Поиск и принятие решений в проблемных ситуациях

Рис. 2.34. Гистограмма ТС после изменения стоимости элементов всторону идеальности (а) и ее изображение для перемещенных позиций элементов (б)

Необходимо помнить, что при проведении ФСА анализу под­ вергаются морально устаревшие изделия. Материалы, из которых они были изготовлены, технологии изготовления с тех пор ушли далеко вперед. Поэтому процедура изменения затрат на изготов­ ление устройства не представляет особых затруднений. Иногда достаточно уменьшить расход материалов на изготовление эле­ мента, применив экономичные технологии его изготовления, уменьшив допуски на обработку или отказаться от чрезмерного запаса прочности.

Изменение значения идеальности элементов ТС за счетувеличения их функциональной значимости

щ = ^ = ± = т А=2,5

СЛ771 Z

X = — = 2,5.

2

Если не удается найти способ изменения стоимости элемента, то увеличивают его функциональную значимость. Для этого вы­ полняют расчеты на определение нового значения показателя ФЗЭ, аналогичные тем, которые применялись для вычисления значения Стэ. При этом изменению подвергают показатель функ­ циональной значимости элемента.

Из расчетов следует, что новое значение ФЗЭ1 = 5.

Остальные новые величины ФЗ элементов рассчитываются аналогичным образом. На рис. 2.3 5,а показаны изменения вели­ чины значимости для элементов при условии, что их "идеально­ сти" равны, а на рис. 2.35,6 для больше наглядности показатели элементов расставлены в порядке убывания.

ФЗ

Ст

б)

Рис. 2.35. Гистограмма ТС после изменения ФЗ элементов в сторону идеальности (а) и ее изображение для перемещенных позиций элементов (б)

После выполнения расчетов необходимо определить способ изменения каждого элемента, чтобы увеличилась ФЗ до требуе­ мого уровня. Например, увеличить уровень выполнения функции если хотя бы одна из них была на уровне недостаточной, или до­ бавить несколько дополнительных функций, улучшающих функ­ ционирование ТС.

Функциональные и конструктивные свертки в ТС

Способ, при котором происходит объединение элементов в один многофункциональный, называют сверткой.

Способ объединения, например, двух элементов на функцио­ нально-стоимостной модели заключается в том, что на графике вместо объединяемых элементов появляется новый. Величина его ФЗ равна сумме величин ФЗ, а стоимость - сумме стоимостей объединяемых элементов.

Различают два варианта сверток: конструктивная и функцио­ нальная.

Очень часто возникают ситуации, когда быстрее заново «изо­ брести» решение, чем отыскать его в литературе.

Если на предприятии хорошо организована работа с патента­ ми, необходимо собрать все возможные варианты устройства, ко­ торое выполняет нужную функцию, но другим или подобным способом. Среди них следует отобрать те, использование кото­ рых может снизить стоимость.

В качестве источников информации могут также использо­ ваться специальные журналы, сведения, собранные на выставках, специальные технические книги.

Формулировка задач и их решение методами поиска решений

Модификация функционально-стоимостной модели проходи­ ла в трех направлениях: изменение стоимости, изменение функ­ циональной значимости, конструктивные и функциональные свертки.

Формулировку задач осуществляют в следующей последова­ тельности.

•Описывают компоненты, связи между’ ними и известный способ достижения цели.

•Уточняют проблему, которая исключает достижение цели.

•Формулируют подцель и условия, при которых она должна быть достигнута.

Приведем примеры формулировки задачи.

1.Пример формулировки задачи, связанной со снижением стоимости компонентов элементов в ТС.

На корончатой гайке шарового шарнира рулевого колеса при изготовлении формируются шесть прорезей. Через эти прорези проходит стопорный шплинт, предотвращающий самооткручивание гайки во время движения автомобиля. Высота гайки 15 мм, прорези выполняются на глубину 5 мм. Если гайку сделать тонь­ ше (не 15 мм, а 10 мм), то ее стоимость будет удовлетворять тре­ бованиям экономичности. Это недопустимо, так как она разру­ шится еще на этапе установки на штатное место.

2.Пример формулировки задачи, связанной с увеличением функциональной значимости элементов в ТС.

Фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки масла ДВС изготавливается из специальной бумаги, через которую легко проходит масло, а твердые фракции задерживаются в ее порах. В холодное время года масло густое и плохо проходит через бумагу до тех пор, пока не согреется теплом, создаваемым топливом. Чтобы она не порвалась в момент пуска двигателя (масло очень вязкое), в фильтре установлен перепускной клапан. Он работает очень короткое время, а затраты на его изготовление значитель­ ные. Необходимо увеличить число функций, которые он мог бы выполнять, улучшая тем самым работоспособность и надежность фильтра.

