6.3. Використання інноваційних рішень для підвищення

конкурентоспроможності продукції

При інноваційному підході до рішення для підвищення конкурентоспроможності продукт використовується технічний аналіз і синтез можливих ситуації, в якій є відомі технічні рішення і вимагається розв’язати задачу, тобто отримати інноваційне конструкційне чи технологічне рішення. Оскільки в реальних умовах діє безліч чинників, то процес такого рішення надзвичайно складений. Мистецтвом виконати інноваційне рішення можна оволодіти тільки в результаті власної практики, проте для цього потрібна відповідна теоретична підготовка, направлена на уміння пошуку принципово нових рішень і знайомство з практичними прикладами її використання у вибраній галузі діяльності. Особливо відсутні публікації по механізму отримання таких рішень. Роботи по теоретичним основах інновацій тільки розвертаються: так, в Англії тільки в 1997 році був відкритий інноваційний виробничий центр, а в багатьох країнах вони взагалі відсутні або якщо і є, то займаються іншими питаннями, наприклад інвестиціями.

Т

Рис. 6.6. Схема взаємозв’язків одержання інноваційного технічного рішення

ехнічні рішення загалом окреслюються основними групами: конструкційними, технологічними, організаційними й експлуатаційними. Технологічні рішення охоплюють технологію, конструкторські - технологічне обладнання та спорядження, а також частково виріб, організаційні - реалізацію виробничих процесів в просторі та часі, а експлуатаційні - питання експлуатації виробів і технологічного обладнання. Для цих груп загальною є схема взаємозв'язків (рис. 6.6). Приступаючи до вирішення, встановлюються відомі аналоги, при

цьому вони можуть і не відноситися безпосередньо до тематики, але там мають бути подібні елементи розв’язування з інших областей. Потім вибирається прототип, тобто найбільш близький аналог. При цьому можливе використання комплексного (збірного), умовного прототипу, на базі якого передбачається отримати істотно нове рішення. Його отримання забезпечується процесом утворення інноваційних рішень. Інноваційне рішення, в порівнянні з традиційним, тобто звичайним, відрізняється додатковим позитивним ефектом. Вважається, що традиційне рішення може мати добрі техніко-економічні показники, але інноваційне – ще кращі. Таке рішення у принципі не повинне мати аналогів. Не дивлячись на очевидні переваги інноваційного рішення, проблемі не приділяється належної уваги.

Механізм утворення інноваційних рішень може розглядатися як чорна скринька, на вхід якої поступає інформація про аналоги, прототип, а на виході знімається інноваційне рішення. При цьому на процес впливають принаймні дві групи чинників: зв'язані з загальним рівнем технічного розвитку виробництва 1, інформованістю 2, доступними засобами 3 і людським чинником (професіоналізм 4, методологія 5 і рівень логічного технічного мислення 6) (рис. 6.6). Взаємодія вказаних чинників ще не вивчена, хоча кожний з них окремо добре відомий. Особливо неясний взаємозв'язок логічного мислення проектанта з обсягом знань і використовуваною методологією. Відомо безліч випадків, коли в проектанта є достатньо високий професіоналізм, який відповідає сучасному рівню розвитку техніки в даній області, використовуються передові методології, але інноваційного рішення питання не виходить. Очевидно, секрет криється в структурі логічного технічного мислення та співвідношеннях між його рівнями, окремими елементами і отримуваним ефектом. Проектант просто виявляється непідготовленим чи навіть нездібним до отримання таких рішень. Швидше всього він їх просто не бачить. Аналізуючи психологічну сторону цієї проблеми, можна відзначити, що відомі також люди, які гальмують будь-яке нове рішення, причому, навіть несвідомо. Як відомо, їх називають консерваторами. Історія розвитку техніки повна прикладами з тієї і іншої сторони, проте новаторів чомусь значно менше. Навкруги новатора якби утворюється оточення консерваторів, які можливо навіть «підживляються» його енергією для виконання своєї гальмівної роботи.

