| ||||||||||||||||||
МЕНЮ
| Основы конструированияВторое - предмет нашего сегодняшнего разговора. Почему важно владеть методами активизации…? Цитата Д. И. Менделеева Ответ - знание и умение пользоваться - это “фонарь” -Активизация инженерного творчества. Актуальность овладения методами технического творчества(активизации творческой деятельности) При рыночной экономике степень развитости и благополучия любой страны в основном зависит от min exporta и max exporta - готового продукта, изделия и технологии. Продавать готовый продукт в другие развитые страны можно лишь при условии, что он выдержит конкуренцию. А это возможно только тогда, когда продукт изготовляется по изобретению с достаточно высоким творческим уровнем. Творческий уровень изобретения. -Все изобретения делятся на пионерные(…самого высокого уровня ) и остальные. Изобретения разделяются на пять уровней в зависимости от степени новизны: – 1-й уровень - мельчайшие изобретения, незначительно изменяющие объект-прототип. Задача и средства её решения лежат в пределах одной профессии, поэтому решение таких задач по силам каждому специалисту; – 2-й уровень - мелкие изобретения, полученные способами, известными в данной отрасли. При этом чаще всего меняется один элемент системы - частично; – 3-й уровень - средние изобретения, полученные способами, известными в пределах науки. Полностью меняется один из элементов системы; – 4-й уровень - крупные изобретения. Синтезируется новая техническая система. Создаются средствами, далеко выходящими за пределы науки, в которой решается задача; – 5-й уровень - самые крупные изобретения. Они образуют принципиально новую систему, при этом нередко создаётся новая отрасль техники или производства ( например самолёт , телефон , киносъёмка , лазер , шариковая ручка и т.п. - впервые изобретённые...) Я думаю, всем известен афоризм Козьмы Пруткова : “ Специалист подобен флюсу – он односторонен “ Это часто трактуют так : специалист – человек, хорошо знающий своё дело , но отличающийся стереотипностью мышления… Страшное слово – “ стереотип “ / кстати потребность в “ образцах “ – порождает стереотипность мышления / Побороть стереотипность мышления, активизировать инженерное творчество – главная задача методик технического творчества. В курсе “ Основы конструирования “ не ставится задача – научить Вас изобретать. Но, при наличии желания, способностей, опыта работы, знание методик технического творчества (теории изобретательства) помогает инженеру с максимальной отдачей использовать имеющиеся у него знания и опыт в поиске новых ТР, (и, может быть, стать изобретателем).
Суть этого метода можно сформулировать как “поиск иголки в стоге сена“. Схематично это можно изобразить так :
Разумеется , количество “проб“ намного больше , чем изображено на схеме. Требуются иногда тысячи (10-ки тысяч ) “ а если “, чтобы нащупать удачное техническое решение. Другая особенность , что на схеме стрелки расположены гуще в направлении , противоположном “Решению“, – это не случайно Дело в том , что “пробы“ не так хаотичны , как кажется на первый взгляд. Приступая к поискам , изобретатель опирается на свой предшествующий опыт. Эта первоначальная тенденциозность на схеме показана “В.И.” выходящим из точки “Задача” и направленным в противоположную сторону от “Решения”. 3 Изобретательство – древнейшее занятие человека. Собственно , с изобретений первых орудий труда и начался этот процесс. С тех пор сделаны миллионы изобретений. Но при усложнении задач, методы их решения почти не совершенствовались; изобретатели , как правило , шли к цели путём “проб и ошибок” ( да и , многие , – идут в наше время ). 1.1 Рассмотрев суть метода “проб и ошибок” , можно сказать , что творческий процесс носит неупорядоченный – “бестолковый” , характер. Для упорядочения этого процесса пытались найти правила , которые легли в основу эвристики – науки о решении творческих задач. Слово “эвристика” впервые было использовано греческим математиком Паппом ( труды “математическое собрание” ) в III в. н.э. В последствии многие учёные , в т.ч. Лейбниц , Декарт и др. , занимались изучением творческого мышления , формулировали эвристические правила – схемы процесса творчества , которые сводились к следующему: — I – акт интуиции и желания . Происхождение замысла. — II – акт знания и рассуждения . Выработка схемы или плана. — III – акт умения . Конструктивная реализация идеи. Тем не менее , за 17 веков своего существования эвристика не создала эффективных методов решения творческих ( в т.