Климушев Н.К. Прудникова О.М. ОНИ

71

9.1.7. Стратегия семикратного поиска (ССП)

ССП означает, что выбор правильной идеи производится путем ее поиска последовательно по семи этапам.

1этап: анализ имеющейся проблемы. Изучается проблемная ситуация, пересматривается различная информация, ставится главная цель нововведения.

2этап: анализ характеристик имеющихся аналогов новых устройств или процессов.

3этап: формулировка общей идеи, а также задач, которые необходимо

решить.

4этап: выбор основополагающих идей. На этом этапе генерируются возможные идеи, преимущественно эвристическими методами, проводится анализ

иотбор наиболее перспективных.

Эвристика представляет собой совокупность логических приемов и методических правил теоретического исследования и отыскания истины.

5этап: контроль идей.

6этап: оценка выбора оптимальной идеи.

7этап: реализация выбранной идеи.

9.1.8. Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ)

Одной из научно обоснованных и хорошо себя зарекомендовавших в практике массового технического творчества является методика программного решения технических задач – АРИЗ. Методика реализует системный подход к процессу технического творчества и основана на учении о противоречиях. Решение рассматривается как последовательность операций по выявлению, уточнению и преодолению технических противоречий (ТП). Искомое решение ориентируется на идеальный конечный результат (ИКР).

Смысл АРИЗ состоит в том, чтобы путем сравнения идеального и реального выявить ТП или его причину – физическое противоречие (ФП) и устранить (разрешить) их, рассмотрев относительно небольшое число вариантов. Разработка АРИЗ выполнена инженером Г.С. Альтшуллером на основе анализа 40 тысяч изобретений. При этом было установлено, что в них преодолено около 1200 противоречий с применением в основном 40 типов приемов. Тем самым установлено, что определенный тип противоречия устраняется небольшим чис-

72

лом соответствующих приемов. Так была получена таблица приемов преодоления ТП.

АРИЗ представляет собой развивающуюся и совершенствующуюся систему. АРИЗ-85В состоит из 9 частей: 1) анализ задачи; 2) анализ модели задачи; 3) определение ИКР и ФП; 4) мобилизация и применение вещественно-полевых ресурсов; 5) применение информационного фонда; 6) применение и (или) замена задачи; 7) анализ способа устранения ФП; 8) применение полученного ответа; 9) анализ хода решения. АРИЗ включает 28 шагов, 32 примечания, 11 правил и 11 принципов разрешения ФП.

В свою очередь, АРИЗ является инструментом теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), созданной Г.С. Альтшуллером. ТРИЗ создавалась, чтобы заменить интуитивные «озарения», которые приводят талантливых инженеров и ученых к выдающимся изобретениям и открытиям, такой стратегией мышления, которая позволяла бы каждому хорошо подготовленному специалисту получать такие же результаты. ТРИЗ – это наука, изучающая объективные закономерности развития технических систем и разрабатывающая методологию (систему методов и приемов) решения технических проблем [4].

Изучая процесс совершенствования объектов техники Г. С. Альтшуллер сформулировал концепцию науки о развитии технических систем: «Технические системы развиваются по объективно существующим законам; эти законы познаваемы, их можно выявить и использовать для сознательного совершенствования старых и создания новых технических систем». К настоящему времени выявлен ряд закономерностей, которые сформулированы и сведены в систему законов развития технических систем – ЗРТС. Основные из них:

1.Развитие любой технической системы идет в направлении повышения уровня ее идеальности.

Следствия:

Техническая система идеальна, если ее нет, а функции системы выполняются.

Повышение уровня идеальности системы происходит за счет усложнения надсистем.

2.Развитие частей системы идет неравномерно – через возникновение и преодоление противоречий.

3.Исчерпав возможности своего развития, техническая система или вырождается, или консервируется на определенном уровне, или ее рабочий орган входит как подсистема в новую систему [4].

73

Одним из эффективных инструментов ТРИЗ является так называемый «системный оператор» или «схема многоэкранного мышления», представленная на рисунке 3. Системный оператор позволяет проследить динамику развития системы во времени (прошлое – настоящее – будущее) и в пространстве (подсистема – система – надсистема).

