|
|
О С Н О В И Т Е Х Н І Ч Н Т В О Р Ч О С Т І |
|||||||
|
ЕлектронниЙ НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНИЙ КОМПЛЕКС |
||||||||
|
|
|
|||||||
|
Тема 3. Методи раціонального вирішення
винахідницьких задач 1. Загальні відомості. Основні поняття про
евристику. 2. Метод діалогу. 3. Метод проб і помилок. 4. Метод мозкової атаки. 5. Метод контрольних питань. 6. Метод семикратного пошуку. 7. Синектика. 8. Метод морфологічного аналізу. 9. Метод фокальних об'єктів. 10. Алгоритми вирішення винахідницьких задач
(АВВЗ). 1. Загальні відомості. Основні поняття про евристику. Загальні відомості про
мозок і творчість Мозок людини складається з двох півкуль: лівої і
правої. Ліва півкуля керує емоційною діяльністю людини: мовою,
знанням, логікою, аналізом. Права півкуля - відділ інтелектуальних дій мозку:
рішення творчих завдань, математика, наукова діяльність, конструювання та ін. Провели дослід: - відключили праву півкулю мозку, у результаті чого
людина стала багато говорити, стала активною, життєрадісною, безтурботною,
але вона лишається творчої сили; вона нічого не може і не хоче творити:
писати музику, розраховувати, конструювати та ін.; - відключили ліву півкулю, у результаті чого людина
зовсім не говорить, настрій подавлений, світ здається їй лише в чорному
тоні, вона нічого не признає, але може успішно рішити задачі. У нормальному стані мозку півкулі зв'язані,
"перемовляються" між собою, кожна враховує роботу іншої і одержану
нею інформацію. Вчені встановили, що в правій півкулі народжуються і доходять
ідеї в туманному вигляді, а ліва півкуля займається відбором, оцінкою, мовним
вираженням і оформленням цих ідей. Творча ідея людиною приймається лише тоді, коли ліва
півкуля вибере придатне (з точки зору людини) рішення, тобто
"схвалить" те, що пропонує права півкуля. Основні поняття про
евристику Методами пошуку рішень винахідницьких творчих задач
займається наука евристика, тобто евристика
- наука про методи творчості, "Еврика" - грецьке слово "Я
знайшов". Про методи винахідництва, про шляхи до нового писав ще
найвидатніший математик і механік стародавньої Греції Архімед (бл. 287-212 р. до н.е.), який більшу
частину свого життя прожив у Сіракузах. Сіракузи - назва тогочасної держави
на острові Сицилія і головного міста. Сіракузи займали панівне становище на
Середземному морі. Численні відкриття і винаходи Архімеда - машина для
зрошування полів, визначення складу сплавів зважуванням їх у воді, система
важелів, блоків, поліспастів і гвинтів для піднімання великих вантажів. -
справляли на його учасників таке велике враження, у результаті чого виникло
багато легенд, які стали широко популярними. У них розповідається, наприклад,
про те, як Архімед, сидячи у ванні, прийшов до думки, як визначити кількість
золота і срібла в короні сіракузького царя Гієрона. Гієрон доручив Архімедові
перевірити чи справді ця корона складається з чистого золота, яку виготовив
його майстер. Довідавшись, як зважуванням у воді можна визначити вагу суміші
золота і срібла, Архімед вибіг на вулицю з криком:
"ЕВРІКА!"(Знайшов!). Розповідають також про те, як він спалив
ворожий римський флот за допомогою запалювальних дзеркал. Легендарне походження
має і горда його фраза: "Дайте мені точку опори, і я зсуну Землю". У часи Архімеда математиками називали також вчених і
винахідників. І є основа припускати, що великий винахідник стародавнього
світу застосовував свої методи при створенні військових машин для захисту
міста Сіракузи, прилад для визначення кутового діаметра сонця, місяця і
планет, сорока теорем і багато іншого. Тому суть евристичного методу полягає в тому, що в
результаті довгих роздумів до людини зненацька приходить ОСЯЄННЯ у вирішенні
шуканого питання. Геніальний винахідник Кулібін І.П. користувався
виробленими ним прийомами творчості: він записував всі свої ідеї; велику
увагу приділяв кресленням, виконуючи їх бездоганно, користуючись своїм