ч. технических ) задач. Главная причина – постановка слишком общей цели : найти универсальные правила позволяющие решать любые творческие задачи во всех отраслях человеческой деятельности. То есть “ … не совсем чётко очерченная область исследования , относимая то к логике , то к философии , то к психологии. Она часто описывалась в общих чертах , редко излагалась детально , и по-существу предана забвению в настоящее время “ – американский математик Д.Пойта , 1944 г. К сожалению ; объём курса не позволяет нам совершить исторический экскурс в развитие методов творчества. Далее мы рассмотрим основные методы , которые существуют и Вы можете их использовать при решении технических задач. 2 Практические методы активизации творческой деятельности стали появляться в начале ХХ века в связи с интенсивным развитием промышленного производства и техники. Один из первых методов – мозговой штурм ( Brainstorming ) – это попытка американца А. Осборна ( 1939 г.) усовершенствовать метод “проб и ошибок”. За прототип этого метода можно принять “ техническое совещание “. Логика этого метода следующая: однородная группа участников совещания делится на две группы . В первую группу включены люди , склонные к выдвижению идей – “ генераторы“ , разных специальностей , и не связанные иерархическими служебными отношениями. Во вторую группу – специалисты с критическим складом ума – “критики” , способные отобрать и развить рациональные , конструктивные предложения. Поиск идей в решении поставленной задачи проводится под руководством ведущего – “ лидера “ – наиболее эрудированного в проблеме специалиста , пресекающего беспредметную критику : “ Это слишком сложно “ , “ Так уже делается “ , “ Это невозможно реализовать технически “ и т.п.; и поощряющего развитие выдвигаемых идей. Всё это создаёт условия для разрешения содержащихся в задаче противоречий на интуитивном уровне. Таким образом главная задача штурмующей группы – “единым мозгом “ преодолевать преграды на пути решения поставленной задачи. Этот метод не устранил беспорядочность поисков , органически присущую методу “ проб и ошибок “, а сделал поиски “ещё более беспорядочными”. Проиллюстрируем это схемой :
В ещё большей беспорядочности и заключается прогресс : на схеме видно , что преодолевается направление “ В.И.“ и увеличивается “ степень ветвистости “ направлений поисков . То есть прогресс достигается за счёт сокращения малоперспективных попыток в направлении “ В.И.“. Но этот прогресс обеспечивается количественным путём – задачу решают “ оравой “, что, с учётом подготовки к “ штурму “, требует несколько сотен человеко-дней . И если задача решена в течении одного рабочего дня – это эквивалентно затратам изобретателя-одиночки в течение 100 дней. Поэтому технические задачи этим методом решаются редко. Лучшие результаты получают при решении задач (менеджмента) организационных (реклама, управление, планирование).А также, т.н. , “обратных изобретательских задач” на новое применение оригинальной технической идеи , нового вещества или эффекта. 2.1 Следующий метод – синектика – усовершенствованный Брейнсторминг (предложен У. Гордоном в 1950 г.) . Главное его отличие : не случайная , а постоянная группа специалистов , участвующих в “штурме” которые владеют применением аналогий. Число аналогий постоянно , – их четыре : – прямая аналогия (основной источник – биологические объекты) – личная аналогия (эмпатия) – символическая аналогия (ассоциации) – фантастическая аналогия (идеализация). Процесс “штурма” ведётся с целью выявления образного , в неявной форме сформулированного противоречия , содержащегося в поставленной задаче. Примеры реализации этого метода , – – застёжка текстильная “велкро” , “репейник” или “липучка”; – искусственные аналоги мышц для устройств автоматики и робототехники на основе пневматического принципа действия и применения спиралеобразных коллагеновых волокон , скручивающихся при химическом воздействии. 3 Методы “контрольных вопросов” (А. Осборн , Т. Эйлоарт и др.) основаны на упорядовачивании перебора вариантов изменения свойств , функций или структуры объектов с помощью списка групп вопросов. Список можно составить самому , или использовать готовые списки. И здесь возникает противоречие : список должен быть длинным , чтобы не пропустить нужную “подсказку” для решения , но он должен быть коротким , чтобы быстрее решить задачу. Вопросы , например , такие , – – какое новое применение объекта можно предложить ? – можно ли приспособить, упростить, сократить объект ? – что можно в объекте увеличить , уменьшить , заменить , преобразовать , инвертировать ? – какие возможны новые комбинации элементов ? Дополнительно , для расширения поиска , предлагается дать — фантастические , биологические и др. аналогии — применить другие материалы — узнать мнение дилетантов — не расставаться с проблемой — изучить историю вопроса определить идеальное решение 4 Метод морфологического анализа (Ф.