Загальна блок-схема виявлення, розробки і впровадження інноваційного технічного рішення (рис. 6.7) передбачає виконання ряду взаємозалежних етапів, які згруповані в три

г

Рис. 6.7. Загальна блок-схема виявлення, розробки, впровадження інноваційного технічного рішення

рупи: перед інноваційні, власне інноваційні та експериментально-впроваджувальні. Встановлення об'єкту інноваційної технічної розробки виконується при аналізі ситуації, що склалася, в виробництві з конкретного питання. Перед усім конкретизується задача, тому що реальні ситуації рідко бувають чіткими по причині складної взаємодії з навколишнім середовищем. Далі збирається інформація, котра є необхідною для виконання інноваційного рішення, встановлення аналогів і прототипу. При встановленні додаткового ефекту проводиться співставлення з необхідними витратами на його досягнення. Якщо такі витрати значні, то додатковий ефект коректується в напрямку його зменшення, або вибору інших способів досягнення. Встановлення можливих напрямків інноваційного прориву виконується на основі більшій чи меншій подібності окремих елементів рішення. Лише після цього про

водиться попереднє коректування поставленої задачі та мети майбутньої інноваційної розробки. тільки дослідне впровадження інноваційного рішення та його кінцеве коректування дозволяє здійснити виробниче впровадження.

Розробка інноваційного технічного рішення найбільш складна і складається з своїх етапів (рис.6.8). Спочатку складається детальна принципова схема прототипу з вказівкою всіх функцій та дій. Процес дещо ускладнюється за наявності збірного, умовного прототипу, в якому окремі функції або навіть їхні елементи узяті з різних прототипів. При такому підході та визначених умовах збірний прототип вже сам по собі може становити інноваційне рішення, яке просто необхідно довести до розуму. Однак такі випадки рідкі, тому частіше виникає справа з штучно створеним монстром, необхідним для пошуку інноваційного рішення. Відомо також, що сума ефектів окремих елементів в дійсному інноваційному рішенні не створює нового додаткового ефекту.

Після виявлення недоліків прототипу, які підлягають усуненню в інноваційному рішенні, виконується їхня градація по складності усунення. Можливо, що частину недоліків і не вдасться усунути, але це повинно бути технічно та економічно обґрунтовано. Хоча відомо, що перехід на нетрадиційне мислення, використання нових способів і взагалі погляд на проблему навіть з іншого боку, дозволяють усувати будь-які недоліки. Найбільш складним є формування моделі ідеального інноваційного рішення. Загалом, побудова моделей - це мистецтво, яке також не кожному дано. Оскільки реальній ситуації властиві багато особливостей, то необхідно стежити за її адекватністю до реальних умов. Тут додатково було б корисно знати теорію катастроф, в якій розглядаються умови, при яких стійкий стан моделі може стати хитким і перейти до іншого не бажаного під впливом незначних збурювань. На основі такої моделі вже можуть бути сформовані відмітні ознаки інноваційного рішення, що забезпечують новий додатній ефект. В коло відмітних ознак входять як нові ознаки, так і відомі, сполучення яких і дає цей ефект.

В

Рис. 6.8. .Блок-схема

розробки інноваційного

технічного рішення

процесі роботи з відмітними ознаками виявляються протиріччя та обмеження реалізації окремих ознак. При цьому, поділ суперечливих властивостей виконується як в прос-

торі, так і в часі, що відноситься до об'єднання однорідних чи неоднорідних підсистем, їхнього поєднання з анти підсистемами. При необхідності виконується перехід до підсистеми, що працює на мікрорівні, заміна фазового стану частини підсистеми, виконання явищ, що супроводжують фазовий перехід. Оскільки число протиріч і обмежень порівняно невелике, то значна частина задач вирішується за аналогією з іншими.

Встановлення способів рішень за окремими ознаками вимагає визначення конкуруючих і вибору якнайкращого. Часто і тут користуються аналогіями. При цьому, відповідь формується поступово. Варіанти можливих рішень за окремими елементами ознак встановлюються відповідно до можливих реаліза-цій обраних способів рішення. Найбільш відповідальним етапом є формування дерева технічних рішень, яке представляється графом і записується матрицею рішень. Воно відрізняється одержанням загальних рішень поставленої задачі, тобто упорядкуванням елементних рішень. Приводять не всі можливі рішення, а лише конкурентоспроможні. При утрудненні спочатку можна відібрати можливі рішення, а потім виділити конкурентоспроможні. Згодом отримане дерево технічних рішень уточнюється шляхом визначення діапазону параметрів і характеристик (частина рішень при цьому може відпасти). Оптимізація дерева технічних рішень повинна проводитися в багатоцільовій постановці за комплексним критерієм. Виділяються параметричні та динамічні зв'язки, які адекватно описують допустимий діапазон ознак і представляються у вигляді функціональної залежності, рівнянь, таблиць, тощо.

На цій базі формується алгоритм обчислень припустимих ознак, що дозволяє визначити одне з рішень. Перед оптимальним розподілом завдань за окремими елементам, потрібно отримати області спеціалізації елементів стратегії, що є підмножинами областей технічно досяжних параметрів. Це досить складне завдання. Оптимізація параметрів за умови оптимального розподілу завдань зводиться до встановлення параметрів, які забезпечують найкраще виконання завдання, що алгоритмічно представляє ітераційне рішення відомої задачі оптимального функціонування та оптимізації параметрів. До труднощів рішення також відноситься велика їхня розмірність і багато екстремальність.