способом (допоміжні побудови виконував вдавлюванням, а основні - чорнилами,
у результаті чого креслення було наглядним і не захаращеним сторонніми деталями);
часто застосовував моделювання; виготовлював багато мілких моделей з паперу,
воску, листової міді; виготовленню пристрою передувало складання різних
деталей планів з перевищення експериментів, розробки окремих вузлів,
складались плани різних шляхів рішення задачі і послідовності їх
випробування; не поспішаючи приступав до нової справи, на початку
психологічно готовив себе до неї, концентруючи, всі свої здібності для наступної
творчої роботи. Кулібін І.П. оригінальне рішив сотні творчих задач у різних
галузях знань: автоматиці, металургії, механізації виробництва, сільському
господарстві, транспорті, оптиці, техніці зв'язку та ін. Тільки одна самокатка Кулібіна І.П. - прообраз
майбутніх наземних транспортних машин - мали роликові підшипники, рульову
трапецію, гальма, коробку передач, маховик, тобто ті вузли, без яких не
мислима ні одна конструкція сучасного автомобіля або трактора. Думки про методи винахідництва з'являлись і в середні
віки, і в період переходу від феодалізму до капіталізму, і в більш пізній
період. Однак винахідництво носило раніше випадковий характер і розроблюванні
методики та рекомендації для винахідників широкого застосування не знаходили. Крім того, розвиток евристики гальмувався в зв'язку з
тим, що до винахідництва багато підходили з позиції метафізики. В одній із
зарубіжних теорій про виникнення винаходів доказувалось, що винахідницькі
здібності є природними і залежать від кількості звивин мозку, хімічного
складу крові винахідника, раси, кольору шкіри і належності до визначеної
верстви суспільства. Згідно іншої теорії винахідництво - щось надрозумове,
вторгнення в душу божого починання. У наш час, у період науково-технічної революції, масової
технічної творчості появилась необхідність у розробці методів активізації
творчості. Прагнення підвищити ефективність творчої праці привело до появи
різних методик і прийомів пошуку нових технічних рішень, активізації
мислення, розвитку творчих здібностей людини. Творчі завдання умовно поділяють на п'ять рівнів: - використання готового об'єкта (об'єкт не змінюється,
підсилюється одна ознака: у процесі рішення використовується готова пошукова
концепція, готове рішення, готова конструкція, на цьому рівні завдання і
засоби її реалізації знаходяться в межах вузької спеціальності); - вибір одного об'єкта із декількох ( об'єкт змінюється
не значно; у процесі рішення вибирається одна пошукова концепція із
декількох, одне із декількох рішень, одна із декількох конструкцій; рішення
завдання не виходить за межі однієї галузі); - зміна вихідного об'єкта ( об'єкт змінюється сильно;
змінюється пошукова концепція; завдання і його рішення охоплює декілька
галузей, але не виходить за межі однієї науки); - створення нового об'єкта (знайдено нову пошукову
концепцію, нове рішення, створено нову конструкцію; рішення завдання
знаходиться за межами однієї науки і, можливо, при використанні фізичних явищ
і ефектів, а також нових матеріалів); - створення нового комплексу об'єктів (знайдено новий
метод, новий принцип, на базі якого створюються принципово нові технічні
рішення, що виходять за межі раніше відомих досягнень науки). Чим вищий рівень винаходів, тим більшу кількість проб
потрібно виконати для рішення завдання. Для рішення завдання першого рівня необхідно
зробити І... 10 проб, другого рівня - 20 проб, третього - 100, четвертого -
1000, п'ятого - 10000 проб. Чим вищий рівень винаходу, тим менше цих
винаходів, так як на порядок вища трудоємність рішення завдання. Рівень 1 2
3 4 5 Кількість винаходів, % 32
45 19 4
0,5 Винаходи 3...5 рівнів складають менше 25 відсотків всіх
реєстрованих винаходів, забезпечують якісну зміну техніки. Однак рішення завдань
