Рассмотреть возможность устранения физического противоречия с помощью типовых преобразований в виде следующих принципов:
1) разделение противоречивых свойств в пространстве, например, для пылеподавления при горных работах капельки воды должны быть мелкими, однако мелкие капли образуют туман, поэтому предложено окружать мелкие капли конусом из крупных капель (а. с. 256708); 2) разделение противоречивых свойств во времени, например, ширину ленточного электрода меняют в зависимости от ширины сварного шва (а. с. 258490); 3) использование системного перехода - объединение однородных или неоднородных систем в надсистему, например, слябы транспортируют по рольгангу впритык один к другому, чтобы не охлаждались торцы (а. с. 722624); 4) использование системного перехода - от системы к антисистеме или сочетанию системы с антисистемой, например, способ остановки кровотечения - прикладыванием салфетки, пропитанной иногрупповой кровью (а. с. 523695); 5) использование системного перехода - вся система наделяется свойством С, а ее части - свойством анти-С, например, рабочие части тисков для зажимов деталей сложной формы, выполняется так, что каждая часть (стальная втулка) твердая, а в целом зажим податливый, способный менять ферму (а. с. 510350); 6) системный переход к системе, работающей на микроуровне, например, вместо механического подъемника, использовать "термоподъемник" из двух материалов с разными коэффициентами теплового расширения, в котором при нагреве образуется зазор (а. с. 179479); 7) фазовый переход путем замены фазового состояния части системы или внешней среды, например, способ энергоснабжения потребителей сжатого газа, предусматривает транспорт сжиженного газа (а. с. 252262); 8) фазовый переход путем использования "двойственного" фазового состояния одной части системы (перехода этой части из одного состояния в другое в зависимости от условий работы), например, теплообменник снабжен прижатыми к нему "лепестками" из никелида титана, причем при повышении температуры "лепестки" отгибаются, увеличивая площадь охлаждения (а. с. 958837); 9) фазовый переход за счет использования явлений, сопутствующих фазовому переходу, например, приспособление для транспортировки мороженных грузов имеет опорные элементы в виде брусков льда, со снижением трения за счет таяния (а. с. 601192); 10) фазовый переход за счет замены однофазного вещества двухфазным, например, в способе полирования изделия, рабочая среда состоит из жидкости, в виде расплава свинца, и ферромагнитных абразивных частиц (а. с. 722740); 11) физико-химический переход при возникновении - исчезновении вещества за счет разложения-соединения, ионизации-рекомбинации, например, для пластификации древесины аммиаком осуществляют пропитку древесины солями аммония, разлагающимися при трении (а. с. 342761).
При использовании типовых преобразований устраняющих ФП применяют правило 11: пригодны только те решения, которые совпадают с ИКР или практически близки к нему.
5.4. Применение "Указателя физэффектов". Рассмотреть возможность устранения физического противоречия с помощью "Указателя применения физических эффектов и явлений".