Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Терминология развивающейся техники. Основные методы и приемы творческого труда. Виды операций при создании технических объектов, принятием идеальных технических решений. Метод контрольных вопросов. Порядок подготовки технического задания для объекта.

контрольная работа , добавлен 06.02.2011


Характеристика технического творчества как важной сферы интеллектуальной деятельности человека. Классификация методов поиска новых технических решений. Анализ списка вопросов по А. Осборну для изобретателя. Сущность идеального технического решения.

контрольная работа , добавлен 26.03.2015


История возникновения и развития технологии напыления, ее современные методы, преимущества, недостатки. Классификация процессов газотермического напыления покрытий. Основные виды установок напыления. Схема универсальной установки газопламенного напыления.

курсовая работа , добавлен 17.10.2013


Достоинства и недостатки сжигания промышленных отходов в многоподовой, барабанной печи и в американской установке надслоевого горения. Низкотемпературная и бароденструкционная технология утилизации резиносодержащих промышленных и бытовых отходов.

контрольная работа , добавлен 23.09.2009


История дисциплины "Техническая диагностика". Теоретические принципы технической диагностики. Установление признаков дефектов технических объектов. Методы и средства обнаружения и поиска дефектов. Направления развития методов и средств диагностики.

реферат , добавлен 29.09.2008


Разновидности методов получения деталей. Прокатка как один из способов обработки металлов и металлических сплавов методами пластической деформации. Определение, описание процесса волочения, прессования, ковки, штамповки. Достоинства, недостатки методов.

контрольная работа , добавлен 11.11.2009


Проектирование приспособления для контроля неперпендикулярности пазов рычага к оси отверстия. Разновидности установок и габаритов. Универсально-безналадочные приспособления: достоинства и недостатки. Последовательность разработки приспособления.

контрольная работа , добавлен 15.08.2010

Развитие методики изобретательного творчества

Со времен изобретения первых простейших орудий труда изобретательская мысль не стоит на месте. Еще в античном мире изобретатели имели представление о творческой мысли и обучали ей своих учеников. Первым, кто попытался систематизировать накопленные знания об изобретательских методах, стал древнегреческий ученый Архимед . Многие другие ученые древности задумывались об искусстве решения изобретательских задач. Среди них выдающийся ученый Папп Александрийский , который в своем трактате «Искусство решать задачи» предлагал различные способы решения задач, в том числе и нелогические. В средние века поиском решения технических задач занимались алхимики, астрологи, черные и белые маги и пр. Такие науки имели свои «секреты» и держали все свои методы в строжайшей тайне. Важный вклад в изобретательское творчество внес Леонардо да Винчи , который полностью отрицал приемы алхимиков. Он успешно применял метод моделирования для решения конкретных изобретательских задач, анализируя живую природу, строил летательные аппараты по подобию птиц и летучих мышей. Не менее важный вклад в развитие изобретательства внес Френсис Бэкон , который в качестве метода решения творческих задач предложил индукцию. В настоящее время основы методологии изобретательства пытаются осмыслить многие зарубежные патентоведы. Д.Туска выдвигает следующие методы решения изобретательских задач: метод сознательного использования случайностей, метод использования побочных результатов поиска и метод выявления общественной потребности. Другой американский патентовед Г. А. Тулмин считает главными методами изобретательства традиционные логические методы: изменение размеров, трансформацию, изменение пропорций, изменение степени воздействия, транспозицию частей объекта, дублирование, интеграцию, изолирование, изменение способа осуществления операций и автоматизацию действий объекта. Оригинальные взгляды на методику технического творчества высказывает Д. С. Пирсон, который обращает особое внимание на преодоление барьеров, тормозящих творческое мышление. Д.Пирсон вывел так называемое уравнение творчества и привел конкретные примеры того, как с помощью этого уравнения решаются различные творческие инженерные задачи.

Классификация методов технического творчества

Известные методы изобретательного творчества можно объединить в несколько групп.