цих рівнів надзвичайно складний і трудоємний процес. Тому необхідна методика
винахідництва, що активізує творче мислення. 2. Метод діалогу. Метод діалогу розроблений великим філософом
Стародавньої Греції Сократом, полягає в тому,
що вирішення творчого завдання проходить у процесі вільного обміну думками
між співрозмовниками, зацікавленими в цій
справі. Процес вирішення завдання складається з ряду
послідовних мислячих операцій: - створення умов для розмови; - вільний обмін думками між рівноправними
співрозмовниками; - визначення понять, зв'язаних з об'єктом обговорення і
взятих із практики; - виявлення ролі учасників діалогу і виявлення
композицій рішення; - обговорення суті і властивостей об'єкта з метою
виявлення паралелей; - збудження самопереконання; - застосування правил іронії як практичної оцінки
обговорення, жарти, гумор; - застосування аналогів і протиріччя: усунення
протиріч; - критичні оцінки; - вирішення за згодою. 3. Метод проб і помилок. Винахідництво на нашій планеті, починаючи з камінних
знарядь праці, йде першим методом, методом перебору варіантів. Винахідник
задає собі споконвічне питання: "А що, якщо так?". Пробує. Не
виходить. Знову: "А якщо ще так?". Знову осічка... такий пошук і одержав
назву методу проб і помилок. Винахідник нагадує сліпого, який шукає шлях у
невідомому місці. Тому метод отримав і другу образливу назву: "Сліпий
перебір". Цей метод був вжитий у ХVІІ-ХVШ ст., коли винахідники
не мали достатніх науково-технічних знань; дуже трудомісткий і відрізняється
низькою продуктивністю розумової праці. Він характерний психологічною
інерцією, коли автор не може відірватись від прийнятого ним шляху і способу
вирішення поставленого завдання. Навіть Т.Едісон не обходився
без перебору неймовірно великої кількості варіантів. Так при пошуку
матеріалу для нитки розжарювання електричної лампочки були випробування:
платина, іридій, сажа з смолою, обвуглена бавовняна тканина, целулоїд,
шкаралупа горіха, листя бамбука, різні сорти бамбука, очерет... Тільки по
обвуглюванні різних сортів бамбука і цукрової тростини було поставлено шість
тисяч дослідів. Загальна кількість випробуваних варіантів нитки розжарювання
вираховується десятками тисяч! Хоча цей метод був відомий людству з давніх часів, але
був сформований і отримав назву лише в 1898 році. Метод проб і помилок - гранично неефективна технологія
творчості в умовах сучасної науково-технічної революції. Втрата часу і сил
від недосконалості цього методу страшніше втрат від стихійних бід. Історія винаходу гуми. Ч.Гудвір купив якось рятувальний круг і вирішив
удосконалити клапан, через який у круг накачували повітря. З новим клапаном
він прийшов у фірму, яка випускала круги. Але там йому сказали, що якщо він
хоче стати багатим, то нехай шукає спосіб поліпшення властивостей каучуку.
До того каучук використовувався лише для просочування тканин, наприклад, були
популярні непромокаючі плащі Ч.Макінтоша (патент 1823 р.). Сирий каучук має
дуже багато недоліків: він відшаровується від тканини, а речі зроблені з
нього розтавали на сонці і втрачали властивість на холоді. Гудвір "захворів" ідеєю поліпшення каучуку.
Він почав досліди навгад, змішував сиру смолу з будь-якою речовиною: сіллю,
перцем, цукром, піском, касторовим маслом, навіть із супом - думаючи, що рано
чи пізно він перепробує все, що є на Землі, і наткнеться на вдале сполучення.
Якось, обробивши каучук парами кислоти, він побачив, що властивості матеріалу
набагато покращились. Це був перший успіх. Але було ще проведено багато
"пустих" проб, доки він у 1839 році, випадково, у результаті
підігріву при вулканізації винайшов гуму. Але лише в 1841 році Гудвір зміг
підібрати оптимальний режим одержання гуми. Винахідника засипали пропозиціями про покупку патенту,
і він, згодившись, але не маючи досвіду, дуже занизив належну йому долю
прибутку з компаній. Помер він у 1860 році, залишивши після себе 200 тис.
