Винахідницька робота і її особливості

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЛЕКЦІЯ

ВИНАХІДНИЦЬКА РОБОТА І ЇЇ ОСОБЛИВОСТІ

Винахідництво як творчий процес. Методи пошуку нових технічних рішень.

Пошук нових технічних рішень при розв'язанні винахідницьких задач є творчим процесом. Технічна творчість - це цілеспрямована діяльність людини, що зосереджена та спрямована на отримання нових технічних рішень і оригінальних результатів. В основі процесу творчого пошуку лежить відповідна методологія. Розвиток методики технічної творчості та пошуку нових технічних рішень має історичний характер (табл. 1.).

Таблиця 1. - Класифікація методів пошуку нових технічних рішень:

У світовій інженерній практиці на сьогодні розроблено понад 50 методів активізації творчості, які можна розділити на три основні групи:

1. Системні (комбінаторні або гібридні) - спрямовані на послідовний аналіз усіх можливих варіантів рішень і ґрунтуються на аналізі будови і особливостей об'єкта (морфологічний аналіз і синтез, матриці відкриттів, десяткові матриці пошуку і ін.);

2. Асоціативні (психологічної активізації творчості) - передбачають активізацію генерування ідей за рахунок психологічного переборення інерційності мислення і представляють собою безсистемний пошук розв'язку задачі (метод фокальних об'єктів, мозкового штурму, контрольних запитань, гірлянд випадковостей і асоціацій і ін.);

3. Програмні (алгоритмічні) - забезпечують цілеспрямований рух до вирішення задачі шляхом виявлення технічних і фізичних протиріч у відомих об'єктах та їх наступного розв'язання (бібліотека евристичних прийомів, аналіз, АРВЗ, ФВА і ін.).

Розглянемо основні системні методи.

Суть методу морфологічного аналізу (МА): у системі, що вдосконалюється, виділяють декілька типових структурних (морфологічних) ознак.

Для кожної ознаки складають список різних конкретних варіантів (альтернатив).

Ознаки і альтернативні варіанти зображують у вигляді морфологічного ящика (таблиці, матриці), що дає можливість максимально збільшити пошукове поле для генерування нових ідей.

Приклад. Морфологічна таблиця методів подрібнення стружки при обробці металів різанням (табл. 2).

Таблиця 2:

За табл. 2 синтез методів подрібнення стружки створює N = 3, 5, 3, 2, 4 = 360 комбінацій.

Кількість варіантів можна збільшити суміщенням елементів (альтернатив), наприклад:

В6 = В2 + В4

- електрохімічний спосіб впливу.

В цьому випадку N = 3, 6, 3, 2, 4 = 432. Надалі аналізують всі можливі варіанти:

На наступних етапах методом пріоритетності та почергового комбінування всіх можливих варіантів вибирають 2-3 найкращих рішення.

Метод десяткових матриць пошуку ґрунтується на аналізі результатів системного застосування 10 евристичних прийомів і 10 основних показників. За основні показники вибрані:

1) геометричні (довжина…);

2) фізико-механічні (вага…);

3) енергетичні (ККД…);

4) конструкційно-технологічні (транспортабельність, технологічність…);

5) надійність і довговічність (знос…);

6) експлуатаційні (продуктивність…);

7) економічні (собівартість…);

8) ступінь стандартизації і уніфікації;

9) зручність обслуговування і безпечність роботи (шум, вібрація…);

10) художньо-конструкторські показники (колір, масштабність…).

Для перетворення показників застосовують 10 груп евристичних прийомів:

1) неологія - перенесення в дану галузь техніки нових для неї показників технічного об'єкту;

2) адаптація - прийом пристосування відомих процесів, конструкцій, форм, матеріалів і їх властивостей до даних конкретних умов;

3) мультиплікація - збільшення числа показників;

4) диференціація - подрібнення числа показників;

5) інтеграція - складання, з'єднання, наближення показників;

6) інверсія - зміна порядку, напрямку на протилежний;

7) імпульсація - імпульсна зміна та перетворення в технічному об'єкті (ТО);

8) динамізація - зміна в часі ваги, температури, розмірів, кольору і ін.;

9) аналогія - пошук і використання подібностей показників об'єкту;

10) ідеалізація - наближення ТО до ідеального.

