Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методические основы инженерно-технического творчества. Учебное пособие
.pdf
Для решения задачи можно использовать явление поляризации све-
51
та. Два поляризационных светофильтра (анализатор и поляризатор) с
осями поляризации, повернутыми на 90° относительно друг друга, не
пропускают свет. Но если между ними расположить объект, нарушающий поляризацию света, то свет начинает проходить беспрепятственно.
Это можно использовать для разрешения ФП1.
Идея решения 2.
В качестве контрольной площадки используется поляризационный
светофильтр (поляризатор). При подсчете числа пылинок площадка
просвечивается снизу источником света. Свет, проходя через
площадкуполяризатор, поляризуется. В той части пространства, где на площадке
расположены пылинки, прошедший через них свет рассеивается и теряет поляризацию. Если наблюдать площадку с пылинками через второй
поляризационный светофильтр (анализатор), ось поляризации которого
повернута относительно первого на 90°, то будут видны ярко св
етящиеся пылинки на темном фоне. Таким образом разрешается ФП1, реализуется возможность наблюдать пылинки на просвет при максимал
ьной
яркости их изображения и без фоновой засветки – на темном фоне.
1.3.2. Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ, один из
разделов ТРИЗ, впервые описан в 1965 г. Г.С. Альтшулером).
1. Определение метода: алгоритм (программа) решения изобретательских задач, содержащий четкую последовательность действий
при поиске новых технических решений [24], используется для анализа
и решения нестандартных задач и получения информации, позволяющей формировать новые правила синтеза и преобразования технических
систем [25].
2. Идея метода: использовать для решения творческих задач
определенный набор операций (шагов) и систему правил, примечаний и
таблиц, облегчающих и уточняющих выполнение шагов [26].
3. Рекомендуемые этапы реализации:
анализ исходной ситуации;
анализ задачи;
анализ модели задачи;
разрешение физического противоречия;
анализ способа устранения физического противоречия;
развитие полученного ответа;
анализ хода решения.
Более детально перечисленные этапы изложены в [24, 26].
4. Достоинства метода: метод может быть успешно использован
для решения нестандартных задач; имеет заданную последовательность
процедур и приемов для достижения (решения) поставленной задачи.
5. Недостатки метода: повышенный уровень сложности, необхо-
52
димость специального и продолжительного обучения.
6. Пример(ы) практической реализации [6].
Необходима жидкость особой оптической чистоты, содержащая
минимальное количество мелкодисперсных (до 300 Å) немагнитных и
нерастворимых примесей. Нужен оптический способ, позволяющий
определить, есть ли в жидкости мельчайшие пылинки и сколько их.
Шаг 1.1. Мини-задача. Система для наблюдения частиц, взвешенных в жидкости оптической чистоты, включает жидкость и частицы.
Технические противоречия (ТП):
ТП1 – если частицы малы, жидкость остает
ся оптически чистой, но
частицы невозможно наблюдать невооруженным глазом.
ТП2 – если частицы
большие, они хорошо наблюдаемы, но жид-
кость перестает быть оптически чистой, а это недопустимо. Необходимо
при минимальных изменениях в системе обеспечить возможность
наблюдения частиц невооруженным гл
азом.
Шаг 1.2. Конфликтующая пара. Изделие – частицы. Инструментглаз (это плохой, невариаб
ельный инструмент).
Шаг 1.3. Схемы ТП:
ТП1: размеры частиц малы
ТП2: размеры частиц велики
Шаг 1.4. Выбор ТП. ТП2 – это формальное ТП. Поэтому и выбор
ТП в этой задаче формален: по условиям задачи следует выбрать ТП1.
Шаг 1.5. Усиление ТП. Надо увидеть еще более мелкие частицы,
например инородные молекулярные включения.
Шаг 1.6. Модель задачи. Даны мельчайшие частицы в жидкости.
Мельчайшие частицы, хотя и не портят жидкость, абсолютно невидимы невооружен
ным глазом. Необходимо ввести икс-элемент, который, не воздей-
ствуя вредно на жидкость, делал бы заметными мельчайшие частицы.
