Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы инженерного творчества. Учебное пособие
.pdf
- 11 -
Человек всегда более преуспевает в том, чему всего усерднее предаѐтся
Особые дополнительные качества предъявляются к инженерам, занимающимся
изобретательской деятельностью.
Анализ деятельности выдающихся изобретателей позволяет сформулировать основные черты,
свойственные этому творческому виду деятельности человека.
Первое качество - это порой доходящая до наглости уверенность в себе: он совершенно уверен,
что добьется успеха, и преисполнен решимости его добиться. Такая уверенность в себе присуща
всем детям, которых любят родители. Однако дальнейшее образование слишком часто подавляет в
ребенке эту черту: ребенок воспринимает даваемые ему знания как нечто изначально
существующее и начинает сомневаться в собственной способности сделать что-то новое. Помочь
восстановить веру в свои силы можно, только ставя перед учащимися творческие задачи
возрастающей трудности: лишь так он сумеет убедиться в том, что можно самостоятельно найти
нужное решение.
Второе качество - также относится к области эмоций - это настойчивость и усердие,
помогающие преодолеть препятствия и противодействие и не отступать перед неудачами и
трудностями. У некоторых людей такого рода упорства больше, чем у других, однако любой
зрелый человек способен проявить настойчивость, если он уверен в значимости своей работы не
только для самого себя, но и для человечества.
Третье качество - изобретатель должен выработать в себе интеллектуальную и физическую
сноровку, необходимую для успешной работы, способность проводить разумные аналогии и
оперировать моделями, в которых сохранены все основные контуры задачи и опущены
несущественные детали, а также умение "думать руками", создавая сложные движущиеся
конструкции.
Четвертое качество- изобретатель должен хорошо знать самого себя: знать, когда следует
мобилизовать все силы на решение задачи, а когда лучше дать задаче "отлежаться", в какое время
суток и при каких условиях ему лучше работается.
Особенно важно уметь подавлять в себе критическое начало: чтобы новая идея не погибла под
гнетом возражений, не успев даже окончательно сформулироваться, нужно избавляться от
смирительной рубашки внутренних запретов [14].
Пятое качество - у изобретателя должен быть особый "изобретательский" взгляд. Иными
словами, он должен смотреть на все творения человека так, словно он только что прилетел с
Марса, и всегда задаваться вопросами: "Почему это делается так, а не иначе? Чего хотят этим
добиться? Нужно ли создавать столько шума и загрязнений? Можно ли достичь поставленной
цели другим путем? Нужны ли поезду колеса? Почему у машины выхлопная труба снизу? Почему
так гудят лампы дневного света? Должен ли пылесос работать с таким шумом?" Эти и тысячи
других вопросов могут натолкнуть человека на изобретение. Точно так же учение относится к
любому явлению: Как же объяснить все это?
Человек всегда более преуспевает в том, чему всего усерднее предается.
Изобретатель обязан овладеть искусством мобилизовать для творчества всю свою
эмоциональную энергию, то есть подходить к проблеме с такой целеустремленностью, как если
бы от его решения зависело самое главное в жизни. Вот почему самые крупные изобретения
делаются людьми, отчетливо сознающими их необходимость. У большинства людей творческое
состояние ума неразрывно связано с физическим здоровьем.
Творческая активность, несомненно, требует от человека огромного запаса эмоциональной
энергии, которая позволяет оптимистически смотреть на вещи и тем самым избавляет
изобретателя от пессимизма (вызванного, в частности, скептическим отношением окружающих
или кажущейся неразрешимостью задачи).
Важное качество, которое должен развивать в себе изобретатель, - это способность
доискиваться до сути проблемы; ему необходимо уметь создать простейшую мысленную модель
системы, которую он стремится улучшить.
- 12 -
Совершенствуя себя, мы совершенствуем и мир, в котором живем.
Эта модель не должна содержать ничего лишнего, только самые необходимые существенные
элементы. Невозможно работать над изобретением, мысленная модель которого содержит массу
второстепенных деталей и настолько сложна, что не представляется цельной. Необходимо знать
основные законы природы, преступить которые не следует пытаться.
Совершенно необходимыми качествами для будущего изобретателя является способность
"думать руками". Все великие изобретатели постигли это искусство, когда работали в своих
домашних мастерских и лабораториях. Только чистый математик способен обойтись без этого
качества, изобретателю же без него никогда не удастся изобрести что-то такое, что можно было
бы претворить в жизнь.