доларів боргу. До того часу у світі вже працювали 60 тис. чоловік на
потужних фабриках, що виготовляли 500 видів гумових виробів на суму 8 млн. доларів
у рік. Від методу проб і помилок суспільство несе великі
матеріальні втрати. У ведучих капіталістичних країнах 50 відсотків початих
розробок невдовзі закриваються, як безперспективні, із залишених половина не
відповідають вимогам виробництва, і тільки п'ята частина розробок приносить
фірмам успіх. Цей метод наносить великі збитки, не даючи можливості
своєчасно забачити нові ідеї. Вчений В.А.Фабрикант у 1939 році висловив ідею
лазера і в 1951 році подав заяву на винахід але ...отримав відмову -
експертиза вважала ідею неможливою. Тільки в 1964 році рішення експертизи
було переглянуто. У 1929 році А.Флемінг відкрив пеніцилін, але лише під
час Другої світової війни став широко застосовуватись. Історія винаходу цього
препарату лікування більш трагічна, безглузда: ще в Стародавній Греції знали
про властивості пліснявих грибків; у 1871 році було опубліковано результати
дослідів пеніциліну і його застосування вченими В.А.Манасетном і
А.Г.Полотебновим, а в 1906 році болгарином С.Григоровим. 4. Метод мозкової атаки. Мозкову атаку, запропоновано в 1953 році Апексом Осборном, вона є простим і ефективним
засобом. Метод мозкової атаки
- вирішення завдання колективом людей в короткий час шляхом висунення
будь-яких ідей; це колективний метод творчості. Є дві категорії людей: одні добре "генерують
ідеї", але погано їх аналізують, другі погано "генерують",
але мають схильність до критичного аналізу. Тому А.Осборн запропонував для вирішення творчого
завдання створювати дві групи. Перша група в кількості 4...10 чоловік, люди різних
спеціальностей і далекі від специфіки вирішуваного завдання, висуває
(генерує) ідеї, друга - критично їх аналізує, непотрібні ідеї відкидає, а
кращі передаються на розроблення. Перша група людей у вільній вимові дає будь-які ідеї
для вирішення завдання: реальні і фантастичні, серйозні і жартівливі,
конкретні і туманні, доречні та недоречні. Регламент на кожну ідею не більше
двох хвилин. Ніяких доказів ідей не
вимагається. Будь-яка критика ідей, скептичні усмішки, міміки забороняються,
перерви під час бесіди не допускаються. Керівник групи повинен забезпечувати вільні і
доброзичливі відносини між членами групи, користуватись правом підказування,
попросити думку іншого доповнювати, пофантазувати. Дуже важливо, щоб виникла
лава ідей: ідеї, висловлені одним, підхвачуються іншими, доповнюються. Всі
висловлені ідеї стенографуються або записуються на магнітофоні. Матеріали потім поступають до другої групи людей, де
спеціалісти проводять старанний їх аналіз. Тривалість проведення атаки 15...60 хвилин. Якщо завдання в ході атаки не вирішено, то можна
повторити процес рішення, але з іншою групою людей. З'явився ряд модифікацій мозкової атаки: - метод зворотної мозкової атаки, при якому аналізуються
будь-які недоліки, обмеження, дефекти і протиріччя машини або процесу, що
дозволяє сформувати нові завдання; - метод індивідуальної мозкової атаки, при якому
використовуються ті ж правила, але лише одним творчим працівником, який сам
"генерує" ідеї, записує їх і сам дає їм оцінку (оцінка проводиться
не зразу, а через 5...7 днів); - метод масової мозкової атаки використовують у масовій
аудиторії для одержання оптимальних ідей, рішення актуальних науково-технічних завдань.
