Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методические основы инженерно-технического творчества. Учебное пособие
.pdf
4. Решения задачи.
111
Решение 1: использовать металлокерамический стержень, который
одновременно является тепловыделяющим элементом, работающим при
пропускании через него электрического тока.
Решение 2: паяльник, выполненный по типу пишущего узла (шари-
ковая ручка, фломастер), где расплав припоя поступает к точке пайки
через, например, капилляры.
Решение 3: нагревательный элемент паяльника включается только
при касании жала паяльника припоя (места пайки), замыкание: а) за
счет кнопки; б) через припой (место пайки); в) за счет срабатыв
ания
сенсорного элемента при поднесении руки к паяльнику.
3.5. Метод тестов, контрольных вопросов.
Суть метода (автор – руководитель изоб
бридже
Тим Эйлоарт, Великобритания, 1955 г.) изложена, например, в
ретательского бюро в Кем-
[24, 40]. Известны также списки А. Осборна (Великобритания), матема-
тика Дж. Пойа, Д. Пирсона, Э. Раудзенпа, Г.Я. Буша, С.И. Чурюмова,
Б.С. Жарикова, метод записной книжки Дж.В. Хефеле и др.
3.5.1. Списки Т. Эйлоарта.
1. Определение метода: решение изобретательской задачи путем
активизации творческого процесса при ответе на совокупность зар
анее
составленных типовых наводящих вопросов.
2. Идея метода: изобретатель, отвечая на вопросы, содержащиеся
в списке, может подойти к новому решению, таким образом задает
ся
программа поиска решения изобретательской задачи.
3. Рекомендуемые этапы реализации.
Список контрольных вопросов по Эйлоарту:
Перечислить все качества и определения предлагаемого изобрете-
3.1.
ния, изменить их.
Сформулировать задачи ясно. Попробовать новые формулировки.
3.2.
Определить второстепенные и аналогичные задачи. Выделить
главные.
Перечислить недостатки имеющихся решений, их основные прин-
3.3.
ципы, новые предложения.
Набросать фантастические, биологические, экономические, моле-
3.4.
кулярные и другие аналоги.
Построить математическую, гидравлическую, механическую и дру-
3.5.
гие модели (модели точнее выражают идею, чем аналоги).
Попробовать различные виды материалов, состояния веществ, эф-
3.6.
фекты, виды энергии:
газ, жидкость, твердое тело, гель, пену, пасту и др.;
112
теплоту, магнитную энергию, электрическую энергию, свет, силу
удара и т. д.;
различные длины волн, поверхностные свойства и т. п.;
переходные состояния – замерзание, конденсация, переход через
точку Кюри и т. д.;
эффекты Джоуля–Томсона, Фарадея и др.
Установить варианты, зависимости, возможные связи, логические
3.7.
совпадения.
Узнать мнение некоторых совершенно неосведомленных в дан-
3.8.
ном деле людей.
Устроить сумбурное групповое обсуждение, выслушивая все рас-
3.9.
суждения и каждую идею без критики.
Попробовать «собственные» (личные) решения: хитрое, всеобъ-
3.10.
емлющее, расточительное, сложное.
Спать с проблемой, идти на работу, гулять, принимать душ, ехать,
3.11.
пить, есть, играть, играть в теннис – все с ней.
Бродить среди стимулирующей обстановки (выставки, техниче-
3.12.
ские музеи, магазин для технического творчества), просматривать
журналы.
Набросать таблицу цен, величин, перемещений, типов материалов
3.13.
и т. д., разных решений проблемы или разных ее частей, искать
проблемы в решениях или новые комбинации.
Определить идеальное решение, разрабатывать возможные.
3.14.
Видоизменить решение проблемы с точки зрения (скорее или
3.15.
медленнее) размеров, вязкости и т. п.
В воображении залезть внутрь механизма.
3.16.
Определить альтернативные проблемы и системы, которые изы-
3.17.