Каждому изобретателю следует хорошо понимать, освоить и применять следующие принципы
изобретения:
1. Задача, требующая подлинно изобретательского решения, представляется неразрешимой
всем, кроме изобретателей подлинно творческого склада. Но те задачи, решить которые
действительно невозможно, лишь на первый взгляд противоречат законам природы или
известным свойствам материалов: все дело в том, что эти законы или свойства трактовались
неверно. Таким образом, изобретатель, прежде всего, должен работать над формулировкой задачи.
При этом следует искать такую формулировку, которая не только допускала бы решение задачи,
но и вела к главной цели.
2. Изобретателю следует увидеть некую человеческую потребность и попытаться найти
лучший способ удовлетворить ее. Это более ценный путь, чем работать с открытием какого-либо
природного явления, с тем, чтобы найти для него применение в дальнейшем.
3. Нередко случается, что задача имеет два и более различных решения. Каждое из этих
решений может обладать своими достоинствами и недостатками. Так, среди конструкций
самолетов с неподвижной несущей плоскостью монопланы и бипланы существовали бок о бок на
протяжении трех десятилетий, пока растущие скорости и появление новых конструкционных
материалов не выявили безусловного преимущества моноплана.
4. Когда идея какого-либо крупного изобретения "висит в воздухе", над ним могут независимо
работать одновременно насколько человек. Это объясняется тем, что потребности людей ясны
многим, так же как многим известны материалы и физические явления, которыми можно
воспользоваться для удовлетворения этих потребностей, хотя научная теория нередко появляется
значительно позже.
5. У всякой подлинно творческой личности бывают дни отчаяния и безнадежности - как до
рождения оригинальной мысли, так и после. Настоящий изобретатель должен научиться не терять
при этом энтузиазма и верить в успех своей затеи.
6. Принцип "разделяй и властвуй" применим и в сфере изобретательской деятельности. Нужно
выделять центр тяжести проблемы и постоянно совершенствовать это умение. Не пытайтесь
одним махом разрешить все проблемы.
7. После того как вам в голову придет стоящая идея, пользуйтесь методом последовательных
приближений. Не следует конкретизировать идею больше, чем это нужно для того, чтобы перейти
к следующему этапу работы. Всегда оставляйте для себя как можно более широкий выбор.
Именно таким путем идет, например, художник-пейзажист: прежде чем положить на холст краски,
он делает грубые наброски. Детали вырисовываются лишь в третьем приближении. Нужно
соблюдать правильную очередность: не следует, например, обращаться к экономической стороне
дела, пока не будет ясна инженерная. Не следует даже думать об очередном вопросе, пока не
решен предыдущий.
Можно рекомендовать следующий порядок вопросов, на которые предстоит ответить
инженеру-изобретателю:
1. Не противоречит ли изобретение законам природы?
2. Может ли изобретение работать и будет ли достигнута желанная цель?
3. Может ли изобретение работать с достаточной скоростью, производительностью и тому
подобное?
- 13 -
4. Можно ли осуществить его из известных материалов и с помощью существующей
технологии?
5. Будет ли оно надежным и простым в эксплуатации?
6. Можно ли им управлять, а при необходимости регулировать и настраивать?
Только ответив на эти вопросы, можно переходить к экономике:
7. Будет ли изобретение достаточно дешевым?
8. Какова стоимость его эксплуатации и обслуживания?
9. Каким будет срок службы?
10. Как часто будут поломки и будут ли они иметь катастрофические последствия?
1.3. ТЕОРИЯ ТВОРЧЕСТВА И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ
Творчество – это, прежде всего
управление собой. А это - каждый
знает - очень и очень трудно!
Т. Эдисон
1.3.1. Противоречия, лежащие в основе изобретательских задач
В основе любой изобретательской задачи лежит противоречие, которое на определенном этапе
решения этой задачи затрудняет поиск результата, обеспечивающего выполнение требуемой
функции проектируемого объекта. Без разрешения противоречия проектируемого технического
объекта невозможно движение вперед, совершенствование объекта. Поэтому главное в процессе
изобретательства - устранение противоречия.