Оперативні групи, з 5...6 чоловік, на протязі 15 хв. проводять колективну
мозкову атаку; - метод письмової атаки полягає в тому, що творчі
завдання формуються в письмовому вигляді і видаються учасникам атаки, які
свої ідеї також викладають письмово. Недоліком мозкової атаки є складність вирішення питання
про авторство на винахід, створеного цим методом. Пояснюється це тим, що при
мозковій атаці запропоновані ідеї можуть бути і неправильними, але складовими
основи розвитку послідуючих ідей. Щоб уникнути цих труднощів мозкову атаку
рекомендується проводити малими групами, з 4...6 чоловік, а питання авторства
вирішувати за домовленістю одним із двох шляхів: признання всіх учасників
авторами на однакових правах або встановлення авторства за особою, яка
зробила заключний крок у формуванні нової ідеї. 5. Метод контрольних питань. Метод контрольних питань - один із методів психологічної активності творчого процесу і є
удосконаленням методу проб і помилок. Суть методу: по-перше, автор ставить ряд конкретних питань
для вирішення завдання "Що саме необхідно вирішити в даному
завданні?"; по-друге, складено систему спеціально розроблених навідних
питань для вирішення завдання. Найбільшого застосування одержав список питань А.Осборна: 1. Яке нове рішення Ви можете рекомендувати? 2. Чи можливо вирішити завдання шляхом пристосування,
скорочення, спрощення? 3. Які модифікації можливі у вирішенні? 4. Що можна збільшити, приєднати в технічному об'єкті? 5. Що можна зменшити, від'єднати в технічному об'єкті? 6. Що можна замінити в об'єкті (деталь, процес,
енергію)? 7. Що можна перетворити (темп, швидкість,
послідовність)? 8. Що можна перевернути навпаки (поміняти місцями,
порядок дій, розміщення, задом на перед та ін.)? 9. Які нові комбінації технічного об'єкта можливі (схеми,
комбінації секції, вузлів, блоків, агрегатів та ін.)? 6. Метод семикратного пошуку. Метод семикратного пошуку припускає системне застосування багатьох зарекомендованих себе
приватних прийомів вирішення винахідницьких завдань, таблиць, матриць, діаграм,
схем та ін. Відомо, що людина може одночасно ефективно розглядати,
порівнювати, вивчати до семи предметів, елементів, понять, ідей. У методиці семикратного пошуку розрізняють стратегічну
і тактичну частину. Стратегія рекомендує умовно розділити творчий процес на
сім стадій: 1. Аналіз проблемної ситуації, суспільних потреб; 2. Аналіз функцій аналогів і прототипів. Виявлення
оптимальних умов споживання і експлуатації. Визначення актуальних і головних
функцій; 3. Постановка завдання, формулювання завдання в
загальному виді, визначення необхідного рівня рішення і рівня якості
технічного об'єкта; 4. Генерування (висунення) винахідницьких ідей
направлених на краще виконання об'єктів його функціонального призначення.
Вибір і призначення евристичних засобів; 5. Конкретизація ідей (структура, конструкція, форма,
матеріал, операції) і їх послідовність; 6. Оцінка альтернативи і вибір раціональних варіантів
рішення, відбір оптимального варіанта; 7. Спрощення, розвиток і реалізація рішення. 7. Синектика. Синектика
- комплекс методів психологічної активізації творчого процесу. У перекладі з
грецької "синектика" означає співвідношення різно-видних елементів. Автор цього методу американський дослідник Дж. Гордон. В основу синектики покладено
удосконалений метод мозкової атаки. Але мозкова атака проводиться людьми, які
не навчені спеціальним творчим прийомам. Синектика пропонує створення
постійних груп, в які включають людей різних професій, видів занять та
інтересів у вирішенні цього питання. Приступаючи до роботи, навчена синектична група
ретельно вивчає "проблему, як вона дана". На основі її аналізу і
уточнення формулюється "проблема, як вона розуміється". Потім
починається найтяжче - її рішення. Цей етап Дж. Гордон визначає коротко так:
перетворення незвичайного в звичайне, а звичайного в незвичайне. Суть цього
формулювання полягає в наполегливому і свідомому бажанні учасників подивитись
на завдання з якого-небудь іншого боку, з якої-небудь іншої точки зору і тим
самим розірвати психологічні бар'єри на шляху пошуку оригінальних творчих рішень. При цьому широко використовуються різні види аналогій: - пряма аналогія: розглядаючий об'єкт (система, процес)
порівнюється з більш або менш аналогічними об'єктами з іншої галузі техніки
або з об'єктом із живої природи, робиться спроба використати готове рішення з
інших областей; - особиста аналогія: рішаючи завдання, винахідник
вживається в образ удосконалюваного об'єкта, намагається злитися з ним
докупи, проникнути в механізм його роботи; - символічна аналогія: узагальнена, абстрактна
