Вы на НеОфициальном сайте факультета ЭиП

На нашем портале ежедневно выкладываются материалы способные помочь студентам. Курсовые, шпаргалки, ответы и еще куча всего что может понадобиться в учебе!
Главная Контакты Карта сайта
 
Где мы?
» » » ТРИЗ. Изобретательские задачи. Уровни изобретений

Реклама


ТРИЗ. Изобретательские задачи. Уровни изобретений

Просмотров: 4938 Автор: admin
Основная функция инженера — решение технических задач: проектирование электропривода насосной установки, расчет теплового режима трансформатора и т. п. Предпо-лагается, что квалифицированный инженер знает, где взять сведения, необходимые для решения той или иной задачи, и как эти сведения использовать. Решение технических задач способствует количественному изменению техники. Для ка-чественного изменения техники необходимо решение изобретательских задач, то есть таких задач, средства решения которых еще не зафиксированы в технической литературе, не воплощены в известных квалифицированному инженеру правилах, приемах, рекомендациях и т. д.
Задача 1. При испытании новой конструкции парашюта применяют небольшой макет, устанавливая его в прозрачной трубе, по которой идет поток воды. Главное при таких испытаниях — киносъемка движения вихрей воды за всеми частями модели (купол, стропы). Как сделать эти вихри видимыми? Попробовали покрывать макет растворимой краской, но краска быстро смывается, и приходится часто прерывать испы-тания. Как быть?
Данная техническая задача не поддается решению обыч-ными способами, необходимо изобретение. Отметим две важные особенности:
1. Неопределенность исходной формулировки, позволяющая перейти к решению следующих задач:
нужна более эффективная краска для покрытия макета;
нужен новый способ покрытия макета имеющейся краской;
надо отказаться от применения краски и перестроить киносъемочную аппаратуру так, чтобы она фиксировала движение неокрашенной воды;
необходимо предложить неоптический способ исследования.
Исходную неопределенную формулировку проблемы принято называть изобретательской ситуацией. Изобретательская ситуация —это описание технической системы с указанием на тот или иной недостаток: нет такогото нужного свойства или, наоборот имеется такоето ненужное (вредное) свойство. Многие трудности, возникающие при решении изобретательских задач, обусловлены попытками сразу осилить ситуацию — без обоснованного перехода от «вороха» задач к одной конкретной.
2. Возникновение противоречий при использовании обычных средств решения. Технические системы представляют собой целостные «организмы». Пэтому важнейшая особенность всякой изобретательской задачи состоит в том, что попытки улучшения одной части (функции, свойства) системы путем использования известных технике средств обычно приводят к недопустимому ухудшению других частей (функций, свойств) системы — возникает противоречие.
Пример. Вскоре после изобретения электроэрозионной обработки металлов началось производство электроэрозионных, станков. Выяснилось, однако, что эти станки имеют существенный недостаток: электрический разряд воздействует и на изделие, и на инструмент. Повыщалась трудоемкость обработки, приходилось часто менять изношенный инструмент. Возникла изобретательная ситуация. Эту ситуацию вначале пытались свести к задаче быстрого восстановления изношенных инструментов (их выполняли из мягкой меди или латуни). Между тем росли требования к качеству обработки, а эрозия инструмента, даже на начальном этапе, мешала получить требуемую точность. Была поставлена другая задача не допустить износа инструмента. Инженеры предложили пойти обычным путем: ввести в схему электроискрового контура станка дополнительное сопротивление и тем самым растянуть время разряда импульса тока. Это позволило уменьшить из' нос инструмента, но катастрофически упала производительность обработки. Выигрыш в одном привел к проигрышу в другом.
В зависимости от степени сложности изобретательских задач можно выделить 5 уровней изобретений:
Первый уровень — мальчайшие изобретения, не связанные с устранением противоречии. Задача и средства ее решения лежат в пределах одной профессии, поэтому она под силу каждому специалисту. Число вариантов, которое необходимо рассмотреть для решения, невелико — обычно не более десяти.
Пример. Ковш одноковшового экскаватора со сплошной полукруглой режущей кромкой. Для обеспечения быстрой и удобной замены последняя выполнена из отдельных съемных секций, прикрепленных к передней стенке ковша.
Большую деталь трудно менять, поэтому предложен набор небольших деталей. каждую из которых легко заменить.
Второй уровень — мелкие изобретения, полученные в результате устранения противоречия способами, известными и данной отрасли (например, машиностроительная задача решается способами, уже известными в машиностроении, но применительно к другим техническим системам). При этом меняется (частично) только один элемент системы. Для получения изобретения второго уровня обычно приходится расПример, Способ очистки газовой среды отсека корабля от вредных примесей путем введения вытесняющего агента. С целью повышения эффективности очистки, сокращения ее продолжительности и уменьшения расхода сжатого воздуха в качестве вытесняющего агента применяют пену.
Для очистки газовой среды отсека корабля приходилось многократно прокачивать воздух. И чем выше были требования к очистке, тем больше времени тратилось на ее проведение. Противоречие устранено введением вытесняющего вещества.
Третий уровень — средние изобретения. Противоречие преодолевается способами, известными в пределах одной науки («механическая» задача решается «механически», «химическая»—«химически» и т. д.). Полностью меняется один из элементов системы. Количество возможных вариантов измеряется сотнями.
Пример. Контроль внутренней полости чашеобразного изделия с помощью шаблонов. Чем больше сечений надо проверить, тем выше трудоемкость контроля. Было предложено использовать «жидкий» шаблон: в изделие заливают немного воды, фотографируют сечение, добавляют воду, снова . фотографируют и т. д.