Ц. Викки 1944 г.) – относится к табличным или матричным способам представления информации. Этот метод позволяет охватить почти все предполагаемые или возможные задачи. Под “морфологией” понимается различная структура и различные внешние формы объекта. Для реализации метода объект (устройство) расчленяют по существенным признакам : блокам (модулям , секциям , агрегатам) , узлам , элементам (деталям). Когда объектом является процесс ,например , технологический – его делят на этапы (операции). Затем для каждого признака указывают возможные варианты его исполнения (чем больше – тем лучше). Каждое решение ТЗ должно иметь по одному варианту для каждого признака. 1ч Систематизация возможных вариантов (анализ) производится в виде морфологической таблицы. 2ч Выбор приемлемого решения ТЗ (синтез) производится рассмотрением всех сочетаний решений. Поэтому выбор и оценка решений очень трудоёмки. Пример. Давайте изобретём “вертолёт” – летательный аппарат тяжелее воздуха с вертикальным взлётом и посадкой. Подъёмная сила и горизонтальная тяга создаются одним или несколькими несущими винтами, приводимыми во вращение двигателем. Существенные признаки :
Б – вид энергии ; В – средства управления ; Г – посадочные устройства ; Д – назначение и т.п. Варианты для признаков – –А: 1– одновинтовая (классическая схема); 2– двух-винтовая соосная; 3– продольная; 4– поперечная; 5– с перекрещивающимися винтами; 6– много-винтовая. –Б: 1– мускульная; 2– двигатель внутреннего сгорания (ДВС); 3– газотурбинный двигатель (ГТД); 4– ПВРД; 5– электродвигатель (ЭД); 6– гравитационный; 7– ядерный (атомный) . –В: 1– автомат перекоса; 2– рулевой винт; 3– рулевые поверхности; 4– механизация несущих поверхностей; 5– газоструйное управление и т.п. Морфологическая таблица
|
С П
|
Варианты признаков
|
А
|
А1 ; А2 ; А3 ; А4 ; А5 ; А6
|
Б
|
Б1 ; Б2 ; Б3 ; ... ; Б7
|
В
|
В1 ; В2 ; В3 ; В4
|
...
|
... |
Всех решений будет . Например , решение
А2 – Б3 – В1 Þ Ка–50
Если рассмотреть все возможные решения (168) , то часть этих решений будет –
— известна ;
— новая ;
— бессмысленная (нереализуемая) , например А2 - Б3 - В2
Следует отметить , что морфологический анализ можно применять при анализе технического задания для выявления взаимосвязей ТТ к объекту.
Резюме : Приведённые методы активизации творческой деятельности –
— имеют экстенсивный (затратный) характер – очень трудоёмки;
— основаны на психологической активации, действии интуиции, использовании случайных ассоциаций, увеличении числа учавствующих в поиске специалистов.
Эти методы распространены за рубежом.
5 В нашей стране (СССР) получила применение алгоритмическая методика, которая затем превратилась в АРИЗ (79–85).
Автор этой методики Генрих Саулович Альтшуллер – изобретатель, специалист ТРИЗ (Г.С. Альтов – литературный псевдоним).
В разработке АРИЗ применена диалектическая логика, он основан на законах развития технических систем и представляет собой комплексную программу алгоритмического типа, включающую последовательные операции для выявления и устранения технических противоречий, средства управления психологическими факторами и информационный фонд.
Направление решения проблемы может включать прямую и обходные задачи (умный в гору не пойдёт).
Если при решении задач не сталкиваются несовместимые требования , то они решаются известными инженерными методами без существенных изменений объекта – прототипа.
В других случаях возникает необходимость преобразования технической задачи в физическую путём развёртывания внутриобъектных противоречий в процессе постановки задачи.
Структура АРИЗ
Пояснения к структурной схеме :
особенностью II этапа является то , что с момента определения ОНО‑П осуществляется
формирование цели РЗ , которая развёртывается в последовательность ИКР 1...4 –
идеальных конечных результатов , соответствующих различным уровням
внутриобъектных противоречий.
ИКР отражает особенность идеи решения : объект (его часть или элемент) наделяются требуемым свойством и сам выполняет требуемую функцию без усложнения конструкции.
Окончательное ТР всегда является отступлением от ИКР и сопровождается изменениями объекта-прототипа.
Изменяемый фактор (ИФ) – характеристика объекта , которая допускает количественные изменения , например , число элементов конструкции , размеры элементов , режимы работы и т.п. Техническое противоречие ® невозможно устранить ОН при ¯ ИФ.
Конфтликтующая пара (КП)– элементы объекта , взаимодействие которых обуславливает основной недостаток. Одному из элементов КП присваивается наименование “инструмент” , а другому “изделие”.