аналогія. Вимагається в парадоксальній формі сформулювати (буквально в двох
словах) фразу, що показує суть явища. Наприклад, для шліфувального круга
символічна аналогія буде "точна жорсткість"; - фантастична аналогія: у рішення завдання вводяться
які-небудь фантастичні засоби або фантастичні персонажі, які виконують те,
що вимагається за умовою завдання" (чоботи-скороходи, чарівне
дзеркальце, килим-самоліт). Кожний сінектор повинен володіти шістьма якостями: - уміти абстрагуватись від звичайної думки, уявно
відділитись від досліджуваного об'єкта, виділити суть завдання і навчитись
боротися з звичайним ходом мислення; - мати нахил до вільних роздумів, уміти вільно
працювати, доходячи до рівня фантазії; - уміти затримувати подальший розвиток знайдених ідей і
вірити в те, що попереду з'являться кращі ідеї; - доброзичливо сприймати чужі ідеї навіть у тих
випадках, коли вони нечітко сформульовані; - мати ціленаправлену і непорушну віру в успішне
рішення завдання, бути впевненим у своїх винахідницьких здібностях і
здібностях колеги; - знаходити в звичайному незвичайне і в незвичайному
звичайне, уміти в звичайних предметах і явищах вбачати дещо особливе,
використати це особливе в якості вихідного пункту для розвитку творчого
уявлення. Синектор повинен використовувати різні види аналогій. 8. Метод морфологічного аналізу. Під час війни, у 1942 році, швейцарський астроном Ф. Цвікі попав на роботу в американську
ракетобудівну фірму. Остання не покладала надій на творчі ідеї астронома у
створені ракет. Яке ж було загальне здивування, коли на протязі короткого
часу Цвікі запропонував велику кількість оригінальних творчих рішень. Займаючись розробленням астрономічних приладів, Цвікі
створив метод, який він застосував і тут. Суть методу полягає в дослідженні
всіх можливих варіантів, що витікають із побудови удосконаленого об'єкта -
його морфології. Тому він одержав назву - "метод
морфологічного ящика". За кожною виділеною морфологічною ознакою
складають список різних конкретних варіантів (альтернатив), технічних
параметрів, характеристик. Метод передбачає рішення завдання в
п'ять етапів: - точне формулювання завдання, що необхідно рішити; - складання списку всіх морфологічних ознак об'єкта
(усіх характеристик, параметрів, від яких залежить вирішення проблеми); - розкриття можливих варіантів (альтернатив)
морфологічних ознак і складання морфологічного ящика; - визначення функціональної цінності одержаних
варіантів рішення; - вибір найбільш раціональних конкретних рішень. Морфологічний
аналіз ефективний при рішенні винахідницьких завдань нижчого рівня, а також
при рішенні конструктивних завдань без елементів істотної новизни. Однак, в
окремих випадках, користуючись морфологічним аналізом, можна одержати винахід
високого рівня або відкриття. Так, Д.І.Менделєєв задовго до появи
морфологічного аналізу, працюючи над упорядкуванням системи хімічних
елементів, зробив велике відкриття, що ввійшло в історію науки і до
сьогоднішнього часу допомагає вченим і спеціалістам робити нові відкриття і
винаходи. Спеціалісти вважають, що метод морфологічного аналізу
може знайти ще більш широке застосування і не тільки в області техніки і
технології. Користуючись морфологічним аналізом, любителі спорту, наприклад,
придумують нові спортивні ігри або новий оригінальний спортивний інвентар;
працівники легкої промисловості можуть займатися пошуком нових варіантів
одягу, взуття, головних уборів; дизайнери можуть створити нові зовнішні види
транспортних засобів архітектурних споруд. 9. Метод фокальних об'єктів. Метод фокальних об'єктів був запропонований професором Кунце (Берлін, 1926 р.), а потім у п'ятидесяті
роки удосконалений американським вченим І.Вайтінгом. Цей метод полягає в пересічені ознак у випадково
вибраних об'єктів на удосконалюючий об'єкт, що лежить у фокусі перенесення
(звідси і назва фокальний, тобто той, що відноситься до фокусу). Метод фокальних об'єктів включає
шість послідовних кроків: - вибір фокального об'єкта (наприклад, годинник); - вибір З...4 випадкових об'єктів (їх вибирають навгад
із словника, каталогу, технічного журналу, наприклад, кіно, змія, поле); - складення списків ознак випадкових об'єктів
(наприклад, кіно: широкоекранне, звукове, кольорове, об'ємне та ін.); - генерування ідей шляхом приєднання до фокального
об'єкта ознак випадкових об'єктів (наприклад, широкоекранний, звуковий,
об'ємний годинник та ін.); - розвиток одержаних сполучень шляхом вільних асоціацій
(наприклад, широкоекранний годинник. Замість вузького циферблату взято широкий.
