- •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
5. Применение информфонда
Если решение получено на предыдущих шагах - переходят к седьмой части АРИЗ, если нет - применяют пятую часть.
5.1. Применить к задаче (в формулировке ИКР-2 и с учетом ВПР, уточненных в четвертой части) стандарты решения изобретательских задач.
5.2. Использовать аналоги с ранее решенными по АРИЗ нестандартными задачами.
5.3. Использовать приемы устранения физических противоречий.
5.4. Применять "Указатель физических эффектов и явлений для устранения ФП.
6. Изменение и (или) замена задачи
Если задача решена - перейти к техническому ответу. В данной задаче - дать принципиальные схемы устройств перемещения дуги с помощью полученных способов.
6.1. Если ответа нет - проверить формулировку шага 1.1: не является ли она сочетанием нескольких задач. Выделить отдельные задачи (главную задачу).
6.2. Если ответа нет - изменить задачу, выбрав на шаге 1.4 другие ТП.
6.3. Если ответа нет - вернуться к шагу 1.1 и заново сформулировать мини-задачу, отнеся ее к надсистеме. Например, надсистемой задачи повышения износостойкости катода плазмотрона будет задача изменения принципа резания металла, еще более "высокой" задачей - отказ от резки металла вообще и т.д.
7. Анализ способа устранения фп
7.1. Контроль ответа. Необходимо рассмотреть вводимые вещества и поля, оценить нужду в них. В данной задаче вводились некоторые количества вещества - либо для выполнения закручивающих поток газа устройств, либо для создания соленоида. Вещество вводится для преобразования имеющихся ресурсов, то есть обоснованно. Необходимо проанализировать: нельзя ли все же обойтись без новых веществ, например, пропустив ток по корпусу плазмотрона?
7.2. Предварительная оценка решения. В полученном решении выполнено требование ИКР-1: разрушение электрода устранено без возникновения вредных явлений и с сохранением полезного действия. Устранено физическое противоречие: контакт должен быть и контакта быть не должно. Полученная система содержит элемент управления дугой, решение "многоразовое", реализуемое в реальных условиях со многими рабочими циклами.
7.3. Проверка по патентным данным формальней новизны решения. Если решается производственная задача - новизна ответа определяет возможность подачи заявки на изобретение.
7.4. Фиксация подзадач, возникающих при технической разработке идеи, например, изобретательские, конструкторские, организационные и другие подзадачи.
8. Применение полученного ответа
8.1. Определение изменения надсистемы. Надсистемой задачи взаимодействия катода и дуги является конструкция плазмотрона с измененной конструкцией и введенными новыми элементами.
8.2. Проверить, может ли измененная система (надсистема) применяться по-новому. В данном примере на первый взгляд нового применения усовершенствованного плазмотрона не видно.
8.3. Использовать полученный ответ при решении других технических задач.
9. Анализ хода решения
9.1. Сравнение реального хода решения - с теоретическим.
9.2. Сравнение полученного ответа с данными информационного фонда ТРИЗ. Использованы известные принципы: эффект перемещения проводника в магнитном поле, разделение противоречивых свойств в пространстве.