ОСНОВИ ТЕХНІЧНОЇ ТВОРЧОСТІ

Електронний підручник

Головна

Теоретичні відомості

Лабораторні та практичні роботи

Тести

Додатки

Список використаних джерел

4. Методи раціонального вирішення винахідницьких задач

4.1. Основні поняття про евристик

4.2. Класифікація методів розв’язання творчих задач

4.3. Метод морфологічного аналізу

4.3.1. Формулювання завдання

4.3.2. Розподіл об'єкта на морфологічні ознаки

4.3.3. Складання морфологічної матриці

4.3.4. Синтез варіантів об'єкта

4.3.5. Вибір раціональних (кращих) варіантів

4.4. Метод фокальних об’єктів

4.5. Алгоритм розв’язання винахідницьких задач

4.6. Метод семикратного пошуку

4.7. Метод діалогу

4.8. Метод проб і помилок

4.9. Метод мозкової атаки

4.10. Метод контрольних питань

4.11. Синектика

4.1. 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 (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.

Рис. 4.1. Архімед – давньогрецький математик та винахідник

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: “Еврика!” (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.

Рис. 4.2. Гвинт Архімеда – механізм, що використовувався для піднімання води в зрошувальні канали

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 готував себе до неї, концентруючи всі свої здібності для наступної творчої роботи. Кулібін І.П. оригінально вирішив сотні творчих задач у різних галузях знань: автоматиці, металургії, механізації виробництва, сільському господарстві, транспорті, оптиці, техніці зв'язку та ін.

Рис. 4.3. Кулібін Іван Петрович

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 радше випадковий характер і розроблюванні методики та рекомендації для винахідників широкого застосування не знаходили.

Рис. 4.4. Храповий механізм – застосовується в механічних годинниках

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 доводилось, 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.

Рис. 4.5. Сонячний годинник, як вважається, з'явився приблизно у 3500 р. до н. е

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).

Рис. 4.6. Конструкція піскового годинника була відома ще 1500 років до н. е.

Чим вищий рівень винаходів, тим більшу кількість проб потрібно виконати для вирішення завдання. Для рішення завдання першого рівня необхідно зробити 1...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 трудомісткість вирішення 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 трудомісткий процес. Тому необхідна методика винахідництва, що активізує творче мислення.

Рис. 4.7. Механізм обертально-переривчастого руху використовується в годинниках для переміщення секундної стрілки

4.2. Класифікація методів розв’язання творчих задач

Масова високоефективна творча діяльність неможлива без наукової організації розумової праці. Тільки цьому закономірна в наш час цікавість спеціалістів самого широкого профілю (інженерів, філософів, психологів і т. д.) до технічної творчості. Вона стає темою глибоких наукових досліджень. Бажання підвищити ефективність творчості праці породило ряд прийомів, методів і методик, які дозволяють раціонально організовувати пошук нових технічних рішень, активізувати мислення, розвинути і реалізувати творчі здібності людини.

Вміння користуватися цими методиками дозволяє плідно і результативно творити, думати не тривіально, без оглядки на існуючі конструкції і технологічні процеси, що завжди важливо для сучасного інженера. У даний час в інженерній практиці розроблено багато (більше 100) методів активізації творчості, які можна умовно розділити на 2 групи:

Рис. 4.8. Ні́кола Те́сла – геніальний винахідник і фізик в галузі електрики, магнетизму та електротехніки

1. Евристичні методи технічної творчості, за допомогою яких вирішують задачі технічної творчості без використання ЕОМ замість традиційного методу «проб і помилок». Метод пошукового конструювання є інваріантним і може бути застосований при проектуванні пристроїв і агрегатів різного службового призначення. Цей підхід лише концептуально систематизує процедуру пошукового конструювання, не даючи детального роз’яснення методики проектування пристрою, що є її недоліком.

Найбільш відомі методи психологічної активізації:

- Мозкова атака;

- Зворотна мозкова атака;

- Тіньова мозкова атака;

- Корабельна рада;

- Метод фокальних об’єктів;

- Синектика;

- Аналогії;

- Метод «Прийоми аналогій»;

- Оператор РВС;

- Конференція ідей;

- Метод маленьких чоловічків;

- Метод гірлянд асоціацій і раптовостей;

- Метод «Шість капелюхів мислення»;

- Метод «Коучинг»;

До евристичних без використання ЕОМ відносять методи морфологічного аналізу, організуючих понять та інші.

Рис. 4.9. Перший механічний годинник з анкерним механізмом був виготовлений у Китаї в 725 році

2. Комп’ютерні методи пошукового конструювання або методи спрямованого пошуку побудовані на використанні ЕОМ. Аналіз існуючих методів пошукового конструювання і спроби класифікувати їх, а також виявити найважливіші ознаки технічних рішень складні через велику кількість нерідко взаємовиключних методів, різних інтерпретацій як самих методів, так і їх назв. Функціональний підхід до даної проблеми спрощує її рішення. Найбільш поширені методи такого напрямку:

- Функціонально – фізичний метод пошукового конструювання Р. Коллера;

- Узагальнений евристичний метод О. І. Половинкіна і його учнів;

- Винахідницька машина.

