Принципи подолання технічних протиріч

План

1. Поняття про евристику.

2. Методи активізації творчості.

Найбільш ранні спроби пояснити закономірності творчого мислення починалися ще в античний час і знайшли відображення в працях Архімеда Сиракузського, Аполонія Пергейського, Папи Олександрійського, Геракліта Ефеського, Сократа та ін. Ці роботи були ще роздільні і несистематизовані, але саме вони були зачатками евристики — навчання про продуктивне творче мислення і про методи творчості.

Творець першої логічної системи в античний період Демокріт з Абдер будував її в основному на індуктивному методі й аналогії. Технічна творчість, винахідництво Архімеда займали настільки велике місце в житті і діяльності, що аналогії з техніки і механіки проникали в його математичні методи.

Істотний крок у створенні методу творчого мислення зробив Сократ, який намагався розбудити приховані (латентні) творчі здібності людей у процесі діалогу. Основні ознаки останнього — вільний обмін думками, гумор і іронія, доведення понять до абсурду, використання аналогій, виявлення протиріч і т.п.

В даний час сформувалася така система знань про технічну творчість і його методи, яку впевнено можна вважати фундаментом науки. Визначилася термінологія, деякі основні поняття методології творчості, що стали в наш час мовою науки, що розвивається. Коротко розглянемо деякі основні визначення методологічних засобів і поняття технічної творчості.

Ціль — бажаний результат діяльності особи або колективу в межах деякого наміченого інтервалу часу.

Евристичне (методологічне) правило - це елементарна одиниця методологічних засобів, що містить наказ дії, дозвіл його або заборону. Кілька елементарних правил, об'єднаних для досягнення визначеної мети, являють собою евристичний прийом — наступну ступінь (методологічних засобів).

Коротка вказівка (постанова) того, які перетворення в даній технічній системі можна провести для одержання нового рішення, досягнення поставленої мети, називається евристичним прийомом.

Прийом, розвиваючись, перетворюється в метод, тобто спосіб досягнення будь-якої мети, рішення конкретної задачі, сукупність прийомів або операцій практичного або теоретичного освоєння (пізнання) дійсності.

Операцією називається дія, спрямована на досягнення визначеної мети. Вона може бути як простою, нероздільною дією, так і складною, що розділяється на ряд більш простих дій. Існує також поняття процедура. Це сукупність вказівок про порядок виконання всіх операцій, що приводять до досягнення певної мети.

Евристичний метод містить один або кілька методологічних прийомів, викладених з дотриманням цілеспрямованої впорядкованості запропонованих дій, процедур.

Подальшою ступінню розвитку методологічних засобів є методика. Це метод, збагачений цілеспрямованими керівними принципами. Структура методики містить кілька принципів і упорядкованих методологічних правил.

Питання для самопідготовки

1. Що таке евристика?

2. Що таке евристичне правило?

Аналіз задач і синтез технічних рішень в наукових дослідженнях

План

1. Вибір технічної задачі.

2. Аналіз технічної системи.

2. Поняття про ідеальний результат, технічне протиріччя.

3. Синтез нового технічного рішення.

Коли можливості будь-якої технічної системи не відповідають (або не стануть у майбутньому відповідати) суспільним потребам, то вона стає потенційним об'єктом вирішення технічної задачі, ціль якої — усунення виявленого недоліку.

При виявленні технічних недоліків зростаючу роль відіграють методи науково-технічного прогнозування, що дозволяють передбачити потреби суспільства, технічні можливості системи і невідповідність між ними в більш-менш віддаленому майбутньому, з «поправкою на час». Прогнозування — форма творчої діяльності, що дозволяє вчасно (з попередженням) поставити нові задачі і вирішити їх до моменту прояву недоліку.

Прикладом видатного технічного прогнозу високого творчого рівня став винахід К. Е. Ціолковським реактивного двигуна для космічного корабля.

Слід зазначити, що успішний прогноз задач, що ще не мають практичної важливості сьогодні, забезпечує, як правило, і новизну рішень і полегшує їхній правовий захист.

Визначаючи потреби суспільства, потрібно пам'ятати, що технічні недоліки є результатом дії як об'єктивних, так і суб'єктивних факторів.

У зв'язку з існуванням певної структури технічної системи, їхньої сукупності та ієрархії, а також параметрів, що характеризують технічну і суспільну системи, виникає ряд пов'язаних з ними і похідних від них систем: технічних недоліків і їхніх причин, задач і цілей. Вони також володіють відповідною технічним системам структурою (елементами і зв'язками між ними) і ієрархією: якісь технічні недоліки і задачі є поодинокими по відношенню до одного або декількох більш загальних, але є і ще більш загальні, і ще більш поодинокі.

Вибір технічної задачі передбачає попередній аналіз системи задач і в такій формі стає творчим етапом, від успіхів якого істотно залежить і кінцевий результат. Про можливості такого аналізу необхідно постійно пам'ятати, ніколи ним не зневажати і завжди перевіряти задачі, сформульовані не самостійно (відноситися до них з недовірою).