• Первая группа основана на принципе мозговой атаки . В эту группу можно включить Метод мозгового штурма , Метод конференции идей и Синектики .
• Вторая группа методов основана на морфологическом анализе. Сюда относятся Метод морфологического ящика , Метод семикратного поиска , Метод десятичных матриц поиска , Метод организующих понятий , Метод «матриц открытия» и др.
• Третья группа объединяет методы контрольных вопросов
• Четвертая группа объединяет методы эвристических приемов.
• В пятую группу входят алгоритмы решения изобретательских задач , разработанные Г. С. Альтшуллером: АРИЗ-61, АРИЗ-71, АРИЗ-77, АРИЗ-82, АРИЗ-85-В.

Иерархия творческих технических задач

Описание технических систем

Создание любой технической системы происходит посредством описания ее составных частей: потребности, технической функции, физической структуры, физического принципа действия, технического решения и проекта. Все составные части этой иерархии располагаются на отдельных ступенях, начиная с самой важной и заканчивая наименее важной частью (рис.1).

• Наиболее важной ступенью является потребность. Она располагается на самом верхнем уровне. На самом нижнем уровне иерархии находится часть «проект». Каждый уровень имеет свое словесное описание, которое начинается с краткого описания потребности, а каждый следующий уровень описывается с иерархической соподчиненностью и включает в себя более подробное описание уровней, расположенных выше.

Разработка новых технических систем

Рис.1 - Иерархия описания уровней

Во время разработки новой технической системы пользуются аналогом уже существующей системы, модернизируя имеющиеся в ней уровни.

• Задачи первого уровня : формулируется новая потребность, устанавливаются условия и ограничения реализации. Ставится проблема, которая в большинстве случаев непонятна для большинства специалистов.

• Задачи второго уровня : нахождение перспективной технической функции.

• Задачи третьего уровня : нахождение узлов уже существующей технической функции и составление новой технической системы.

• Задачи четвертого уровня : нахождение вариантов ТС с применением различных физических законов, закономерностей и явлений. Все варианты, накопленные в процессе решения задач четвертого уровня, анализируются для принятия наиболее подходящего решения.

• Задачи пятого уровня : разработка разнообразных новых вариантов и выбор лучших из них.

• Задачи шестого уровня . нахождение наиболее лучшего варианта для проекта, используя методы оптимизации

Задачи шестого уровня решаются в соответствии с требованиями стандартизации , унификации .

Процесс технического творчества

Творчество - это определенная деятельность человека, которая направлена на постановку конкретной задачи и получение новых результатов при её решении.

Различают два типа типа изобретателей: логического типа и интуитивного. Изобретатель интуитивного типа на основе интуиции быстро решает конкретную задачу и пробует ее на практике. Изобретатель логического типа анализирует накопленный за определенный отрезок времени накопленный опыт и только после этого решает поставленную задачу. На практике чаще всего встречаются изобретатели, которые совмещают оба типа.

Рис.2 - Процесс технического творчества

Творческий процесс (рис.2) изобретателя условно делится на четыре стадии: подготовка, замысел, поиск и реализация. Каждая из стадий имеет непрерывную обратную связь с информацией изобретения, опорными знаниями и освоенным фондом методики изобретательства и подразделяется на шаги.

Решение задачи

Прежде чем начинать решать конкретную задачу, необходимо разделить ее на несколько более простых задач. Простая задача - это такая задача, в которой необходимо разрешить только одно техническое противоречие. Число технических противоречий и простых задач - это и есть число нежелательных эффектов в списке недостатков данного прототипа. Решение необходимо начинать, как правило, в порядке ранжирования недостатков.

Решения задачи состоит из нескольких этапов:

• 1 этап . Для каждой простой задачи формулируется техническое противоречие, а затем подбирается несколько эвристических приемов. Эвристические приёмы подбираются интуитивно, причем каждый это делает по-своему. Приемы обязательно должны устранить техническое противоречие.
• 2 этап . С помощью эвристических приемов прототип преобразуется так, что каждый полученный вариант подсистемы обеспечивает устранение нежелательных эффектов; улучшение способностей технической системы; выполнение ограничений и критериев и повышение идеальности ТС.
• На третьем этапе проводится анализ последствий от новых технических решений с целью установления их совместимости с другими подсистемами и стоящей выше надсистемой. Анализ проводится в виде таблицы (рис.3) для всех наиболее подходящих вариантов, выбранных на втором этапе.

