12.3 Загальні теоретичні відомості

Один і той же фізичний принцип дії (ФПД) ТО може бути реалізований великою кількістю практичних варіантів технічних вирішень, із яких необхідно вибрати найкращі. Це можливо здійснити методом синтезу технічних вирішень (ТВ).

Синтез – метод вивчення предмета в цілісності, взаємозв’язку його частин. Синтез (грец.) - з’єднання, скла-дання.

Ієрархія (грец.) - священний і влада: - розташування частин або елементів цілого у певному порядку, від вищого до нижчого.

Суть методу полягає у тому, що інформацію про прототипи або відомі ТР представляють і записують у вигляді І- та I-АБО-дерев. Маніпулюючи на них конструктивними елементами і ознаками можна отримати як відомі, так і невідомі (нові) ТВ.

Переваги методу синтезу ТВ на І-АБО-дереві (у порівнянні із традиційним методом морфологічного синтезу) полягає у тому, що він:

• дозволяє описувати ТВ з будь-яким ступенем деталізації;

• забезпечує автоматичну оцінку і порівняння варіантів ТВ з допомогою ЕОМ.

Опис ТВ об’єкта або його функціональних елементів здійснюється за групами конструктивних ознак, які містять:

1. Перелік основних і допоміжних елементів.

2. Взаємне розміщення елементів у просторі (відносно один одного). При цьому використовуються слова: зверху, знизу, попереду, вставлений в середину, розміщений і т. д.

3. Способи і засоби з’єднання та зв’язку елементів між собою (шарнірне з’єднання, трубопровідне, на болтах та інше).

4. Послідовність взаємодії елементів в часі, фізичний принцип дії, різновидність використовуваної енергії, спосіб виготовлення елементів.

5. Особливості конструктивного виконання елементів (геометрична форма, матеріал – марка, властивості).

6. Принципово важливі співвідношення параметрів у ТО або його елементах.

Спосіб опису технічного вирішення об’єктів аналогічний опису винаходу у патентах.

12.4 Порядок виконання роботи

12.4.1 Навести ескіз (конструктивну схему) ТО і прототипу.

12.4.2 Описати принцип дії ТО.

12.4.3 Розділити ТО на окремі функціональні елементи.

12.4.4 Здійснити опис ТР об’єкта і прототипу.

Приклад: Магнітний уловлювач складається із наступних елементів:

• корпуса 1 для розміщення магнітної системи 2;

• перехідника 3 для з’єднання з колоною бурильних труб;

• коронки 4, з’єднаної за допомогою різі з корпусом;

• постійних магнітів 5, з’єднаних за паралельною схемою;

• магнітопроводів 6, 7, з’єднаних з магнітами 5 за допомогою болтів 8.

12.4.5 Побудувати I-дерева прототипу та ТО, для чого виконати наступні операції:

1 Розділити об’єкт на функціональні елементи, які визначають основні конструктивні ознаки. Назви цих елементів зображаються у вигляді вершин (точок) І рівня дерева під назвою ТО.

2 Для кожного елементу 1 рівня визначити суттєві кон-структивні ознаки і представити їх у вигляді вершин (точок) ІІ рівня.

3 Представити ТО та аналог у вигляді ієрархічного І-дерева.

Дерево опису окремого ТР має тільки І-вершини, позначені точками, які показують, що ТО (уловлювач) складається із корпуса і перехідника, і коронки, і магнітної системи.

Дерева – які описують окремі ТР називаються. І-деревами.

12.4.6 Об’єднати декілька окремих І-дерев в одне загальне І-АБО-дерево.

При великій кількості І-дерев, їх об’єднують у групи з І-АБО-дерев, на основі яких будують єдине І-АБО-дерево.

Загальне І-АБО-дерево служить для:

• компактного представлення і зберігання інформації про відомі і невідомі ТВ, які можуть бути отримані шляхом комбінування елементів і ознак відомих ТВ;

• розширення і доповнення його з метою отримання нових та патентоспроможних ТВ.

Проконтролювати правильність побудови дерева можливо шляхом виключення із І-АБО-дерева АБО-вершин до отримання І-дерева.

12.4.7 Скласти загальний список вимог до класу ТО і звести його у таблицю 12.1.

Поряд із інформацією, яка міститься у І-АБО-дереві, важливим інформаційним фондом являється список вимог до всього класу ТО.

Загальний список вимог включає функціональні, технологічні, економічні та антропологічні вимоги.

Таблиця 12.1 – Загальний список вимог

Назва вимоги	Значення
Обов’язкові 1______________________ 2______________________ Додаткові 1______________________ 2______________________	______________________________________________ _______________________ _______________________

Примітки: 1 Виділити 2-і групи вимог:

1.1 Обов’язкові, невиконання яких призводить до зупинення функціонування ТО.

1.2 Додаткові, невиконання яких призводить до погіршення ефективності і працездатності ТО (надійність, ефективність, вартість).

2 Кожна вимога повинна мати визначений діапазон значень (від … до …; не більше), або – (середня, низька, висока).

12.4.8 Вибрати раціональне ТР об’єкта.

12.5 ВИМОГИ ДО ЗВІТУ З ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ

Звіт з практичного заняття повинен бути оформлений у відповідності до встановлених чинним в ІФНТУНГ стандартом вимог, містити детальний і послідовний опис результатів виконання кожного із перелічених у підрозділі 12.4 пунктів згідно їх змісту та обсягу.