Шаг 1.7. Применен
ие стандартов. После формулировки модели задачи суть конфликта свелась к тому, что в систему надо ввести какие-то
добавки, и в то же время нельзя вводить ничего. Ясно, что эти добавк
и
должны быть не инородными, а своими – «оптически-жидкостными».
«Своя» добавка – это вариант оптической жидкости
.
Шаг 2.1. Оперативная зона. Поверхность мельчайшей частицы и
«околочастичное пространство».
Шаг 2.2. Оперативное время.
53
Шаг 2.3. Вещественно-полевые ресурсы.
Внутрисистемные:
глаз;
частицы.
Внешнесистемные:
оптическая жидкость.
Надсистемные:
воздух.
Шаг 3.1. ИКР1. Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не
портя оптической жидкости, в течение оперативного времени (времени
наблюдений) в пределах оперативной зоны делает частички видимыми.
Шаг 3.2. Усиленный ИКР. Так как инструмент (глаз) не изменяем,
то икс-элемент надо заменить на элемент внешней среды: оптическая
жидкость сама делает частицы видимыми.
Шаг 3.3. ФП на макроуров
не. Жидкость должна увеличивать частицы, чтобы они были видимыми, и не должна увеличивать частицы,
потому что она не обладает та
кими свойствами по условиям задачи.
Шаг 3.4. Микро-ФП. Оптическая жидкость должна содержать в себе «увеличительные» («отличительные») частицы, чтобы делать мельчайшие частицы видимыми, и не должна содержать инородн
ых («увеличительных», «отличительных») частиц, потому что они загрязняют
оптическую жидкость.
Шаг 3.5.
ИКР2. Оперативная зона (жидкость в «околочастичном»
пространстве) в течение оперативного времени (времени наблюдений)
должна сама обеспечивать наличие (появление) в себе «увеличительных» частиц, которые после наблюдения должны исчезать.
Шаг 4.5. Производные ВПР. Задача четко решается применением
веществ, производных от оп
ляются «газ оптической жидкости» и «лед оптической жидкости
тической жидкости. Такими веществами яв-
».
Контрольный ответ. Оптическую жидкость импульсно нагревают,
получая перегретую жидкость. Мельчайшие частицы в ней играют роль
центров закипания, и на них образуются пузырьки. Жидкость находится
при пониженном атмосферном давлении, пузырьки начинают быстро
расти. Фотографируя их, получают информацию о частицах. Аналог –
пузырьковая камера, в которой тоже работает н
агретая жидкость.
Теоретически подходит и второй путь – замораживание: мельчайшие ч
астицы будут играть роль центров кристаллизации. Но насколько
такие центры наблюдаемы, без экспериментов сказать трудно.
Пузырьки в жидкости можно получить не только импульсным
нагревом – охлаждением, но и импульсным сбросом давления.
Пример. А.с. СССР 479030: «Способ определения момента появле-
54
ния твердой микрофазы в жидкостях путем пропускания через жидкость
ультразвукового излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения
точности определения, амплитуду давления пропускаемого излучения
выбирают ниже кавитационной прочности жидкости и регистрируют появление твердой микрофазы по возникновению кавитационной области».
1.3.2.1. ТП-анализ (анализ технических противоречий Э. Круги).
ТП-анализ (ТП-анализ по методу Э. Круги, Россия, 1987 г.) пред-
ляет собой метод анализа технических противоречий, позволяющий
став
целенаправленно вести поиск новых технических решений по несколь
-
ким принципиально отличным друг от друга направлениям [27]. Метод
является творческим развитием АРИЗ.
1. Определение метода: ТП-анализ – метод, основанный на понятии технического противоречия (ТП). Метод, при котором выявление
технического противоречия является толчком к поиску решений.
2. Идея метода: решения ищутся одновременно по всему спектру
возможных направлений, логично вытекающих из самого технического
противоречия.
