Лабораторный практикум

Раздел IV.Методы разработки инновационной продукции

Рис. 2. Соотношение развития технической системы и S-образных кривых развития технологии

Примером увеличения количества функций технической системы при переходе к би-системе может служить следующее описание изобретения. Фары автомобиля установлены так, чтобы освещать путь впереди машины. Из соображений безопасности имеет смысл иметь дополнительную фару, которая светила бы несколько вверх и вбок, освещая дорожные знаки, стоящие на обочине. В патенте Великобритании предложено совместить обе функции в одной фаре. Для этого на внутренней стороне стекла фары делается выступ в виде призмы. Призма рассчитана так, что при переключении на ближний свет часть пучка света от фары отклоняется вбок и вверх, освещая дорожные знаки на расстоянии около 25 метров от автомобиля.

Процесс развития технических систем при реализации закона увеличения степени идеальности системы нередко сводится

крешению различных изобретательских задач:

−развертывания технической системы путем создания новых подсистем для выполнения дополнительных полезных функций;

−разделения моновещества на зоны, слои, части, переход к композиционному материалу или веществу или наоборот свертывания составных веществ в моновещество;

−для технической системы, достигшей максимального развертывания, осуществляют вытеснение части подсистем

321

Раздел IV.Методы разработки инновационной продукции

в надсистему, развитие отдельных подсистем или свертывание технической системы в одну полисистему и решение других изобретательских задач.

Решение задачи свертывания технической системы в новую полисистему иллюстрирует следующий пример. Свертывание типографии – нужная книга печатается путем считывания информации компьютером с компакт - диска или другого носителя информации, распечатывается на скоростном лазерном принтере и автоматически переплетается под заказ непосредственно в книжном магазине.

5. Закон неравномерности развития частей системы.

Предметом обобщений этого закона является неравномерность развития частей системы: чем сложнее техническая система, тем более неравномерно развитие ее частей.

Развертывание технической системы на этапе ее развития в рамках существующего устройства или способа осуществляется следующим образом:

−включением в систему дополнительных подсистем для повышения качества выполнения основной функции (например, в автомобиле – это кузов для защиты пассажиров или гидравлическая коробка передач);

−включением в систему дополнительных подсистем, выполняющих вспомогательные функции для расширения ее возможностей (например, в том же автомобиле, это может быть компьютер с оптимизацией режима работы двигателя, встроенный радиоприемник, телевизор или откидывающиеся кресла);

−усложнением внутренней структуры системы, т.е. увеличение ступеней иерархии за счет дробления системы на однородные или разнородные подсистемы (например, лихтеровоз или трейлер с автоприцепом).

6.Закон перехода в надсистему. Область применения этого закона относится к развитию системы, достигшей своего предела.

Вэтом случае развитие может быть продолжено уже на уровне возникновения надсистемы, например, коллективной антенны. У объединенных в надсистему локальных систем появляются новые синергетические функции и свойства, например, возмож-

322

Раздел IV.Методы разработки инновационной продукции

ности кабельного телевидения и видеосвязи, если говорить о примере коллективной спутниковой антенны. Переход в надсистему может осуществляться также путем создания нового полисистемного свойства (например, локальная сеть ЭВМ, трос, катамаран, 2-цветный карандаш). Возможны и другие переходы в надсистему, например, из элементов со сдвинутыми

двигатель, активно-реактивный снаряд, железобетон, металлобетон, а также переход в надсистему из инверсных систем (например, кондиционер).

7. Закон перехода с макроуровня на микроуровень. Этот закон изобретательской деятельности утверждает, что переход системы на микроуровень также позволяет создавать полисистемы, например, из элементов простой формы, из высокодисперсных элементов, из компонентов с использованием структурных эффектов веществ, из элементов, использующих молекулярные, атомные явления, действия поля вместо вещества и т.д.

