Студопедия


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram

Методы изобретательского творчества




Для начинающих создателей изобретений очень важно знать апробированные, проверенные практикой методы изобретательского творчества. По оценкам специалистов, в настоящее время разработано свыше пятидесяти, а с учетом частных методик — несколько сотен методов поиска решений творческих задач. Эти методы ориентированы на развитие как логического мышления, так и интуиции. Из множества методов поиска новых оригинальных решений практических задач выделим наиболее известные.

Метод проб и ошибок, называемый иногда «слепым перебором». Этот метод использовал в своей изобретательской практике величайший математик и механик Древней Греции Архимед [125]. Его изобретения вызывают уважение ученых и сегодня. Среди них - зажигательные зеркала, блоки для подъема тяжестей, работающие с использованием «архимедова винта» водоподъемные машины, военные метательные машины и т.д. Архимед предложил в своих работах создание новых технических объектов путем комбинации 14 известных элементов. Некоторые из множества таких комбинаций стали затем изобретениями и были использованы для решения практических задач в различных отраслях. Впоследствии человечество предпринимало неоднократно попытки усовершенствовать этот метод. Известный писатель и изобретатель Н. Петрович в этой связи справедливо указывает [125]: «Если бы мы задались целью последовательно, начиная со времен Архимеда и кончая нашим просвещенным ХХ веком, проследить и описать все попытки создать методику изобретательства, то получилась бы энциклопедия из многих томов. Ее смело можно было озаглавить «Малоуспешное единоборство разума с методом проб и ошибок за две тысячи лет».

Выдающийся американский изобретатель Томас Алва Эдисон (1847— 1931), автор 1099 изобретений, работал над изобретениями, разделяя техническую проблему на ряд конкретных задач и по каждой из них одновременно организуя поиск наиболее удачного решения путем проверки многочисленных возможных вариантов. Бесспорный изобретательский талант Эдисона и реализация им в техническом творчестве методики проб и ошибок привели к созданию целого ряда выдающихся технических новшеств. Однако над одним изобретением, по признанию самого Эдисона, приходилось трудиться в среднем до семи лет.

Метод контрольных вопросов.Решение изобретательских задач упомянутым выше методом проб и ошибок требует рассмотрения всевозможных вариантов, число которых при достаточно сложных задачах достигает значительной величины. Например, для изобретения щелочного аккумулятора Эдисону пришлось поставить 50 тыс. опытов. Чтобы как-то упорядочить, сделать более осмысленным и целенаправленным рассмотрение вариантов, составляются списки наводящих, «подсказывающих» вопросов. В этом суть метода контрольных вопросов. Он получил распространение в 20—30-е годы ХХ века. Широко известен список А.Ф. Осборна (США), состоящий из девяти групп вопросов: «Что можно в техническом объекте уменьшить?», «Что можно в техническом объекте перевернуть?» и т.д. В каждой группе имеются подвопросы типа: можно ли что-нибудь укоротить, сузить, сжать и т.д. [125].




Определенный интерес представляет следующий список-памятка, составленный английским изобретателем Т. Эйлоартом (цит. по [125]):

1. Перечислить все качества и определения предполагаемого изобретения. Изменить их.

2. Сформулировать задачи ясно. Попробовать новые формулировки. Определить второстепенные задачи и аналогичные задачи. Выделить главные.

3. Перечислить недостатки имеющихся решений, их основные принципы, новые предположения.

4. Набросать фантастические, биологические, экономические, химические, молекулярные и другие аналогии.

5. Построить математическую, гидравлическую, электронную, механическую и другие модели (модели точнее выражают идею, чем аналогии).

6. Попробовать различные виды материалов и виды энергии: газ, жидкость, твердое тело, гель, пену, пасту и др.; магнитную и электрическую энергии, тепло, свет, силу удара и т.д.; различные длины волн, поверхностные свойства и т.п.; переходные состояния — замерзание, конденсация, переход через точку Кюри и т.д.

7. Установить варианты, зависимости, возможные связи, логические совпадения.

8. Узнать мнение некоторых совершенно не осведомленных в данном вопросе людей.



9. Устроить сумбурное групповое обсуждение, выслушивая всех и каждую идею без критики.