мают определенное звено из цепи и таким образом создают нечто
совершенно иное, уводя в сторону от нужного решения.
Чья это проблема? Почему его?
3.18.
Кто придумал это первый? История вопроса. Какие ложные тол-
3.19.
кования этой проблемы имели место?
Кто еще решал эту проблему? Чего он добился?
3.20.
Определить общепринятые граничные условия и причины их
3.21.
установления.
4. Достоинства метода: поиск решения ведется организованно и
целенаправленно, формализованный механизм ответа на типовые вопросы, заставляющий по-новому взглянуть на анализируемую проблему
и предложить новые пути для ее решения.
5. Недостатки метода: близость к методу проб и ошибок (являет-
113
ся его продвинутой модификацией), не универсальность, решение относительно несложных задач преимущественно на основе личного опыта
изобретателей.
6. Пример(ы) практической реализации.
Ответственные детали приборов и механизмы хранят в упаковке из
пластиковой пленки. После удаления пленки необходимо убедиться, что
на приборе или механизме не осталось налипшей пленки.
тенте США 3422347 предложено добавлять в пленку люмино-
В па
фор. При освещении детали ультрафиолетовым светом остатки пленки
на ней будут свети
ться.
3.5.2.
Список вопросов Л. Осборна.
1. Определение метода:
2. Идея метода:
3. Рекомендуемые этапы реализации.
Ответить на список вопросов:
Какое новое применение техническому объекту Вы можете
3.1.
предложить?
Возможны ли новые способы применения?
3.2.
Как модифицировать известные способы применения?
3.3.
Возможно ли решение изобретательской задачи путем приспо-
3.4.
собления, упрощения, сокращения?
Что напоминает Вам данный технический объект?
3.5.
Вызывает ли аналогия новую идею?
3.6.
Имеются ли в прошлом аналогичные проблемные ситуации,
3.7.
которые можно использовать?
Что можно копировать?
3.8.
Какой технический объект нужно опережать?
3.9.
Какие модификации технического объекта возможны?
3.10.
Возможна ли модификация путем вращения, изгиба, скручи-
3.11.
вания, поворота?
Какие изменения, назначения, функции, цвета, движения, за-
3.12.
паха, формы, очертаний возможны?
Другие возможные изменения?
3.13.
Что можно увеличить в техническом объекте?
3.14.
Что можно присоединить?
3.15.
Возможно ли увеличение времени службы, воздействия?
3.16.
Увеличить частоту? Размеры? Прочность?
3.17.
Повысить качество?
3.18.
Присоединить новый ингредиент?
3.19.
3.20. Дублировать?
114
Возможна ли мультипликация рабочих органов, позиций или
3.21.
других элементов?
Возможно ли преувеличение, гиперболизация элементов или
3.22.
всего объекта?
Что можно в техническом объекте уменьшить?
3.23.
Что можно заменить?
3.24.
Можно ли что-нибудь уплотнить, сжать, сгустить, конденси-
3.25.
ровать, применить способ миниатюризации? Укоротить,
Сузить? Отделить? Раздробить? Приумножить?
Что можно в техническом объекте заменить?
3.26.
Что и сколько можно заменить и чем?
3.27.
Ингредиент?
Материал?
Процесс?
Источник энергии?
Расположение?
Цвет/звук, освещение?
Что можно преобразовать в техническом объекте?
3.28.
Какие компоненты можно взаимно заменить?
3.29.
Модель?
Разбивку, разметку, планировку?
Последовательность операций?
Причину и эффект?
Скорость или темп?
Режим?
Что можно в техническом объекте перевернуть наоборот?
3.30.
Транспонировать положительное и отрицательное?
Нельзя ли поменять местами противоположно размещенные эле-
менты?
Повернуть их задом наперед?
Перевернуть низом вверх?
Обменять местами?
Поменять ролями?
Перевернуть зажимы?
Какие новые комбинации элементов технического объекта
3.31.
возможны?