***

Пример. Рассмотрим в качестве примера задачу, поставленную дельфином. Во время океанского путешествия немецкий ученый Макс Крамер3 заинтересовался легкостью, с какой дельфины обгоняли быстроходный лайнер. Производя необходимые расчеты, он столкнулся с непонятным противоречием: при такой скорости, учитывая форму и размер тела дельфина, сопротивление воды должно быть многократно больше фактического. Последующее, более детальное изучение показало, что кожа животного, имеющая эластичное и пористое строение, обладает свойством резко гасить турбулентные завихрения, образующиеся вокруг движущихся в воде тел. Разрез кожи дельфина показал, что в ней имеются перпендикулярные поверхности кожи «столбики», которые, сгибаясь, способствуют превращению турбулентного потока в ламинарный.

На основании этого факта Крамер и группа ученых занялись разработкой искусственного покрытия для увеличения скорости судов. Созданное ими покрытие – « ламинфло» состоит из двух слоев тонкой резины, разделенных мягкими резиновыми столбиками, пространство между которыми заполнено вязкой кремнийорганической (силиконовой) жидкостью. Уже первые опыты показали – турбулентность обтекающих

3 Альтшуллер Г. С. Как научиться изобретать. Тамбов: Книжное изд-во, 1961, С.119– 120.

323

Раздел IV.Методы разработки инновационной продукции

модели струй была вдвое меньшей, чем при испытании моделей той же формы, но сделанных из обычного материала. Таким образом, скорость кораблей можно увеличивать не только путем улучшения гидродинамической формы обтекаемых поверхностей, но и с помощью специальных противотурбулентных покрытий, путем создания полисистем, которые гасят турбулентные потоки за счет специальных свойств не макрогеометрии технической системы, а только устройства и вещества покрытия.

***

8. Закон увеличения степени вепольности. Использование веполей в изобретательской деятельности также может приводить к развитию систем. Примерами тому являются муфта с магнитной жидкостью, способ извлечения алкоголя из сухих вин, устройство тепловой трубы или технологии герметизации ампул с лекарствами и т.д.

«Веполь» – это минимально управляемая техническая система, состоящая из двух взаимодействующих объектов (вещества) и энергии их взаимодействия. Системы, состоящие из одного элемента (вещества – В или поля – П), или двух элементов (двух веществ В1, В2 или только вещества В1 и только поля П), называются невепольными. Закон4 увеличения степени вепольности можно проиллюстрировать следующей схемой (рис. 3).

Рассмотрим пример использования схемы увеличения степени вепольности технической системы. Обычно кору древесины отделяют механически в специальных корообдирочных барабанах или механическими инструментами. При этом повреждается и сама древесина.

4 Альтшуллер Г. Вепольный анализ: методические указания. Баку: ОЛМИ, 1973. 23 с. Альтшуллер Г., Гаджиев Ч., Фликштейн И. Введение в вепольный анализ. Баку:

ОЛМИ, 1973. 26 с.

324

Раздел IV.Методы разработки инновационной продукции

Невепольная

техническая

система

Рис. 3. Схема увеличения степени вепольности технической системы

Разберем эту задачу с позиций вепольного анализа. Древесина – это В1, кора – В2. Система – невепольная (рис. 4, а). Достройка веполя заключается в ведении поля П, воздействующего только на кору в направлении ее отрыва от древесины

(рис.4, б).

Какое поле можно использовать в данном случае? Как известно, между корой и древесиной находятся клетки, содержащие большое количество влаги, вскипание которой может оторвать кору. Вскипание можно осуществить с помощью вакуума или нагрева, например, токами высокой частоты. Таким

325

Раздел IV.Методы разработки инновационной продукции

образом, вепольный анализ рекомендует в данном случае использовать тепловое поле. Более сложные случаи вепольного анализа иллюстрирует (рис.5) переход от цепного веполя к смешанному, он показан структурой а, переход от двойного веполя к смешанному – схемой б.

б

Рис. 4. Построение структурной схемы веполя

Рис. 5. Схемы преобразований веполей

9. Закон увеличения степени динамичности. Предметом утверждения этого закона является то, что для повышения эффективности жесткие системы необходимо заменять на более гибкие, с быстро меняющейся структурой и режимами работы, которые легче адаптируются к изменениям внешней среды.