10. Попробовать «национальные» решения: хитрое шотландское, всеобъемлющее немецкое, расточительное американское, сложное китайское и т.д.

11. Спать с проблемой, идти на работу, гулять, принимать душ, ехать, пить, есть, играть в теннис — все с ней.

12. Побродить в стимулирующей обстановке (свалки лома, технические музеи, магазины дешевых вещей), просмотреть журналы, комиксы.

13. Набросать таблицу цен, величин, перемещений, типов материалов и т.д. для разных решений проблемы или разных ее частей; искать пробелы в решениях или новые комбинации.

14. Определив идеальное решение, разрабатывать возможные элементы.

15. Видоизменить решение проблемы с точки зрения времени (скорее или медленнее), размеров, вязкости и т.п.

16. В воображении залезть внутрь механизма.

17. Определить альтернативные проблемы и системы, которые изымают определенное звено из цепи и таким образом создают нечто совершенно иное, уводя в сторону от нужного решения.

18. Чья это проблема? Почему его?

19. Кто придумал это первым? История вопроса. Какие толкования этой проблемы имели место?

20. Кто еще решал эту проблему? Чего он добился?

21. Определить общепринятые граничные условия и причины их установления.

Эти и подобные им списки, как правило, указывают только, что надо делать, но не объясняют, как это сделать.

Метод контрольных вопросов дает возможность в какой-то мере «оторваться» от привычных, устоявшихся представлений о предмете, помогает преодолеть или уменьшить психологическую инерцию, изменить направление поиска.

Метод аналогий с живой природой. Суть метода ясна из названия. Умозаключение по аналогии, как известно, состоит в переносе знания, полученного в результате анализа какого-либо объекта, на менее изученный, сходный по существенным свойствам и качествам объект. Подобные умозаключения являются одним из источников научных гипотез. Попытки «подсмотреть» в живой природе рациональные решения своих проблем предпринимались на протяжении всей истории человечества. Среди первых, о ком история сохранила достаточно подробные сведения, следует назвать Леонардо да Винчи. Он известен не только как художник, автор «улыбки Моны Лизы (Джоконды)», но и как крупнейший изобретатель, использующий метод аналогий. Им созданы проекты летательных аппаратов, геликоптера по аналогии с винтом Архимеда, двухверетенной самопрялки, цепных передач, шарикового подшипника, маятниковых часов, надувного спасательного круга, водолазного скафандра и т.д. [103].

Поиск аналогий в деятельности живого организма и функционировании технических систем привлекало ученых во все времена. Так, сердце человека рассматривали как хорошо работающий механический насос. Век электричества породил аналогию процессов, протекающих в нервной системе, с теми, которые реализуются в электрических цепях. Сегодня одной из наиболее популярных аналогий является «компьютерная метафора». Ее смысл состоит в отношении к естественному интеллекту как к вычислительному устройству. Многие стороны интеллекта рассматриваются по аналогии со свойствами компьютеров (долговременная и оперативная память, процедурное и декларативное представление знаний и т. д.), которые известны проектировщикам ЭВМ и программистам. Эта метафора привела к созданию новой области психологических исследований интеллекта — когнитивной психологии [19].

В творчестве используются аналогии различных типов (функциональная, структурная, субстратная аналогии; аналогии отношений, внешней формы). Изобретательская практика свидетельствует о том, что чем отдаленнее области, между которыми проводят аналогии, тем более неожиданный, оригинальный результат может быть получен при решении задачи. Следует иметь в виду, что самые сложные проблемы всегда имеют простые, ясные для понимания, неправильные решения, поэтому умозаключения, сделанные по аналогии с конкретными объектами, носят, как правило, лишь правдоподобный характер и требуют последующей тщательной проверки и технического обоснования.

В техническом творчестве аналогии выполняют еще одну роль — их удобно использовать для выявления тенденций развития технических объектов, общественных и личных потребностей и технических средств, создаваемых для их удовлетворения.