Рис.3 - Форма анализа последствий от нового технического решения

• 4 этап . Выявление из нескольких вариантов решения задачи наиболее перспективного.

Во время оценки вариантов решения задачи производится их анализ и сравнение с критериями качества. После чего некоторые вариантов отпадают, а остальные оставляют для выбора наиболее перспективного. Если один из вариантов явно перспективнее других, то выбор производится довольно просто. В противном случае пользуются специальными методиками.

Алгоритм решения задачи

Если необходимо улучшить прототип, то проводится постановка задачи. Если задача поставлена правильно, то до ее решения очень часто бывает всего один шаг. Из этого следует, что не нужно экономить время на процессе постановки задачи. Условно постановку задачи можно разделить на 5 этапов. это описание проблемной ситуации, описание функции системы, выбор нужного прототипа, описание его требований и недостатков и сама формулировка задачи. Ниже приведено описание каждого этапа.

1. Описание проблемной ситуации: формулировка задачи, в которой содержатся ответы на вопросы:
   1. что из себя представляет проблемная ситуация?;
   2. что необходимо предпринять для устранения проблемы?;
   3. что препятствует устранению это проблемы?;
   4. какие результаты принесет решение этой проблемной ситуации?.
2. Описание функции системы: изначально приводится качественное описание, а затем - количественное.
3. Описание требований прототипа: Из уже существующих прототипов выбирается наиболее подходящий для достижения поставленных целей.

Требований к прототипу должны быть достаточными для достижения работоспособности, производительности, надежности, ремонтопригодности и т. п. Эти требования фиксируются в списке требований, в который также заносят ограничения и критерии данного прототипа.

Метод проб и ошибок

Один из распространенных и древнейших методов изобретательства и поиска новых технических решений - метод проб и ошибок. Этот метод случайного поиска вариантов не содержит никаких правил генерирования и оценки идей. Ключом к решению задачи должна быть любая идея, пришедшая в голову разработчика по счастливой случайности или интуитивно. В случае если в результате оценки этой идеи она признается неудачной, то взамен ее выдвигается очередная новая идея, и вс?е многократно повторяется, пока не будет найдено какое-то приемлемое решение. Очевидно, что путь к идеальному техническому решению данным методом - долог, или, как сейчас говорят, трудоемок и малопроизводител?ен.

Тем не менее, даже крупные изобретатели и ученые успешно пользовались этим методом и добивались больших успехов. Одним из выдающихся пользовател?ей метода проб и ошибок был известный американский изобретатель и предприниматель Томас Эдисон, кстати говоря, являвшийся почетным иностранным членом Академии наук СССР. Бесконечный рой идей постоянно вился в голове этого человека. В Соедин?енных Штатах Америки Эдисон получил 1098 патентов и около 3000 еще в 34 странах мира.

Метод проб и ошибок цел?есообразно применять при решении задач с небольшим (не более 20) количеством вариантов (переборов), однако при решении задач большой сложности он становится неэффективным.

Метод и списки контрольных вопросов

Впервые использование метода контрольных вопросов для поиска новых идей и наилучших конструкторско-технологических решений было предложено и осуществлено руководител?ем изобретательского бюро в Кембридже (Англия) в 1955 ?. Тимом Эйлоартом. Дальнейшее развитие этого метода нашло отражение в оригинальном списке контрольных вопросов А. Осборна, в правилах М.Тринга и Э.Лейтуэйта#` в перечне вопросов и советов Д.Пойа и других авторов. Метод контрольных вопросов основан на применении так называемых ''списков контрольных вопросов'', представляющих собой эвристики, в состав которых включены наводящие вопросы, указания-советы, подсказки, частичные разъяснения.

Список контрольных вопросов для изобретател?ей и разработчиков новых технических объектов содержит в себе следующие позиции:

1. Перечислите вс?е качества и определ?ения предполагаемого изобретения, укажите, в какую сторону их предполагается изменить.