Такое применение жидкости не типично для измерений в машиностроении.
Четвертый уровень — крупные изобретения. Синтезируется новая техническая система, Поскольку она не содержит противоречий, иногда создается впечатление, что изобретение сделано без их преодоления. На самом же деле противоречия были, но они относились к прототипу — старой технической системе. В задачах четвертого уровня противоречия устраняются средствами, подчас далеко выходящими за пределы науки, к которой относится задача (например, «механическая» задача решается «химически»). Число вариантов — тысячи и даже десятки тысяч.
Пример. В процессе изготовления листового стекла раскаленная стеклянная лента поступает на роликовый транспортер. Чем меньше диаметр роликов, тем ровнее поверхность стекла. Однако с уменьшением диаметра роликов резко усложняется изготовление и эксплуатация конвейера. Приходится мириться с тем, что поверхность стёкла получается волнистой, а потом полировать стеклянные листы. Было предложено вместо конвейера использовать ванну с расплавленным оловом. Изготовление такого «конвейера» несложно, транспортировка по нему сопровождается полированием поверхности изделия. Идея жидкого транспортера нашла в дальнейшем применение при решении ряда других задач.
Пятый уровень — крупнейшие изобретения. Синтезируется принципиально новая техническая система. Противоречий нет, поскольку еще нет и самой системы; противоречия могут появиться лишь в процессе синтеза системы. Число рассмотренных вариантов практически неограниченно: для создания изобретения пятого уровня нужно предварительно сделать новое открытие. Обычно изобретение пятого уровня, несмотря на ценность идеи, само по себе нереализуемо. Для широкого применения необходимо подкрепить это изобретение решением ряда задач низших уровней. В результате создается новая отрасль техники. Примерами могут служить изобретение радио и создание радиотехники, изобретение фотографирования и создание фототехники и т. д.
Следует отметить, что приведенные выше характеристики изобретений носят статистический характер, поэтому определение уровня производится экспертным путем. При этом нередки случаи, когда изобретения характеризуются признаками, соответствующими двум соседним уровням. Для них могут быть введены дробные оценки. Например, к уровню 3,5; может быть отнесено изобретение, ряд характеристик которого соответствует третьему уровню, а другие — четвертому.
Конечно, приступая к решению задачи, изобретатель заранее не знает, сколько вариантов ему придется перебрать, так как одна и та же задача в зависимости от наложенных ограничений может быть решена на разных уровнях. Например, нужно устранить вибрацию электрического генератора. Одно из решений — установка упругих опор (подложили «подушку»). Если этому ничего не мешает, получили решение первого уровня (применение известного метода устранения вибраций). Система изменилась очень мало. Если же установка упругих опор не дает нужного результата либо по какимто причинам недопустима, возможно решение на втором уровне — создание гидравлической демпферной системы, вероятно, с регулируемой жесткостью, с обратными связями. Решение третьего уровня изменяет исходную систему еще значительнее — например, предлагается использовать вибратор, создающий колебания той же частоты и амплитуды, но в противоположной фазе. При наложении колебания взаимно уничтожаются. Решение четвертого уровня приводит к радикальным изменениям. Например, вместо опор используется магнитная подвеска; создается электрический генератор без вращающихся частей (виновников вибрации), то есть электрохимический или магнитогидродинамический. Для решения задачи на пятом уровне нужно сделать соответствующее открытие, например найти новый способ получения электроэнергии...
Может создаться впечатление, что изобретения первого уровня делаются очень легко — разве трудно перебрать десятокдва вариантов? Тем не менее для многих инженеров даже это сложно. Они останавливаются на первом, в крайнем случае, втором — третьем варианте, и начинают его разрабатывать, не получив удовлетворительного решения. Такое явление — результат низкого, уровня инженерного образования, его направленности на воспитание исполнителя, а не творца.
Для успешного развития техники необходимы разные изобретения, однако серьезно продвигают ее вперед лишь изобретения третьего и выше уровней. Соотношение количества изобретений разного уровня, может характеризовать состояние конкретной отрасли и всей промышленности в целом. Так, анализ процентного соотношения количества изобретений разного уровня в СССР за 1965 и 1969 годы по 14 классам изобретений показал, что решения первого уровня составляли 32%, второго — 45, третьего — 19, четвертого — менее 4, пятого — менее 0,3%, то есть свыше трех четвертей всех зарегистрированных в нашей стране изобретений решали мелкие или мельчайшие задачи [3]. И это далеко не блестящее положение в дальнейшем еще ухудшилось. В 1982 году аналогичный анализ по трем классам изобретений дал соответственно 39, 55 и 6% (крупные и крупнейшие изобретения вообще отсутствовали) [7]. Измельчение изобретений—характерный симптом застоя, в промышленности.
Очевидно, что нельзя с одним и тем же оружием охотиться на слона, мышь, бактерию. Точно так же для решения задач на разном уровне необходимы разные инструменты и подходы. Если для получения решений первого уровня вполне достаточно здравого смысла и имеющейся у каждого информации, то для решений более высоких, уровней требуются специальные инструменты, созданные в рамках ТРИЗ.

Информация

Комментировать статьи на нашем сайте возможно только в течении 60 дней со дня публикации.

Популярные новости

Статистика сайта



Rambler's Top100



 
Copyright © НеОфициальный сайт факультета ЭиП