2020-04-20
89
Метод фокальных объектов (МФО) предложен в 1926 году немецким ученым Э. Кунце и усовершенствован в 1953 году американским специалистом Ч. Вайтингом. Суть метода состоит в том, что совершенствуемый объект держат как бы в фокусе внимания и переносят на него свойства других объектов, не имеющих к нему отношения. При этом возникают необычные сочетания, которые стараются развивать дальше путем свободных ассоциаций. Порядок применения метода следующий:
1) выбирается объект для совершенствования;
2) формулируется цель его совершенствования;
3) выбирается из книги, каталога, журнала несколько случайных у объектов и выписываются их признаки;
4) эти признаки переносятся на совершенствуемый объект. В результате получаются интересные сочетания, из которых рождаются новые идеи.
МФО можно эффективно применять при поиске объектов для выпуска товаров народного потребления, для решения задач рекламы. Он может применяться для тренировки и развития творческого воображения студентов.
Пример 1. Фокальный объект - отопительный прибор.
Цель поиска: расширить ассортимент продукции завода, повысить спрос на продукцию.
Случайные объекты: дерево, лампа, кошка, сигарета. При перенесении признаков случайных объектов на фокальный объект получаем сочетания, заслуживающие внимания: электрический отопительный прибор, сигнализирующий отопительный прибор, меняющий цвет в зависимости от температуры, и т. д.
Для освоения МФО следует рассмотреть в качестве фокальных объектов: насос, компрессор.
1.8. Метод "Патенты природы"
Метод "Патенты природы" - это метод построения технических систем по природной (биологической) аналогии. Природа - гениальный конструктор, инженер, художник и великий строитель. Любое творение природы является высокосовершенным произведением, отличается поразительной целесообразностью, надежностью, прочностью, экономичностью расхода строительных материалов при разнообразии форм и конструкций.
На Земле около 1,5 миллиона видов животных и более 500 тысяч видов растений. Окружающая среда ставит перед ними проблемы, удивительно схожие с проблемами людей. Решения, найденные природой, эффективны, экологически безупречны и предельно просты. Умелое заимствование их человеком означало бы большую экономию средств и времени.
Вот несколько примеров из мира растений.
Строительство.
Изобретатель железобетона французский ученый Ж. Монье, пытаясь изготовить для своих цветов кадки из цементного раствора, впервые применил каркас из металлической сетки. Первый патент на железобетон был им получен в 1867 году, а растениям принцип армирования известен более 250 миллионов лет.
По аналогии с устройством ствола растений создана Останкинская телебашня. Байтовые мосты напоминают провисшую паутину.
Пневматика. Сфагновые мхи (болотные растения) для разбрасывания спор создают в плодовой коробочке давление воздуха около 4 атмосфер, что вдвое больше, нежели давление в шинах легковых автомобилей. Споры в безветрие летят на расстояние до 2 м. Это превосходный результат, если учесть, что размеры плодовой коробочки не превышают 1 мм.
Гидравлика. Широко распространенный в средиземноморских странах "бешеный огурец" выбрасывает смесь из сока и семян более чем на 12 м, развивая давление внутри плода до 6 атм. В теплый солнечный день взрослое дерево березы поднимает 200 л воды на высоту 15м. Корни деревьев взламывают асфальт.
Еще более широкий спектр аналогов дает мир насекомых, животных и птиц. Приведем их краткий перечень, который будет представлять интерес для студентов специальности ТГВ:
1. Крыло самолета - крыло птицы, насекомого. Благодаря особому профилю крыла создается подъемная сила.
2. Полет самолетов, вертолетов - полет птиц, насекомых с зависанием в воздухе и движением вбок, назад, вверх, вниз.
4. Живые землеройные снаряды - дождевые черви, кроты и другие.
5. Сотовые конструкции в строительстве - пчелиные соты.
6. Легкие оболочки - скорлупа яйца, ореха, панцири и раковины животных.
7.Тепловая защита - мех животных (олень, верблюд, овца).