Сами по себе изменения, которые внесены в ту или иную конструкцию или в тот или иной
процесс, могут быть совсем небольшими. Важно другое: чтобы эти изменения приводили к
устранению противоречий. Различают три типа противоречий:
1.административное противоречие. Надо получить то-то, но я не знаю, как это сделать. Такое
противоречие лежит на виду, его легко сформулировать, причем особой точности не требуется.
Однако процесс решения от этого не облегчится. Такое противоречие порождает
изобретательскую ситуацию.
2.Техническое противоречие. "Одно свойство системы противоречит другому его свойству"
или "Улучшение одной части системы приводит к ухудшению другой ее части". Главная суть в
том, что выигрыш в чем-то одном приводит к проигрышу в другом. Например, повышение
надежности приводит к увеличению веса, повышение скорости - к повышению сопротивления и
мощности, повышение качества - к повышению стоимости. Сформулировать техническое
противоречие – значит, перейти от ситуации к задаче. Поэтому правильный переход от
административного противоречия к техническому - это существенный сдвиг в решении задачи.
Физическое противоречие. Часть рассматриваемой системы должна находиться в таком
физическом состоянии, чтобы удовлетворять одному требованию задачи, и должна находиться в
противоположенном физическом состоянии, чтобы удовлетворять другому требованию задачи.
Какое физическое противоречие скрыто в глубине технического противоречия - чаще всего
неизвестно. Нужно каким-то образом добраться до физического противоречия. Когда становится
известным техническое противоречие, то изобретательская задача из туманной превращается в
конкретную и потому значительно более простую техническую или физическую задачу.
Изобретательская задача трудна по трем причинам:
1. Сначала мы имеем дело не с задачей, а с изобретательской ситуацией - целым клубком
задач и нужно каким-то образом выделить из этого клубка единственно правильную задачу.
2. Пытаясь решить задачу обычными (известными, привычными) путями, мы наталкиваемся
на техническое
противоречие,
и нужно каким-то образом докопаться до спрятанного в его глубине
- 14 -
физического противоречия.
3. Чтобы устранить физическое противоречие, нужно каким-то образом найти подходящий
технический прием или физический эффект.
1.3.2. Этапы и стадии творческого процесса
Бесталантных людей нет, есть
люди, занимающиеся не своим
делом.
Н. Энкельманн
Долгое время творчество было уделом немногих и считалось привилегией одаренных
личностей. С развитием науки,
техники стало ясно, что технический прогресс требует усилий большого числа специально
подготовленных людей. Стало понятно, что творчество – это "ремесло", которому нужно учиться.
Но, чтобы учиться творчеству, сначала нужно познать его закономерности.
Во второй половине XIX века появились первые попытки объяснить процесс решения
технических задач с психологической точки зрения. Исследователи изучали личность
изобретателя, искали в нем нечто необычное, исключительное, пытались установить связь между
психическими заболеваниями и гениальностью, говорили об особом составе крови изобретателей
и тому подобное. И только в начале XX века постепенно начало утверждаться мнение, что
творческие задатки есть почти у всех людей. Это послужило серьезным толчком к изучению
процессов эвристической деятельности, методов поиска творческих решений, к подготовке людей
к творческому труду.
По свидетельству психологов любой творческий процесс, в том числе и решение
изобретательской задачи, всегда имеет следующие этапы:
1. Подготовка. Накопление знаний по данному вопросу, четкая формулировка постановки
задачи. Правильно поставить задачу часто означает решить ее наполовину. На этом этапе инженер
внимательно обдумывает возникшую идею, чтобы приобрести уверенность в возможности и
целесообразности ее осуществления. В результате бесед, изучения имеющихся литературных
источников и патентного материала он убеждается, что подобное изделие еще не создано или
создано не в лучшем(полном) варианте. При этом следует также убедиться, что работа
задуманного изделия не противоречит основным законам природы (так, бессмысленно задумывать
радиоприемник, полагая, что он не будет подвергаться воздействию помех, так как это
противоречит фундаментальным законам природы).
2. Концентрация усилий. Упорная работа с целью получить решение, анализ задачи,
разложение ее на составляющие элементы. При этом часть элементов окажется известной, а
неизвестное встанет более ясно. На этом этапе происходит обдумывание и поиск общих путей
решения поставленной задачи. В простейших случаях такой поиск означает перебор возможных
вариантов. Однако истинное творчество состоит в нахождении нового пути, который до сих пор не
был известен.