2. Четко сформулируйте задачи создания объекта#` выделив среди них главные и второстепенные.

3. Перечислите основные принципы и недостатки известных решений рассматриваемой задачи, сформулируйте свои предложения по их устранению.

4. Выскажите и запишите различные, пусть даже фантастические, аналогии (химические, биологические, экономические и т. п.).

5. Постройте какие-то модели объекта: математические, гидравлические, механические, электронные и т. п., поскольку модели наиболее точно выражают идеи, нежели аналогии.

6. Попробуйте применить для усовершенствования объекта другие виды материалов, энергии, другие физические, химические и иные эффекты.

7. Попытайтесь установить зависимости, взаимные связи и логические совпадения.

8. Узнайте мнение по разрешению главной задачи у людей, совершенно не осведомленных в данной проблеме.

9. Устройте свободное групповое обсуждение проблемы, выслушивая любые идеи без критики.

10. Попробуйте использовать ''национальные'' подходы к решению задач: хитрое шотландское, расточительное американское, сложное китайское, вс?еобъемлющее немецкое и т. п.

11. Постарайтесь быть вс?егда с проблемой, не расставаясь с ней не только на работе, но и в поездке, на прогулке, в игре.

12. Надо постараться погрузиться в обстановку, стимулирующую творчество: побывать в техническом музее, в антикварном магазин?е, просмотреть журналы, комиксы.

13. Составьте сопоставительные таблицы типов материалов, геометрических параметров и других величин объекта и его элементов, а также их цен для разных вариантов решения проблемы.

14. Определите идеальные конечные результаты по разработке объекта.

15. Попробуйте видоизменить решение поставленной проблемы во времени, а также за счёт изменения свойств и параметров объекта.

16. Попытайтесь в воображении ''залезть'' внутрь объекта и рассмотреть его изнутри.

17. Выявите и исключите из дальнейшего обсуждения альтернативные варианты решения проблемы, уводящие в сторону от траектории поиска наилучшего решения.

18. Попытайтесь выявить, кого и почему интересует решаемая проблема.

19. Выявите, кто первым и когда придумал аналогичный технический объект, были ли ложные попытки его усовершенствования.

20. Кто еще решал аналогичную проблему и чего он добился?

21. Выявите пограничные условия изготовления и применения объекта.

Метод морфологического анализа

Термин ''морфология'' (учение о форме) впервые использовал Иоганн Вольфганг Гете - немецкий мыслитель, естествоиспытатель и вс?емирно известный писатель, поэт. Он был основоположником морфологии организмов - учения о форме и строении растений и животных.

Автором метода морфологического анализа является швейцарский астроном Ф. Цвикки, который не дал развернутого определ?ения этому понятию, а лишь указал, что данный метод позволяет находить вс?е варианты решения проблемы. Рассмотрим, как и в какой последовательности осуществляется поиск новых технических решений по правилам, предложенным Ф. Цвикки. При этом вс?е этапы морфологического анализа будем иллюстрировать примерами поиска технических решений создания нового автомобиля-вездехода.

На первом этапе дается точная и полная формулировка поставленной задачи. В частности, выдвигаются следующие требования потребителя к автомобилю-вездеходу:

Он должен передвигаться по сложной пересеченной местности (по твердому и сыпучему грунту, по воде, льду) в любое время года и суток;

Он должен перевозить грузы и людей в комфортных условиях, а значит - должен быть защищен от внешней среды и оборудован соответствующими средствами жизнеобеспечения;

Он должен быть управляемым и обеспечить передвижение в любых направлениях со скоростями и ускорениями в заранее заданных диапазонах.

На втором этапе формулируются основные морфологические признаки технического объекта (функциональные узлы, параметры), исходя из закономерностей его строения.

В рассматриваемом примере за морфологические признаки автомобиля-вездехода бывают приняты:

1. Способы перемещения вездехода по земной поверхности.

2.Принципы осуществления движения.

3.Виды преобразовател?ей энергии в движение.