1.9. Метод эвристических приемов
Когда изобретатель встречается с новой творческой инженерной задачей (ТИЗ), то пытается ее решить с помощью изобретенного способа. Если это не удается, то изобретатель ищет новое решение. Такие способы или правила решения ТИЗ называют эвристическими приемами (ЭП), в которых содержится краткое предписание или указание, «как преобразовать» имеющийся прототип или «в каком направлении нужно искать», чтобы получить искомое решение [5-7]. ЭП обычно не содержит прямого однозначного указания, как преобразовать прототип. Если ЭП имеет отношение к рассматриваемой ТИЗ, то он содержит «подсказку», которая облегчает получение искомого решения, однако не гарантирует его нахождения.
Многие ЭП могут быть успешно использованы в самых различных областях техники. Способы решения ТИЗ, открытые различными изобретателями, имеет смысл собирать, обобщать и обучать им начинающих изобретателей. Именно на этих свойствах основывается метод эвристических приемов, который интегрирует в методически доступной форме опыт многих изобретателей.
Метод эвристических приемов основывается на межотраслевом фонде ЭП, приведенных в табл. 1.2. [1-3].
Таблица 1.2
Межотраслевой фонд ЭП
| № группы | Наименование группы | Число ЭП |
| 1 | Преобразование формы | 16 |
| 2 | Преобразование структуры | 19 |
| 3 | Преобразование во времени | 8 |
| 4 | Преобразование пространстве | 16 |
| 5 | Преобразование движения и силы | 14 |
| 6 | Преобразование материала и вещества | 23 |
| 7 | Приемы дифференциации | 12 |
| 8 | Количественные изменения | 12 |
| 9 | Использование профилактических мер | 22 |
| 10 | Использование резервов | 13 |
| 11 | Преобразование по аналогии | 9 |
| 12 | Повышение технологичности | 16 |
Итого: 180
Этот фонд содержит описания 180 отдельных ЭП, которые разделены на 12 групп. Межотраслевой фонд ЭП имеет универсальный характер. Поэтому ЭП имеют обобщенное описание. В них под «объектами» подразумеваются ручные орудия и инструменты. В некоторых ЭП наряду с объектом имеет смысл выделять части объекта, которые называют «элементами».
Этапы в постановке и решении ТИЗ методом эвристических приемов,
1. При использовании метода ЭП можно ограничиться предварительной формулировкой задачи либо выполнить уточненную постановку задачи.
2. Решение задачи начинается с выбора подходящих ЭП. Исходной информацией для этого являются: конкретный прототип, который требуется улучшить; главный недостаток прототипа, который необходимо устранить; гласное противоречие развития прототипа, которое требуется устранить. Исходя из этой информации просматривают в табл. 1.2 наименования групп ЭП и отбирают наиболее подходящие группы. В каждой из этих групп просматривают все ЭП и выбирают те ЭП, которые представляют интерес для рассматриваемой задачи. Если выбор групп ЭП вызывает затруднения, то наиболее подходящие ЭП отбирают путем просмотра всего фонда.
3. Преобразование прототипа начинают с помощью выбранных приемов, при этом фиксируют идеи улучшенных технических решений в виде короткого описания или упрощенной схемы. У межотраслевого фонда ЭП есть сильное свойство, которое называем эвристический избыточностью. Во-первых, многие задачи могут быть решены независимо разными ЭП. Вторая разновидность свойства - одновременное использование двух и более ЭП приводит к их взаимному усилению в смысле облегчения нахождения улучшенного технического решений.
4. Следует напомнить, что множество улучшенных допустимых технических решений получено только с учетом главного недостатка или главного противоречия развития. Дальше эти решения используются как прототипы для поиска новых улучшенных технических решений, учитывающих другие недостатки и противоречия развития. В результате получают новое множество улучшенных допустимых технических решений.
5. Для найденных в п. 4 технических решений проводят анализ их совместимости со смежными и вышестоящими по иерархии ТО.
6. Работа по п. 2—5 выполняется для всех прототипов, рекомендуемых в постановке задачи. В результате формируется достаточно полное множество улучшенных технических решений, из которого предстоит выбрать перспективные варианты для дальнейшей проработки.