3. Пример формулировки задачи, связанной с уменьшением количества элементов в ТС.

Элемент "ось", на которой крепится подшипник самоката, объединим с рулевой стойкой, это приведет к незначительному увеличению затрат на ее изготовление и необходимому увеличе­ нию функциональной значимости. Для этого в нижней части стойки делается прямоугольный вырез таким образом, что под­ шипник находился на нижней части оставшейся перекладины. Проблема в том, что посадить подшипник на эту часть стойки не­ возможно, не повредив соединение.

Применение методов поиска решений проблем

После того как сформулирована задача, приступают к поиску ее решения. Процесс поиска неизвестных еще автору решений всегда сопряжен с различными трудностями. Больше всех факто­ ров поиску решений мешает психологическая инерция мышления. Чтобы преодолеть ее, рекомендуется использовать методы и приемы, предложенные изобретателями в аналогичных ситуациях.

В процессе поиска решения разработчик должен сгенериро­ вать идею, оценить ее и синтезировать решение, построенное на этой идее. Для генерации идей используются такие методы, как мозговой штурм, метод фокальных объектов, метод морфологи­ ческого ящика, метод отрицания и конструирования и другие. Не всегда найденная идея решения может быть реализована в прак­ тической деятельности. Причина этому - противоречие (техниче­ ское или физическое), исключающее, например, одновременность выполнения двух действий. Для его разрешения используют из-

веетные в изобретательской деятельности способы и приемы уст­ ранения технических противоречий.

На практике было установлено, что варианты идей решений, направленных на снижение стоимости элемента, лучше создавать методом морфологического ящика. Варианты идей решений, свя­ занных с увеличением функциональной значимости, - методом фокальных объектов. Конструктивные и функциональные сверт­ ки чаще всего приводят к явному техническому или физическому противоречию и требуют применения методов его устранения.

Описания методов и примеры их применения на практике представлены в приложении 5.

Реализация решений в виде эскиза устройства

Идея решения обычно представляет собой описание способа действия и простого эскиза, отражающего принцип действия. Для того чтобы с ней можно было работать дальше, ее необходимо доработать и представить в виде понятного эскиза, отвечающим всем требованиям, предъявляемым к такого рода чертежам.

В дальнейшем потребуются и другие конструкторские доку­ менты для описания найденной идеи решения, поэтому для каж­ дой идеи решения необходимо:

•изготовить эскиз устройства;

•сделать описание устройства и принципа действия (спосо­ ба), при помощи которого осуществляется главная функция;

•дать подробные пояснения относительно преимуществ, ко­ торые имеются у нового устройства, по сравнению с его исход­ ной конструкцией.

2.5.Научно-исследовательский этап

2.5.1.Анализ и выбор решения для оформления заявки на изобретение

Несомненно, что изделия, выполненные разными мастерами, существенно отличаются друг от друга. Археологи находят раз­ личные предметы, на которых стояли клейма или специальные знаки, связанные с именем мастера, изготовившего его.

Еще задолго до международной Пражской конвенции о за­ щите авторского права во многих странах выдавались некоторым гражданам «Патенты» и «Привилегии». Эти документы давали им право на некоторое время использовать свое изобретение для изготовления и продажи изделий, в то время как другим произво­ дителям запрещалось использовать идею автора. Например, в России 29 мая 1814 г. была выдана первая Привилегия инженерумеханику Пуадебарду сроком на 10 лет «На машину для удоб­ нейшего взвода судов с большим грузом против течения реки». Это изобретение должно было заменить труд бурлаков на труд лошадей, когда необходимо плыть против течения (вернее, та­ щить судно) с большим грузом по реке. Описание содержит 22 страницы текста и три чертежа.

На Парижской конвенции по охране промышленной собст­ венности (20 марта 1883 г.) были выработаны следующие основ­ ные положения:

•Каждая страна-участница Конвенции должна предостав­ лять такую же охрану гражданам других стран, какую она пре­ доставляет своим гражданам (национальный режим).

•Заявитель на основании первой заявки, поданной в одном из договаривающихся государств, имеет право в течение опреде­ ленного времени испрашивать охрану в любом другом государ­ стве Конвенции с сохранением приоритета по дате первой заявки (право приоритета).

•Выданные в разных договаривающихся государствах па­ тенты на одно и то же изобретение являются независимыми друг отдруга и др.

Положение об охране промышленной собственности в различ­ ных сферах деятельности постоянно уточняется и дополняется.

Проблема защиты объектов интеллектуальной собственности возникла тогда, когда стало ясно, что идея, техническое решение также являются товаром и могут быть проданы. Причем описание сущности идеи зачастую играет решающую роль при производ­ стве. Например, можно с точностью до атома повторить состав красящего порошка для лазерных принтеров. Но если неизвестна технология изготовления порошка, которая включает как состав, так и последовательность формирования структуры простейшей

частицы, качество его всегда будет значительно ниже, чем у его разработчика-производителя.