Надсистема

Система

Подсистема

Рис. 3. Схема многоэкранного мышления

74

10. Применение ЭВМ в научных исследованиях

Вычислительные возможности современных компьютеров позволяют использовать его как высокоэффективное средство автоматизации научной работы. Для решения сложных расчетных задач используют как специально написанные программы, так и универсальные средства, позволяющие решать широкий круг задач. К такого рода задачам относятся, например, следующие:

–подготовка научно-технических документов, содержащих текст, формулы и графики;

–статистические расчеты и анализ данных;

–вычисление результатов математических операций;

–построение двухмерных и трехмерных графиков.

К универсальным программам, пригодным для решения таких задач, от-

носятся, например, MATLAB, MatCad, Maple, Mathematica и др. Данные про-

граммные системы работают как под DOS, так и под WINDOWS. Они имеют дружественный интерфейс, реализуют множество стандартных и специальных математических операций, снабжены мощными графическими средствами и обладают собственными языками программирования. Данные системы непрерывно совершенствуются, заимствуют лучшее друг у друга и позволяют совместное использование сильных возможностей других систем.

Вместе с тем не следует недооценивать нынешние возможности класса программ, называемых электронными таблицами. Одним из наиболее распространенных пакетов программ такого рода является Microsoft Excel. Программа Microsoft Excel предназначена для работы с таблицами данных, преимущественно числовых. При форматировании таблицы выполняют ввод, редактирование и форматирование текстовых и числовых данных, а также формул. Наличие средств автоматизации облегчает эти операции. Созданная таблица может быть выведена на печать.

Пакет Microsoft Excel можно эффективно использовать для:

–проведения однотипных расчетов над большими наборами данных;

–решения задач путем подбора значений параметров, табулирования формул;

–обработки результатов экспериментов;

–проведения поиска оптимальных значений параметров;

–подготовки табличных документов;

–построения графиков и диаграмм по имеющимся данным.

75

Литература

1.Гультяев А. К. MATLAB 5.3. Имитационное моделирование в среде Windows: практическое пособие / А. К. Гультяев. – СПб.: КОРОНА-принт, 2001. – 400 с.

2.Исаханов В. Г. Основы научных исследований в стрительстве / В. Г. Исаха-

нов. – Киев: Вища шк., 1985. – 208 с.

3.Крутов В. И. Основы научных исследований: Учебник для техн. вузов / В. И. Крутов, И. М. Грушко, В. В. Попов и др. – М.: Высшая школа, – 1989. – 400 с.

4.Кузин Ф. А. Диссертация: Методика написания. Правила оформления. Порядок защиты. Практическое пособие для докторантов, аспирантов и маги-

странтов. – 2-е изд., доп. / Ф. А. Кузин. – М.: Ось-89, 2001. – 320 с.

5.Меерович М. И. Технология творческого мышления: Практическое пособие. / М. И. Меерович, Л. И. Шрагина. – Мн.: Харвест, М.: АСТ, 2000. – 432 с.

6.Редькин А. К. Основы моделирования и оптимизации процессов лесозаготовок / А. К. Редькин. – М.: Лесная промышленность, 1988. – 256 с.

Учебное издание

Николай Константинович Климушев Ольга Михайловна Прудникова

ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Учебное пособие

Редактор Кипрова В. П. Технический редактор Зуев М. Ю.

Лицензия серия ЛР № 020827 от 29 сентября 1998 г. План 2002 г., позиция 56. Подписано в печать 27.08.2002 г. Компьютерный набор. Гарнитура Times New Roman. Формат 60 × 84 1/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 4,4. Уч. изд. л. 3,7. Тираж 150 экз. Заказ № 138.

Ухтинский государственный технический университет. 169300, г. Ухта, ул. Первомайская, 13.

Издательско-полиграфическое управление УГТУ. Лицензия ПД № 00578 от 25 мая 2000 г. 169300, г. Ухта, ул. Октябрьская, 13.