- •Основы научных исследований
- •Рецензент в.В. Нестерович, канд. Техн. Наук, доцент
- •Содержание
- •Введение
- •Лекция 1. Вводная. Развитие науки и изобретательства
- •1.1 Основные положения
- •1.2 Подготовка и повышение квалификации научно-технических кадров
- •Лекция 2. Государственная система управления развитием науки и техники
- •2.1 Принципы программно-целевого управления развитием науки и техники
- •2.2 Организационные структуры для осуществления научных исследований и разработок
- •Лекция 3. Технические системы
- •3.1 Диалектика технических систем
- •3.1.1 Системный подход
- •3.1.2 Противоречия, выявляемые при решении технических задач
- •3.2 Жизнь технической системы
- •3.3 Законы развития технических систем
- •3.4 Уровни сложности технических задач
- •Лекция 4. Диалектика технического творчества. Этапы творческого процесса
- •4.1 Уровни творческой деятельности
- •4.2 Психологические особенности научно-технического творчества
- •4.3 Учет психологических факторов при решении творческих технических задач
- •4.4 Основные этапы рационального творческого процесса
- •4.4.1 Оценка целесообразности решения задачи
- •4.4.2 Анализ надсистемы, в которую входит рассматриваемая техническая система
- •4.4.3 Анализ технической системы и ее подсистем, выбор задачи
- •4.4.4Анализ технической задачи
- •4.4.5 Формулировка условий и анализ изобретательской задачи
- •4.4.6 Поиск идеи решения
- •4.4.7 Синтез нового технического решения
- •Лекция 5.Подготовка и проведение научно-технического исследования.
- •5.1 Основные понятия и классификация
- •5.2 Этапы научно-технического исследования
- •5.3 Информационный поиск и составление методики исследования
- •5.4 Научные документы и издания
- •5.4.1 Первичные документы и издания
- •5.4.2 Вторичные документы и издания
- •5.5 Документные классификации
- •5.6 Библиографическое описание источников, использованных в научном исследовании
- •5.7 Организация работы с научной литературой
- •Лекция 6. Предварительная разработка исследования
- •6.1 Общие сведения
- •6.2 Методы эмпирического уровня
- •6.3 Методы экспериментально-теоретического уровня
- •6.4 Методы теоретического уровня
- •6.5 Методы метатеоретического уровня
- •6.6 Гипотезы в научных исследованиях
- •6.7 Доказательства в научных исследованиях
- •6.8 Научная проблема и обоснование темы исследования
- •Лекция 7. Экспериментальые научные исследования
- •7.1 Классификация, типы и задачи эксперимента
- •7.2 Методика эксперимента
- •7.3 Метрологическое обеспечение экспериментальных исследований
- •7.4 Рабочее место экспериментатора и его организация
- •7.5 Влияние психологических факторов на ход и качество эксперимента
- •7.6 Вычислительный эксперимент
- •7.7 Элементы теории планирования эксперимента
- •Лекция 8. Обработка данных эксперимента и обобщение результатов
- •8.1 Основы теории случайных ошибок и методов оценки случайных погрешностей в измерениях
- •8.1.1 Интервальная оценка с помощью доверительной вероятности
- •8.1.2 Определение минимального количества измерений
- •8.1.3 Проверка наличия грубых ошибок ряда
- •8.2 Методы графической обработки результатов измерений
- •8.3 Методы подбора эмпирических формул
- •8.4 Регрессионный анализ
- •Лекция 9. Оформление, защита и внедрение результатов науных исследований
- •9.1 Отчетные документы
- •9.2 Требования к представлению структурных элементов отчета
- •9.3 Представление результатов нти
- •9.4 Внедрение законченных разработок в промышленность
- •9.5 Эффективность научно-технических исследований
- •Лекция 10. Методы поиска новых технических решений
- •10.1 Основные определения и понятия технического творчества
- •10.2 Ассоциативные методы поиска технических решений
- •10.2.1 Метод фокальных объектов
- •10.2.2 Метод гирлянд случайностей и ассоциаций
- •10.3 Метод контрольных вопросов
- •Мозговой штурм
- •10.5 Синектика
- •Лекция 11. Систематические и другие методы поиска технических решений и активизации творчества
- •11.1 Систематические методы
- •11.1.1 Морфологический анализ
- •11.1.2 Алгоритм решения изобретательских задач
- •11.1.3 Стратегия решения изобретательской задачи по ариз
- •11.1.4 Обобщенный эвристический алгоритм
- •11.2 Другие методы
- •11.2.1Метод организующих понятий
- •11.2.2Метод «матриц открытия»
- •11.2.3Метод десятичных матриц поиска
- •11.2.4Метод оценки оптимальности
- •11.2.5Функционально-стоимостный анализ
- •Заключение
- •Список рекомендованных источников
4.4 Основные этапы рационального творческого процесса
Практика решения изобретательских задач показывает, что человек, который усвоил основные существующие приемы и методы поиска новых технических решений, активизации творческого мышления и имеет определенный изобретательский опыт, пользуется не всеми приемами и процедурами, предписываемыми известными методиками, а лишь их отдельными наиболее сильными разделами (блоками), расставленными в определенной последовательности (она может меняться в зависимости от типа проблемной ситуации). Вырабатывается как бы свой собственный сокращенный (укрупненный) вариант «алгоритма» (определяющий, в частности, творческий почерк работника).