Можно ли создать смесь, сплав, новый ассортимент, гарни-
3.32.
тур?
Комбинировать:
3.33.
Секции, узлы, блоки, агрегаты?
Цели?
115
Привлекательные признаки?
Идеи?
4. Достоинства метода: см. выше.
5. Недостатки метода: см. выше.
6. Пример(ы) практической реализации: см. выше.
3.5.3. Метод записной книжки Дж.В. Хефеле [41].
1. Определение метода.
2. Идея метода.
3. Рекомендуемые этапы реализации.
Ответить на список вопросов:
Можно ли использовать конструкцию в других целях, если ничего
не менять или произвести незначительные изменения?
С чем можно сравнить конструкцию?
Что можно в ней изменить?
Что можно увеличить (количество, время, частоту, прочность, вы-
соту, длину, толщину, стоимость, число компонентов и т. д.)?
Что можно уменьшить?
Можно ли заменить конструкцию (или ее составные части) на что-
нибудь?
Что можно сделать наоборот?
4. Достоинства метода: см. выше.
5. Недостатки метода: см. выше.
6. Пример(ы) практической реализации: см. выше.
3.5.4. Метод комиссий Ю.В. Сидельникова.
1. Определение метода: метод прогнозирования, в котором груп-
па экспертов многократно собирается для обсуждения одного и того же
вопроса, причем не руководит обсуждением, а лишь обеспечивает активную работу каждого эксперта.
2. Идея мет
ода: экспертиза проводится в форме свободного об-
мена мнениями для получения общего суждения экспертов. Очная форма
общения экспертов значительно сокращает время экспертизы, облег-
чает получение единого согласованного мнения.
3. Рекомендуемые этапы реализации:
предварительно разрабатывается программа обсуждения;
«волевым путем» (назначением) подбирается группа экспертов
(10–12 человек);
в ходе открытого некритического общения проводится свободный
очный обмен мнениями между экспертами без использования обезличенных суждений типа «обычно считается, что» или «говорят, что»;
организатор экспертизы с учетом рекомендаций психологов обес-
116
печивает активную работу каждого эксперта и получение единого
согласованного мнения.
4. Достоинства метода: простота и кажущаяся традиционность
реализации.
5. Недостатки метода: решение относительно простых проблем-
ных ситуаций.
6. Пример(ы) практической реализации: см. выше.
3.5.5. Метод экспертных оценок.
1. Определение метода: метод, предусматривающий привлечение
к анализу новых технических идей сп
ециалистов из различных техниче-
ских областей.
2. Идея метода: многостороннее рассмотрение проблемы с точек
зрения специалистов различного профиля.
3. Рекомендуемые этапы
реализации [22, с. 12]: проектируемое
устройство рассматривается с различных точек зрения, причем:
устройство должно удовлетворять удобству человека;
устройство не должно нарушать условия общественного порядка;
конструкция должна хорошо соответствовать условиям окружаю-
щей среды (климатическим, радиационным и т. д.);
могут возникнуть требования, исходя из условий биологической
среды;
изделие анализируется с точки зрения совместимости заложенных
в нем физических эффектов.
3.6. Метод случайных комбинаций и сочетаний. Игровые методы
развития ситуаций.
1. Задача (постановка задачи):
не определена;
усовершенствовать;
создать новый объект; объект с комбинированными свойствами.
2. Формулировка проблемы (проблема): отсутствует.
3. Процедуры, рекомендуемые методом: перебор случайных
комбинаций и сочетаний.
4. Решение задачи:
радиорепродуктор-часы на жидких кристаллах с подпиткой от ра-
диотрансляционной сети с использованием подзаряжаемого конденсатора;
кепка – солнечные очки;
вилколожка, сочетающая свойства вилки и ложки.
3.6.1. Использование случайностей.
117
Пример: «Ванна Архимеда», «Яблоко Ньютона».