4.Типы источников энергии.

5.Виды систем управления вездеходом.

6.Типы систем жизнеобеспечения.

7. Варианты систем ориентации.

На третьем этапе производится независимое рассмотрение вс?ех морфологических признаков; для каждого из них намечаются вс?е мыслимо возможные варианты решения проблемы.

Четвертый этап: составление многомерной матрицы, в которой каждому морфологическому признаку соответствует графа возможных вариантов решения задачи.

Пятый этап: анализ и оценка вс?ех без исключения вариантов решения задачи с позиций наилучшего выполнения техническим объектом сформулированных для него потребительских цел?ей и технических функций. При этом большинство из обсуждаемых вариантов оказываются неперспективными и неприемлемыми по тем или иным причинам и исключаются из дальнейшего рассмотрения.

На последнем, 6-м этапе производится выбор одного или нескольких синтезированных вариантов решения задачи, которые могут оказаться перспективными для практической реализации.

Метод функционально-стоимостного анализа

В инженерной и изобретательской практике технически развитых стран мира, начиная с 60-х ?. XIX в., получил распространение новый подход к снижению стоимости и к повышению качества технических изделий. Этот подход получил название функционально-стоимостного анализа (ФСА).

Используются два подхода к снижению себестоимости изготовления и эксплуатации технических изделий: предметный и функциональный. При традиционном предметном подходе разработчик рассматривает объект как реальную целостную конструкцию. При функциональном же подходе разработчик полностью абстрагируется от реальной конструкции объекта и сосредотачивает внимание на ее функциях. Такой подход изменяет и направление поиска путей снижения себестоимости изготовления и эксплуатации технического объекта. Четко определив и сформулировав вс?е функции анализируемого объекта и их количественные характеристики, разработчик выясняет: насколько важны и необходимы те или иные функции, которыми обладает прототип? Можно ли избавиться от некоторых ''излишних'' функций без ущерба для общей потребительской ценности объекта? Какие характеристики и параметры элементов объекта можно изменить для снижения себестоимости?

Процесс проведения ФСА состоит из следующих поэтапно выполняемых видов работ:

1. Подготовительный этап, на котором производится выбор технического объекта#` определяются цели и задачи ФСА, формируется группа разработчиков проекта создания нового или усовершенствования существующего объекта.

2. Информационно-аналитическая работа. На этом этапе осуществляется сбор и анализ информации по конструкторско-технологическим решениям прототипа то, по условиям его работы, по конструктивным и эксплуатационным недостаткам, по затратам на его изготовление и обслуживание. Составляется список базовых показател?ей и требований к техническому объекту, определяются критерии его развития. Разрабатывается конструктивная функциональная структура то. Производится классификация и анализ функций элементов то, определяются и попарно сравниваются стоимости функций, выявляются функциональные зоны наибольшего сосредоточения затрат. На базе проведенного анализа формулируется задача поиска более рациональных, оптимальных (по себестоимости) конструкторско-технологических решений.

3. Поисково-исследовательскиuй этап. Это один из творческих и доминирующих этапов работы, на который затрачивается до 50% времени от суммарного времени на выполнение проекта. Здесь исследуется каждая функция то на предмет: нужна ли она, нельзя ли переложить эту функцию на другой элемент то, можно ли объединить функции, можно ли упростить, удешевить или стандартизировать те или иные элементы то. На этом этапе основным инструментарием поисково-исследовательской деятельности разработчиков являются типовые приемы разрешения технических противоречий, эвристические методы и приемы поиска новых идей и рациональных конструкторско-технологических решений. Финалом этого этапа является оформление результатов в виде технического предложения и эскизного проекта.

4. Разработка и внедрение результатов ФСА. На этом этапе производится (в ряде случаев с привлечением опытных экспертов) отбор наиболее эффективных и перспективных вариантов конструирования технических объектов, определ?ение технологичности и экономичности их изготовления, формируются рекомендации по их внедрению.