12.6 Питання для самоконтролю і підготовки

12.6.1 Які методи пошуку нових технічних вирішень відносяться до раціональних?

12.6.2 У чому полягає суть методу синтезу технічних вирішень на І-АБО дереві?

12.6.3 На яких стадіях пошуку нових технічних ви-рішень доцільне і ефективне використання методу синтезу ТВ на І-АБО дереві?

12.6.4 Які особливості груп конструктивних ознак?

12.6.5 Назвіть послідовність операцій при описі ТВ у вигляді ієрархічного дерева.

12.6.6 Яка відмінність між І-деревом та І-АБО деревом?

12.6.7 Які вимоги відносяться до обов’язкових, а які до додаткових?

12.6.8 Сформулюйте функціональні, технологічні та економічні вимоги до конкретного технічного об’єкта.

Рекомендовані джерела інформації: [1, 6, 8].

Практичне заняття №13

ТВОРЧИЙ ПОШУК ІДЕЙ ВИРІШЕННЯ ТЕХНІЧНОГО

ОБ’ЄКТА ЗА ДОПОМОГОЮ ЕВРИСТИЧНИХ ПРИЙОМІВ

13.1 МЕТА ЗАНЯТТЯ

13.1.1 Ознайомлення із евристичними прийомами (ЕП) та їх міжгалузевим фондом.

13.1.2 Вивчення методики формування індивідуального фонду евристичних прийомів.

13.1.3 Опанування методикою поставлення і вирішення технічної інженерної задачі за допомогою евристичних прийомів.

13.2 ЗАВДАННЯ ЗАНЯТТЯ

13.2.1 Формування списку недоліків технічного об’єкта та формулювання задачі пошуку його вирішення.

13.2.2 Пошук і вибір евристичних прийомів технічного вирішення об’єкта, формування індивідуального фонду ЕП.

13.2.3 Формування ідей вирішення творчої задачі.

13.2.4 Аналіз наслідків нового технічного вирішення.

13.4 КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

13.4.1 Найбільш ранні спроби пояснити закономірності творчого мислення відомі ще з античних часів і знайшли своє відображення у працях Архімеда, Сократа, Демокрита та інших. Думки про універсальний метод пізнання проявлялись і в середні віки: Декарт, Лейбніц, Вольф, Больцан. Усі їхні розробки носили в основному теоретичний характер і до нашого часу не знайшли практичного застосування. Причина - низькі темпи технічного прогресу і можливість випадкового винахідництва, заснованого на методі спроб і помилок.

В останні десятиріччя були створені спеціальні методи пошуку раціональних технічних вирішень. Ці методи представляють собою систематично викладені інструкції, які раціоналізують працю конструктора - винахідника і підвищують її продуктивність. Відомо біля 30 евристичних методів, в той же час вони не можуть повністю задовольнити виконувані розробки новими технічними вирішеннями.

Одним із перспективних методів пошуку нових технічних вирішень є метод евристичних прийомів (ЕП), запропонований у 1969 році А. Половінкіним.

Даний метод базується на міжгалузевому фонді евристичних прийомів (додаток А), який представляє собою 12 груп евристичних прийомів (таблиця 13.1).

Таблиця 13.1 – Групи евристичних прийомів

№ групи	Назва групи	Число ЕП
1	Перетворення форми	16
2	Перетворення структури	19
3	Перетворення у просторі	16
4	Перетворення у часі	8
5	Перетворення руху і сили	14
6	Перетворення матеріалу і речовини	23
7	Прийоми диференціації	12
8	Кількісні зміни	12
9	Використання профілактичних заходів	22
10	Використання резервів	13
11	Перетворення та аналогії	9
12	Підвищення технологічності	16

Використання окремих прийомів із різних груп дозволяє винахіднику раціоналізувати свою працю у пошуку ідей вирішення об’єкта, створити індивідуальний фонд евристичних прийомів для вирішення задач, які відносяться до розглядуваного класу техніки.

13.4.2 Формування індивідуального фонду евристичних прийомів включає 6 основних операцій:

1 Вибір із міжгалузевого фонду найбільш підходящих ЕП з урахуванням специфіки вирішуваних творчих задач. При цьому бажано змінити форму викладення ЕП на більш доступну, емоційну, орієнтовану на вирішення конкретних задач.

2 Підбір для кожного ЕП в індивідуальному фонді прикладів вирішення творчих інженерних задач.

3 Аналіз останніх вирішених задач і запатентованих технічних рішень в конкретній галузі техніки для розширення і збагачення індивідуального фонду ЕП.

4 Вивчення конструктивної еволюції ТО для виявлення ефективних ЕП.

5 Побудова ретроспективного ланцюга (Р_к) конструктивної еволюції:

Р_к-3 → Р_к-2 → Р_к-1 → Р_к , (13.1)

де Р_к-3 – прототип для Р_к-2;

Р_к-2 – прототип для Р_к-1;

Р_к-1 – прототип для Р_к.

Аналіз переходів (→ ) і формулювання узагальненого ЕП для отримання нових вирішень Р_к+1.

6 Узагальнення досвіду і формування фонду прототипів по класу ТО.