3. Передышка. Период умственного отдыха, когда происходит отвлечение от решаемой
задачи.
4. Озарение. Получение (синтез) новой идеи или изменение уже известной, которая является
искомым решением. Озарение является весьма своеобразным этапом творчества, которого иногда
может и не быть. Он состоит в кажущемся неожиданном нахождении решения задачи. Озарение
возможно в те периоды времени, когда инженер, казалось бы, и не думает о решении своей задачи.
Решение может подсказать наблюдение какого-либо постороннего процесса. Глубокого
психологического обоснования озарения еще не существует. Однако ясно, что оно – результат
подсознательной переработки заложенной и поступающей в мозг информации. Причем озарение
при отсутствии знаний невозможно.
5. Доведение работы до конца. Обобщение, оценка. При этом приводится строгая, тщательная
проверка новизны, целесообразности и пользы полученного результата. Она может быть
- 15 -
Накопл
ение
знаний.
Предва
ритель
-ная
подгот
овка
Обдумы
вание.
Концен
трация
Передышка,отвлечение
от решаемой задачи
Озаре
ние
Обобщение,оцен
ка,рацио
нальная
проверка.Довед
ение
работы
до
В начале любого дела возникает идея. Существует только то, о чем думают.
выполнена путем логических рассуждений, бесед с коллегами по работе, консультаций у
специалистов и так далее. Необходимо выяснить, не сделано ли какого-либо предположения,
которое практически невыполнимо (например, предположение об отсутствии рассеивания
величины выполняемого размера в партии заготовок), не пренебрегли ли каким-либо явлением,
которое в действительности скажется на работе устройства (например, температурной
деформацией). Часто эффективным приемом выявления реальности найденного решения является
рассмотрение его при экстремальных (очень больших или очень малых) значениях некоторых
параметров изделия. Такое рассмотрение на качественном уровне (без строгих доказательств)
"нацеливает" инженера на последующие расчеты.
Структура творческого процесса показана на рис.3.
Изобретения возникают лишь в результате долгой и систематической работы. Вдохновение,
озарение и тому подобное приходят лишь тогда, когда для них уже создан солидный фундамент.
Поэтому в процессе решения задачи при затруднениях на разных этапах творческого процесса
полезно возвращаться к предыдущим этапам и вновь с усердием и терпением преодолевать их во
имя достижения поставленной цели.
Рис.3. Структурная схема творческого процесса
При более формализованном представлении процесса изобретательской деятельности
представляется возможность выделить шесть стадий:
А. Выбор задачи
1. Использована готовая задача.
2. Выбрана одна из нескольких задач.
3. Изменена исходная задача.
4. Найдена новая задача.
5. Найдена новая проблема.
Б. Выбор поисковой концепции
Использована готовая поисковая концепция.
Выбрана одна поисковая концепция из нескольких.
Поисковая концепция изменена применительно к условиям задачи.
Найдена новая поисковая концепция. Найден новый метод.
В. Сбор информации
Использованы имеющиеся сведения.
Собраны сведения из нескольких источников.
Собранная информация изменена применительно к условиям задачи.
Получены новые данные относительно к задаче.
Получены новые данные к проблеме.
- 16 -
Уровень
изобретения
Число
изобретений
%
Число
проб
Качественное различие
(область решения задачи)
1
32
До 10
В пределах одной узкой
2
45
До 100
В одной отрасли техники
3
19
До 1000
В разных отраслях
4
3,7
Более 1000
В науке с использованием физических
и химических эффектов и явлений
5
0,3
Более 10000
На основе новых знаний
Мысли формируются и развиваются в подсознании под воздействием самого
Г. Поиск идеи решения
Использовано готовое решение.
Выбрано одно решение из нескольких.
Изменено известное решение.
Найдено новое решение.
Найден новый принцип.
Д. Развитие идеи в конструкцию
Использована готовая конструкция.
Выбрана одна из нескольких конструкций.
Изменена исходная конструкция.
Создана новая конструкция.
Созданы новые конструктивные принципы.
Е. Внедрение
Внедрена готовая конструкция.
Внедрена модификация готовой конструкции.
Внедрена новая конструкция.
Конструкция применена к новому.