Изобретательство можно свести к следующей классификации:

· изменение естественных форм, физического или химического состояния природных предметов путем соединения целых или частей;

· изменение путем разделения целого на части;

· изменение путем придания других свойств обработкой (нагреванием, высушиванием, смешиванием с частицами других веществ);

· использование энергии окружающей природы;

· использование объединенных усилий многих людей (простая кооперация);

· использование животных в качестве тягловой силы;

· форсирование важнейших параметров технического объекта (скорости движения, мощности, точности и т. д.);

· геометризация, симметризация, стандартизация;

· обеспечение непрерывности производственного процесса;

· использование тяжести и упругости тел для механизации и автоматизации;

· переход на рациональное движение;

· дифференциация орудий путем подбора их по форме, весу, размерам, габаритам, материалу, особенностям обработки, функциям;

· специализация производства;

· рационализация путем упрощения, двухсторонней обработки, перехода на прогрессивные способы производства;

· вовлечение в круг хозяйственной деятельности новых природных веществ и изменения их физико-химического состояния;

· комплексное использование полезных материалов (рекуперация, утилизация и т. д.);

· изобретательная деятельность в технике.

По признаку общности методы изобретательства можно разделить: на всеобщий, общие, частные методы изобретательства.

Всеобщий метод изобретательства относится к стратегическим средствам решения изобретательских задач.

Общие методы изобретательства применяются для решения широкого круга изобретательских задач в разных областях техники. К таким методам можно отнести методы эвристической аналогии, эвристического объединения, эвристической инверсии и т. д. (эвристика от греч. heurisko - отыскиваю, открываю).

К частным методам изобретательства принадлежат методы, предназначенные для решения специальных изобретательских задач или задач в определенной, как правило, узкой области техники. В их число входят, например, метод превращения возвратно-поступательного движения во вращательное, метод отдаленной гибридизации, метод компаундирования и т. д.

Следует отметить, что деление методов на общие и частные является условным: практически трудно провести границу между одними и другими. Кроме того, в изобретательской практике узкоспециальные частные методы нередко применяются для решения ранее не предусмотренных задач и дают в случае успеха, как правило, весьма оригинальные решения.

По уровню сложности методы изобретательства подразделяются:

· на простые;

· на сложные.

К простым методам причисляют способы постановки, решения, реализации изобретательской задачи, содержащие элементарные операции, применяемые в определенных типовых ситуациях. Таковы, например, метод смешивания ингредиентов вещества, метод применения гибких промежуточных элементов для соединения технических объектов или их частей и т. д.

Сложные методы содержат элементы нескольких простых. Так, метод поэтапной мозговой атаки содержит элементы обратной мозговой атаки, прямой мозговой атаки, двойной мозговой атаки и мозговой атаки экспертов. Простые и сложные методы изобретательства, как правило, применяются для выполнения определенной стадии или шага творческого процесса изобретателя.

Классификация методов изобретательства по степени использования кибернетической техники:

· решения изобретательских задач человеком;

· методы решения изобретательских задач кибернетическими машинами;

· методы, предназначенные для решения человеком и кибернетическими машинами.

По эвристическому принципу методы решения изобретательских задач можно условно разделить на следующие основные виды:

· методы эвристической аналогии;

· эвристического комплекса;

· эвристического разделения и редукции, (редукция это упрощение, сведение сложного к более простому, обозримому, понимаемому, более доступному для анализа или решения; уменьшение, ослабление чего-либо);

· эвристической инверсии;

· методы эвристического комбинирования.

Особое практическое значение для изобретателей имеет классификация задач по эвристическому принципу, облегчающему выбор методов для поиска конкретного решения, но не гарантируют достижения решения в каждом отдельном случае и могут привести к ошибочным результатам.

Так, например, в XVIII веке представляли себе, что условия плавания аэростатов в воздухе имеют полную аналогию с условиями плавания морских судов, поэтому предлагалось много проектов управляемых аэростатов с парусами, веслами и рулями. Эти решения по аналогии успеха не имели.

Методы эвристической аналогии. Основываются на естественном стремлении человека к подражанию. С помощью этих методов изобретательские задачи решаются путем усмотрения аналогичных ситуаций в природе, технике, общественных и других явлениях и использования найденных аналогий для устранения противоречий, создавших проблемную ситуацию.