Методы использования случайностей.В истории науки и техники немало примеров, когда случайность помогала сделать серьезное открытие или изобретение. Кроме общеизвестных легенд об Архимеде и Ньютоне, имеются некоторые более достоверные случаи. Широко известна история открытия радиоактивности французским физиком А.А. Беккерелем в результате того, что он нечаянно проявил неэкспонированную фотопластинку, находившуюся рядом с урановой солью. Химик Фальберг после лабораторных опытов забыл вымыть руки перед тем, как сесть за обеденный стол. Ощутив, что почему-то все блюда сладкие, он связал это с обнаруженными на руках следами только что полученного вещества. В результате исследования этого вещества ученый открыл сахарин. Случайно опрокинутая на гусиное перо перекись водорода помогла Ричардсону изобрести способ обесцвечивания волос. Изобретением способа химической чистки ткани Мариле был обязан случайно упавшему в бочку со скипидаром загрязненному костюму рабочего. Такие примеры можно было бы продолжать и дальше. Однако, как справедливо отмечал французский ученый Луи Пастер, «Не всякому помогает случай; судьба одаряет только подготовленные умы». Известное «яблоко Ньютона» смогло появиться лишь в результате двадцатилетнего труда ученого. Поэтому вряд ли можно назвать благоразумным пассивное ожидание случайных результатов, ошибок и т.п.

Подвидами этого метода являются метод фокальных объектов метод и метода гирлянд случайностей и ассоциаций.

Метод фокальных объектов предложен американцем Ч.С.Вайтингом.Название метода происходит от слова «фокус» (означающего в оптике точку, в которой собирается прошедший через оптическую систему параллельный пучок световых лучей) и означает, что в данном случае имеется в виду концентрация внимания на каком-то объекте.

В соответствии с этим методом, решение технической задачи осуществляется посредством выполнения ряда последовательных шагов:

¨ определения фокального объекта, т.е. объекта, на который направлено наше внимание;

¨ выбора случайных объектов (от двух до шести);

¨ составления ведомости выбранных объектов и всех их признаков;

¨ генерирования идей путем присоединения к фокальному объекту признаков случайно выбранных объектов;

¨ развития первоначальных идей и генерирование новых путем свободных ассоциаций (фиксируются объекты, которые непроизвольно вспоминаются после данного объекта, затем — после нового и т.д.) по всем признакам случайно выбранных объектов. Объединение фокального объекта последовательно с каждым элементом полученного ряда ассоциаций приводит к новым идеям;

¨ оценки и выбор полезных решений.

Метод гирлянд случайностей и ассоциаций, предложенный рижским инженером Г.Я. Бушем, предусматривает следующие поведенческие рекомендации при решении каких-то сложных задач, когда кажется, что они неразрешимы вообще [24]:

1) не надо падать духом, следует помнить, что, если задача не противоречит физическим законам, она обязательно будет иметь решение, если не на данном этапе, то в будущем;

2) надо искать пути выхода из возникшего тупика, среди которых предлагаются следующие:

2.1.изменить уровень задач. Например, вместо усовершенствования устройства надо искать новый принцип его конструирования;

2.2.преобразовать задачу в двухступенчатую, предусматривающую решение сначала простой ее части, которая выполнит роль подсказки для решения основной задачи изобретения;

2.3.поставить вспомогательный вопрос для выяснения возможных решений задачи при изменении параметров объекта;

2.4.рассмотреть инвертированную (т.е. обратную) задачу;

2.5.привлечь принципы решения, существующие в других отраслях, казалось бы, вообще далеких от рассматриваемой;

2.6.организовать коллективное генерирование идей, т.е. мозговой штурм;

2.7.временно прекратить поиск путей решения. Это создает возможность взглянуть через какое-то время на задачу с новых позиций.

Морфологический метод.Суть его состоит в проведении морфологического анализа, т.е. в исследовании структурных связей и взаимоотношений между предметами, явлениями, идеями. При этом вначале выявляются всевозможные взаимоотношения, независимо от их ценности. Метод, позволяющий за короткое время создать большое число оригинальных технических объектов, предложен в 1942 г. швейцарским ученым-астрономом Ф. Цвикки.