Изменена система, в которую вошла новая конструкция. Каждая стадия может быть пройдена
на одном из пяти уровней: 1-использование готового объекта, почти без выбора: 2-выбор одного
объекта из нескольких; 3-частичное изменение выбранного объекта; 4-создание нового объекта
или полное изменение исходного; 5-создание нового комплекса объектов.
1.3.3. Уровни решения изобретательских задач
По сложности решения все изобретательские задачи условно разделяют на пять уровней [15].
Разделение на уровни связано с оценочным числом проб, необходимых для решения той или иной
изобретательской задачи. Чем больше требуется проб (попыток) для решения задачи, тем выше
(сложнее) уровень решения данной задачи. В табл. 1 показано соответствие уровня сложности
изобретательской задачи возможному числу проб при поиске решений и предполагаемая область
нахождения результата.
Таблица 1
Уровни изобретательских задач
- 17 -
Любой человек, сколь бы гениален он ни был, в течение своей жизни использует не более миллиардной доли
тех возможностей, которые ему представляет его мозг.
*В пособии приведены задачи для сам остоятельного их решения студентами
Около 77% зарегистрированных изобретений представляют собой лишь новые конструкции,
усовершенствования, для создания которых достаточны знания и навыки, которыми обязан
обладать каждый современный инженер. Вместе с тем качественное изменение техники
обеспечивают именно решения 3-5 уровней, и они составляют менее 1/4 приведенного числа
изобретений.
В истории техники немного великих изобретений революционного характера. Исследователи
называют всего 150 - 200 таких решений, "цена" которых может составлять десятки и сотни тысяч
проб.
Рассмотрим, более подробно пять уровней изобретений, приведем конкретные примеры
изобретений разного уровня и предложим задачи для решения.
Первый уровень. Решение таких задач, можно сказать, не связано с устранением технических
противоречий и приводит к мельчайшим изобретениям ("неизобретательские изобретения").
Задача первого уровня и средства ее решения лежат в пределах одной профессии, решение задачи
под силу каждому специалисту. Объект задачи указан точно и правильно. Вариантов изменений
мало, обычно не более десяти. Сами изменения локальны: незначительно перестраивая объект,
они не отражаются на иерархии систем.
ПРИМЕР
Авторское свидетельство N 157350,: "Защитный колпак к баллонам для сжатых сжиженных
газов, отличающийся тем, что с целью значительного снижения стоимости и экономии металла
колпак выполнен из пластмассы, и снабжен ребрами жесткости на внутренней поверхности". У
этого изобретения все стадии творческого процесса пройдены на первом уровне. Взята готовая
задача, использована готовая поисковая концепция, никакой специальной информации собирать
не пришлось ( пластмассовые колпаки применяются в термосах). Конструкция тоже готовая.
ЗАДАЧА 1
На речных судах мачты состоят из двух частей: неподвижная часть (стандерс) шарнирно
соединена с подвижной (стойка). При прохождении, под мостом стойки опускают, а потом, когда
мост остается позади, вновь поднимают. Весит стойка немало, поднимать и опускать ее- сложно.
Возникает задача: как упростить подъем – спуск стойки?
Второй уровень. Задачи с техническими противоречиями, легко преодолеваемыми с помощью
способов, известных применительно к родственным системам. Например, задача, относящаяся к
фрезерным и сверлильным станкам, решена приемом, уже используемым в токарно-револьверных
станках. Меняется (да и то частично) только один элемент системы. Ответы на задачи второго
уровня - мелкие изобретения. Для получения ответа обычно приходится рассмотреть несколько
десятков вариантов решения.
Третий уровень. Противоречие и способ его преодоления находятся в пределах одной науки, то
есть механическая задача решается путем, известным в механике, химическая задача - в химии.
Полностью меняется один из элементов системы, частично меняются другие элементы. Число
вариантов, рассматриваемых в процессе решения, измеряется
*
сотнями. В итоге - добротное
среднее изобретение.
- 18 -
ПРИМЕР.
Авторское свидетельство Н 1342604, Резец, содержащий режущую пластину, закрепленную на
державке с опорной поверхностью и двумя продольными сквозными пазами, соединенными
между собой со стороны головки резца, отличающийся тем, что, с целью повышения
износостойкости резца за счет уменьшения амплитуды колебаний при резании, резец снабжен
пластиной с ребрами , размешенными с натягом в продольных лазах державки под углом 45°- 60°
к опорной поверхности державки.
