СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Закон полноты частей системы
2. Закон «энергетической проводимости» системы
3. Закон согласования ритмики частей системы
4. Закон увеличения степени идеальной системы
5. Закон неравномерности развития частей системы
6. Закон перехода в надсистему
7. Закон перехода с макроуровня на микроуровень
8. Закон увеличения степени веполности
9. Качества творческой личности
10. Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ)
ВЫВОД
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ВВЕДЕНИЕ
Тема работы «Применение теории решения изобретательских задач при создании новой техники» по дисциплине «Основы технического творчества».
В данной работе рассматриваются элементы теории решения изобретательских задач, которые по степени трудоемкости обычно делят на пять уровней (классов).
Для самых легких задач (первый уровень) характерно применение средств (устройств), способов, веществ, которые прямо предназначены именно для данной цели. В задачах этого уровня объект (устройство) не изменяется.
На втором уровне объект изменяется, но не сильно.
На третьем уровне объект изменяется сильно.
На четвертом уровне объект уже изменяется полностью.
На пятом уровне меняется вся техническая система, в которую входит объект.
Задачи высших уровней отличаются от задач низших уровней не только числом проб, необходимых для обнаружения решения, но и большей сложностью.
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ ПРИ СОЗДАНИИ НОВОЙ ТЕХНИКИ
Пути решения изобретательских задач приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Пути решения изобретательских задач.
| № уровня | Пределы решения |
| I | Одна узкая специальность |
| II | Одна отрасль техники |
| III | Решения в других отраслях техники |
| IV | Решения не в технике, а в науке – среди малоприменяемых физических и химических эффектов и явлений |
| V | Решения за пределами современной науки; надо вначале сделать открытие, а потом опираясь на него, решать изобретательскую задачу |
Для решения задач высших уровней необходимо их переводить на низшие уровни. Поэтому надо учиться сужать поисковое поле.
Любая задача становится изобретательской только в том случае, если для ее решения необходимо преодолеть противоречие. Поэтому надо знать приемы, позволяющие выявлять и устранять противоречия.
Следовательно, нужны приемы, позволяющие выявлять и устранять противоречия, содержащиеся в изобретательских задачах.
Существует довольно много приемов для устранения этих противоречий. Перечень приемов устранения этих противоречий приведен в приложении А. Но кроме этих приемов нужны критерии для оценки полученных результатов, а так же законы развития технических систем, которые можно разделить на три группы: «статику», «кинематику» и «динамику».
Законы «статики» определяют начало жизни технических систем.
Любая техническая система возникает в результате синтеза в единое целое отдельных частей, но не всякое объединение частей дает жизнеспособную систему.
Чтобы система стала жизнеспособной, надо выполнять следующие законы.
1. Закон полноты частей системы
Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является наличие и минимальная работоспособность основных частей системы. Каждая техническая система включает четыре основных части: двигатель, трансмиссию (передаточный орган), рабочий орган и орган управления.
Следствие из 1 закона: Техническая система будет управляемой тогда, когда хотя бы одна ее часть будет управляемой. «Быть управляемой» - это значит менять свойства так, как это нужно тому, кто управляет.
2. Закон «энергетической проводимости» системы
Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы. Любая техническая система является преобразователем энергии. Отсюда очевидная необходимость передачи энергии от двигателя через трансмиссию к рабочему органу.
Следствие из 2 закона: Чтобы часть технической системы была управляемой, необходимо обеспечить энергетическую проводимость между этой частью и органами управления.
3. Закон согласования ритмики частей системы
Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является согласование ритмики (частоты колебаний, периодичности всех частей системы).
Первые три закона относятся к законам «статики».
К «кинематике» относятся законы, определяющие развитие технических систем независимо от конкретных и физических факторов.
4. Закон увеличения степени идеальной системы
Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности.
Идеальная техническая система – это система, вес, объем и площадь которой стремится к нулю, хотя ее способность выполнять работу не уменьшается.
5. Закон неравномерности развития частей системы
Развитие частей системы идет не равномерно: чем сложнее система, тем неравномернее развитие ее частей. Эта неравномерность – причина возникновения противоречий, следовательно, изобретательских задач.