Систематизація прийомів та показників дозволяє побудувати матрицю 10,10, в якій в рядках розміщені показники, а в стовпцях прийоми.

Асоціативні методи пошуку ґрунтуються на застосуванні семантичних властивостей, понять шляхом використання аналогій, їх змістових відтінків. Основними джерелами генерування нових ідей є асоціації (зв'язки між словами типу різець-стружка), метафори (перенесення властивостей одного предмета чи явища на інше, але з аналогічною ознакою) та випадково вибрані поняття.

Суть методу фокальних об'єктів полягає у перенесенні ознак випадково вибраних об'єктів на вдосконалений об'єкт, який лежить у фокусі переносу. При цьому використовують наступну послідовність:

1. Вибирають фокальний об'єкт (напр., цанга);

2. Вибирають 3-4 випадкових фокальних об'єкти (сталь, дискета, книга…);

3. Складають списки ознак випадкових об'єктів: легована сталь, конструкційна, кипляча, швидкорізальна і т. д.;

4. Генерують ідеї шляхом приєднання до фокального об'єкта ознак випадкових об'єктів (легована цанга, швидкорізальна цанга і т. д.);

5. Розвивають одержані поєднання шляхом вільних асоціацій;

6. Оцінюють одержані ідеї і відбирають корисні рішення групою експертів.

Метод контрольних запитань є одним з методів психологічної активізації творчого мислення. Його мета - підвести до розв'язання задачі за допомогою навідних питань, типу:

- перерахувати всі якості і ознаки можливого винаходу і замінити їх на інші;

- в уяві проникнути всередину механізму;

- знаходитись серед стимулюючого оточення (технічні музеї, звалища металобрухту) тощо.

На практиці широко відомі списки контрольних запитань А. Осборна, Г. Буша, Д. Пірсона, Т. Ейлоарта.

Метод мозкового штурму ґрунтується на генеруванні будь-яких ідей і абсолютній відсутності їх критики. При цьому формується колектив із 2-х груп: 1-ша група - генератори ідей, 2-га група ¬- експерти (аналітики). Задача групи генераторів полягає у формулюванні великої кількості ідей, а групи експертів - в наступній оцінці даних ідей і відборі тих, що мають зміст.

Основні правила мозкового штурму:

1. В групу генераторів входять люди різних спеціальностей (4-12 чол.);

2. Основна задача групи - висказати максимальну кількість ідей (будь-яких - фантастичних, помилкових, несерйозних). На проголошення ідеї надається 2-3 хв.;

3. При генеруванні ідей заборонена будь-яка критика не лише словесна, але й мовчазна. Коли нові ідеї перестають поступати, ведучий зачитує вголос декілька із старих, стимулюючи творче мислення. Штурм продовжується 20-40 хв.;

4. В групу експертів входять спеціалісти з даної проблеми;

5. Якщо задача не розв'язана, штурм повторюють іншим складом групи генераторів. технічний матриця алгоритм

Одним із основних програмних методів є алгоритм розв'язання винахідницьких задач (АРВЗ). Метод ґрунтується на вченні про протиріччя і являє собою алгоритм - комплекс послідовно виконуваних дій (кроків або етапів), спрямованих на розв'язання даної задачі. Зміст АРВЗ полягає в тому, щоб шляхом порівняння ідеального і реального виявити протиріччя і його причину, усунувши дану причину шляхом перебору певних варіантів.

В кожній модифікації АРВЗ розглядається три основні моменти:

1) постановка задачі і визначення протиріччя, що заважає її розв'язку звичайними способами, або тими, що відомі в техніці;

2) усунення причини протиріччя з метою досягнення більш нового технічного ефекту;

3) приведення елементів вдосконалення системи у відповідність із замінюваним елементом.

Размещено на Allbest.ru