Виділене оптимальне інноваційне технічне рішення за комплексним критерієм в залежності від виду підлягає детальній конструкторській, технологічній чи організаційній розробці. Забезпечення оптимальності досягається тільки при аналізі та синтезі множини компонувань, котрі відповідають оптимальній схемі рішення. Їхній структурний аналіз і синтез включає складання структурних формул на різних рівнях, їх кількісний аналіз і вибір оптимальної. Після виготовлення дослідних зразків конструкції, одержання технології чи нової організації з метою усунення допущених недоробок проводяться експериментальні дослідження та коректування інноваційного технічного рішення. Наступні етапи зв'язані з дослідним виробничим впровадженням отриманого рішення, що відрізняються від попередніх масштабом і особливостями такого впровадження (взірці, дослідна партія і т.д.).

Формування дерева технічних рішень (рис. 6.9) на перших етапах передбачає складання конкурентоспроможних принципових рішень з використанням різних способів дії. В результаті аналізу та синтезу конкурентоспроможних схем рішень формуються базові схеми таких рішень, які уточнюються за вимогами технологічного процесу.

Таким чином, формування інноваційних технічних рішень представляється б

Рис. 6.9. Блок-схема

формування технічних

рішень

агаторівневою ієрархічною системою взаємозв'язаних і послідовно уточнюючих етапів розробки. При такому підході може бути забезпеченим будь-який ступінь деталізації інноваційного рішення, так як система пошуку має необмежені можливості горизонтального та вертикального розвитку.

Я

Рис. 6.10. Схема процесу формування інноваційного конструкційного

рішення - механізму механічного орієнтуючо-складального модуля

к приклад розглянутого отримання інноваційного конструкційного рішення механічного орієнтуючо-складального модуля (рис. 6.10), котрий використовується при автоматичному складанні деталей типу тіл обертання: заклепок, статорів, тощо. В якості прототипу для виконання цих операцій вибраний складальний робот, схват 3 якого за програмою забезпечує необхідне лінійне та кутове розташування осей вал 2 - втулка 1 (рух f), виконує орієнтування цих деталей та подальше складання (позиція І). Недоліками прототипу є складність системи і велика вартість, які бажано в інноваційному рішенні усунути. Забезпечити співвісність складаних деталей можна по-різному і одним з таких рішень було б використання властивостей конуса 4 (позиція II), який конічною поверхнею забезпечує лінійне взаємне розташування осей деталей, а торцевою - кутове. При цьому, надалі потрібно було б здійснювати фіксований підйом валу 2, усунення конуса 4 з отвору і виконання складального руху b, що з погляду кількості рухів і супутніх похибок викликає відомі труднощі. Якщо конус виконати розрізним 5 (позиція III), то схема дещо спрощується, а точність взаємного розташування осей складаних деталей підвищується. Надалі розробка продовжується у напрямку заміни розрізного конуса трьома орієнтуючими штирями 6 (позиція IV) і введення проміжної втулки 8 та зубчатки 7 (позиція V). Зрештою орієнтуючі штирі 6 забезпечують лінійне розташування осей цих деталей, а при русі b** втулки 8 вниз, її торець - кутове. При цьому рух d* штирів 6 виконувати окремо не потрібно, оскільки він виконується автоматично при русі втулки 8 вниз. Виникаючі похибки автоматичного орієнтування деталей 1-2 знаходяться в межах точності виготовлення деталей і складання цього модуля, а допустима похибка позиціювання над отвором збільшилася на декілька порядків і складає трохи менше величини діаметра отвору. Загальний вигляд отриманого модуля показаний на позиції VI.

Додатковим, позитивним ефектом є значне спрощення конструкції, підвищення надійності, зниження її вартості та можливість подачі модуля в область складання з довільною похибкою. Для забезпечення універсальності передбачено використання проміжних втулок (на схемі не показано), виконаних по діаметру валу, що з’єднується. На виконане рішення був отриманий патент. Для тренування своїх можливостей пропонується розробити конструкційну схему такого модуля, але з використанням іншого принципу дії без застосування конуса, або якесь інше. Очевидно, що таких рішень може бути багато і тому таку практику при успішному першому кроці можна продовжити до отримання декількох схем, відмітних від приведеної з істотними відмінностями і додатковим інноваційним ефектом.