В мировой практике иногда возникают прецеденты, когда нечестные на руку производители начинают изготавливать уст­ ройства, повторяющие чью-либо идею, не являясь при этом вла­ дельцем патента. Спор между владельцем патента и этим произ­ водителем суд обычно решает в пользу патентовладельца.

Для студентов технических вузов патенты, полученные на созданные ими изобретения, могут быть использованы как по прямому назначению (продажа, производство), так и в учебном процессе при выполнении дипломной работы. Объекты, которые анализируются при изучении метода ФСА, являются в то же вре­ мя и объектами будущей инженерной деятельности. Обязатель­ ные конструкторские и экономические расчеты, выполняемые при подготовке дипломного проекта, нестандартные в отношении найденного технического решения (изобретения), продемонстри­ руют приемной комиссии высокий уровень подготовки выпуск­ ника.

Выбор одного решения из числа найденных на творческом этапе для оформления патента на изобретение

Научно-исследовательский этап ФСА в учебном процессе ориентирован на выбор одного варианта технического решения и оформление заявки на изобретение.

Процедура подготовки заявки на патент достаточно сложная. Результат зависит в большой степени от опыта выполнения тако­ го рода работ. Нужно быть готовым к тому, что в заявке окажутся ошибки, эксперты могут предъявить другое изобретение, похо­ жее на сделанное Вами, и отказать от выдачи патента и т.п.

В любом случае процедура оформления заявки должна быть освоена в процессе практического оформления патента на изо­ бретение. В следующих разделах приводятся определенная по­ следовательность и правила, следуя которым необходимо офор­ мить заявку на изобретение.

Чтобы вероятность получения патента на изобретение была выше, необходимо результат выполнения каждого шага предос­ тавлять преподавателю во время занятий. Своевременная коррек­

ция созданных документов сократит время, затрачиваемое на подготовку заявки на изобретение.

Выбор решения

Найденные на творческом этапе идеи технических решений не равнозначны. Поэтому выбор решения, которое будет оформ­ ляться как изобретение, осуществляется по следующим критери­ ям:

L) значение идеальности всех элементов новой ТС одинаковое или имеет незначительные отличия;

2)устройство должно быть работоспособно и технологично при изготовлении;

3)функциональные возможности нового устройства должны быть не хуже, чем до модернизации;

4)стоимость устройства должна быть меньше, чем его стои­ мость до модернизации.

Для этого необходимо все перечисленные данные свести в таблицу сравнительного анализа (табл. 17), каждому признаку присваивают ранг (чем больше преимущество в столбце, тем вы­ ше ранг). Цифровые значения рангов складываются и тот вари­ ант, который имеет наименьшее значение, принимается для оформления заявки.

Определение ранга по признаку - функциональность. Ко­ личество основных, вспомогательных и дополнительных функ­ ций в новом устройстве рассчитывается на основании анализа нового устройства при построении функциональной модели. Чем большим числом функций достигается выполнение главной функции, тем более низкий ранг и наоборот.

Определение ранга по признаку - стоимость. Стоимость определяется на основании расходов материала и затрат на изго­ товление. Чем больше стоимость, тем ниже ранг и наоборот.

Определение по признаку - разброс показателя идеально­ сти. В новом устройстве элементы имеют и новые показатели идеальности. Рассчитывается разница показателя идеальности каждого элемента по сравнению с идеальным элементом. Для оценки используется показатель идеальности, имеющий наи­ большую разницу. Чем больше разница, тем ниже ранг.

В таблицу не включают решения, которые не могут быть из* готовлены.

Таблица 11

Выбор варианта технического решения для подачи заявки на изобретение

Может оказаться так, что несколько решений будут иметь одинаковую сумму баллов, соответственно, все они могут защи­ щаться в виде независимых изобретений или как одно с допол­ няющими пунктами. Не следует отказываться от защиты реше­ ния, которое Вам кажется оригинальным и интересным. Просто будьте готовы к тому, что оно может не принести ожидаемого ре­ зультата.

Основные понятия и термины

Для того чтобы техническое решение было признано изобре­ тением, необходимо доказать, что оно обладает признаками изо­ бретения.

Признаки определены в Законе о патентном праве, который устанавливает, что техническое решение признается изобретени­ ем, если:

1)обладает новизной;

2)обладает изобретательским уровнем;

3)промышленно применимо.

Новизна - изобретение считается новым, если на дату пода­ чи оно неизвестно из всех видов источников информации - па­ тенты (свидетельства), доклады, научные труды, журналы, книги, видео- и киноматериалы.