Аналіз методів отримання технічного рішення з функціональним підходом до даної проблеми показує, що відомі методи пошукового конструювання, засновані на дослідженні самого об’єкту, його функцій або структури. До них знову таки можна віднести системні методи, серед яких метод морфологічного аналізу. При цьому необхідно мати на увазі область застосування майбутнього об’єкту, а також можливість взаємозв’язку його елементів і функцій.

Тому більш характерною є інша класифікація методів, відповідно до якої їх можна розділити на 5 груп:

1. Системні (комбінаторні або гібридні), які направлені на послідовний перебір усіх можливих варіантів рішення і побудовані на принципах аналізу побудови і особливостей технічної системи (об’єкту). Для пошуку нових конструкцій і компоновок доцільно застосовувати системні методи пошукового конструювання нових технічних рішень. При синтезі технічних рішень і компоновок ефективним методом, що дає велике число рішень, є метод морфологічного аналізу і синтезу. Крім вищезазначеного методу використовують метод, східчастого підходу до вирішення задачі, «матриць відкриттів», «організуючих понять» та ін..

Рис. 4.10. Анкерний механізм, що використовується в сучасних механічних годинниках

Найбільш відомі методи систематизованого пошуку:

- Морфологічний аналіз;

- Функціональний аналіз;

- Функціональний метод проектування Метчетта;

- Метод багаторазового послідовного класифікування;

- Метод синтезу оптимальних форм;

- Метод системного економічного аналізу і по елементного відпрацьовування конструктивних рішень;

- Метод «П’ять чому».

2. Асоціативні (психологічна активізація творчості), які передбачають активізацію генерування ідей шляхом психологічного подолання інерції мислення і представляють безсистемний пошук рішення задач. Це метод семикратного пошуку, метод фокальних об’єктів, метод гірлянд раптовостей і асоціацій, метод контрольних питань, мозковий штурм, синектика та ін..

3. Програмні (алгоритмічні), які забезпечують більш або менш цілеспрямований рух до вирішення задачі шляхом виявлення технічних і фізичних протиріч у відомих ТС (об’єктах) і їх наступне подолання. Це алгоритм розв’язання винахідницьких задач (АРВЗ) Г. С. Альтшулера, узагальнений евристичний метод (УЕМ) О. І. Половинкіна та ін..

Рис. 4.11. Генріх Альтшулер

4. Комбіновані як сполучення перших трьох груп методів.

5. Спеціалізовані. Сюди відносять і методи керування, до яких відносять: методи «Шість сигм», «Сім інструментів керування якістю», «Сім основних інструментів контролю якості», «АВС – аналіз», «Ощадливе виробництво», «PDPC», «Контрольний листок», «Дельфи», «Діаграма розкиду», «Діаграма спорідненості», «Діаграма зв’язків», «Діаграма Парето», «Гістограми», «Діаграма Ісікави», «Контрольні карти», «Матриця пріоритетів», «Модель Кано», «Аутсорсинг», «Рівнобіжна інженерна розробка», «Розгортання політики», «Захист від помилок», аналізу видів і наслідків відмовлень, «АВС», «Бенчмаркинг», методи Тагуті, «Стрілочна діаграма», функціонально – вартісний аналіз та ін.

Рис. 4.12. Анкерний спуск маятникового годинника

В інженерно – конструкторській діяльності послідовно вирішуються задачі трьох типів: І – вибір та пошук найбільш ефективного фізичного принципу дії; ІІ – вибір та пошук найбільш раціонального технічного рішення при певному (заданому) фізичному принципу дії; ІІІ – визначення оптимальних параметрів заданого технічного рішення.

4.3. Метод морфологічного аналізу

У творчій діяльності важливе місце займає класифікація за різними ознаками, що дозволяє швидше і точніше орієнтуватись у великій різноманітності понять і фактів.

Переконливим прикладом корисності класифікації є періодична система елементів Д. І. Менделєєва, яка побудована на підставі підпорядкування хімічних елементів за атомною вагою і класифікація за валентністю.

Рис. 4.13. Дмитро Іванович Менделєєв

Морфологічний аналіз (МА) базується на класифікації і відноситься до найбільш поширених методів пошуку нових рішень.

Термін «морфологія» (вчення про форму: від грецького morphe — форма і logos — вчення) увів у 1796 р. Ґете — основоположник вчення про форму і будову рослин і тварин — морфології організмів. Це не єдиний випадок, коли словотворчість поета дістала широке визнання і розповсюдження в багатьох науках: у подальшому з'явились морфологія людини, морфологія ґрунтів тощо.