Устранение недостатка является нашей исходной задачей. Процесс ее решения может протекать в описанной ниже последовательности.
4.4.1 Оценка целесообразности решения задачи
На этом этапе, как правило, изобретатель определяет ожидаемую эффективность решения, рассматривая (конкретизируя) ее с технической, технико-экономической, экономической, социальной, прочих сторон.
Такая оценка очень важна: затраты труда на решение задачи должны быть окуплены. В противном случае ее нецелесообразно решать. При этом возможно как приблизительное определение целесообразности «на глаз», так и использование специальных процедур и методови даже проведение глубоких экономических, социальных и прочих исследований.
Если целесообразность работы по решению задачи установлена, то начинается ее технический анализ.
4.4.2 Анализ надсистемы, в которую входит рассматриваемая техническая система
При рассмотрении исходной технической задачи,связанной с устранением недостатка, сболее общего уровня надсистемы устанавливается более общая задача и производные от нее частные задачи.
Для представления структуры надсистемы необходимо выявить связи исходной технической системы и ее параметров с другими системами и внешними факторами. После анализа совокупности технических систем на одном исходном уровне можно повторить его на более высоком (более общем) и т. д.
4.4.3 Анализ технической системы и ее подсистем, выбор задачи
На этом этапе следует выяснить структуру технической системы и составляющих ее подсистем. Для этого необходимо представить морфологию технической системы, а затем связи между ее элементами (подсистемами) и их параметрами. После осуществления такого исследования на одном уровне (уровне исходной технической задачи) анализ надо в большинстве случаев продолжить на более низких иерархических уровнях (на уровнях конкретных подсистем).
Поскольку исходной задачей является устранение определенного технического недостатка,то целесообразно выявить (выделить) ту часть технической системы (и подсистемы), которая в той или иной степени связана с возникновением и изменением данного недостатка. Для целенаправленного поиска можно воспользоваться методом построения логических цепей причинно-следственных связей недостатка с его причинами.
Выбрав конкретную техническую задачу, начинают анализ ее материального носителя, технического объекта.
4.4.4Анализ технической задачи
Здесь исследуют выбранный конкретный технический объект, понимая его как систему взаимосвязанных элементов, каждый из них может быть рассмотрен также как система, состоящая из взаимосвязанных частей.
Надо перечислить все необходимые элементы, без которых невозможно выполнение основных функций технической системой, а из выделенных отобрать те, которые связаны непосредственно с недостатком, устранение которого выбрано в качестве задачи.
Чтобы построить модель объекта, надо использовать определенный объем специальных знаний, изучить зависимость основных параметров объекта от всевозможных внешних и внутренних факторов, определить связи недостатка (количественного показателя, характеризующего недостаток) с различными параметрами.
Из-за отсутствия какой-то информации об объекте возникает необходимость проработать дополнительные литературные источники, провести теоретические и экспериментальные исследования. Кроме того, производят параметрическое, морфологическое, структурно-функциональное описание системы.
Полученные новые научные результаты, относящиеся к объекту исследования (в виде улучшенного состава вещества, оптимальных технологических режимов, новых количественных соотношений и т. д.), уже на этом этапе часто достаточны для защиты технического решения в форме изобретения.