Оглавление

Введение

Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) - наука, позволяющая развивать творческое (изобретательское) мышление и решать творческие задачи, прежде всего в области совершенствования технических систем.

Автор ТРИЗ - Генрих Саулович Альтшуллер (Альтов).

В 80 городах в прошлом столетии в СССР работало около 100 институтов и школ, в которых разрабатывали и развивали ТРИЗ, а тысячи научных работников, инженеров, студентов изучали последние достижения в этой области. Во многих из упомянутых общественных институтов и школ обучение заканчивалось дипломными работами на уровне изобретений.

ТРИЗ, созданная как методика решения задач технического прогресса, в настоящее время существенно расширила своё применение и используется для решения широкого круга задач. Это, прежде всего, следующие из них.

1. Творческие и изобретательские задачи любой сложности и направленности.

2. Задачи по проблемам развития технических систем, прогнозирование развития технических систем.

3. Максимально эффективное использование ресурсов природы и техники.

4. Развитие творческого воображения и мышления.

Цель данной работы – изучить типовые приемы решения технических противоречий.

Исходя из цели выделим следующие задачи:

• 
  Изучить понятие технического противоречия;
  
• 
  Рассмотреть типовые приемы решения технических противоречий.
  

Предмет исследования –технические противоречия.

Объект исследования – типовые приемы решения технических противоречий.
Техническое противоречие
В первоначальной формулировке проблемы формулируются некоторые потребности, функции, которые необходимо выполнить.

В зависимости от вида проблемной ситуации (ПС) ее можно разрешить двумя способами:

• 
  существенно изменить рассматриваемую систему или ее взаимодействие с надсистемой (НС) таким образом, чтобы отпала необходимость в этой потребности, в выполнении этой функции — ПС; в этом случае формулируется проблема по изменению НС;
  
• 
  дополнить существующую техническую систему некоторым устройством, которое позволило бы удовлетворить сформулированную потребность — ПС2 (см. пример на рис 1).
  

---

Рис. 1 – Способы разрешения проблемной ситуации
Проблемы могут быть разные.

Например, мы не знаем, как технически реализовать выполнение потребной функции.

Или мы в принципе знаем, какое устройство нужно создавать для выполнения потребной функции, но при этом появляются нежелательные эффекты.

Нежелательный эффект, во-первых, связан с тем, что за реализацию функции, которую он должен выполнять, надо «платить». Из стремления же к идеальному решению следует, что полезная функция должна выполняться, но затрат на ее реализацию не должно быть.

Пример. По трубопроводу перекачивают газ. Необходимо обеспечить постоянный массовый расход газа при заданном перепаде давлений на входе и выходе трубопровода. Однако температура газа на входе в трубопровод меняется. Следовательно, массовый расход газа тоже будет изменяться.

Таким образом, возникает проблема. Массовый расход газа должен быть постоянным для управления некоторым процессом, но он не может быть постоянным, так как изменяется температура газа. При этом в систему нежелательно вводить сложные устройства, которые осуществляли бы функцию регулирования.

Во-вторых, нежелательные эффекты могут проявляться в виде вредных свойств (функций), которые возникают при функционировании технического объекта. Например, мы создаем некоторый технологический процесс, а он оказывает вредное воздействие на человека (электромагнитные излучения, вибрации и т. д.) или загрязняет окружающую среду и др.

То есть проблемная ситуация заключается в том, что функцию выполнять надо, ибо в этом есть потребность, а нежелательных эффектов при этом быть не должно.

Такие проблемы часто возникают на начальном этапе создания ТО, когда намечается некоторый план решения проблемы, то есть при формировании идеи, принципа действия ТО для реализации ГПФ или попытке улучшить некоторые функциональные характеристики технического объекта.

Г. С. Альтшуллер отмечал, что каждой задаче, входящей в изобретательскую ситуацию, соответствует свое техническое противоречие (ТП). Суть ТП сводится к тому, что при улучшении известными путями одного свойства (параметра) системы недопустимо ухудшается другой параметр.

Любая продукция, предназначенная для удовлетворения потребностей, характеризуется многими свойствами: экономичностью, надежностью, эргономичностью, эстетичностью, патентоспособностью, транспортабельностью, безопасностью, экологичностью, технологичностью и т. д. Для некоторых видов продукции весьма важными показателями являются масса конструкции, плотность компоновки, энергоемкость, мощность, производительность, время срабатывания механизмов, точность отработки параметров и т. д.

---

Все эти показатели условно можно разделить на две группы: показатели, характеризующие степень (уровень) выполнения техническим объектом ГПФ, и показатели, характеризующие факторы расплаты за выполнение ГПФ.

Стремление улучшить одни характеристики продукции часто приводит к ухудшению других. По крайней мере, на этапе анализа проблемы и постановки задачи не видно путей, как сделать так, чтобы при улучшении одних свойств не ухудшались бы другие, тоже весьма важные.

В проектно-конструкторских и технологических задачах обнаруживается противоречивость многих свойств, например, точность и производительность в технологии обработки материалов; масса, надежность и стоимость; устойчивость и управляемость технических объектов и др.

Например, один из способов увеличения надежности летательных аппаратов (потребность) — создание резервных систем и агрегатов. А это приводит к увеличению массы аппарата, что недопустимо, так как увеличиваются затраты на выполнение задания (ГПФ).

Нежелательные эффекты могут быть связаны с тем, что улучшение некоторых потребительных свойств приводит к усложнению ТО и, следовательно, к увеличению факторов расплаты.

Ситуация, когда попытки улучшить одну характеристику (или часть) системы приводит к ухудшению другой ее характеристики (или части), называется техническим противоречием (ТП).