На основе морфологического подхода разработано целое семейство методов практического решения изобретательских задач, и один из них - метод морфологического ящика [125]. В соответствии с этим методом, поиск решений технических задач состоит из нескольких этапов:

¨ точной формулировки изобретательской задачи;

¨ расчленения объекта (процесса, проблемы) на основные функциональные узлы (параметры);

¨ последовательного независимого рассмотрения всех узлов (параметров) и выбора для них всех возможных решений;

¨ составления многомерной таблицы («морфологического ящика»), которая бы вмещала все варианты решения задачи. Каждому функциональному узлу (параметру) в таблице соответствует определенная графа («ось»), где перечисляются все возможные (с точки зрения изобретателя) варианты его решения. В случае двух осей таблица имеет наиболее простой вид (обычная двумерная); при наличии n осей — n-мерный ящик;

¨ анализа и оценки всех без исключения возможных решений с позиций оптимального достижения поставленной цели (обычно — функции, которую должно выполнять устройство);

¨ отбора одного или нескольких наилучших вариантов для практического использования. В сложных ситуациях само использование также нуждается в морфологическом анализе.

Если параметров (характеристик) больше, то для каждого из них берется вертикальная ось, на которую наносят все возможные альтернативы (варианты), а затем каждую из них последовательно рассматривают совместно со всеми другими альтернативами.

Метод эффективен лишь для решения простых задач. В случае сложных задач необходимо рассматривать множество комбинаций. Так, пользуясь данным методом для прогнозирования только одного типа реактивных двигателей, Ф. Цвикки получил (при наличии 11 осей) 36 864 комбинации. Ему удалось создать несколько реактивных двигателей, которые базировались на новых принципах.

Метод мозговой атаки (или «мозгового штурма»).Предложенный американским психологом А.Ф. Осборном метод возник как попытка устранить одну из наиболее серьезных помех творческому мышлению - боязни критики выдвигаемых идей. В целях устранения этой помехи метод предполагает выдвижение и анализ любых идей (в том числе самых фантастических, явно ошибочных, шуточных), так как они могут стимулировать появление более ценных изобретений. Тем самым снимается запрет на критику. То, что такой подход эффективен, показывает следующий пример.

Во время второй мировой войны транспортное судно под командой морского офицера А.Ф. Осборна без надлежащего сопровождения военных кораблей перевозило груз в Европу. Получив радиограмму о возможном нападении на судно немецких подводных лодок, А.Ф. Осборн предложил членам команды высказать соображения о том, как противостоять надвигающейся опасности. Один из матросов предложил выстроить команду вдоль борта, к которому будет приближаться торпеда, и дружным дутьем «отдуть» торпеду в сторону. Впоследствии оснастка судна вентилятором, создающим мощный направленный поток воды, в действительности спасла атакованное судно от торпеды, которую в действительности удалось «отдуть». Сегодня это техническое решение, разумеется, уже устарело. Однако метод приобрел широчайшую популярность при поиске решений в неопределенных ситуациях. Это не случайно. Осборн интуитивно «уловил» механизм работы мозга, распределение функций генерации и анализа идей. Реализация абсурдной на первый взгляд идеи и явилась основанием для разработки метода мозговой атаки (цит. по [19]).

А.Ф. Осборн, создавая метод, основывался на том, что у одних людей ярче выражены способности к выдвижению идей, а у других — к их анализу, критическому осмыслению. Чтобы они, выполняя работу совместно, не мешали друг другу, было предложено разделить участников поиска решения технической задачи на две группы, например, «фантазеров» и «критиков» («генераторов идей» и «аналитиков»).

В задачу «фантазеров» входит только выдвижение идей. Обстановка должна быть доброжелательной, способствующей смелому предложению любых идей. При этом запрещена не только словесная критика, но и любые жесты, иронические улыбки и т.п. В составе «фантазеров» (5 - 10 чел.) должны быть люди разных специальностей с различным уровнем образования, квалификации, могущие за короткое время (от 15 мин до 1 ч) предложить несколько десятков идей. При этом должны учитываться не только самостоятельные новые идеи, но и попытки усовершенствовать или комбинировать только что предложенные. Несомненно, что в группе должен быть руководитель, способный в ходе коллективной мозговой атаки обеспечивать широкий разброс мнений и умеющий незаметно поворачивать процесс генерирования идей в нужное русло. На предварительном этапе организатор обеспечивает четкую формулировку задачи, а также подбор двух групп участников: «генераторов идей» и «аналитиков». «Мозговой штурм» обычно продолжается 1,5—2 ч.