3.6.2. Десятичные матрицы поиска Р.П. Повилейко
Метод систематического решения проблем под названием «Деся-
тичные матрицы поиска» предложен Р.П. Повилейко (Новосибирск) [35].
1. Определение метода: метод заполнения матрицы, составленной из
качественных показателей, учитываемых при проектировании нового изделия, и типовых приемов решения задач.
2. Идея метода: используя матрицу 10×10 равномощных групп показателей и приемов решения творческих задач путем заполнения клеток
матрицы получить 100 возможных вариантов нового решения.
3. Рекомендуемые этапы реализации [35]:
Составить заготовку матрицы 10×10, по строкам которой отложены
основные показатели, учитываемые при проектировании техники, а по
столбцам – типовые приемы р
ешения задач.
Строки:
1. Геометрические показатели (длина, ширина, высота, площадь,
занимаемые конструкцией в плане и площади сечений, объем,
форма).
2. Физико-механические показатели (вес конструкции
и отдель-
ных ее элементов, материалоемкость, прочность и иные качества используемых материалов.
3. Энергетические по
казатели (вид и мощность энергии, привод,
КПД и т. д.).
4. Конструктивно-технологические показатели (технологичность
изготовления машины, ее транспортабельность, жест
кость,
сложность или простота конструкции и др.).
5. Надежность и долговечность (факторы чисто технического ха-
рактера – техническая надежность и долговечность, а также
соотнесенные конструкции такие факторы, как защищенность
от вредных воздействий сред
ы; все факторы, связанные с участием человека в работе, вынесены в другую группу показателей).
6. Эксплуатационные показатели (производительность, точность
и качество работы машины
, стабильность ее параметров, сте-
пень готовности к работе и т. д.).
7. Экономические показатели (себестоимость машины и отдельных ее элементов, трудозатраты на производство и эксплуатацию, расх
оды, потери и т. д.).
8. Степень стандартизации и унификации.
118
9. Удобство обслуживания и безопасность (все показатели, связанные с охраной труда и техникой безопасности, эргономикой и инженерной психологией, удобством изготовления, работы, контроля и ремонта, требованиями комфортабельных
условий труда и высокой культуры производства).
10. Художественно-конструкторские (все показатели, которые
придают формам машины высокие художественноконструкторские достоинства – тектоничность, масшт
абность,
цельность, гармоничность, пропорциональность и др.).
Столбцы:
1. Неология («знание нов
ого», «новизна») заключается в использовании проектировщиком процессов, конструкций, форм, материалов, их свойств и пр., новых для данной отрасли техники, но не
новых вообще.
2. Адаптация предусматривает приспособление проектировщиком известных процессов, конструкций, форм, материалов и
их свойств для конкретных условий тр
уда.
3. Мультипликация заключается в умножении функций и деталей системы, причем умноженные системы остаются подобными друг другу
, однотипными.
4. Дифференциация заключается в разделении функций и эле-
ментов системы: ослабляются функциональные связи между
элементами системы, повышается степень свободы их взаимоперемещения, разносятся элементы конструкции и рабочие
процессы в пространстве и во времени.
5. Интеграц
ия предполагает объединение, совмещение, сокращение и упрощение функций, форм элементов и системы в целом: сближаются эл
ементы производства, конструкции и ра-
бочие процессы в пространстве и во времени.
6. Инверсия заключается в обращении функций, формы и расположения элементов системы в целом.
7. Импульсация охватывает группу конструкторско-изобретательских приемов, связ
анных с изменением прерывности про-
текающих процессов.
8. Динамизация предполагает, что характеристики, параметры
элементов системы или всей системы должны быть изменяющими
ся и оптимальными на каждом этапе процесса или на но-
вом режиме.
9. Аналогия заключается в отыскании и использовании сходства,
119
подобия в каком-либо отношении систем (предметов и явлений), в целом различных.
10. Идеализация предполагает представление идеального решения, от которого следует отталкиваться.