Например, в технологии производства мероприятия, направленные на повышение производительности обработки, часто приводят к ухудшению качества продукции. (Если один из двух вариантов технологии при лучшем качестве позволяет обеспечить и бoльшую производительность, то он вытесняет второй вариант; в этом случае проблемной ситуации нет.)

Техническое противоречие появляется часто тогда, когда разработчик пытается каким-либо известным ему способом улучшить один из параметров качества (или функциональное свойство) объекта, но это приводит к недопустимому ухудшению другого, тоже весьма важного параметра качества (или функционального свойства).

Формулирование технических противоречий — это конкретная реализация более общего приема поиска решения — переформулирование условий задачи. Это модель задачи, в которой раскрываются положительные и нежелательные эффекты или явления в рассматриваемой предметной области.

При этом возникает проблема, как, сохранив или даже улучшив положительные стороны (эффекты) в создаваемом ТО, не допустить появления нежелательных эффектов.

---

Формулировка ТП позволяет вычленить положительные и нежелательные эффекты для того, чтобы провести анализ причин появления нежелательных эффектов, и тем самым активизирует мышление на поиск возможных направлений решения проблемы.

Типовые приемы решения технических противоречий
Г.С. Альтшуллер сформулировал 40 основных и 10 дополнительных приемов устранения технических противоречий, анализируя сотни тысяч изобретений из самых разных областей техники. Прием устранения противоречий это то или иное изменение в системе, благодаря которому можно преодолеть существующее противоречие требований.

Попытки составить списки приемов предпринимались давно, но отбор производился субъективно. Приемы, используемые в АРИЗ, - это операторы преобразования технической системы (устройства) или исходного технического процесса (способа). Причем не любых преобразований, а только достаточно сильных. Для преодоления того или иного типа противоречия определялась авангардная отрасль техники, в которой данный тип противоречий устраняется наиболее сильными и перспективными приемами. Так, для противоречий типа «вес - продолжительность действия», «вес - скорость», «вес - прочность», «вес - надежность» и т. п. наиболее подходящие приемы извлекались из изобретений авиационной техники. Противоречия, связанные с необходимостью повысить точность, эффективнее всего устраняются приемами, присущими изобретениям в области оборудования для физических экспериментов.

Знакомясь с приемами, необходимо обратить внимание на то, что многие из них включают подприемы, которые нередко образуют цепь, где каждый следующий подприем развивает предыдущий. Каждый изобретатель должен знать типовые приемы и умело ими пользоваться.

Перечень приемов - это своего рода настольный справочник, но особого рода: изобретатель должен рассматривать его как основу, которую необходимо самостоятельно пополнять по новым техническим и патентным публикациям.

1. Принцип дробления

а) Разделить объект на независимые части.

б) Выполнить объект разборным.

в) Увеличить степень дробления (измельчения) объекта.

Примеры: 1. Пневматическая автомобильная шина из 12 независимых секций (повышается надежность, живучесть, особенно в военных действиях).

---

2. Судно делится на однотипные секции (повышается живучесть, корабль можно делать длиннее или короче).

2. Принцип вынесения

Отделить от объекта «мешающую» часть («мешающее» свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство).

Здесь объект делится на разные части. Так, раньше горноспасатель носил на спине ранец с холодильным устройством, теперь оно помещено в отдельном контейнере. Или, например, птиц отпугивают от летящего самолета криком хищных птиц, записанным на магнитофонную ленту. Крик отделили от птиц.

3. Принцип местного качества

а) Перейти от однородной структуры объекта (или внешней среды, внешнего воздействия) к неоднородной.

б) Разные части объекта должны иметь разные функции.

в) Каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее соответствующих ее работе.

Пример. Для борьбы с пылью в горных выработках на инструменты подают воду в виде конуса мелких капель. Чем мельче капли, тем лучше борьба с пылью, но мелкие капли легко образуют туман, это затрудняет работу.

Решение: вокруг конуса мелких капель создается слой из крупных капель.

4. Принцип асимметрии

а) Перейти от симметричной формы объекта к асимметричной.

б) Если объект уже асимметричный, увеличить степень асимметрии.

Пример. Противоударная автомобильная шина имеет одну боковину

повышенной прочности - для лучшего сопротивления ударам о бордюрный камень тротуара.

5. Принцип объединения

а) Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты.

б) Объединить во времени однородные или смежные операции.

Пример: Сдвоенный микроскоп - тандем. Работу с манипулятором ведет

один человек, а наблюдением и записью целиком занят второй, более квалифицированный работник.

6. Принцип универсальности

Объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах.

Пример: 1. Полость одной трубчатой ноги буровой мачты используется как рессивер, а второй - как бак для горючего. 2. Две продолговатых емкости в компрессоре служат рессивером и рамой для размещения компрессора и двигателя.

7. Принцип матрешки.

а) Один объект размещен внутри другого объекта, который в свою очередь находится внутри третьего и т.д.

б) Один объект проходит сквозь полость в другом объекте.

Пример. Авторское свидетельство № 110596. «Способ хранения и транспортировки разнородных по вязкости нефтепродуктов в корпусе плавучей емкости, отличающейся тем, что хранение их с целью уменьшения потерь тепла, высоковязких нефтепродуктов производится в отсеках емкости, расположенных внутри отсеков, заполненных невязкими сортами нефтепродуктов».

---

Смотрите также файлы

• Решение. Обозначим через Р.docx

• Отзыв о практической подготовке.docx

• Инновационная экономика.pdf

• Руководство деятельностью наставников осуществляет заместитель директора и методический совет в лице руководителей методических объединений, в которых организуется наставничество.pdf

• Негосударственное образовательное частное учреждение высшего образования московский финансовопромышленный университет синергия Факультет Экономики Направлениеспециальность подготовки.docx