При решении проблемы обе группы должны дать ответ на вопросы: 1) чем должна завершиться разработка и 2) что препятствует получению желаемого. Функции этих двух групп различаются: «генераторы» должны высказать возможно большее число идей решения, тогда как «аналитики» выделяют из этого потока идеи, перспективные для последующей проработки. Обязательным условием реализации метода является категорический запрет любых суждений относительно генерируемых идей, как благоприятных, так и критических. Иногда откровенно неудачные на первый взгляд идеи приводят к перспективным решениям. Успех «мозгового штурма» чаще всего определяется правильным подбором участников и обеспечением творческой атмосферы при его проведении.

После завершения «штурма» участники коллективно редактируют список наработанных идей. На этом этапе уже возможно «полукритическое» отношение к ним и расширение списка новыми идеями, возникшими в процессе редактирования. Практика показывает высокую эффективность метода: при индивидуальной работе несколько человек за 15—30 мин в сумме предлагают 10—20 идей, тогда как такая же по численности группа, принимающая участие в мозговом штурме, за то же время способна генерировать от 50 до 150 идей.

Выделенные идеи передаются группе экспертов, которые вначале разделяют их на осуществимые и неосуществимые (при данном уровне развития техники), а затем выбирают наиболее приемлемые. При этом ведется тщательный поиск «рационального зерна» в каждой выдвинутой идее.

Метод «мозгового штурма» успешно применяется в области управления, бизнеса, экономики и др. Не утратил он значения и для коллективного решения изобретательских задач в различных областях техники, и в процессе обучения (для тренинга начинающих изобретателей). Существуют много разновидностей мозговой атаки: «массовая мозговая атака», метод «конференции идей» и др.

Родственным этому методу являетсяметод синектики, или «объединения разнородных элементов», предложенный американским ученым В. Гордоном в 50-х годах XIX в. [125]. Творческие синектические группы (5—7 чел.) создаются из представителей разных профессий или научных дисциплин, людей разного возраста, образования, различной квалификации и т.п. В основе синектики лежит мозговая атака, однако проводится она постоянными группами, которые, овладевая специальными приемами и накапливая опыт, работают более эффективно, чем случайно собранные люди. Организация технического творчества по методу синектики реализуется в 4 этапа:

1. Подбор группы специалистов — «синекторов».

2. Освоение практики использования аналогий при решении различных технических задач.

3. Анализ проблемы и поиск ее решения.

4. Оценка результатов решения проблемы, их оптимизация и реализация.

На первом этапе подбирают группу специалистов в возрасте 25—40 лет, которые на своем жизненном пути хотя бы раз меняли свою профессию. В качестве критериев отбора используются профессия, образование, гибкость мышления, диапазон знаний и практических навыков, контрастность психологических типов личности [100].

Во время второго этапа формируются в коллективе взаимопонимание, заинтересованность каждого участника в эффективном решении изобретательских задач, создаются предпосылки для «синектического» мышления:

¨ умения отвлечься от частностей, выделять сущность задачи, абстрагироваться от привычного контекста, мысленно удаляться от предмета разработки;

¨ способности управлять процессом развития тривиальных идей;

¨ навыков повышенной терпимости к идеям других людей, готовность учитывать и развивать их;

¨ уверенности в успешном решении проблемы;

¨ умения обнаруживать в обычных явлениях нечто особенное и использовать выявленные оригинальные качества как стартовые для творческого воображения.

Для формирования такого мышления коллектив тренируется в использовании аналогий различных типов [19]:

¨ прямых - разрабатываемый технический объект «синектор» сопоставляет с похожими объектами из различных областей техники и естествознания;

¨ личных - «вживание» в образ объекта, отождествление «синектора» самого себя с каким-либо элементом проблемной ситуации, исследуемым объектом или какой-то его частью, с целью проникнуть в суть его работы;

¨ символических - реализующихся при подборе метафор и сравнений, в которых характеристики одного предмета отождествляются со свойствами других;

¨ фантастических - позволяющих представлять вещи в виде, какими они не являются, но какими «синектор» хотел бы их видеть.

На третьем этапе участники группы:

¨ знакомятся с формулировкой проблемы в той редакции, как ее представляет заказчик;

¨ выявляют очевидные (тривиальные) решения (которые вряд ли позволят создать что-то новое и оригинальное);

¨ ищут аналогии, превращающие необычное в привычное, при этом допускается игнорирование физических законов;

¨ устанавливаются главные трудности и противоречия, препятствующие решению проблемы.

