Учебное пособие введение

Всемирное ускорение научно-технического процесса - ключевая задача современности. Важную роль в создании новой техники играет научно-техническое творчество. Под ним понимают воплощение научных идей в технические решения.

Дисциплина "Основы научно-технического творчества", преподавание которой в вузах Украины введено в 70-е годы, ставит своей целью дать представление о методах активизации научного творчества и вооружить студентов современной теорией решения изобретательских задач.

В результате изучения данной дисциплины студенты должны знать:

• законы развития технических систем

• современные методы поиска новых технических решений и активизации творчества

• основные принципы и приемы преодоления технических и физических противоречий.

Студенты должны уметь:

• применять на практике современные приемы и методы научно-технического творчества и с их помощью разрабатывать новые технические решения;

• реализовывать системный подход к решению технических задач, а именно - видеть объект во всей его сложности, наряду с рассмотрением системы в целом, учитывать входящие в неё подсистемы и надсистему, в которую данная система входит, а также другие системы, с которыми она взаимодействует;

• ориентироваться на повышение идеальности технической системы, находя и устраняя технические противоречия

Для приобретения навыков решения технических задач с помощью изучаемых методов, студенты выполняют домашнее задание, с ними проводятся практические занятия. При прохождении производственной практики перед студентами ставится задача обнаружить недостатки в техпоцессах, рациональном использовании материалов, применяемом оборудовании и дать предложение по совершенствованию производства.

Большой вклад в создании методики научно-технического творчества внесли Г.С. Альтшулер, Г.Я. Буш. В.Н. Данченко, Б. Л. Злотин, А.В. Зусман, Г.И.Иванов.

Основные этапы и законы развития технических систем

Новая техническая система появляется на определенном уровне развития науки и технике, когда выпол­нены два главных условия: есть потребность в системе и имеются возможности ее реализации. Условия эти выполняются, как правило, не одновременно и обычно одно стимулирует появление другого, Новая система обычно весьма примитивна, обладает массой недостатков, поэтому тут же начинается работа по ее совершенствованию. Эффективность системы на этом этапе чрезвычайно низка, часто отрицательна.

Пользы от системы мало, а затраты большие. Одна из причин - противоречие между новым содержанием и ста­рой формой, в которой оно, как правило, реализуется. Старая форма не позволяет сразу выявить новые возмож­ности.

На первом этапе главной движущей силой является личный интерес ее создателей (энтузиазм, тщеславие, спортивный дух, надежда на обогащение). Противостоят им мощные силы торможения. К психологической инерции добавляется сопротивление специалистов, разработавших старую систему. Важной составляющей сил торможения являются огромные технические трудности, отсутствие средств, высокий уровень расплаты, в том числе и гибель энтузиастов. Основная работа на первом этапе - снижение факторов расплаты: увеличение на­дежности, безаварийности, удобство эксплуатации. Когда полезность системы осознается обществом, а уровень расплаты снижается до приемлемого, начинается новый этап ее развития. Период интенсивного развития технической системы, характеризуется быстрым лавинообразным, напоминающим цепную реакцию, развитием. Главная движущая сила на этом этапе развития - общественная потребность. Силы торможения, характерные для предыдущего этапа, ослабляются и постепенно исчезают. Появляются новые тормозящие факторы: нехват­ка обученных людей, нужного оборудования, ресурсов. Возникают технические трудности: отсутствие теоре­тического обоснования. Общество реализует силы и средства для преодоления этого.

На втором этапе техническая система становится экономически выгодной и эффект постоянно растет. Но к концу этапа, несмотря на возрастающий вклад сил и средств в развитие системы, рост важнейших ее характе­ристик замедляется. Это происходит из-за того, что резко начинает увеличиваться та или иная вредная функ­ция, какой-то из факторов расплаты.

На этапе «Старость» и «Смерть» технической системы происходит стабилизация параметров системы. Небольшой прирост их еще наблюдается в начале этапа, но в дальнейшем практически сходит на нет, не смотря на то, что вложение сил и средств растет. Резко увеличивается сложность, наукоемкость системы. Даже не большие улучшения требуют серьёзных исследований. Вместе с тем экономичность системы остается ещё высокой, потому что небольшое усовершенствование, помноженное на массовый выпуск, оказывается эффективным. Движущими силами развития на этом этапе остается потребность общества. Общество, может быть, не нуждается в улучшении системы (нож, лопата, револьвер и др.). Системы могут улучшаться попутно развитию новых систем за счет новых материалов, технологических возможностей, нового оборудования. В конце концов, старая система заменяется новой. Во многих случаях новая система, способная сменить старую, возникает практически одновременно с ней. Типичным на этапе старости системы является ее «гигантизм» (огромные дирижабли перед вытеснением их самолетами; паровозы, перед вытеснением их тепловозами; сверхмощные линкоры, которые оказались беззащитными перед подводными лодками).

Полного вымирания старой системы не происходит. Она занимает свою нишу. Схематично этапы развития технической системы приведены на рис.1.а. Рождение технической системы связано с небольшим количе­ством изобретений высокого уровня, часто связано с открытиями (рис.1.б).

В момент перехода ко второму этапу развития наблюдается некоторый пик в уровне изобретении (часто для перехода к массовому выпуску). По количеству же изобретений наблюдается два пика: одни при переходе ко второму этапу, другой - связан с попытками продлить жизнь одряхлевшей системе на третьем этапе (рис.1.в). При возникновении технической системы экономического эффекта нет. Требуются значительные затраты. Экономический эффект появляется при переходе ко второму этапу и растет по мере совершенствования технической системы. На третьем этапе прирост экономического эффекта незначителен (рис.1.г).

Законы можно условно разделить на статические (определяющие начало жизни технических систем), кинематические (определяющие их развитие) и динамические (отражающие главные тенденции развития технических систем).