6. Закон перехода в надсистему
Исчерпав возможности развития, система включается в надсистему в качестве одной из частей, при этом дальнейшее развитие идет на уровне надсистемы.
Далее идут законы «динамики».
7. Закон перехода с макроуровня на микроуровень
Развитие рабочих органов технических систем идет сначала на макроуровне, а затем переходит на микроуровень.
8. Закон увеличения степени веполности
Развитие технических систем идет в направлении увеличения веполности.
Веполность - это два вещества и поле, необходимые и достаточные для образования минимальной технической системы.
Веполь – это система трех элементов: В1, В2, П.
Итак, имея техническую задачу и установив присущее ей техническое противоречие, следует затем искать один из приемов для его устранения. Как указывалось в разделе 5 имеются 40 основных приемов устранения технических противоречий. Хорошее знание этих приемов заметно повышает творческий потенциал изобретателя.
9. Качества творческой личности
Тщательный анализ жизненного пути многих изобретателей позволяет выделить шесть качеств творческой личности, т.е. минимально необходимый «творческий комплекс»:
а) прежде всего нужна достойная цель – новая (еще не достигнутая), значительная, общественно полезная;
б) нужен комплекс реальных рабочих планов достижения цели и регулярный контроль за выполнением этих планов;
в) высокая работоспособность в выполнении намеченных планов;
г) хорошая техника решения задач;
д) способность отстаивать свои идеи – «умение держать удар»;
е) результативность.
Подводя итоги можно отметить, что теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) учит решать изобретательские задачи «по формулам» и по «правилам».
10. Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ)
ТРИЗ позволяет сегодня решать изобретательские задачи на том уровне организации умственной деятельности, который завтра станет нормой.
Появление ТРИЗ, ее быстрое развитие – не случайность, а необходимость, продиктованная современной научно-технической революцией.
Проектирование технических систем, сто лет назад бывшее искусством, в наши дни стало точной наукой, хотя и очень трудной. Люди все время думают над все более сложными техническими задачами.
Как же работает ТРИЗ?
Разберем известный пример.
Стремясь использовать вольтову дугу для освещения, изобретатели разных стран несколько десятилетий искали надежный способ или устройство для поддержания постоянного зазора между концами соосных электродов по мере их сгорания.
Одна конструкция сменяла другую, были испробованы сотни вариантов.
А если посмотреть на задачу с позиций ТРИЗ?
Формулируем ИКР: регулятора нет, а зазор постоянен. Далее проанализируем ТП «надежность - удобство эксплуатации» и «удобство эксплуатации - сложность устройства». Для их преодоления поисковая таблица (см. приложение А), соответственно предлагает приемы №№ 17,27, 40 и №№ 12, 17, 26, 32, то есть настоятельно рекомендует прием №17. «Переход в другое измерение», пункт «в» которого советует положить электроды «набок». Этот совет в совокупности с ИКР - регулятора нет, а зазор постоянен - прямо выводит на параллельные (!) электроды. И нет надобности в регуляторе, а чтобы дуга не соскальзывала по вертикальным электродам вниз - изолирующая прокладка между ними, ведущая себя подобно стеарину в свече.
Параллельные электроды - это суть изобретения, известного в мире как «свеча Яблочкова». Хорошо, что оно состоялось, но, если полагаться на случай, его ведь могло и не быть, несмотря на огромные затраты сил, средств и времени.
Теперь проанализируем эффективность рекомендаций ТРИЗ на примеререшения одной из современных экологических проблем СГПП «Азот», которое было выполнено в ГНИИ «Химтехнология» (г. Северодонецк).
Распространенным методом очистки отходящих газов производства азотной кислоты является высокотемпературное каталитическое восстановление оксидов азота природным газом, который подают с некоторым избытком для достижения требуемой степени очистки. Поэтому в отходящих газах всегда присутствуют продукты неполного окисления метана, в частности токсичный монооксид углерода, причем в количестве, превышающем предельно допустимую концентрацию (ПДК) примерно в такое же число раз, как превышение концентрации оксидов азота над их ПДК до очистки; то есть фактически одна вредность заменялась другой... Снизить содержание монооксида углерода в газовых выбросах можно его доокислением на дополнительном слое катализатора.