Може бути вузький циферблат інколи розтягується в широкий. Проектується куди
- що?... та ін.); - оцінка одержаних ідей і відбір корисних рішень
(необхідно доручити оцінку експерту або групі експертів, а потім спільно
відібрати корисне рішення). Метод фокальних об'єктів дає добрі результати при
пошуку нових модифікацій уже відомих способів і пристроїв. Крім того, цей
метод може бути використаний для тренування уяви (наприклад, придумати за
допомогою методу фокальних об'єктів фантастичну тварину, фантастичну рослину
та ін. 10. Алгоритми рішення винахідницьких завдань (АРВЗ). Як ми бачимо, при висвітлені суті попередніх методів
винахідницьких завдань, що при рішенні складних творчих завдань, де число можливих
варіантів настільки велике, що винахіднику і життя може не вистачити, щоб
розглянути їх всі. Навіть нові швидкодіючі ЕОМ не можуть перебрати і
порівняти рішення багатьох завдань. Розробка і удосконалення АРВЗ проводилась досить
тривалий час, при цьому йшов пошук найбільш раціональної тактики
винахідницьких завдань. Тому найбільш сучасним, науково обґрунтованим і добре
зарекомендованим себе в практиці винахідницької творчості є метод програмованого
рішення винахідницьких завдань, що одержав назву алгоритм рішення
винахідницьких задач, автором якого є винахідник Г.С.Альтшуллер. Головне при побудові АРВЗ було знайти в безмежному
океані можливих рішень деякий орієнтир, який дозволив би відмовитись від
сліпого перебору варіантів. АРВЗ дає такий варіант. Він названий "ідеальною
машиною", поняттям якої є той маяк у туманному океані всіх можливих
рішень, який дозволяє відразу вийти в район найбільш ефективних варіантів.
Це концентрує думку на головному для даного завдання направленні. АРВЗ полягає в слідуючому: - формулювання ідеального кінцевого результату; - пошук рішення і подолання можливої психологічної
інерції; - оцінка розроблення і поєднання поліпшення одного
показника за рахунок погіршення інших показників; - створення і використання прийомів для рішення
винахідницьких завдань. Складання спеціальних таблиць і можливості
використання з цією метою ЕВМ. Ця таблиця тільки направляє думку винахідника
за найбільш перспективним напрямом. АРВЗ вказує послідовність кроків для визначення
ідеальної машини або ідеального кінцевого результату. При цьому психологічно
важливо наперед не загадувати: чи можливо досягти ідеального результату і
яким шляхом. Далі, рекомендує АРВЗ, принципово важливо виявити
технічні протиріччя у вирішуваному завданні. Будь-який винахід можна
розглядати як вирішення деякого технічного протиріччя. Адже завдання стає
винахідницьким, якщо необхідною умовою рішення є усунення технічного протиріччя. Розроблено 40 прийомів усунення технічного протиріччя: 1) принцип дроблення: розділити об'єкт на незалежні
частини. Наприклад, розділ камери автомобільного колеса на 15-20 відсіків
робить її практично нечутливою до проколів; 2) принцип винесення: виділити із об'єкта єдину
потрібну частину, або навпаки, відокремити непотрібну частину; 3) принцип місцевої якості: різні частини об'єкта
повинні мати різні функції; кожна частина об'єкта повинна працювати в
найбільш відповідних умовах; 4) принцип асиметрії: перейти від асиметричної форми
об'єкта до симетричної; 5) принцип об'єднання: об'єднати в часі однорідні або
суміжні операції; 6) принцип універсальності: об'єкт виконує декілька
різних функцій, дякуючи чому відпадає потреба в інших об'єктах; 7) принцип "матрьошки": один об'єкт
розміщений у середині другого об'єкта, який, у свою чергу, знаходиться в
середині третього та ін. Тиск у декілька мільйонів атмосфер було одержано в
СРСР шляхом послідовного розміщення багатьох камер одна в іншій: на зовнішню
камеру із сталі буде давити 50 тис. тонн нового преса, у внутрішній алмазній
камері буде створено тиск 2,5 млн. атмосфер на прохання теоретиків, що
необхідно для одержання нових матеріалів, яких немає в навколишній природі; 8) принцип противаги: компенсувати вину об'єкта
з'єднанням з іншими об'єктами, які володіють підйомною силою. У ведучі колеса
електровоза вмонтовано потужний електромагніт, поле якого притягує колеса до
рейок, збільшуючи зчеплення, при цьому вагу електровоза може бути зменшено.