ЗАДАЧА 2
В трубе, по которой движется газ, установлена поворотная заслонка. Иногда, температура газа
неконтролируемо меняемся (повышается на 20 - 30°). С повышением температуры уменьшается
плотность газа, подает количество газа, проходящего через трубу в единицу времени. Нужно
обеспечить постоянный расход газа (для каждого угла поворота заслонки).
ПРИМЕР
Авторское свидетельство Н 258481: "Способ дуговой сварки, при котором дуга горит между
электродом и изделием, отличающийся тем, что с целью повышения качества сварки в качестве
электрода используют струю жидкого металла, подаваемого в зону сварки электромагнитным
насосом по трубопроводу, изменено известное решение и конструкция.
ЗАДАЧА 3
Существует специальный вид фотографирования с использованием взрывного затвора: с
помощью сильного электрического заряда уничтожают шторку, перекрывающую путь световому
потоку. Решено 6ыло использовать этот принцип при киносъемке. Но киносъемка требует
непрерывности, надо снимать один кадр за другим. Возникает проблема: каким образом быстро
менять шторку, уничтоженную взрывом?
Четвертый уровень. Синтезируется новая техническая система. Поскольку эта система не
содержит технических противоречий, иногда создается впечатление, что изобретение сделано без
преодоления технического противоречия. На самом же деле противоречие было, однако
относилось оно к прототипу - старой технической системе. В задачах четвертого уровня
противоречия устраняются средствами, подчас далеко выходящими за пределы науки, к которой
относится задача (например, механическая задача решается химически). Число вариантов, среди
которых "прячется" правильный ответ, измеряется тысячами и даже десятками тысяч. В итоге крупное изобретение. Нередко найденный принцип является "ключом" к решению других задач
второго - четвертого уровней.
ПРИМЕР
Авторское свидетельство N 163559: "Способ контроля породоразрушаюшего инструмента,
например, буровых долот, отличающийся тем, что с целью упрощения контроля в качестве
сигнализатора износа применяют монтируемые в тело долот ампулы с резко пахнущими
химическими веществами, например этилер катаном". Здесь предлагается новый (запаховый)
способ контроля.
ПРИМЕР
Авторское свидетельство № 1357145. Предложен способ дробления стружки при механической
обработке металлов резанием, отличающийся тем, что на зону пересечения стружки и потока
смазочно-охлаждающей жидкости периодически воздействуют магнитные поля, при этом
используют жидкость, твердеющую в магнитном поле, в процессе обработки при Фиксации
стружки за счет отвердевшей смазочно-охлаждающей жидкости происходит непрерывное
увеличение ее длины, а следовательно, увеличение изгиба стружки и разрушение ее на элементы.
ЗАДАЧА 4
На заводе, выпускающем сельскохозяйственные машины, был небольшой полигон для
испытания машин на трогание с места и разворота. Завод получил заказ на поставку продукции в
- 19 -
Мысли - это сила. Наши цели, наши планы - это сконцентрированные мысли. Поэтому каждый свой
день начинайте мыслями, полными уверенности, радости и оптимизма.
20 стран. Выяснилось, что нужно проводить испытания на 100 видах почв. Чем больше полигон тем надежнее испытания. Но с увеличением числа полигонов резко возрастает стоимость
испытаний и, следовательно, стоимость продукции.
Пятый уровень. Изобретательская ситуация представляет собой клубок сложных проблем
(например, очистка океанов и морей от нефтяных и прочих загрязнений). Число вариантов,
которые необходимо перебрать для решения, практически неограниченно. В итоге - крупнейшее
изобретение. Это изобретение создает принципиально новую систему, она постепенно обрастает
изобретениями менее крупными. Возникает новая отрасль техники. Примерами могут служить
самолет ( изобретение самолета положило начало авиации), радио (радиотехника), киноаппарат
(кинотехника), лазер (квантовая оптика).
ПРИМЕР
Авторское свидетельство N 167056: "Способ уменьшения износа трущихся поверхностей,
разделенных слоем смазки, например в подшипниках скольжения, отличающийся тем, что с целью
уменьшения трения к трущимся поверхностям в процессе их работы подводят переменное
электрическое напряжение от источника тока повышенной частоты" Новый принцип использован
в решении этой задачи.