13.4 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ЗАНЯТТЯ

13.4.1 Сформулювати попередньо задачу пошуку технічного вирішення ТО, для чого:

1 Навести кількісний і якісний опис функції технічного об’єкта за формою, вказаною у таблиці 13.2.

2 Скласти список недоліків технічного об’єкта.

Як витікає із закону прогресивної конструктивної еволюції кожний використовуваний ТО має недоліки, усунен-ня яких забезпечує отримання нової покращеної модифікації ТО. При виявленні недоліків ТО необхідно вказати:

• критерій розвитку ТО;

• показники, які не відповідають функції;

• чинники, які знижують ефективність прототипу;

• показники, які бажано покращити.

Перелік критеріїв показників і чинників, які необхідно покращити та їхня кількісна оцінка називається списком недоліків прототипу. Основною метою вирішення задачі є виявлення та усунення найбільш важливих недоліків.

Таблиця 13.2 - Приклад опису функцій

Назва ТО	Опис функції
	D - дія	G- об’єкт	Н- умови
Долото	Руйнує	1)Породу	У свердловині
	Руйнує	2)Породу, густина якої від 3000 до 3500 кг/м3	У свердловині, при осьовому навантаженні до 200 кН, частоті обер-тання від 50 до 250 хв-1
Насос буровий	Перека-чує	1)Промивну рідину	По трубопроводу (маніфольду)
	Перека-чує	2)Промивну рідину густиною 1250 кг/м3	По маніфольду діамет-ром 75 мм, при тиску 30 МПа і витратою рідини до 0,050 м3/с.

Примітки: ¹⁾ – якісний опис; ²⁾ – кількісний опис.

3 Виявити причини виникнення недоліків і внести їх у таблицю 13.3.

Таблиця 13.3 – Причини недоліків ________________

^{( назва ТО )}

Номер недоліку	Причина виникнення недоліку	Чи можна і як в принципі усунути причину виникнення недоліку?
1

4 Сформулювати задачу так, щоб у процесі її вирішення ТО змінився настільки, щоби він міг реалізувати задану функцію та не мав би (або мав менше) недоліків.

13.4.2 Вибрати підходящі групи і евристичні прийоми (додаток А) і записати їх у таблицю 13.4. Вихідною інформацією для цього є:

• конкретний технічний об’єкт, який необхідно покращити;

• основні недоліки, які необхідно усунути;

• суперечності, які необхідно усунути.

Таблиця 13.4 – Групи і евристичні прийоми для вирішення технічної задачі

Номер групи	Назва групи	Номер ЕП	Назва евристичного прийому

13.3.3 Перетворити (вдосконалити) технічний об’єкт за допомогою вибраних евристичних прийомів. Для цього представити ідеї покращених технічних вирішень (ТВ) у вигляді коротких описів та спрощених схем за прикладом, наведеним у таблиці 13.5.

Таблиця 13.5 – Приклад ідей для вдосконалення магнітного ловильного пристрою

Номер ТВ	Опис ідеї технічного вирішення	Ескіз (схема)	Номер ЕП
1	2	3	4
1	Всередині корпуса 1 жорстко кріпиться магнітна система 2, робоча поверхня 3 якої контактує із металевими предмета-ми 4 на вибої свердловини
2	Вирішення відрізняєть-ся від рішення за п.1 тим, що магнітні системи 2 виконані плаваючими, не зв’яза-ною із корпусом 1, та за рахунок можливості взаємного переміщення можуть копіювати форму притягнутого металевого предмета		А.2.5, А.3.14

Продовження таблиці 13.5.

1	2	3	4
3	Вирішення відрізняєть-ся від рішення за п.1 тим, що робоча поверхня А магнітної системи 2 виконана об’ємною та у верхній частині центрального магнітопроводу 3 вста-новлений додатковий постійний магніт 4 для зменшення розсіюван-ня магнітного поля		А.1.4 А.2.3 А.3.5

Якщо не вдається отримати задовільне покращене технічне вирішення об’єкта, то необхідно вибрати найбільш перспективну ідею із таблиці 13.4, прийняти її за прототип і повторити опис.

13.4.4 Для знайдених за п.13.4.3 технічних вирішень (ТВ) провести аналіз їх сумісності із суміжними і вищестоячими за ієрархією об’єктами навколишнього середовища НС (підсистемами і надсистемами). Результати звести у таблицю 13.5.

Таблиця 13.5 – Аналіз наслідків від нового технічного вирішення ТО

Які негативні наслідки прине-се нове ТВ для надсистеми, підсистеми та об’єктів НС ?	Які позитивні наслідки принесе нове ТВ для надсистеми, підсистеми та об’єктів НС ?
1	1
2	2

13.4.5 На основі порівняльного аналізу даних таблиці 13.5 вибрати найбільш ефективне вирішення (вдосконалення) технічного об’єкта.

13.5 ВИМОГИ ДО ЗВІТУ З ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ

Звіт з практичного заняття повинен бути оформлений у відповідності до встановлених чинним у ІФНТУНГ стандартом вимог, і містити детальний послідовний опис результатів виконання кожного із перелічених в розділі 13.4 пунктів згідно їх змісту і обсягу.

13.6ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ І ПІДГОТОВКИ

13.6.1 Хто є автором методу пошуку нових технічних вирішень за допомогою евристичних прийомів (ЕП) ?