Древнейшей группой методов аналогии является группа методов аналогии с природой. Природа была учителем изобретателя. Первые орудия труда человек находил непосредственно в природе. Потом он стал познавать свойства объектов природы и использовать их для удовлетворения своих потребностей. Так,

например, некоторые племена Африки используют навоз в качестве связую-

щего материала, а пепел навоза - как белила.

Выявлением и использованием «механизмов природы» занимается наука бионика. Она исследует объекты живого и растительного мира и выявляет принципы их действия и конструктивные особенности, с целью применения этих знаний в науке и технике.

Иллюстрировать это можно:

· по аналогии с кальмаром американские инженеры сконструировали судно, принцип движения которого схож с движением кальмара. Кальмар, как известно, передвигается резкими толчками, выбрасывая назад воду. Новое судно приводится в движение также реактивной отдачей. Пар выталкивает воду из трубы, направленной к корме судна. От этого толчка судно получает импульс. Оставшийся в трубе пар конденсируется, давление в котле падает, и всасывается очередная порция воды. Теперь котел снова готов к рабочему циклу. Разумеется, это лишь грубая схема, сама конструкция несколько сложнее.

Шлюпка с опытным образцом двигателя уступала в скорости пешеходу. Но не следует забывать о достоинствах - у такого двигателя нет движущихся частей (Судно-кальмар. - Социалистическая Индустрия, 27.03.75).

· Перистальтический насос - аналог кишечника живого организма. Этот насос предназначен для перекачивания пульпы - вязкого вещества и абразивных пульпообразных сред. Насос содержит шланг (гибкий цилиндр), расположенный в подковообразном корпусе, и три ролика, закрепленные на роторе. При вращении ротора ролики поочередно подводятся к шлангу, постепенно пережимая его и прокатываясь по корпусу. При сплющивании шланга ролик передвигает впереди себя перекачиваемую среду. Гибкий шланг позади ролика восстанавливает свою первоначальную форму и всасывает новую порцию жидкости за счет создаваемого разряжения. Затем подходит следующий ролик и вновь пережимает шланг, перекатываясь по корпусу. При вращении роторов все процессы в насосе повторяются [Изобретатель и Рационализатор, № 7, 1987, с.16].

· По аналогии с принципом встряхивания пляжного коврика (резкое волнообразное движение) разработан фильтр. Удаление осадка в нем производится путем нанесения удара "в противофазе".

Основная и довольно часто встречающаяся ошибка при использовании методов эвристической аналогии это слепое использование аналогии. Сделаем так, как это делает человек. Скопируем эти действия и заменим человека роботом. Как правило, такая тактика обречена на провал.

Как же следует использовать аналогию.

1. Выяснить основные принципы и конструктивные особенности исследуемого объекта.

2. Выявить ведущую область техники по функции, которую выполняет этот объект.

3. Воспроизвести основной принцип и конструктивные особенности, используя опыт ведущих областей, на имеющихся элементах, материалах и технологиях. При этом что-то нужно будет придумать новое, учитывая недостатки прототипа.

Таким образом, появится новое конкурентоспособное изделие.

Методы эвристической инверсии. Методы этой группы предполагают поиск решений изобретательских задач в направлениях, противоположных традиционным, в инвертировании технического объекта, изменении расположения элементов объекта, уравновешивании нежелательных факторов средствами противоположного действия.

Инверсии можно подвергать сами технические объекты, их элементы, структуру, агрегатное состояние, форму, параметры движения.

Метод инверсии агрегатного состояния веществ применяется с целью достижения технического эффекта путем преобразования агрегатного состояния веществ. Этот метод позволил изобрести холодильные компрессоры, ледогенератор, ингалятор, пульверизатор.

Метод инвертирования заключается в изменении расположения в простран-

стве традиционного технического объекта (нижней частью вверх или набок), превращении объектов горизонтального типа в объекты вертикальной композиции, перестановке элементов технического объекта в обратном порядке.