Последовательный анализ выбранного объекта производится после
того, как показатели изменяются с учетом особенностей конкретного
объекта. Цель работы – занести в каждую клет
ку матрицы (она соответ-
ствует одному показателю и одному приему) новое решение.
4. Достоинства метода: методика эффективна при решении «поляр-
ных» задач, связанных с изменением внешнего вида, дизайна объ-
екта, а также с кор
енным изменением объекта, например поиском
новых принципов реализации выполняемых им функций.
5. Недостатки метода: ограниченная глубина решения задачи.
3.6.3. Син
ектика. Совмещение разнородных элементов.
Метод изложен в [22, с. 12; 38, с. 138; 24, с. 67; 33, с. 41].
1. Определение метода (предложен в середине 50-х гг. прошлого
века Уильямом Гордоном, США): генерация образов, вызывающих в воображении
искомый (заданный) объект, позволяющая из привычных
объектов-образов за счет свежего взгляда на проблему методом аналогий синтезировать новый, непривычный и оригинальный продукт.
2. Идея метода: на ос
циональных, ситуационных и т. п.) с использова
нове аналогий (прямых, структурных, функ-
нием своеобразного мозгового штурма, основанного на генерации объектов-образов из различных
областей науки и техники, найти решение проблемы и/или изучить поведение синтезированного объекта в различных гипотетических условиях.
3. Рекомендуемые этапы реализации:
подбор группы предварительно обученных людей разных специально-
стей – синекторов; эрудированных, способных к абстрактному мышлению, генерированию новых идей, умению быстро переключаться,
нешаблонно мыслить, терпимо относиться к идеям товарищей;
формулировка и уточнение проблемы без посвящения участников
группы в конкретные детали во избежание навязывания классических решений;
дробление участниками группы поставленной проблемы на состав-
ляющие ее элементы для того, чтобы разделить (преобразовать)
сложную и нерешаемую проблему на ряд мелких, решаемых;
генерация новых идей-образов с использованием аналогий из ши-
рокого круга представлений, бытующих в различных отраслях
науки, техники, природы и т. п.;
критический экспертный отбор оригинальных решений, при необ-
120
ходимости внешняя экспертиза, экспериментальная проверка работоспособности идеи.
4. Достоинства метода: относительная быстрота нахождения нового решения и его вариантов, как ответвлений от решения основной
задачи.
5. Недостатки метода: трудность подбора участников группы,
необходимость варьировать ее состав при решении разнородных задач.
6. Пример(ы) практической реализации.
Создание заст
ежки в виде ленты-липучки. Решение было получено
на основе аналогии природного принципа зацепления колючек репейника за одежду.
3.6.4. Метод проб и ошибок [28, с. 117; 31, с. 5; 33
, с. 34].
1. Определение метода: псевдостохастический перебор инфор-
мации, касающийся совершенствуемого объекта.
2. Идея метода: использование последовательного выдвижения и
рассмотрения всевозможных вариантов решения, отбрасывание неудачных и субъективная оценка пригодности или непригодности идеи.
3. Рекомендуемые этапы реализации:
идея возникает по формуле: «А что, если сделать так...»;
анализ идеи, ее оценка, введение корректировки;
последовательное повторение пп. 1, 2 до достижения приемлемого
результата.
4. Достоинства метода: простота, доступность, возможность про-
ведения мысленного эксперимента, эффективность при решении сравнительно простых задач.
5. Недостатки метода: высокая затратность при экспериментальной реализации метода, нет правил выдвижения идей, субъективность
оценки, невозможность прогноза развития систем и выявления новых
проблем, неопределенности количества этапов метода для достижения
требуемого результата.
6. Пример(ы) практической реализации: подход Т.А. Эдисона –
для получения желаемого – пер
ебор сотен и сотен вариантов, в том чис-
ле заведомо неприемлемых, сопровождается большими временными и
мате
риальными затратами.
3.6.5. Метод прямого решения.
3.6.6. Метод последовательной замены признаков (цепочка после-
довательных превращений).
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]