Функциональное противоречие (ФП) проявляется в том , что неудовлетворительное взаимодействие элементов КП не устраняется вариацией изменяемого фактора.
Другими словами : к функциям одного из элементов КП предъявляются противоречивые требования , не совмещаемые известным способом.
Оперативная зона (ОЗ) – зона проявления ФП , которой может оказаться “инструмент”, “изделие”, часть того или другого.
Характеристика ОЗ включает пространство и время , в пределах которых происходит неудовлетворительное взаимодействие элементов КП ; а также вещественные и энергетические ресурсы , которые можно использовать для решения задачи.
Причина
технического и функционального противоречий – отсутствие требуемого сочетания
физических свойств в ОЗ , которое не достигается без существенных изменений
объекта.
Таким образом , цель решения задачи (ИКР–4) :совмещение противоречивых
требований к физическим свойствам , и задача преобразована в физическую , что
позволяет облегчить поиск её решения.
Физические задачи решаются на основе использования известных физических
законов и явлений , которых насчитывается десятки тысяч [ физика º фундамент
инженерных решений ].
Такова сущность АРИЗ.
5.1 Дальнейшим развитием АРИЗ является программный продукт для ПЭВМ “Изобретающая машина” , полное имя которого : “Семейство интеллектуальных систем поддержки решения изобретательских задач”.
Он может применяться практически в любой области техники. Язык программирования : LPA – Prolog Professional (Gbr). ЭВМ : IBM PC/XT/AT с графической платой EGA или VGA.
.
Лекция 25. Основы конструирования
Тезисы к вопросу “ Конструкторский бизнес “.
... благородный бизнес , тот бизнес , который лежит в основании любой по-настоящему цивилизованной экономики.
Бизнес – делание денег из денег , но обязательно посредством полезной производительной деятельности – изготовления продукта или оказания услуги.
Формула бизнеса проста : Д – Д’ (Д’>Д) — бизнесмен вкладывает в дело деньги Д и по завершении дела , или некоторого делового цикла , получает обратно Д’ : деньги с приростом , т.е. с прибылью.
Формула проста , но процесс сложен , ведь за чёрточкой стоящей между двумя Д , скрывается очень многое , сложнейший жизненный процесс , иногда включающий в себя работу сотен , тысяч и десятков тысяч людей.
Бизнес – это сначала организация производства , экономической деятельности , самой жизни , а потом уже – собственно делание денег.
По-русски бизнес есть предпринимательство, а бизнесмен – предприниматель. Русские эквиваленты придают словам дополнительный смысл : за словами “ предпринимательство ” и “ предприниматель ” стоит предприятие , т.е. , сложное , значительное дело.
Бизнес , таким образом , ничто иное , как организация предприятия – ... бизнес – организация производительной деятельности , производства продукта (полезной вещи) или услуги (невещественного продукта).
Чтобы стать предпринимателем , недостаточно владеть некоторой суммой денег или набором средств производства : или надо правильно распорядиться , чтобы они могли принести новые деньги , прибыль. Предпринимателем может быть только умеющий.
А умеющий – прежде всего знающий : знающий своё дело , умеющий его делать.
Любой предприниматель должен рассчитывать прежде всего на себя , уметь принимать самостоятельные решения , быть творцом , а для этого – быть не только знающим , умеющим , но и думающим.
Нет и не может быть рецептов для предпринимателя на все случаи жизни.
Предпринимательству надо учиться , и не только на первых порах , но и всегда , постоянно : постигать предпринимательское искусство , то самое , сделало Эдисона – Эдисоном , Форда – Фордом , Нобиля – Нобилем , Сикорского – Сикорским ...
В заключение : всякая инженерная деятельность является творческой деятельностью.
В ней используется совокупность логических , информационных и других рекомендаций по практическому применению методов активизации творчества.
Для нетворческой деятельности характерно использование готовой задачи, готового решения , конструкции и её применения.
Работа конструктора (конструкторского коллектива) его умение применять свои знания и творческие способности в значительной степени определяют технический уровень и качество разрабатываемого объекта.
Для решения всех вопросов разработки новой техники , недостаточно знания основ конструирования , уровня развития техники и мировых достижений в какой-то конкретной области.
Требуется нестандартный , нешаблонный подход к решению любой технической задачи.
Как все знания и методы работы приобретаются в процессе учёбы или практической деятельности , так и нешаблонность мышления приобретается этим же путём , но при наличии стремления все вопросы решать по-новому.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
© 2009 Все права защищены. |