Суть четвертого этапа составляет дискуссия, по итогам которой формулируются интересные идеи, которые доводятся до степени, достаточной для изготовления модели решения.

Вметоде «обратного мозгового штурма» при создании новаторского решения отталкиваются от перечня недостатков анализируемого объекта, который затем должен быть предельно критически рассмотрен. При этом перечень по возможности должен быть максимально полным. Объектом анализа служат конкретные изделия, технологии, их отдельные элементы и т.д. Метод широко используется для решения таких задач, как составление технических заданий на разработку объекта изобретения, проведение экспертизы проектно-конструкторской документации и др. Предметом коллективного обсуждения могут быть: описание анализируемого объекта, анализ его известных недостатков, связанных с изготовлением, эксплуатацией, ремонтом, а также представление об идеальном конечном результате и о нежелательных недостатков.

При подборе участников в группу «генераторов» дополнительно включают специалистов, обеспечивающих весь жизненный цикл объекта. Правила для участников обсуждения те же, что и при прямом «мозговом штурме». Результатом работы является список возможных противоречий и недостатков объекта, отредактированный «аналитиками». Поиск путей устранения недостатков и ограничений осуществляют прямым «мозговым штурмом».

Выявленные недостатки служат основанием для постановки новых изобретательских задач. Поэтапная мозговая атака предусматривает последовательное решение проблемы от постановки задачи до внедрения.

Стратегия семикратного поиска.Сущность этого метода, разработанного Г.Я. Бушем, заключается в последовательном, системном и многократном применении различных таблиц, матриц, диаграмм, схем и т.п. Автор метода исходит из того, что эффективному одновременному рассмотрению, сравнению, изучению человек может подвергнуть до семи предметов, понятий, идей [24].

В методе различают стратегическую и тактическую части. Стратегия подразделяется на семь стадий:

1) анализ проблемной ситуации, общественных потребностей.

2) анализ функций аналогов и прототипа. Выявление оптимальных условий потребления и эксплуатации. Определение актуальных и главной функций.

3) постановка задачи. Формулировка задачи в общем виде, определение требуемого уровня решения и уровня качества технического объекта.

4) генерирование изобретательских идей, направленных на лучшее выполнение объектом его функци­онального назначения. Выбор и использование эвристических средств.

5) конкретизация идей (структура, конструкция, форма, материал, операции и их последовательность).

6) оценка альтернативы и выбор рациональных вариантов решения, отбор оптимального варианта.

7) упрощение, развитие и реализация решения.

Тактическая часть метода состоит из практических приемов, применяемых на разных стадиях процесса создания нового технического объекта.

Один из них - прием «семь ключевых вопросов». Как указывает Г.Я. Буш, еще римский оратор Квинтиллиан (I в. н.э.) определил семь вопросов, на которые необходимо ответить, чтобы информация о событии, явлении, процессе, задаче была полной. К ним относятся следующие: кто? что? где? чем? зачем? как? когда? Эти вопросы направлены на получение информации соответственно о субъекте, объекте, месте, средствах, цели, методах и времени, относящихся к рассматриваемому явлению или событию.

Метод ступенчатого подходаоснован на системном анализе причин, определяющих цели разработки, и препятствий на пути выработки конкретных решений. Его реализация может быть представлена в виде следующей цепочки действий:

¨ определяется конечная цель решения задачи;

¨ выявляется основание для возникновения потребности в новом решении;

¨ находятся противоречия, которые вызывают необходимость решения задачи;

¨ определение препятствий (или ограничений) на пути устранения выявленных противоречий;

¨ осуществляется поиск возможных средств для преодоления препятствий;

¨ строится модель задачи и проверка правильности решения.

Реализация метода способствует систематизации имеющейся информации и преобразованию найденной идеи в техническое решение.

Метод «матриц открытия»базируется на морфологическом анализе, но ориентирован, главным образом, на систематическое исследование приемлемого числа исполнения создаваемого объекта. По результатам анализа строится таблица, в строках которой записывают выбранные признаки объекта, а в столбцах — эвристические принципы их реализации. На пересечения ряда и столбца в каждую клетку записывают сведения о соответствующих возможных решениях. Реализацию этого метода затрудняет то, что использование в качестве показателей функциональных и конструктивных признаков объекта затрудняет выбор соответствующих эвристических приемов.