3. Рекомендуемые этапы реализации [27]:
3.1. Делается ТП-формулировка задачи – словесная, графическая и диа-
граммн
ая.
3.2. В словесной ТП-формулировке задачи наряду с описанием сути
противоречия и перечнем объектов задачи указывается цель зада
чи
(ЦЗ), надцель задачи (НадЦЗ) и наднадцель задачи (НадНадЦЗ).
3.3. В графической ТП-формулировке задачи делаются такие рисунки,
которые являются достаточными для понимания сути задачи.
3.4. Диаграммная ТП-формулировка задачи делается в следующем ви-
де, рис. 5.
Рис. 5. Техническое противоречие. П1
и П2 – параметры;
параметр; «+» – хорошее значение
параметра; «−» – плохое значение
параметра; «ПП↑» и «ПП↓» – изменения
переменного параметра
ПП – переменный
3.5. Процесс «кристаллизации» решений проходит четыре стадии: пути
55
решения (ПР), направления решения (НР), концепции решений
(КР), технические решения (ТР).
3.6. Результатом ТП-анализа являются концепции решений в виде опи-
саний, схем, рисунков, эскизов (прорисовок без точных размеров) и
расчетов, достаточных для понимания сути предлагаемого решения.
3.7. Рассматривается три пути решения: проходной, обходной и от
ход-
ной, рис. 6.
Рис. 6. Пути решения задачи
3.8. В рамках проходного (прямого, лобового) пути рассматриваются четыре направления решения, рис. 7, связанные с достижением ЦЗ
через изменение фигурирующего в ТП узлового объекта задачи: идеальные решения (ПП↑↓), граничные решения (ПП↑ и ПП↓) и компромиссные решения (ПП↑↓).
Рис. 7. Направления решения проходного пути поиска решений
В рамках обходного пути решения рассматриваются направления
решения, связанные с достижением ЦЗ и НадЦЗ за счет изменения
неузловых объектов задачи и внеобъектов задачи. При этом рассматри-
ваются направления, связанные с обходом ТП как со стороны ПП↑, так
↑
56
и со стороны ПП↓.
В рамках отходного (обратного, отказного) пути решения рассматриваются направления решения, связанные с достижением НадЦЗ и
НадНадЦЗ за счет изменения внеобъектов задачи.
Для одновременного видения путей, направлений и концепций решения строится сводная матрица, табл. 8.
Таблица 8
Пути, направления и концепции решения задачи. О1 – узловой объект задачи.
В ячейки матрицы заносятся КР
Объекты задачи Внеобъекты задачи
ПП
не ПП
L↑↓
L↑
L↓
L
↓
О1 О2 О3 О4 ... ВО1 ВО2 ВО3 ВО4 ВО5 ВО6 ...
Прямой путь Обходной путь Отходной путь
Полученные решения оцениваются с помощью диаграммы, рис. 8.
Рис. 8. Технико-экономическая оценка решений. ● – исходная система
4. Достоинства метода: см. АРИЗ.
5. Недостатки метода: см. АРИЗ.
II. ТВОРЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПЕРЕБОРА, ПЕРЕНОСА
57
И МОДИФИЦИРОВАНИЯ СИТУАЦИЙ
2.1. Методы активизации творческой деятельности.
2.1.1. Метод коллективного разума.
2.1.1.1. Метод творческого соревнования.
1. Определение метода: метод решения творческих задач, ис-
пользующий стимулирующее действие за счет введения в процесс решения элемента соревновательности.
2. Идея метода: коллектив изобретателей одновременно в одном
помещении решает творческую задачу. Этапы: генерации идей с записью максимально возможного их количеств
индикацией каждого факта решения новой идеи по каждому из участников на доске (табло); этап сбора идей с отсевом типовых; оглашение
предложенных идей с их балльной оценкой; дополнительный этап – открытой генерации
идей с их балльной оценкой; подведение итогов, вы-
явление победителя, его моральное или материальное поощрение.
