bannerka.ua

Методы поиска новых технических решений принципах преодоления технических противоречий — № 1

Лекция 3 (2 часа)

Тема: Методы поиска новых технических решений. Принципы преодоления технических противоречий.

Оглавление

1. Методы поиска новых решений. Алгоритм решения изобретательских задач.

2. Процесс научного исследования и его характеристика

3. Научная проблема и обоснование темы исследования. Гипотезы в научных исследованиях

4. Критерии выбора темы научного исследования, порядок ее конкретизации и утверждения

5. Библиотека — интеллектуальный центр научных исследований. Структура и Организация библиографии

6. Исследовательская и завершающая стадии научно-исследовательского процесса

1. Методы поиска новых решений. Алгоритм решения изобретательских задач (АРВЗ)

Используя понятие об идеальном машину и технические противоречия, можно существенно упорядочить процесс решения изобретательских задач. Идеальная машина помогает определить направление поисков, а техническое противоречие, которое свойственно данному заданию, указывает на препятствие должно быть устранено. Однако противоречия бывает довольно хитро спрятан в условиях задачи. К тому же выявленное противоречие не исчезает само по себе, приходится изыскивать способы его устранения. Далеко не всегда удается сразу найти путь от постановки задачи к ее решению. Нужна рациональная тактика, позволяющая шаг за шагом продвигаться к решению поставленной задачи. Такую тактику дает алгоритм решения изобретательских задач (АРВЗ).

Термин «алгоритм», имеет достаточно расплывчатые границы. В математике под алгоритмом подразумевается строго регламентирована совокупность и порядок операций, необходимых для решения той или иной задачи. Математическим алгоритмом является, например, действия, которые надо последовательно сделать, чтобы найти квадратный корень из целого положительного числа. Такие алгоритмы характеризуются четкой последовательности: каждая операция определена совершенно точно не зависит ни от изменения условий задачи, ни от личности человека, решающей задачи.

В широком смысле слова алгоритмом называют любую программу планомерно направленных действий. Программа решения изобретательских задач названа алгоритмом именно в этом смысле.

АРВЗ обладает гибкостью: та же задача может быть решена различными путями в зависимости от того, кто и как ее решает. АРВЗ не игнорирует личность человека, им пользуется. Напротив, АРВЗ стимулирует максимальное использование особо сильных качеств данного изобретателя. Поэтому путь от задачи к решению может быть пройден по-разному, изобретатель делает действия в зависимости от знаний, опыта, умения. Алгоритм только исключает использование заведомо неверных шагов.

Более того, используя АРВЗ, различные изобретатели могут прийти к различных решений одной и тиеизадачы. АРВЗ построен так, чтобы выводить данного изобретателя на наиболее сильные для него решение данной задачи.

Как и всякий инструмент, АРВЗ дает результаты, во многом зависящие от умения пользоваться им. Не следует думать, что, прочитав текст алгоритма, можно сразу решать любые задачи. Прочитав описание приемов самбо, не стоит сразу выходить на соревнования. Так и с АРВЗ: единоборство с задачей требует практических навыков. Мы будем нарабатывать эти навыки на учебных задачах.

Если схематично представить двадцатипятилетнюю работу по созданию и совершенствованию АРВЗ, получится довольно длинную цепочку: первый вариант — проверка на практике — корректировка — второй вариант — проверка на практике — корректировка — третий вариант — … и т. д.

АРВЗ делит творческий процесс на три стадии:

Аналитическая;

Оперативная (устранения технического противоречия);

Синтетическая (внесения дополнительных изменений).

Каждая стадия подразделяется на ряд последовательно осуществляемых шагов. Таким образом, одну сложную (и поэтому очень тяжелую) действие алгоритма разбиваем на ряд частных, более легких действий. Выглядит это так.

АРВЗ

1. Аналитическая стадия

Первый шаг. Поставить задачу.

Второй шаг. Представить себе идеальный конечный результат.

Третий шаг. Определить, что мешает достижению этого результата (т. е. найти противоречия).

Четвертый шаг. Определить, почему мешает (найти причину противоречия).

Пятый шаг. Определить, при каких условиях ничего не мешало бы для достижения результата (то есть найти условия, при которых противоречие снимается).

2. Оперативная стадия

Первый шаг. Проверка возможности изменений в самом объекте (т. е. в данной машине, данном технологическом процессе).

1. Изменение размеров.

2. Изменение формы.

3. Изменение материала.

4. Изменение температуры.

5. Изменение давления.

6. Изменение скорости.

7. Изменение окраски.

8. Изменение взаимного расположения частей.

9. Изменение режима работы частей с целью максимального их нагрузки.

Второй шаг. Проверка возможности разделения объекта на независимые части.

1. Выделение «слабого» части.

2. Выделение «необходимого и достаточного» части.

3. Разделение объекта на равные части.

Третий шаг. Проверка возможности изменений во внешней (для данного объекта) среде.

1. Изменение параметров среды.

2. Замена среды.

3. Разделение среды на несколько частичных сред.

4. Использование свойств внешней среды для выполнения полезных функций.

Четвертый шаг. Проверка возможности изменений в соседних (т. е. работающих вместе с данным) объектах.

1. Установление взаимосвязи между независимыми объектами, участвующих в выполнении одной работы.

2. Устранение одного объекта за счет передачи его функций другому объекту.

3. Увеличение числа объектов, одновременно действующих на ограниченной площади, за счет использования свободной обратной стороны этой площади.