13.6.2 Які відомі Вам групи евристичних прийомів? 13.6.3 Що представляють собою евристичні прийоми, їх суть?

13.6.4 З якою метою формується індивідуальний фонд ЕП? Які основні засади його формування?

13.6.5 Які послідовні етапи в постановці і вирішенні творчих інженерних задач притаманні методу ЕП?

13.6.6 Яка роль міжгалузевого фонду при вирішенні технічних задач методом ЕП? Порядок його використання.

Рекомендовані джерела інформації: [6, 8, 11].

Практичне заняття №14

ОЗНАЙОМЛЕННЯ ІЗ ФОНДОМ ФІЗИКО – ТЕХНІЧНИХ ЕФЕКТІВ (ФТЕ) ТА ПОБУДОВА ПОТОКОВОЇ ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ СТРУКТУРИ

14.1 МЕТА РОБОТИ:

14.1.1 Ознайомлення із фондом ФТЕ.

14.1.2 Ознайомлення із списком операцій Коллера.

14.1.3 Вивчення методики побудови потокових функці-ональних структур.

14.1.4 Набуття навиків використання відомих ФТЕ для вдосконалення ТО.

14.2 ЗАВДАННЯ РОБОТИ

14.2.1 Для конкретного ТО визначити фізичний ефект і

подати його опис.

14.2.2 Скласти опис фізичних операцій (ФО) елементів

ТО.

14.2.3 Побудувати конкретизовану потокову функціо-нальну структуру.

14.2.4 Проаналізувати застосовані ФТЕ в ТО і запропонувати можливі варіанти використання інших ФТЕ для вдосконалення ТО.

14.3 КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Під фізико-технічними ефектами (ФТЕ) розуміють різні прикладення фізичних законів, фізичні ефекти і явища, які можуть бути використані у технічних пристроях. ФТЕ покладені в основу всіх конкретних технічних вирішень і визначають принцип дії ТО.

Принципи дії – це сукупність фізичних ефектів і явищ, на основі яких реалізуються задані функції технічної системи (oб’єкта).

Закони фізики, хімії, наукові відкриття, піонерські технічні вирішення є найбільш ефективним шляхом для вирішення технічної задачі. Об’єм знань про них визначає потенційну творчу потужність винахідника. У сучасних підручниках для ВТУЗів описано біля 150 фізичних ефектів і явищ, що складає близько 3% від відомих, яких налічується біля 5 тисяч.

ФТЕ має стандартний формалізований опис, який у загальному якісному вигляді складається із 3-х компонентів ( A, B, C ). Оптимальною вважається схема опису ФЕ за 4-а параметрами, представлена на рис. 14.1.

Р

В

А С

А – вхідний потік: дія - речовини, енергії, сигналів; поля – магнітні, електричні, теплові, гравітаційні, силові: зміни – вологості, швидкості руху, концентрації. Вхідний потік повинен вимірюватися і мати числове значення.

В – фізичний об’єкт (тверді, рідкі і газоподібні тіла і речовини), який піддається впливу Р і перетворює А на С:

С – вихідний потік (ефекти): електричний струм, рух, деформація, зміни властивостей рідин.

Р – умови, обмеження.

Рисунок 14.1 - Схема опису фізичного ефекту

Приклад: Прокатний стан: вхід А – заготовка, фізичний об’єкт В – прокатний стан, вихід С – стрічка.

Кожний елемент, як самостійний ТО, виконує певну функцію і реалізує певну фізичну операцію. Між елементами мають місце 2 види зв’язків:

функціональний - утворює конструктивну функціональну структуру (КФС) – назва елемента і функція;

потоковий - утворює потокову функціональну структуру (ПФС), яка включає назви елементів або операцій Коллера, вхідні і вихідні потоки (чинники).

Фізичні операції (ФО) – фізичні перетворення заданого вхідного потоку (чинника) у вихідний потік.

Формалізований опис ФО можна представити у вигляді:

ФО = (Ат, Е, Ст), (14.1)

де Ат, Ст – вхідний і вихідний потоки (чинники);

Е – назва операцій Коллера по перетворенню Ат у Ст.

Ат–“що”; Е–“як”; Ст–“у що” перетворюється вхідний потік за допомогою ТО.

Опис ФО ТО та елементів виконується у вигляді таблиць 14.2, 14.3.

Взаємопов’язаний набір ФО, реалізуючий потік перетворення речовини, енергії називається конкретизованою (КПФС) або абстрагованою (АПФС) потоковою функціональною структурою.

КПФС містить у вершинах граф назви елементів.

АПФС – у вершинах граф вказані назви операцій Коллера (додаток Б).

14.4 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

14.4.1 Користуючись рекомендованими джерелами інформації та додатками В, Г визначити ФТЕ, явище, чинник, спосіб, які реалізовані у конкретному ТО.

14.4.2 Навести опис ФТЕ за схемою:

- назва ефекту (явища);

- фізичні об’єкти;

- тип, характер впливу, результат;

- опис суті ФТЕ (за літературними джерелами, додаток В);

- галузь техніки, де використовується визначений ФТЕ.

14.4.3 Скласти таблицю опису ФТЕ ТО за наведеною формою:

Таблиця 14.1 – Приклади опису ФТЕ, діючих у ТО

Компоненти опису ФТЕ			Назва ФТЕ (по можливості)
А	В (Е)*	С
Рідина + +механічна енергія	Насос (з’єднання)	Енергія рухомої рідини	Закон Бернуллі
Осьова сила F +обертовий рух	Долото (зв'язок)	Руйнування породи	Ефект сколювання (подрібнення)

Примітка. (Е)* - назва операції Коллера.

14.4.4 Скласти опис фізичних операцій (ФО) ТО і елементів та представити їх у вигляді табл. 14.2, 14.3.

При описі ФО для кожного виділеного елемента вказати компоненти Ат, Е, Ст. Необхідною інформацією для опису ФО елементів ТО є:

- назва потоків речовини, енергії або інших чинників;

- якісна характеристика чинника, яка суттєво впли-ває на технічне вирішення ТО (змінний струм, постійна маса);

- основна фізична величина, стандартне позначення, одиниця вимірювання;

- кількісна характеристика потоку, діапазон вимірювання.

Таблиця 14.2 – Опис фізичних операцій ТО

Назва ТО	Фізичні операції
	Вхід Ат	Операція Е	Вихід Ст
Насос ДВ3	Рідина + меха-нічна енергія Хімічна енергія палива	З’єднання Перетворення	Енергія рухомої рідини Механічна енер-гія обертання вала. Теплова енергія

Таблиця 17.3 – Опис фізичних операцій елементів ТО

ФО_________ , Ат__________ , Е____________, Ст________ ( назва ТО )
Номер елемента чи об’єкта НС	Назва елемента чи об’єкта НС	Фізичні операції
		Вхід Ат	Номер джерела*	Операція Коллера Е	Ви-хід Ст	Номер приймаль-ника**
1	2	3	4	5	6	7
0-1 0-2	+ +	- -	- -	- -	+ +	+ +
1	+	+	+	+	+	+

Примітки:

1* – звідки прийшов потік; ** – куди пішов потік;

2 (0-1) – номер об’єкта НС – джерела вхідного і вихідного потоків.

3 Для об’єктів навколишнього середовища вказуються тільки вихідний сигнал Ст та номер приймальника.

14.4.5 Побудувати конкретизовану потокову функціональну структуру, використовуючи дані таблиці 14.3.

14.4.6 Виявити недоліки технічного рішення об’єкта, проаналізувати їх та представити у вигляді таблиці 14.4.

Таблиця 14.4 - Приклад аналізу недоліків ТО (долота)

Назва недоліку	Фактичні або можливі наслідки впливу недоліків	Фактичні або можливі причини виникнення недоліків
Долото не руйнує породу	Заклинювання шарошки	1 Попадання металу в опору. 2 Відсутність мащення і можливе перегрівання опори. 3 Неякісне виготовлення опори.

14.4.7 Запропонувати відмінні від реалізованих в ТО фізико-технічні, геометричні ефекти з метою вдосконалення об’єкта (додатки В, Г).

14.4.8 Приклад опису фізичних операцій елементів тришарошкового долота ІІІ – 393,7 С - ЗВ

1 – корпус, 2 – лапа, 3 – цапфа, 4 – опора, 5 – шарошка.

Рисунок 14.2 - Долото тришарошкове ІІІ – 393,7 С - ЗВ

Вихідною інформацією для опису фізичних елементів долота є:

1 Назва елементів долота згідно позицій на рисунку 14.2.

2 Об’єкти навколишнього середовища:

(0 – 1) бурильна колона;

(0 – 2) промивна рідина;

(0 – 3) порода.

3 Вхідні потоки, зусилля (Ат), що передаються на долото:

- осьове навантаження (сила F, кН);

- обертовий рух (частота обертання n, хв^-1.);

- промивна рідина (швидкість V, м/с).

Усі чинники змінні.

Таблиця 14.5 – Приклад опису фізичних операцій долота

Назва ТО	Фізичні операції
	Вхід Ат	Операція Коллера Е	Вихід Ст
Долото	Осьове навантажен-ня + обертовий рух + промивна рідина	зв'язок	руйнування породи

Таблиця 14.6 – Приклад опису фізичних операцій елементів долота

ФО - долото тришарошкове, Ат – осьове навантаження, обертовий рух, промивна рідина, Е - зв’язок, Ст – руйнування породи
Номер елемента чи об’єкта НС	Назва елемента чи об’єкта НС	Фізичні операції
		Вхід Ат	Номер джерела	Операція Коллера Е	Вихід Ст		Номер прий-маль-ника
1	2	3	4	5	6		7
0 - 1	Бурильна колона	-	-	-	F, n		1
0 - 2	Промивна рідина	-	-	-	V		1
0 - 3	Порода	F2 n1 V1,V2	5 5 1,5	-	-		-
1	Корпус	F n V	0 – 1 0 – 1 0 - 2	розділення проведення збільшення	F1 n V1		2 2 0 – 3, 5
2	Лапа	F1 n	1 1	проведення проведення	F1 n		3 3
3	Цапфа	F1 n	2 2	проведення проведення	F1 n		4 4
4	Опора	F1 n	3 3	проведення збільшення	F1 n		5 5
5	Шарошка	F1 n1 V1	4 4 1	розділення проведення коливання	R = - F1 n1 V2		0 - 3 0 – 3 0 - 3
						Рисунок 14.3 – Потокова функціональна структура

На базі даних табл. 14.6 будуємо потокову функці-ональну структуру.

14.5 ВИМОГИ ДО ЗВІТУ З ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ

Звіт з практичного заняття повинен бути оформлений у відповідності до встановлених чинним у ІФНТУНГ стандартом і містити детальний послідовний опис результатів виконання кожного із пп. 14.4.1-14.4.7 згідно їх змісту і обсягу.

14.6 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ І ПІДГОТОВКИ

14.6.1 Яка суть фізико-технічних ефектів (ФТЕ)?

14.6.2 Із яких компонентів складається формалізований опис ФТЕ?

14.6.3 Які види зв’язків мають місце між елементами технічного об’єкта?

14.6.4 Які ФТЕ реалізовані у конкретному (вибраному) технічному об’єкті?

14.6.5 Яка відмінність між конкретизованою потоковою функціональною структурою (КПФС) та абстрагованою потоковою функціональною структурою (АПФС)?

14.6.6 Які компоненти необхідні для формалізованого опису фізичних операцій ТО?

14.6.7 Яка інформація є необхідною для опису фізичних операцій елементів ТО?

14.6.8 Яка фізична суть операцій Коллера?

Рекомендовані джерела інформації: [3, 6, 7, 11].

Практичне заняття № 15

ВИВЧЕННЯ МЕТОДИКИ ПАТЕНТНОГО ПОШУКУ ТА ВИЗНАЧЕННЯ БІБЛІОГРАФІЧНИХ ДАНИХ ОПИСІВ ВИНАХОДІВ

15.1 МЕТА ЗАНЯТТЯ

15.1.1 Вивчення порядку визначення класифікаційних індексів патентів за міжнародною системою класифікації патентів (МПК).

15.1.2 Ознайомлення із методикою пошуку винаходів-аналогів до ТО.

15.1.3 Ознайомлення із бібліографічним даними опису винаходу та методикою їх формування.

15.2 ЗАВДАННЯ ЗАНЯТТЯ

15.2.1 Визначити класифікаційний індекс технічного об’єкта за міжнародною системою класифікації патентів. 15.2.2 Провести пошук винаходів-аналогів до технічного об’єкта.

15.2.3 З-поміж віднайдених аналогів вибрати прототип.

15.2.4 Розшифрувати бібліографічні дані опису винаходів (аналогів, прототипу).

15.2.5 Навести формули винаходів аналога і прототипу з ілюстраціями.

15.2.6 Виявити недоліки аналога та прототипу.

15.2.7 Розробити і оформити бібліографічні дані до очікуваного винаходу.

15.3 КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

За наявними ознаками технічного об’єкта, користуючись покажчиком класів винаходів за МПК, визначається розділ, клас, підклас та група, до яких відноситься розглядуваний технічний об’єкт.

Приклад: Е21В31/06 – ловильний інструмент на постійних магнітах.

За класифікаційним індексом проводиться пошук винаходів-аналогів та вибір винаходу-прототипу. Глибина пошуку повинна складати не менше 50 років.

Кожний патент чи авторське свідоцтво містить наступні бібліографічні дані:

(19) – міжнародне умовне позначення країни; (11) – номер охоронного документа; (51) – індекс МПК; (61) – номер основного винаходу; (54) – назва винаходу; (21) - реєстраційний номер заявки; (22) - дата подачі заявки; (46) - дата публікації і назва видання; (71) – назва організації-заявника; (72) – винахідники; (73) - патентовласник; (53) – індекс УДК; (56) – дані про аналог і прототип; (57) – опис винаходу.

15.4 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

15.4.1 На основі раніше проведеного патентного пошуку (див. ПЗ №1) вибрати аналоги (не менше двох) до заданого ТО. При необхідності провести пошук додаткових аналогів.

Результати патентного пошуку звести у табл. 15.1.

Таблиця 15.1 – Результати патентного пошуку

Назва вина-ходу	Країна	Заявник	№ авт. свід. чи патенту	Дата пода-чі заяв-ки	Дата видачі авт. свід. чи патенту

15.4.2 Описати бібліографічні дані віднайдених патен-тів (авторських свідоцтв) аналогів.

15.4.3 Із наявних аналогів виявити прототип.

15.4.4. Навести формули винаходів аналога і прототипу з ілюстраціями.

15.4.5 Виявити недоліки аналога та прототипу.

15.4.6 Розробити і оформити бібліографічні дані до очікуваного винаходу.

15.5ВИМОГИ ДО ЗВІТУ З ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ

Звіт з практичного заняття повинен бути оформлений у відповідності до встановлених чинним у ІФНТУНГ стандартом вимог, і містити детальний та послідовний опис результатів виконання кожного із пп. 15.4.1-15.4.5 згідно їх змісту і обсягу.

15.6ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ І ПІДГОТОВКИ

15.6.1 Які об’єкти можуть вважатися аналогами до заданого ТО?

15.6.2 Яка відмінність між аналогом і прототипом?

15.6.3 З якою метою складається бібліографічний опис винаходу?

15.6.4 Яка структура бібліографічного опису винаходу? 15.6.5 Яку інформацію містить пріоритетна довідка?

15.6.6 Яка мета переслідується при наданні власнику патенту виключного права на його використання?

15.6.7 Хто може бути власником патенту?

15.6.8 Хто може бути автором винаходу?

15.6.9 Якими правами на винахід володіють автори та патентовласник?

Рекомендовані джерела інформації: [2, 4, 5, 8,10].

Практичне заняття №16

СКЛАДАННЯ ФОРМУЛИ ТА РОЗРОБЛЕННЯ ОПИСУ ОЧІКУВАНОГО ВИНАХОДУ

16.1 МЕТА ЗАНЯТТЯ

16.1.1 Вивчення складу та змісту документів, які оформляються при поданні заявки на винахід.

16.1.2 Ознайомлення із процедурою подання та роз-гляду документів заявки на винахід.

16.1.3 Ознайомлення із вимогами до складання заявки на винахід.

16.1.4 Ознайомлення із вимогами до формули і опису винаходу.

16.2 ЗАВДАННЯ ЗАНЯТТЯ

16.2.2 Скласти формулу винаходу.

16.2.3 Розробити опис винаходу.

16.2.4 Скласти реферат.

16.3 ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

16.3.1 Винахід - це нове, з суттєвими відмінностями технічне рішення задачі в будь-якій галузі народного господарства, соціально-культурної сфери і оборони, що дає позитивний ефект.

Критерії патентоспроможності винаходу наведені на рисунку 16.1.

Критерії винаходу

Новизна

Винахідницький рівень

Промислова придатність

Рисунок 16.1 – Критерії патентоспроможності винаходу

Новизна. Винахід визнається новим, якщо він не є частиною рівня техніки.

Рівень техніки визначається за всіма джерелами інформації, загальнодоступними в Україні та зарубіжних країнах від дати пріоритету винаходу.

Винахідницький рівень, якщо для спеціаліста винахід явно не випливає з рівня техніки.

Промислова придатність, якщо винахід може бути використаний в промисловості, сільському господарстві, охороні здоров’я та інших сферах виробництва.

Об’єкти винаходу: пристрій, спосіб, речовина, штами мікроорганізмів, культури клітин, рослин і тварин, застосування відомих раніше об’єктів за новим призначенням.

Не визнаються винаходами:

• наукові теорії;

• методи організації і управління господарством;

• умовні позначення, розклади, правила;

• методи виконання розумових операцій;

• алгоритми і програми для обчислювальних машин;

• проекти і схеми планування споруд, будинків, територій;

• пропозиції, що стосуються лише зовнішнього вигля- ду виробів і спрямовані на задоволення остаточних потреб.

Пристрій. До пристроїв, як об’єктів винаходу, нале-жать вироби і конструкції.

Ознаки, які використовуються для характеристики пристрою наведені на рисунку 16.2.

Спосіб - як об’єкт винаходу, це новий, володіючий істотними відмінностями процес виконання дії над матеріальними об’єктами.

16.3.2 Порядок подання і розгляду заявки на видачу патенту на винахід.

1 Склад заявки:

• заява на видачу патенту (по формі), яку підписує ав- тор і заявник;

• опис винаходу, який розкриває його з повнотою, достатньою для здійснення;

• формула винаходу, яка відображає його суть і пов-ністю ґрунтується на описі;

Ознаки пристрою

Форма виконання елементу в цілому або геометрична форма

Взаємне розташу-вання елементів

Наявність зв’язків між елементами

Наявність конструктивних елементів

Форма виконання зв’язків між

елементами

Параметри та інші характеристики елементу

Матеріал, з якого виготовлено елемент або пристрій

Рисунок 16.2 – Характерні ознаки пристрою

• креслення та інші матеріали (при необхідності);

• реферат;

• документ про сплату мита.

2 Опис винаходу.

Структура опису винаходу представлена на рисунку 16.3.

3 Формула винаходу призначена для визначення обсягу правової охорони, наданої патентом. У формулі подається характеристика винаходу, яка виражає його суть.

Формула винаходу поділяється на одноланкову та багатоланкову.

Одноланкова - для характеристики одного винаходу сукупністю суттєвих ознак, які не мають розвитку або уточнення.

Опис винаходу

Індекс МПК

Опис пристрою в статич-ному стані

Відомості, що під-

тверджують можли-

вість здійснення винаходу

Перелік фігур

Суть винаходу

Рівень техніки

Галузь техніки

Констру-

кція

Дія

( робота ) пристрою

Завдання, технічний результат, методи його досягнення

Відомості

про аналоги і прототип

Галузь застосування винаходу

Рисунок 16.3 – Структура опису винаходу

Багатоланкова - для характеристики одного винаходу з уточненням суттєвих ознак, стосовно окремих випадків виконання.

Склад формули: назва винаходу; обмежувальна частина; відрізняюча частина.

Обмежувальна частина - включає ознаки, загальні для об’єкту винаходу, що заявляється і прототипу (відомі ознаки).

Відрізняюча частина - включає ознаки, що відрізняють об’єкт, що заявляється, від прототипу (нові ознаки).

У формулі винаходу слід зазначити всі суттєві ознаки об’єкту винаходу, керуючись тим, що саме сукупність суттєвих ознак має бути необхідною і достатньою для одержання технічного результату.

Вимоги до складання формули

1 Формулу викладають в вигляді одного речення.

2 Пристрій характеризується в статичному стані з використанням дієприкметників (виконаний, встановлений). Не допускається використання дієслів, що означають незакінчену дію (притягаються, опускаються).