а без оглашения сути, но с
2.1.1.2. Мозговой штурм (мозговая атака, брейнсторминг) [28, 29].
1. Определение метода: творческий метод коллективной генерации неограниченного количества идей с отсроченной их критикой
и
анализом.
2. Идея метода (предложен в 30-х гг. прошлого века американцем
Алексом Осборном): коллективный поиск идей, при котором процесс ге-
нерации идей разнесен во времени от процесса их оценки (крити
ки).
3. Рекомендуемые этапы реализации [24, с. 73]:
подобрать разнородную группу «генераторов идей», в состав кото-
рой не должны входить руководящие работники и скептики;
сформулировать проблему в основных терминах, выделить един-
ственный центральный пункт;
не объявлять ложной и не прекращать исследование ни одной из
предложенных идей;
подхватывать и развивать идею любого рода, даже если ее умест-
ность (возможность реализации) кажется в данное время сомнительной или абсурдной;
оказывать поддержку и поощрение, столь необходимые для того,
чтобы освободить участников от скованности;
проводить окончательную оценку и отбор идей только после окон-
чания сессии с помощью группы экспертов, как правило, не участвовавших в проведении сессии.
4. Достоинства метода: высокая эффективность, метод легко
58
осваивается, достаточно универсален, имеет широкую область возможного применения.
5. Недостатки метода: трудность использования при решении узкопрофильных задач, отсутствие критериев выбора хода развития генерации идей.
6. Пример(ы) практической реализации [29].
Железорудный концентрат, перевозимый на судах с несекционированными трюмами, даже при незначительной качке ведет себя как жидкость. Такая масса при крен
создавая угрозу переворачивания. Предложить вариант у
ах перетекает от одного борта к другому,
странения этого недостатка.
А. Насыпать груз до самого верха, до полного заполнения трюма. То-
гда не будет места для перетекания.
Б. Ограничить свободу движения груза, прижимая его щитками сверху.
В. Можно сделать так, чтобы при шторме выдвигались боковые «кры-
лья». Тогда ка
Г. Надо, чтобы трюм был разделен перегородкой попо
чка не страшна.
лам.
А. Лучше опускать несколько перегородок, чтобы были отсеки.
Д. Надо, чтобы были устройства, как на гироскопе.
В. Когда человек наклоняется, он выбрасывает с противоположной
стороны руку. Пусть и корабль та
к.
Е. А если покрыть груз какой-нибудь покрышкой?
В. Побрызгать пенополиуретановой жидкостью. Так герметизируют
кузова автомобилей при перевозке зерна.
Г. Сделать вместо окатышей кр
упные куски. Они сцепятся и не будут
кататься.
Б. Заморозить груз. Сначала смочить, а потом заморозить.
Ведущий. Давайте вспомним, что мы перевозим.
А. Можно намагнитить!
Д. Расположить под кузовом специальную подушку и накачивать.
Груз подожмет
ся к потолку трюма.
В. Тогда лучше поджимать сверху.
Е. Обжечь часть груза сверху, чтобы она спеклась в виде корки.
…
Далее следует оценка идей и отбор лучшей (лучших) из них.
Например:
Аналитик. Магнитная
идея очень хорошая. И дешевле, и компакт-
нее. Электромагниты в виде гирлянды по периметру. А не нужно – выключи
м.
Отметим, что в мире запатентованы идеи фиксации с помощью
59
магнитного поля, надувных элементов, а также с изменением консистенции груза и т. д.
2.1.1.3. Прямая/обратная мозговая атака. Комбинированные методы
мозговой атаки. Двойная прямая мозговая атака: а) обратная и прямая мозговая атака (прогнозирование и развитие техники); б) прямая и обратная
мозговая атака (прогнозирование недостатков технического объекта).
Мозговая атака с оценкой идей, мозговая атака по круговой схеме [28].
Методы проведения прямой и обратной мозговой атаки могут быть
совместно использованы в различных комбинациях [30].
Двойная прямая мозговая атака [30]: после проведения прямой
мозговой атаки делается перерыв от 2 ч до 2–3 дней и еще раз повторяется прямая мозговая атака.
Обратная и прямая мозговая атака: сначала проводят обратную
мозговую атаку и выявляют все недостатки объекта, выделяют среди
них главные. Затем, с помощью прямой мозговой атаки, находят пути
преодоления и устранения этих недостатков. Этот цикл имеет смысл
повторить через некоторое время, чтобы проследить развитие объекта.
Прямая и обратная
мозговая атака: процесс, обратный вышеописанному. С его помощью можно прогнозировать недостатки проектируемого объекта в будущем.
Мозговая атака с оценкой идей [30]: предназначена для решения
сложных задач и выполняется в три этапа. На первом проводится прямая мозговая атака. Общий список идей передается каждому участнику.
Каждый должен отобрать 3–5 лучших идей. Разрешается добавлять новые и развивать имеющиеся. На втором каждый участник сообщает о
выбранных идеях и аргументирует их достоинства. Одинаковые идеи
повторно не обсуждаются. В результате обсуждения составляют таблицу положительно-отрицательной оценки идей. Каждый участник выбирает из таблицы
один-два наилучших варианта. На третьем этапе выбранные варианты обсуждаются в целях ранжирования. Составляются
приложения с обоснованием, эскизами, таблицами, диаграммами. Все
материалы передаются на оценку экспертам и заказчикам.
Мозговая атака по круговой схеме: участники делятся на подгруп-
пы по 3–5 человек, каждый из которых записывает на ли
сте по 2–3 идеи.
Затем в рамках подгруппы происходит обмен карточками, записанные
на них идеи развиваются другими участниками и дополняются новыми.
После троекратного обмена каждая группа составляет сводный перечень выдвинутых идей. Перечни идей всех групп предоставляются на
общее обсуждение для оценки.
2.1.1.4. Метод аналога с деструктивной отнесенной оценкой.
60
Метод предложен А. Александровым (СССР) [24]. Эффективные ре-
зультаты достигаются, если все участники заседания, проводимого по методу «мозговой атаки», распределяются на группы генерирования идей,
анализа проблемной ситуации и оценки идей, генерирования контридей.
Группы могут работать самостоятельно. Полезно повторное проведение
заседаний с видоизменением формулировки задачи и одновременной заменой ф
лиза обязанност
ункций, выполняемых группами (например, передача группе ана-
ей группы генерирования идей, группе генерирования
идей – обязанностей группы генерирования контридей и группе генерирования контридей – обязанностей группы генерирования идей).
1. Определение метода: метод активизации творческого потенциала изобретателя при коллективном генерировании идей с последующим формированием контридей.
2. Идея метода: для решения задачи использовать коллективный
разум, разделенный на генераторов идей, их критиков и аналитиков, генераторов «контридей».
3. Рекомендуемые этапы реализации:
первый – формирование группы участников диалога, опти-
мальной по численности и составу;
второй – создание группы анализа проблемной ситуации,
формирование исходной широко определенной изобретательской задачи, сообщение задачи вместе с описанием метода деструктивной отнесенной оценки всем участникам диалога;
третий – генерирование идей по правилам прямой коллектив-
ной «мозговой атаки», особое внимание на этом этапе обращается на
создание творческой атмосферы и непринужденной обстановки; заранее
подготовленный перечень идей зачитывать не разрешается; каждый
участник может выступить несколько раз, но не подряд;
четвертый – систематизация идей группой анализа проблем-
ной ситуации; в процессе систематизации составляется номенклатурный
перечень высказанных идей; каждая идея формулируется с использованием общеупотребительных терминов, затем она анализируется с целью
выявления дублирующих и/или дополняющих идей; основные, дублирующие их и/или дополняющие идеи объединяются и формулируются в
виде комплексных идей; изучаются признаки, по которым можно объединить комплексные идеи, согласно этим признакам идеи классифицируются в группы, составляется перечень групп идей, выражающих общие принципы подхода к решению задачи;
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]