Метод функционального изобретательства, т.е., разработка операций реализации технического объекта (физического преобразования, химического превращения и др.) и потребность, которая может быть удовлетворена с помощью этого объекта. Реализация метода может быть представлена как последовательность действий по определению функций отдельных элементов технического решения, выявления основной функции, поиска путей изменения последней, поиска методов реализации вспомогательных функций, которые необходимы для осуществления новой основной функции.

Метод функционального конструирования, предложенный Р. Коллером, основан на полном абстрагировании от конструктивных особенностей объекта. Внимание концентрируется на анализе функций, которые этот объект должен выполнять. При реализации уточняется основная функция объекта, которую представляют в виде совокупности элементарных парных (прямых и обратных) операций (излучение — поглощение, увеличение — уменьшение, соединение — разъединение, объединение — разделение и т.д.). Метод также предусматривает применение математических и логических операций. Выделение элементарных операций позволило осуществлять комбинаторный поиск их возможных носителей для воспроизведения основных функций конструируемых объектов. Метод пригоден при автоматизированном поиске конструкций для реализации новых технических решений [19].

Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) — это комплексная программа, основанная на законах развития технических систем и позволяющая проанализировать исходную задачу, построить ее модель, выявить противоречие, мешающее получению желаемого результата обычными (известными) путями, и найти наиболее эффективный прием разрешения этого противоречия. Сущность АРИЗ описана Г.С. Альтшуллером [5]. Им же предложена классификация изобретательских задач, включающая пять уровней сложности:

1. Задачи, для решения которых достаточно применение средств (устройств, способов, веществ), которые используются по своему назначению. Сам объект не изменяется. В процессе решения достаточен «перебор» нескольких, вполне очевидных вариантов. Задача и средства ее решения обычно относятся к одной узкой сфере деятельности.

2. Задачи, в которых происходят некоторые изменения объекта и имеет место переход к отраслевому масштабу. Количество рассматриваемых вариантов решений возрастает до нескольких десятков.

3. Задачи, в которых предполагается значительное изменение объекта. Принципы решения чаще всего заимствуются из других областей техники.

4. Задачи, в которых объект изменяется полностью, а решения основаны на достижениях фундаментальной науки, прежде всего, в области физических и химических эффектов и явлений.

5. Задачи, в которых происходит изменение всей системы, в которую входит объект. Здесь средства решения чаще всего основаны на обширных экспериментальных данных (результаты сотен тысяч — миллионов опытов, собственных и описанных в литературе). Отправной точкой для решения задач этого уровня могут стать научные открытия. Например, решающее значение для становления передовых информационных технологий имели два открытия, сделанные в XX веке и отмеченные Нобелевскими премиями. Первое из них — лазерно-мазерный принцип, установленный Ч. Таунсом (США) и российскими физиками Н. Басовым и А. Прохоровым. Второе — интегральные схемы и полупроводниковые гетероструктуры для высокоскоростной и оптоэлектроники, разработанные интернациональным коллективом ученых: Д. Килби (США), Г. Кремером (ФРГ) и Ж. Алферовым (РФ) (цит. по [121]). Эти открытия создали предпосылки как для улучшения действия ранее существующих устройств, так и создания принципиально новых, которые сегодня широко используются в системах спутниковой связи и Интернета, мобильных телефонах и др.[2]

Открытие принципов функционирования природных объектов вооружает изобретателей новыми средствами создания технических решений. Обобщение опыта создания технических решений изобретателями представлено в межотраслевом фонде эвристических приемов. Этот фонд ориентирован на различные области техники и содержит систематизированное обобщенное описание приемов, а также по 2-3 примера решения технических задач, активизирующих техническое творчество на стадии устранения главных недостатков и противоречий прототипа. Структура фонда включает 12 групп эвристических приемов (табл. 1 [19]).

Таблица 1.





Дата добавления: 2014-02-24; просмотров: 2550; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных | ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 8900 - | 7135 - или читать все...

Читайте также:

 

18.212.83.37 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.


Генерация страницы за: 0.014 сек.