Креслення - подаються у вигляді власне креслень, схем, графіків, епюр, рисунків, осцилограм, фотографій, таблиць, діаграм і називаються фігурами.

Реферат - скорочений виклад змісту опису винаходу, який включає в себе:

• назву винаходу;

• характеристику галузі техніки (застосування);

• суть винаходу з зазначенням технічного результа-ту, який необхідно досягти;

• додаткові відомості (кількість таблиць, рисунок).

16.4 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ЗАНЯТТЯ

16.4.1 Скласти формулу очікуваного винаходу.

16.4.2 Виконати опис винаходу.

16.4.3 Скласти реферат до винаходу.

16.4.4 Навести фігури (рисунок, схему) нового техніч-ного вирішення об’єкта.

16.4.5 Навести формулу і фігури прототипу із практичного заняття №15.

16.5 ВИМОГИ ДО ЗВІТУ З ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ

Звіт з практичного заняття повинен бути оформлений у відповідності до встановлених чинним в університеті стандартом вимог і містити результати послідовного виконання пп. 16.4.1-16.4.5 даних методичних вказівок.

16.6 Питання для самоконтролю і підготовки

16.6.1 Назвіть вимоги до об’єктів промислової власності?

16.6.2 Дайте визначення винаходу?

16.6.3 Що не визнається винаходом?

16.6.4 Що відноситься до об’єктів винаходу?

16.6.5 Які ознаки характеризують пристрій?

16.6.6 Які критерії патентоспроможності винаходу?

16.6.7 Дайте пояснення критеріям: новизна, винахід-ницький рівень, промислова придатність.

16.6.8 Які джерела інформації використовуються для визначення рівня техніки?

16.6.9 Які документи необхідні для подання заявки на винахід?

16.6.10 Яке призначення формули винаходу? Які ви-моги до її складання?

16.6.11 Яка структура опису винаходу?

16.6.12 У яких випадках патент на винахід може бути визнаний недійсним?

Рекомендовані джерела інформації: [2, 4, 5, 10].

ПЕРЕЛІК РЕКОМЕНДОВАНИХ ДЖЕРЕЛ

1 Библиография. Общий курс Под. ред. О.Г.Коршунова.- М.: Книга, 1981.

2 Закон України “Про охорону прав на винаходи і корисні моделі” від 15.12.93 р., Х3687-ХII.

3 Косіюк М.М., Черменський Г.П. Основи науково-технічної творчості: Навч. посібник для втузів.-Хмельницький: Поділля, 1998.

4 Мордухаев Х.М. Справочное пособие для рационализаторов и изобретателей нефтяной и газовой промышленности. – М.: Недра, 1987.

5 Палашкин Е.А. Справочник механика по глубокому бурению.- М.: Недра, 1981.

6 Пальчевский Б.А. Научное исследование: объект, направление, метод. – Львов: Вища школа. Изд-во при Львовском ун-те, 1979.

7 Половинкин А.И. Основы инженерного творчества: Учеб. пособие для втузов.- М.: Машиностроение, 1988.

8 Практикум з курсу “Основи науково-технічної творчості”. М.М.Косіюк, Г.П.Черменський. – Хмельницький: Поділля, 1998.

9 Справочник по нефтепромысловому оборудованию/ Под. ред. Е.И.Бухаленко.- М.: Недра, 1983.

10 Романишин Л.І. Основи технічної творчості: конспект лекцій. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ Факел, 2008. - 175 с.

12 Цехмістрова Г.С. Основи наукових досліджень: навч. Посібник. — Київ: Видавничий Дім «Слово», 2003.— 240 c

13 ГОСТ 7.1-84. Библиографическое описание документа. Общие требования и правила составления.

14 ДСТУ 2860-94. Надійність техніки. Терміни та визначення.

15 ДСТУ 2862-94. Методи розрахунку показників надійності. Загальні вимоги.

16 ГОСТ 22851-77. КСУКП. Выбор номенклатуры показателей качества продукции.

17 ОСТ 26-02-2077-83*. Система показателей качества продукции. Оборудование нефтепромысловое и геологоразведочное, номенклатура показателей.

18 50-149-79*. Методические указания по оценке технического уровня и качества промышленной продукции.

19 Дворянкин А.М., Половинкин А.И., Соболев А.Н. Методы синтеза технических решений.– М.: Наука, 1977, 104с.

20 Закон України „Про охорону прав на винаходи і корисні моделі”: Зб. нормативних актів з питань промислової власності.-К.: Вища школа, 1998.- С.27-47.

21 Охорона промислової власності в Україні: Монографія / За ред. О.Д. Святоцького, В.Л. Петрова.-К.: Видавничий Дім „Ін Юре”, 1999. - 400 с.

22 Уголев В.С., Чичеров В.Л. Стандартизация в нефтяной промышленности. Справочник. – М.: Недра, 1982.

23 Марцин В.С. Основи наукових досліджень: навч. посібник / В.С. Марцин, Н.Г. Міценко, О.А. Даниленко та ін. — Львів: Ромус-Поліграф, 2002.— 128 c.

24 Романчиков В.І. Основи наукових досліджень: навч. посібник. — Київ: Видавництво «Центр учбової літератури», 2007. — 254 с.

Додаток А