Инновации, основанные на использовании алгоритмов или теории решения изобретательских задач, являются основой обеспечения конкурентоспособности предпринимательской деятельности в ходе инновационного проектирования и распространения инноваций. Они обеспечивают лучшую целевую ориентацию разработчика на конечный результат творческой и предпринимательской деятельности.

326

Раздел IV.Методы разработки инновационной продукции

2. Описание используемых программных комплексов

Лабораторное занятие выполняется в Интернете (на сайте www.fips.ru.), а также в поисковой системе Google, результаты работы оформляются в виде презентации в системе Microsoft Power Point 2007.

3.Задание

1.Найти патентные документы на изобретения (способы, устройства, материалы, промышленные образцы или полезные модели) для обоснования новых методов обработки в машиностроении или новых средств технологического оснащения для разработки инноваций (инновационных проектов), которые позволяют обеспечить конкурентоспособность новых изделий (продуктовых инноваций) с помощью технологических инноваций.

2. Обосновать технические возможности использования найденных изобретений в инновационных технологиях для обеспечения конкурентоспособности продукции машиностроения и их соответствие требованиям законов патентоведения и теории решения изобретательских задач (по перечню, согласованному с преподавателем):

−закону полноты частей системы

−закону «энергетической проводимости» системы;

−закону согласования ритмики частей системы;

−закону увеличения степени идеальности системы;

−закону неравномерности развития частей системы;

−закону перехода в надсистему;

−закону перехода с макроуровня на микроуровень;

−закону увеличения степени вепольности;

−закону увеличения степени динамичности.

3.Подготовить презентацию изобретений, полезных моделей и промышленных образцов в Power Point.

327

Раздел IV.Методы разработки инновационной продукции

4.Методика выполнения задания

1.Открыть Internet Explorer или другой имеющийся на компьютере браузер либо через кнопку «Пуск – Программы»,

либо найдя ярлык на «рабочем столе». В адресную строку браузера напечатать адрес сайта Роспатента (www.fips.ru.)

2. Осуществить поиск патентных документов следующим образом (бесплатный вариант):

2.1. В меню (слева на странице) находим строку «Информационные ресурсы» и «кликаем» по ней левой кнопкой

«мыши» (рис.6).

Рис.6. Главная страница сайта Роспатента

2.2. В окне открывшейся новой страницы находим ссылку «Информационно-поисковая система» и «кликаем» по ней левой кнопкой «мыши» (рис. 7).

328

Раздел IV.Методы разработки инновационной продукции

Рис. 7. Страница информационных ресурсов сайта Роспатент

2.3. Для входа в бесплатную базу данных системы Роспатента во вновь открывшейся странице в строке «имя пользователя» и «пароль» вводим слово «guest», нажимаем кнопку «войти», «кликая» левой кнопкой «мыши» (рис. 8).

Рис. 8. Вход в раздел баз данных информационно-поисковой системы Роспатента

329

Раздел IV.Методы разработки инновационной продукции

2.4. На открывшейся странице по выбору баз данных для патентного поиска ставим с помощью левой кнопки «мыши» «галочки» по всем пунктам патентных документов электронных баз данных РФ (рис. 9). Далее находим в левой части меню данной страницы и нажимаем левой кнопкой «мыши» на второй строке меню опцию «Поиск».

Рис. 9. Окно для выбора баз данных и поиска патентов

2.5. В открывшимся новом окне поискового запроса в строке «Основная область запроса» печатаем ключевые слова для поиска патентных документов (рис. 10) и нажимаем левой кнопкой «мыши» кнопку «Поиск».

Примечание: на рис. 10 представлена экранная форма для формулировки запроса для выбора базы данных российских патентных документов.

Система Роспатента предоставляет возможность варьировать видом поиска: логический, нечеткий и словарный (всплывающий список), а также операторами, которые обозначены в верхнем левом углу страницы поискового запроса

330