Пятый ш аг. Исследование прообразов из других отраслей техники (поставить вопрос: как данное противоречие устраняется в других отраслях техники?).

Шестой шаг. Возвращение (в случае непригодности всех рассмотренных приемов) до исходной задачи и расширение ее условий, то есть переход к другому, более упрощенного задачи.

3. Синтетическая стадия

Первый шаг. Внесение изменений в форму данного объекта (новой сущности машины должна соответствовать новая форма).

Второй шаг. Внесение изменений в другие объекты, связанные с данным.

Третий шаг. Внесение изменений в методы использования объекта.

Четвертый шаг. Проверка применимости найденного принципа изобретения к решению других технических задач.

Пример использования АРВЗ

В 1949 году Министерство угольной промышленности объявило всесоюзный открытый конкурс на создание холодильного костюма для гирнорятивникив, занимающихся спасением людей, которые остались в шахтах при подземных пожарах. Задача была исключительно тяжелое, на первый взгляд вообще неразрешимая.

Проследим ход решения этой задачи с помощью АРВЗ.

Подземные пожары сопровождаются выделением ядовитого газа — окиси углерода, поэтому гирнорятивникы вынуждены применять кислородные аппараты. Работают эти аппараты по так называемой замкнутой схеме: кислород хранится под давлением, постепенно подается в дыхательный мешок, а оттуда — в маску; выдыхаемые газы (они содержат много неиспользованного кислорода) очищаются в специальном патроне и снова идут в дыхательный мешок.

Такая система значительно экономичнее открытой (принятой, например, в аквалангах), в которой выдох делается наружу. И все же эта система далеко несовершенна. Кислородный аппарат довольно тяжелый — весит более 12 кг, а главное — он не защищает от высокой температуры. Между тем воздух в пылающих горных выработках быстро нагревается до 100 ° С и выше.

При тяжелой физической работе организм человека выделяет тепла около 400 ккал в час. И отвести эти калории никуда — температура окружающей среды выше температуры тела. Не помогает и интенсивное выделение пота при подземных пожарах влажность воздуха такая, что пот не испаряется, а стекает по телу. А кроме этого дополнительно еще извне идет мощный поток тепла — при температуре 100 ° С более 300 ккал в час. Таким образом, за два часа работы нужно отвести примерно 1400 ккал.

Главные трудности создания холодильного костюма заключается в том, что он должен мало весить-на гирнорятувальника можно нагрузить не более 28 кг, иначе он не сможет работать. Из этих 28 кг на долю кислородного аппарата приходится 12 кг, на долю инструментов-7 кг. Остается всего 9 кг. Если бы даже весь аппарат состоял из холодильной вещества (но и сама конструкция должна что-то значить!), То и в этом случае запас холодильной мощности был бы недостаточен для двухчасовой работы (этот срок указывался в условиях конкурса). Лед, сухой лед, фреон, сжиженные газы… Ни холодильная вещество не укладывается в жесткие весовые рамки.

Возьмем, например, лед. Это очень мощная холодильная вещество. Чтобы расплавить 1 кг льда, нужно затратить 80 ккал. А для нагрева воды, образовавшейся до35 ° С — еще 35 ккал. Таким образом, один килограмм льда дает возможность отвести от человека 115 ккал. А у нас этих калорий 1400, значит, потребуется 12 кг льда. Если учесть вес костюма и холодильного устройства (ведь холод надо распределять и регулировать!), Получится, что необходимый запас веса никак не меньше 15-20 кг.

Решение задачи

Логические операции

Ход рассуждений при решении задачи

Аналитическая стадия

Первый шаг

Поставить задачу в общем виде.

Создать холодильный аппарат

Второй шаг

Представить себе идеальный конечный результат.

Максимальная холодильная мощность.

Третий шаг

Что этому мешает?

Большой вес необходимой холодильной вещества.

Tagged with: , , , , ,
Posted in Основы научных исследований и техничнои творчества
Перечень предметов
  1. Бухучет в ресторанном хозяйстве
  2. Введение в специальность 4к.2с
  3. Высшая математика 3к.1с
  4. Делопроизводство
  5. Информационные технологии в области
  6. Информационные технологии в системах качества стандартизаціісертифікаціі
  7. История украинской культуры
  8. Математические модели в расчетах на эвм
  9. Методы контроля пищевых производств
  10. Микробиология молока и молочных продуктов 3к.1с
  11. Микропроцессорные системы управления технологическими процессами
  12. Научно-практические основы технологии молока и молочных продуктов
  13. Научно-практические основы технологии мяса и мясных продуктов
  14. Общая технология пищевых производств 4к.2с
  15. Общие технологии пищевых производств
  16. Организация обслуживания в предприятиях ресторанного хозяйства
  17. Основы научных исследований и техничнои творчества
  18. Основы охраны труда
  19. Основы пидприемницькои деятельности и агробизнеса
  20. Основы физиологии и гигиены питания 3к.1с
  21. Пищевые и диетические добавки
  22. Политология
  23. Получения доброкачественного молока 3к.1с
  24. Прикладная механика
  25. Прикладная механика 4к.2с
  26. Теоретические основы технологии пищевых производств
  27. Технологический семинар
  28. Технологическое оборудование для молочной промышленности
  29. Технологическое оборудование для мьяснои промышленности
  30. Технология продукции предприятий ресторанного хозяйства
  31. Технология хранения консервирования и переработки молока
  32. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
  33. Технохимическому контроль
  34. Управление качеством продукции ресторанного хозяйства
  35. Физика
  36. Физическое воспитание 3к.1с
Возможно Вы искали: