Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Модифицирование древесных плит. Учебное пособие
.pdf
ональное предложение (рацпредложение). Это много ниже изобретения.
Много выше по значению открытие.
Результат научного или технического творчества (открытие или изобретение) характеризуется новизной в мировом масштабе, тогда как рацпре-
дложение при его полезности обладает новизной только в пределах того предприятия (организации), в котором оно подано.
Открытием признается установление неизвестных ранее объективно
существующих закономерностей, свойств и явлений материального мира,
вносящих коренные изменения в уровень познания. Автору выдается диплом
и разовое вознаграждение. Открытие может быть использовано любым лицом без ограничения. Ссылка на автора обязательна. В пределах науки о древесных плитах мы не можем указать ни одного открытия.
Изобретением признается новое и обладающее существенными отличиями техническое решение задачи, дающее положительный эффект. Основной признак изобретения – это решение технического противоречия. Например, нужно повысить прочность древесноплитного материала. Увеличим его
плотность, добавим в рецептуру больше связующего и т.д. с некоторым
повышением себестоимости. Это инженерное решение. Но если достигли
заданного результата снижением себестоимости с понижением плотности за
счет нового ранее не известного решения, то такое решение можно рассматривать в качестве изобретения. Здесь требуется, чтобы решение действительно не было ранее известно. А не как «ранее неизвестное автору». В противном случае патентный эксперт будет квалифицировать заявляемое решение как «использование известного по прямому назначению».
Процесс изобретательского творчества как частный случай технического творчества структурно содержит следующие этапы: выбор задачи или
создание новой задачи; выбор или нахождение новой поисковой концепции;
поиск необходимой опубликованной информации или проведение требующейся для это научно-исследовательской работы; выработка идеи решения
или использование известного, но измененного решения; развитие идеи в
способ, состав, конструкцию; с последующим применением созданного творчеством результата в технологии или в конструкции.
В зависимости от степени новизны (просто выбрать из известных или
создать принципиально новый принцип на базе нового эксперимента
ческое творчество рассматривается на разных уровнях. Принято подразделение изобретений на 5 уровней. Самый простой первый уровень, близкий к
простому инженерному решению задачи. Она решается средствами одной
отрасли. В варианте 2-3-го уровня решение может лежать в пределах одной
науки (химическая задача решается химическими методами и принципами), а
) техни-
91
может решаться средствами разных наук. Для 4 и 5-го уровней вообще нет
необходимой информации. Границы верхних уровней не имеют количественной определенности.
Задача повышения прочности древесных плит при снижении плотности и удешевления затрат на их изготовление является изобретательской.
А найденное решение, отвечающее этим условиям, признается изобретением.
Иными словами, выявление технического противоречия и прием его успешного решения является главным признаком изобретения.
Следовательно, изобретатель должен сам найти (выявить) противоречие как первый шаг в поисках решения. В этом отношении приведенные принципы могут служить подсказкой как в отношении подхода к проблеме, так и
в отношении аналогий. Творчески важнейшим является поиск и формулировка принципа, концепции решения. В развитие принципа составляется
формула изобретения, выражающая сущность изобретения, и в полном соответствии с ней составляется описание изобретения.
Составление заявки и оформление ее материалов не входит в нашу
задачу. Это сложный набор документов, требующий определенного формального опыта. Однако наиболее существенные положения должны быть сформулированы автором и им же критически прорецензированы на предмет
фальсифицируемости формулы изобретения. Фальсифицируемость – процедура рассмотрения заявки на изобретение с целью анализа новизны, полезности для поиска достоверных оснований, чтобы отклонить заявку либо на
основании плохо сформулированных отличительных признаков, либо на наличие близкого технического решения (но не прототипа), либо использование известного по прямому назначению. Часто экспертиза считает новизну
несущественной. Саморецензирование упрощает последующую переписку с
экспертизой после подачи заявки на получение патента. Надо сказать, что
экспертиза иногда проводится до первого отказного основания. Потом могут
появиться ещё, а время идет! Чем лучше подготовлена заявка, тем ближе
желанный финал патентования. С оформлением заявки можно ознакомиться
в учебном пособии [67].
3.2. Авторское право
Авторское право охраняется законом. Контроль и надзор в сфере правовой охраны и использования объектов интеллектуальной собственности,
патентов и других, вовлекаемых в экономический и гражданско-правовой
оборот, является функцией Роспатента (Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам). На составляющие
промышленную собственность объекты выдается патент или авторское сви-
92
детельство. На открытие выдается диплом, на рационализаторское предложение выдается свидетельство предприятия, которое его приняло.
Существует два понятия изобретения – правовое (патентное) и тех-
ническое. Правовое стремится возможно точнее отразить границы и объем, в
которых целесообразна правовая охрана, предоставляемая патентом в отношении способа (или состава, или устройства). Для технического важны не
столько сами границы, сколько сердцевина изобретения, его исторически устойчивая сущность.
Мы аспект технического понятия «изобретение» используем как
методический прием в нахождении сильного решения, обязательно включаем
его в описание изобретения при оформлении заявки и в соответствующем
виде включаем в формулу как составляющую сущность изобретения. Здесь
важно, по известному выражению великого скульптора Микеланджело Буонаротти (1475–1564), «отсечь все лишнее». Включать в формулу следует
только то, только те признаки, которые защищаются разработанным техническим решением.
Авторское право на промышленную собственность объектов возникает после регистрации их в Роспатенте и получения охранных документов
(патентов, авторских свидетельств). Объекты литературной собственности
подлежат правовой охране автоматически с момента их создания после публикации. В период до официального подтверждения авторского права удобной формой охраны считается правовая охрана секретов производства
(ноу-хау). Исключительное право на секрет позволяет обладателю использовать информацию любым не противоречащим закону способом, в том числе при изготовлении опытных образцов и изделий. Раскрытие секрета производства возможно заключением договора об отчуждении или лицензионного
договора. Ответственность за нарушение ноу-хау заключается в возмещении
убытков лицами, допустившими неправомерное получение и разглашение
сведений по умыслу или наивности.
В соответствии с авторскими правами нельзя переводить научный
труд на другой язык без согласия автора, а также использовать в коммерческих целях произведение (патент) без материального возмещения и согласия
автора. Исключение составляют научные и учебные издания, при этом нужно
указывать фамилию автора и источник заимствования.
Автор за вознаграждение имеет право передать свой труд другому лицу (фирме), или выдать разрешение на использование изобретения, так называемую лицензию. Если при этом не указана сумма вознаграждения, разре-
шение считается недействительным. В прессе сообщалось о купле-продаже
фирмы за 1 доллар. Неисключительные (простые) лицензии оставляют за
93
лицензиаром право пользоваться патентом наряду с покупателем лицензии, а
также передавать третьим лицам. При продаже исключительной лицензии
лицензиар не может пользоваться своими правами или продавать ее третьим
лицам.
3.3. Приемы решения изобретательских задач
В проблеме химии и технологии древесноплитных материалов преследуется конечная цель: производство плит и их применение как в новых аспектах (благодаря приданным специальным свойствам), так и в традиционных областях (благодаря новым совершенным технологиям или отдельным
частным узлам) с соблюдением экологических и экономических критериев.
Во всем необходимо находить технические решения на высоком уровне, на
уровне изобретений.
Индивидуальная изобретательская деятельность довольно часто оказывалась стихийной. На уровне ординарных научно-исследовательских работ
использовалась бесхитростная методика типа «а что, если я сделаю так». В
юмористической оценке такую работу рецензировали как выполненную в
системе координат «2Д – 2П»: «давай делай – потом посмотрим». Официально метод назван методом проб и ошибок. Прорыв в плитной науке создавался отдельными научными работниками, а методологическая кухня выносилась за скобки.
Отвечая на запрос времени, возникли и обосновывались как универсальные отдельные методы технического творчества (МТТ) в решении изобретательских задач. В явном или неявном виде, отдельными фирмами или
маленькими группами разработчиков, в решении крупных проблем или
частных производственных вопросов используются преимущественно следующие методы.
Мозговой штурм принято считать довольно эффективным для получения максимального количества идей по решаемой задаче, отнесенного к
единице времени. Он обеспечивает возможность собрать большой объем информации, относящийся в разной степени к поиску решения. Его применимость в большинстве случаев ограничивается решением несложных задач.
По пятиуровневой классификации изобретений результат, достигаемый этим
методом, относится ко второму-третьему уровням. (Считается, что изобретения четвертого уровня составляют менее 4 % всех зарегистрированных патентов, а пятого уровня – десятые доли процента).
Морфологический анализ
равления разработки. Он охватывает поисковое поле с различными вариантами, в том числе заранее бесперспективными их сочетаниями. Считается,
что сложные задачи решить не удается. А задачи пятого уровня вообще ле-
наиболее эффективен на этапе выбора нап-
94
жат за пределами современной науки. Их появлению и решению предшествуют открытия, как прорыв в фундаментальных исследованиях.