Компенсація ваги магнітним полем у півтора рази збільшила продуктивність
рудничних електровозів; 9) принцип попереднього напруження: зміни об'єкта,
протилежні недопустимим або небажаним робочим змінам; 10) принцип попереднього виконання: заздалегідь
виконати потрібну зміну об'єкта; 11) принцип "заздалегідь підкладеній подушці":
компенсувати відносно невисоку надійність об'єкта заздалегідь підготовленими
аварійними засобами. Жорсткий металевий диск, заздалегідь встановлений у
середині автомобільної шини, дозволяє безпечно продовжувати рух на спущеній
камері без пошкодження покришки. У Швейцарії в лавинонебезпечних місцях,
лижники та жителі цього району носять невеликий постійний магніт. Тому під
час нещасних випадків з допомогою магнітошукача можна легко знайти засипаних
снігом навіть при триметровому лавинному покритті; 12) принцип еквіпотенціальності: змінити умови роботи
так, щоб не прийшлось піднімати або опускати об'єкт; 13) принцип "навпаки": замість дій згідно
умов завдання, виконувати зворотню дію (наприклад, не охолоджувати об'єкт, а
нагрівати); 14) принцип сфероїдальності: перейти від прямолінійних
частин об'єкта до криволінійних, від плоских поверхонь до сферичних та ін.; 15) принцип динамічності: характеристики об'єкта
повинні змінюватись так, щоб бути оптимальними на кожному етапі роботи; 16) принцип часткового або надмірного рішення: якщо
важко одержати 100 відсотків потрібного ефекту, необхідно одержати трохи
менше або трохи більше; 17) принцип переходу в інший вимір: завдання зв'язані з
рухом або переміщенням об'єкта в одній площині (в двох вимірах), спрощуються
при переході в простір трьох вимірів; 18) використання механічних коливань: привести об'єкт у
коливальний рух; 19) принцип періодичної дії: перейти від неприривної
дії до періодичної (імпульсної); 20) принцип безперервної корисної дії: вести роботу
безперервно, ліквідувати, холості і проміжні ходи; 21) принцип "проскоку": перебороти шкідливі
або небезпечні стадії процесу на великій швидкості; 22) принцип "повернути шкоду на користь":
використати шкідливі фактори для отримання позитивного ефекту (високочастотне
загартування стальних деталей, де потрібен поверхневий нагрів, замість
нагріву всього металу); 23) принцип зворотнього зв'язку: ввести зворотний
зв'язок; 24) принцип "посередника": використати
проміжний об'єкт-передавач; 25) принцип самообслуговування: об'єкт повинен сам себе
обслуговувати, виконуючи допоміжні і ремонтні операції; 26) принцип копіювання: замість складного об'єкта
використовувати його спрощені або дешеві копії; 27) дешева недовговічність замість дорогої довговічності:
замінити дорогий об'єкт набором дешевих об'єктів, позбавившись при цьому
деяких якостей; 28) заміна механічної схеми: замінити механічну схему
оптичною, акустичною; 29) використання пневмоконструкцій і гідроконструкцій:
замість твердих частин об'єкта використати газоподібні і рідинні; 30) використання гнучких оболонок і тонких плівок; 31) застосування корисних матеріалів; 32) принцип зміни пофарбування; 33) принцип однорідності: об'єкти, взаємодіючи з даним
об'єктом, повинні бути виготовленні з того ж самого матеріалу; 34) принцип покиді і регенерації частин: частина
об'єкта, що стала не потрібною, повинна бути викинута або видозмінена; 35) зміна фізико-хімічних параметрів об'єкта; 36) застосування фазових переходів: використати явища
при фазових переходах (зміна об'єму та ін.); 37) застосування термічного розширення; 38) застосування сильних окислювачів: замінити повітря
збагаченим; 39) зміна степені інертності: проводити процес у
вакуумі; 40) застосування композиційних матеріалів. ☞ Питання для самоперевірки ?
|
||||||||