За умовами технічної задачі нам дана система, що має недолік і складається з елементів Е₁ Е₂, ..., Е_i, ..., Е_n. Вони пов'язані між собою, і кожен елемент виконує ту чи іншу функцію, у якійсь ступені визначаючу основну функцію, для виконання якої система призначена. Проведемо дослідження даної технічної системи, встановимо структуру, а також параметри, що характеризують її роботу.

Для цього варто скласти список основних елементів технічної системи, без яких її функціонування принципово неможливе. Перелічити інші її елементи, розташувавши їх у порядку функціональної значимості для існування і функціонування системи, скласти матрицю зв'язків всіх елементів.

Важливо визначити головну функцію (призначення) системи, з'ясувати, які основні і допоміжні параметри можуть якісно і кількісно характеризувати її роботу, які фактори впливають на параметри системи та у чому полягає механізм їхнього впливу. Таким чином, на цьому етапі ми повинні з'ясувати основний принцип і механізм дії нашої системи, дослідити її «зсередини». Крім того, ми вивчаємо науково-технічну літературу, присвячену дослідженню технічної системи, а також можемо додатково провести відповідні наукові дослідження.

Технічна задача, не вирішена за допомогою традиційних, стандартних інженерно-конструкторських прийомів, підлягає переведенню в клас винахідницьких задач і наступній обробці: формулюванню умов задачі і пошукові ідеї вирішення.

Умови винахідницької задачі повинні складатися з трьох елементів: короткого опису (моделі) реальної технічної системи і її недоліку, ідеального кінцевого результату (ІКР) і технічного протиріччя, виявленого в результаті порівняння цих двох елементів.

Суть формулювання ІКР полягає в тому, щоб одержати орієнтир для керування сильним технічним рішенням високого рівня. Ідеальне вирішення — найбільш сильне з усіх мислимих і немислимих вирішень даної задачі. Дуже важливо засвоїти поняття про ідеальну машину (машини немає, але необхідна дія виконується), ідеальний спосіб (витрати енергії і часу немає, але необхідна дія виконується, причому саморегульовано), ідеальну речовину (речовини немає, але її функція виконується).

При вирішенні винахідницької задачі необхідно максимально наблизитися до ІКР, різко поліпшити якісь показники, не погіршивши інших. Ідеальність вирішення досягається тим, що потрібний ефект досягається «даром», без використання будь-яких засобів. Наприклад, ідеальний корабель: корабля немає, а вантаж сам транспортується. Такі вирішення існують — це плоти, цілком складені з вантажу. Близьким до ІКР вирішенням є змієподібний корабель (англ. пат. № 1403191): невелика моторна секція (голова) тягне довгий гнучкий состав з контейнерів (тулуб).

Від формулювання ІКР залежить вибір подальшого напрямку пошуків, і отже, це один із творчих етапів, які визначають успіх всього вирішення.

Формулювання ІКР полягає в закріпленні бажаної властивості, функції, дії (результату) за яким-небудь елементом. Її можна проводити по формулі, визначаючи елемент, що найбільшою мірою піддається змінам, і приписуючи йому бажаний результат,— таке формулювання ІКР значно звужує напрямок подальшого пошуку та обмежують його рядом конструктивних змін.

Система, що володіє недоліком, який ми хочемо усунути її перетвореннями, є прототипом нового технічного рішення. Його ідея, отримана в результаті попереднього аналізу технічної задачі, — зародок нової технічної системи. Вона з'являється в надрах старої і породжена її недоліками. Однак технічної системи ще немає — її потрібно синтезувати, перетворити прототип, відповідно до ідеї вирішення.

Як правило, ідея вирішення — це формулювання якого-небудь фізичного принципу, використовуваного в передбачуваному новому об'єкті, сукупність яких-небудь дій, функцій. Її можна представити як систему функцій елементів майбутнього технічного об'єкта (носіїв цих функцій потрібно ще визначити і скласти з них нову технічну систему).

Ідею вирішення, як і елементи технічної системи, описують і сукупністю властивостей, для цього досить вказати тільки ті властивості середовища або яких-небудь елементів, що ми використовуємо, змінюючи їхні значення, керуючи ними. Синтез технічного рішення полягає у визначенні матеріальних носіїв тих значень властивостей і функцій, які відповідають ідеї. Звісно, витрати на реалізацію ідеї повинні бути мінімальними і рішення повинно бути витонченим, тому необхідно в першу чергу спробувати закріпити нові функції за вже наявними елементами системи, змінивши значення деяких їхніх властивостей.

Питання для самопідготовки

1. Як вибирають технічну задачу?

2. Як аналізують технічну систему?

3. Що таке ідеальний результат?

4. Що таке протиріччя?

5. Як синтезують нове технічне рішення?