Метод контрольных вопросов рекомендуется при постановке новой
проблемы или при решении неотложных задач.
Метод фокальных объектов подходит при поиске нетрадиционного
применения известных устройств, веществ и составов или при попытках использования рецептур из «дальних областей» технологии. Метод развивает
творческое воображение – обязательное качество изобретателя.
Метод синектики рассчитан на работу специальной группы, которая
занимается решением творческих задач профессионально. Группа состоит из
специалистов, каждый из которых владеет несколькими специальностями.
Это доступно крупным фирмам.
Методы подробно описываются в специальной литературе. Их перечисление приведено для желающих изучить и воспользоваться одним из них
как конкретно подходящим для решения данной задачи. Отдельно выделим
более всего пригодный МТТ для тактики модифицирования древесных плит,
метод АРИЗ: алгоритм решения изобретательских задач. Г. С. Альтшуллер
(1926–1998) разработал ряд последовательно совершенствуемых вариантов
АРИЗа [3]. Адресовав читателя к оригиналу, приведем в произвольном изложении краткое описание стадий АРИЗа с примером реализации.
1. Аналитическая стадия
Постановка задачи. Из потребности конкретного производства или
прямого задания (а для более высокого уровня – из социального заказа) надо
сформулировать задачу, допускающую в принципе возможность технического решения с исключением уже известных вариантов, выявленных из
проведенного патентного поиска.
Сформулировать установленное техническое противоречие.
На этом основании найти принцип его устранения. Дать предварительную оценку найденного принципа. При необходимости скорректировать найденный принцип или найти другой.
Обрисовать идеальный конечный результат (ИКР).
2. Оперативная стадия
Выбрать показатель, с помощью которого будет оцениваться улучшение результата решения задачи. Рассмотреть возможные приемы устранения
технического противоречия (рецептурные, технологические и другие). Изучить, как решаются аналогичные задачи в других отраслях, попробовать их
использовать. Найти прием адаптации аналогичных задач или придумать новый, в большей степени отвечающий возникшей задачи.
95
3. Синтетическая стадия
Предусмотреть необходимые изменения в окружающие объект элементы, в оборудование для реализации или в методы использования объекта,
создаваемой интеллектуальной собственности. Проверить применимость найденного принципа к решению других технических задач для расширения
сферы действия найденного (созданного) технического решения.
В более сложных вариантах решение изобретательских задач стадии
подразделены на отдельные составляющие, способствующие нахождению
сильных решений. С ними можно ознакомиться в источниках, указание на
которые имеются в книге [3]. Приведенный в порядке первичного ознакомления пересказ АРИЗ преследует цель привлечь внимание к изучению
технического творчества как обязательной составляющей профессионального качества инженера.
В зависимости от сложности решения задачи стадии подразделяются
дополнительно. АРИЗ помогает найти сильные решения, именно помогает, а
не находит его. С ними можно ознакомиться в источниках, указания на которые имеются в книге [3]. Приведенный в порядке первичного ознакомления пересказ АРИЗ преследует цель привлечь внимание к изучению технического творчества как обязательной составляющей профессионального
качества инженера.
Для иллюстрации примера «работы» АРИЗа рассмотрим взятый произвольно один из принципов с тем, чтобы показать полезность пошагового
подхода к нахождению решения и созданию на этой основе признаков изобретения.
Реализация принципа 14 (патент 2355737)
В дополнение к описанию принципа 14 здесь приведем структурированный по стадиям АРИЗа процесс решения задачи. Для краткости изложения подробности опустим, полагая, что читатель вначале ознакомится с материалом, касающимся синтеза антипирена.
1. Аналитическая часть
Требуется повысить экологическую безопасность ДСП с эмиссией
формальдегида СН
связыванием СН2О аммиаком NH3. Однако газообразный аммиак продувать
через готовую плиту нельзя. Известно (из патентного поиска) об использовании карбамида, из которого при нагревании выделяется аммиак. Но во влажной среде (влажность стружечно-клеевой массы 12…15 %) NH
О до уровня Е0,5. Задача допускает искать решение
2
превра-
3
96
щается в NH4ОН и создает щелочную среду, тогда как для отверждения КФС
нужна кислая среда.
ИКР состоит в том, что в начальной стадии прессования и отверждения КФС нужна кислая среда, а только на завершающей стадии нужен
аммиак, связывающий СН2О с образованием гексаметилентетрамина.
Надлежит использовать акцептор, последовательно изменяющий
свою кислотность во времени в условиях прессования, который по завершении отверждения КФС (не раньше!) начал бы выделять аммиак. Противоречие состоит в том, что от одной модифицирующей системы требуются
противоположные свойства.
Принцип решения противоречия состоит в нахождении условий, обеспечивающих последовательность процессов: один компонент (отвердитель)
работает на стадии отверждения КФС, второй компонент (генерирующий
аммиак) работает по завершении отверждения. Технологически компоненты
вводятся одновременно, а проявляют себя последовательно.
2. Оперативная стадия
Показателем служит количество СН
О в расчете на нормированную
2
навеску плиты, или Е, выражающееся в мг/100 г плиты. Модифицированию
подлежит средний слой, составляющий примерно 60 % всей массы плиты,
температура в котором при прессовании составляет 105…110 °С. Здесь
нужна кислая среда. Обеспечим катализатором NH
Cl, что приведет к отве-
4
рждению и выделению побочного продукта реакции формальдегида. Воспользуемся рецептурным и технологическим приемами одновременно.
Возьмем летавин (в данном варианте специально синтезирован нами [64]) и
введем его только в наружные слои. Введение в наружные слои для целевого
модифицирования внутреннего слоя путем взаимодействия с побочным продуктом основной реакции является технологической особенностью. Температура начала разложения летавина с образованием NH
составляет 150 °С.
3
Температура греющих плит пресса выше. Запаздывающий по температуре и
кинетике процесс разложения летавина обеспечивает требуемое условие: до
появления аммиака и поступления его в средний слой путем диффузии
созданная кислая среда от катализатора успеет обеспечить отверждение
КФС, а появившийся NH
(уже не мешая отверждению!) вступает во вза-
3
имодействие с СН2О. Оба соединения находятся в газообразном состоянии и
находят друг друга в объеме плиты.
Синтез летавина с узким интервалом термических параметров и требуемой кинетикой разложения, отвечающий условиям снятия противоречия,
сам по себе является изобретением. Введение его в стружечную массу
наружных слоев для работы во внутреннем слое с побочным продуктом
97
основной реакции поликонденсации КФС также является признаком изобретения. Совокупность нового вещества и нового использования, дающая
положительный результат и снимающая противоречие по кислотности среды
ее вариабельностью, может рассматриваться как изобретение и служит после
экспериментального подтверждения основанием для подачи заявки.
3. Синтетическая стадия
Экспериментальная проверка использования летавина как эффективного акцептора по заявляемому способу подтвердила достижение требований задачи с корректировкой технологических параметров. Изменения надлежит внести в узел обработки летавином стружечной массы потока наружных слоев (например, установкой смесителя и подбором форсунок требуемой производительности). Найденный принцип опробован в изготовлении
ДВП СП, где расход КФС повышен по сравнению с изготовлением ДСП и,
следовательно, уровень эмиссии СН
О также повышен. По экономическим
2
соображениям можно избрать один из вариантов: вырабатывать ДВП СП
класса эмиссии формальдегида Е0,5 или Е1 для стабильности показателей
продукции.
При процедуре решения какой-либо сложной изобретательской задачи АРИЗ расписывается подробнее. Он помогает изобретателю найти сильное решение. Именно – помогает, а не находит его. Однако требуется затратить некоторое волевое усилие для освоения метода.
3.4. Качество творческих сотрудников
Поскольку настоящее издание адресовано студентам, автор решается
включить несколько советов о развитии тех качеств, которые необходимы
будущему ученному. Если «в ранце каждого солдате должен лежать маршальский жезл», то, перефразируя это известное выражение, в потенциале
будущего научного работника должен быть минимально необходимый набор
качеств, развитие которых – залог будущего успеха. Эти качества нужны и в
техническом творчестве, и в фундаментальных научных исследованиях. По
краткости этого раздела при его написании нами что-то цитируется со ссылкой на авторство, что-то приводится в адаптированном изложении, а что-то,
как широко известное, выделяется кавычками без указания авторства.
Наука давно перестала быть уделом талантливых одиночек. Решение
актуальных задач, глобальных проблем под силу мощным коллективам,
научным школам. Научная школа – творческий коллектив, формирующийся
при крупном ученом с целью коллективной разработки определенной научной идеи, связанный общностью принципов и методических приёмов, обеспечивающий создание оригинального научного направления.
98
Однако в науке нет и не может быть обезлички, как и в любой другой
творческой деятельности. Истинное признание за чужой счет невозможно.
Каждый, кто надеется на успех, должен помнить бессмертные слова Маркса
о том, что «в науке нет широкой столбовой дороги, и только тот достигнет её
сияющих вершин, кто, не страшась усталости, карабкается по ее каменистым
тропам». Очень важно выявить способности студентов к научным исследованиям и те качества, которые предопределяют возможность успешной
работы в науке.
В общем качеством называют существенную определенность каждого предмета, явления или процесса, выражающаяся в закономерной связи
составляющих его частей и присущих ему свойств. Под качеством творческого работника будем понимать совокупность параметров, определяющих
степень его пригодности для успешного выполнения задач в раскрытии тайн
природы и в создании плодотворных решений технических задач. Количе-
ство выражает степень проявления того или иного свойства. На развитие
каких качеств следует обратить внимание и для чего их надо развивать,
почему без них нельзя обходиться, если всё есть в интернете?
Будущему исследователю необходимо развивать такие качества, как
память и наблюдательность. Необходима постоянная тренировка памяти,
чтобы располагать наиболее существенной информацией по проблеме, без
чего невозможно обеспечить логику анализа, нельзя плодотворно дискутировать, творчески работать. Бьюзен – обладатель самого высокого в мире
коэффициента творческого мышления IQ – разработал систему развития
интеллекта и технику запоминания информации [12]. Он автор многих
десятков книг, среди которых «Научите себя думать» и «Руководство по
развитию способностей к учебе».
Наблюдательность – это развитая способность замечать и акцентировать внимание на всех деталях изучаемых процессов и явлений, выступающих порой в неявном виде. Достаточно вспомнить, как британский микробиолог Александр Флеминг (1881–1955) среди накопившихся по небрежению немытых чашек Петри в одной обнаружил просто плесень, но постоянно думая и развивая предмет выявил антибактериальные свойства вещества из этой плесени, названного Пенициллином.
Профессор Базельского университета в Швейцарии Шонбейн у себя
на кухне разбил пузырек с меланжем (смесь серной и азотной кислот). Срочно вытер ситцевым фартуком жены, промыл его и повесил сушить у
Фартук внезапно воспламенился. Так он пришел к получению нитраты
целлюлозы, зачем последовало новое направление в промышленности.
печки.
99
Научный работник должен обладать творческим воображением.
Именно воображение предопределяет научный результат, когда фактический
материал еще далёк от того, чтобы служить основанием для строгого доказательства и корректных выводов. Два рассмотренных примера хорошо
иллюстрируют это. Воображение, опирающееся на широкий кругозор, на
способность к аналогиям и ассоциациям, определяет возможность научного
предвидения, позволяет выбрать оригинальное направление научного поиска.
Много сделавший в аналитической химии Ю. Либих (1803–1873) считал, что
«разум и фантазия одинаково необходимы для наших знаний и равноправны
в науке».
Материализация идей и догадок зависит от способности исследователя к самостоятельности суждений. Самостоятельность творческого мышления может, по мнению академика П. Л. Капицы (1884–1984), развиваться в
следующих основных направлениях: умение научно обобщить – индукция;
умение применять теоретические выводы для предсказания течения процессов на практике – дедукция; и, наконец, выявление противоречий между
теоретическими обобщениями и процессами, реально протекающими в
изучаемом объекте, – диалектика.
Ценным является способность к дивергентному, или, попросту говоря, гибкому мышлению, способность видеть один и тот же предмет в различных, порою неожиданных аспектах, способность видеть его включенным
в различные ситуации. Это способность довольно часто реализуется в изобретательстве, когда достигается результат по решению технической задачи
путем применения уже известного продукта или процесса по новому
назначению, но обязательно с получением положительного эффекта.
Не последнюю роль как в науке, так и в изобретательстве играет
интуиция как особый род познания. Будто бы помимо имеющихся по
изучаемой проблеме знаний за счет чутья, догадки. Поль Гетти определил,
что информация – мать интуиции. В действительности интуиция является
результатом большого ранее приобретенного опыта и полученных научных
знаний. С помощью интуиции решаются многие задачи. Но на эту помощь
она приходит только к подготовленному уму. Она приходит только к тем, кто
постоянно думает о решаемой проблеме.
Научному работнику необходимо владение формальной логикой. Парадоксы служат побудительными мотивами творчества, но не софизмы.
Софизм – преднамеренное логическая ошибка, чтобы путем различных ухищрений выдать ложь за истину, неправильный результат выдать за достоверный. В логике парадокс доказывает как конкретное суждение, так и его
отрицание.
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]