ЗАДАЧА 5
Нужно предложить подземоход, способный передвигаться в земной коре со скоростью 10 км/ч
при запасе хода в 300 – 400 км.
Характерная особенность задач пятого уровня: к моменту постановки подобных задач средства
их решения лежат за пределами современной науки. Не известны те физические эффекты,
явления, принципы, на основе которых может быть создан, например, подземоход (а вместе с ним
отрасль техники - глубинный транспорт).
Условия задачи пятого уровня обычно не содержат прямых указаний на противоречие.
Поскольку системы - прототипа нет, то нет и присущих этой системе противоречий. Они
возникают в процессе синтеза принципиально новой системы. Предположим, решено обеспечить
продвижение подземохода путем расплавления горных пород. Сразу образуется узел сложнейших
противоречий: расплавляя окружающие породы, мы облегчаем движение машины, но резко
увеличиваем расход энергии, создаем гигантский теплоприток внутрь подземного корабля,
затрудняем использованием известных навигационных средств, следовательно, лишаем машину
управления.
1.4. ПОСТАНОВКА И АНАЛИЗ ТВОРЧЕСКИХ ЗАДАЧ
Постановка задачи - это нелегкая работа. Однако нужно всегда помнить, что правильная
постановка изобретательской задачи - это половина ее решения и отсечение многих
бесперспективных и тупиковых направлений поиска. Нередки случаи, когда решение задачи
находят в процессе ее постановки. Поэтому не следует экономить время на анализ и постановку
задачи. В работе А.И. Половинкина [15] предложен алгоритм в виде набора операций,
позволяющих формализовать теоретический процесс постановки изобретательской задачи.
Рассмотрим последовательность и содержание этих операций.
Операция 1. Описание проблемной ситуации представляет собой самую предварительную
- 20 -
Технический
объект
Описание функции
Действие
Объект
Условие
Пневмотранспорт
внутри цеха
Транспортирует
Крупные
заготовки с
габаритами
420х275х350 мм
Между складом и
рабочими
местами на
расстояние 60 м
Бытовая
электроплитка
Нагревает
Емкость с водой
объемом до 5 л
До кипения за
время не более 20
мин
Ясность цели совершенно необходима. В четком формулировании целей проявляется способность
сосредоточиваться.
краткую формулировку задачи, в которой должны содержаться ответы на следующие вопросы:
А. В чем состоит затруднение или проблемная ситуация и какова ее предыстория?
Б. Что требуется сделать для устранения проблемной ситуации, то есть какую потребность
нужно удовлетворить?
В. Что мешает устранению проблемной ситуации или достижению цели?
Г. Что дает решение задачи для людей, предприятия, народного хозяйства и так далее?
Операция 2. Описание функции (назначения) технического объекта содержит четкую краткую
характеристику технического средства, с помощью которого можно удовлетворить возникающую
потребность.
При этом рекомендуется давать сначала качественное, а затем количественное описание
функции, которую требуется реализовать с помощью разрабатываемого технического объекта
(табл.2).
Операция 3. Выбор прототипа и составление списка требований. В описании проблемной
ситуации часто указывают прототип, который требуется усовершенствовать. Этот исходный
прототип обычно приходится брать за основу при поиске улучшенного решения. Кроме этого,
рекомендуется выбрать еще 1 - 2 дополнительных прототипа, имеющих определенные
достоинства по сравнению с исходным.
Таблица 2
Пример описания функции объектов [15]
При этом в первую очередь используются существующие в практике изделия на уровне
лучших мировых образцов, аналогичные технические решения в ведущем классе объектов.
Ведущий класс технических объектов по сравнению с рассматриваемым имеет близкую функцию
и более высокий технический уровень. Например, для автомобилестроения ведущим классом
может быть авиация, для строительства - машиностроение.
Иногда при выборе прототипа удается найти подходящее решение и тем самым снять
проблемную ситуацию. В этом случае при дефиците времени и ресурсов можно прекратить
решение задачи поиска улучшенного варианта. Однако при наличии времени почти всегда имеет
смысл и есть возможность улучшить найденное решение и тем самым отодвинуть время
возникновения новой проблемной ситуации в данном месте.
Операция 4. Составление списка недостатков прототипа. Каждый практически используемый
объект, как правило, имеет некоторый список недостатков, устранение которых обеспечивает
получение новой улучшенной модификации. При выполнении этой операции стремитесь выявить
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]