Примеры методов эвристической инверсии приведены ниже:

· спортсмены тренируются, бегая по беговой дорожке на стадионе. Можно использовать для этого движущиеся беговые дорожки и тренажеры, в которых можно задавать скорость движения ленты, ее наклон и другие параметры.

· Устройство для тренировки пловца.

Пловец на месте, а движется вода (рис. 3.3).

· Методом инверсии формы традиционной поперечной пилы были изобретены циркулярная пила и ее разновидности - лобзик, ленточная пила, ножовка, бугельная пила, лучковая пила.

Аналогично рассмотренным примерам сконструирован эскалатор (человек стоит, а лестница движется) и многое другое.

Инверсии могут быть: функциональными, структурными, параметрическими, инверсные связи, инверсия пространства, инверсия времени

Функциональная инверсия. Сделать функцию или действие обратным. Нагревание - охлаждение, притягивание - отталкивание, строить - ломать и т.д.

Примеры функциональной инверсии:

· обычно траву сначала косят, а потом сушат, выбирая для этого самые жаркие и сухие дни. А что если делать на оборот - сначала сушить, причем как можно быстрее, а потом косить? Голландские специалисты сконструировали машину, которая довольно быстро подсушивает траву, обрабатывая ее паром при температуре 300°С. Ширина захвата машины 6 метров, производительность 40 т/час.

· В печи-гриле вертится приготавливаемая пища, например, курица. Разработан гриль, где приготавливаемая пища неподвижна, а вокруг нее вращаются горячие потоки воздуха.

Структурная инверсия. В понятие структуры входит состав системы и ее внутреннее устройство. Много - мало элементов, однородные - разнородные элементы, сплошная - дискретная структура, монолитная - дисперсная - пустая, статичная - динамичная структура, линейная - нелинейная, иерархическая - одноуровневая и т.п.

Примеры структурной инверсии:

· электронная и радио аппаратура ранее имела платы со многими элементами (транзисторы, резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, соединительные провода и т.п.), которые в дальнейшем были заменены на микросхемы, а затем и на процессоры. Процессор заменил многие элементы.

· Суда, как правило, имеют постоянную (статическую) структуру: сухогруз, танкер и т.д. Разработана модульная (динамичная) конструкция судна, которая имеет носовую и кормовую части (оконечности), а в середину (среднюю часть корпуса) может помещаться любой модуль [Нарусбаев А.А. Судостроение - XXI век. - Л.: Судостроение, 1988, с. 70-74.]. Таким образом, собираются транспортные суда различного назначения. Модульные суда строили в США на Великих озерах.

Аналогичное решение, еще раньше, было предложено для грузовиков. Еще более ранние аналоги - буксир и различные баржи; паровоз и различные вагоны

Параметрическая инверсия. Противоположные параметры. Проводник - диэлектрик, длинный - короткий, темный - светлый, твердый - мягкий.

Примеры параметрической инверсии:

· предложили трудно деформируемые и легко окисляющиеся металлы и сплавы ковать в вакууме, и при этом обрабатывающий инструмент и заготовку не нагревать, а охлаждать от 0°С до порога хладноломкости [Изобретатель и Рационализатор, № 2, 1979, МИ 0254].

· Изменение размера детали при токарной обработке обычно выполняют путем контроля размера изделия. Если контролировать расстояние между щупом и резцом, то можно гарантировать абсолютно точное изготовление деталей. Этот принцип лег в основу новых прецизионных токарных станков, созданных в Швейцарии. При обработке на них изделий с припуском 20-30 микрон не требуется последующее шлифование.

Инверсные связи. Возможные состояния системы относительно внутренних и внешних связей. Есть связь - нет связи. Положительная связь - отрицательная связь.

Примеры инверсионных связей:

· соединять - разъединять (отключать). На этом принципе построены многие средства связи, например, телефонная связь.

· Отрицательная и положительная обратная связь используется в системах автоматического управления.

Инверсия пространства. Изменение положения в пространстве на 90° и 180°.

В качестве примера рассмотрим положениеветряного электрического генератора.