Рис. 4.14. Механізм в якому обертальний рух перетворюється в зворотно-поступальний

Для розв'язання технічних завдань морфологічний аналіз вперше був використаний швейцарським астрономом Ф.Цвіккі, який у 1942 р. був залучений американською фірмою «Аероджент інжінірінг корпорейшен» до участі в ракетних дослідженнях і побудував морфологічну матрицю (ящик) для ракетних двигунів, що працюють на хімічному паливі. Ця матриця містила 576 важливих варіантів, серед яких були схеми секретних тоді німецьких літаків-снарядів ФАУ-1 і ракета ФАУ-2, а в 1951 р. він склав морфологічну матрицю, яка містила вже 36884 типи реактивних двигунів.

Рис. 4.15. Фріц Цвіккі

Метод морфологічного аналізу спрямований на послідовний перебір усіх можливих варіантів рішення і є яскравим прикладом системного підходу до рішення творчих завдань.

Мета методу — системно досліджувати усі можливі варіанти рішення завдань, які витікають із закономірностей будови (морфології) об'єкта, що удосконалюється, — ТС, і тим самим врахувати, крім відомих, незвичайні варіанти, котрі при простому переборі могли бути знехтувані.

Ідея методу — відійти в зону, далеку від того, що лежить на виду.

Суть методу полягає в тому, що в ТС, яка удосконалюється, виділяють декілька характерних для неї структурних, морфологічних ознак, за кожною з котрих складають максимально повний перелік різних конкретних варіантів (альтернатив) технічного вираження використання цих ознак. Таким чином, кожна ознака може характеризувати якийсь конструктивний вузол (елемент структури) ТС, якусь функцію (або зв'язок між елементами), якийсь режим роботи (або стану) ТС, якусь форму взаємодії вузлів (елементів), тобто параметри, характеристики ТС, від котрих залежить вирішення проблеми і основної мети її досягнення.

Ознаки з їх альтернативами розташовують у вигляді таблиці, яка зветься морфологічним ящиком (матрицею, картою або таблицею), що дозволяє краще уявити пошукове поле. Матриці можуть бути записані у буквеному або цифровому вигляді в рядок або стовпчиками.

Рис. 4.16. Куля Герона, відома ще 2000 років тому, була лише іграшкою, яка була попередницею парових двигунів

Перевага методу — його багатоваріантність. Оскільки метод заснований на використанні морфології об'єктів, він дозволяє організувати простір (обшир) змін об'єкта (морфологічний ящик) і систематично його аналізувати. При цьому на відміну від простого перебору виключається пропущення якихось варіантів, що дозволяє подолати інерцію мислення фахівців, знайти оригінальні рішення на неосяжній (неоглядній) у розумінні повного перебору множини (поля).

До недоліків методу належить те, що поряд з реально можливими комбінаціями варіантів характеристик (або ознак) морфологічна матриця має велику кількість несумісних варіантів. Поки що не розроблено апарату вибору допустимих рішень з великої кількості можливих варіантів. У теперішній час для вирішення цього завдання мають місце спроби використання ЕОМ. Коли буде знайдено дійсно практичний і універсальний метод оцінки ефективності застосування того чи іншого варіанта, можна буде, виходячи тільки з теоретичних міркувань, обирати оптимальну комбінацію елементів для кожної проектованої ТС. Таким чином, процес винахідництва, по суті, був би замінений безпосередньо аналізом альтернативних варіантів.

Рис. 4.17. Пластинчаста гідравлічна машина

Найчастіше виявляється, що робочі характеристики ТС, в основу побудови якої покладена невідома раніше комбінація елементів (ознак), більшою чи меншою мірою є невизначеними, що залежить від ступеня відходу від існуючого рівня розвитку техніки.

Сфера застосування методу — рішення технічних завдань, які відносяться до об'єкта (ТС) в цілому при наявності повної інформації про об'єкт (ТС) і направлені на удосконалення об'єкта (ТС). Застосовування методу вимагає систематизованого логічного мислення. Найбільш доцільна сфера використання методу — рішення конструкторських завдань загального плану (компонування і проектування машин, їх вузлів, механізмів, технологічного оснащення, інструментів, пошук технологічних принципів, компоновок, схем, способів формоутворення тощо). Метод можна використовувати при прогнозуванні розвитку ТС, при визначенні можливості патентування в тому чи іншому абстрактному вигляді комбінацій основних параметрів з метою «заблокувати» можливі майбутні винаходи.

Рис. 4.18. Парова машина - тепловий двигун зовнішнього згорання

Є п'ять послідовних етапів морфологічного аналізу: 1) точне формулювання завдання (проблеми), яка відображає основну вимогу до об'єкта; 2) розподіл об'єкта на функціональні елементи (ознаки) з складанням списку усіх морфологічних ознак і вимог до них, тобто усіх важливих характеристик об'єкта, його параметрів, від котрих залежать вирішення проблеми і досягнення основної мети; 3) незалежний розгляд усіх елементів (ознак) і вибір для кожного повного набору різних варіантів реалізації, тобто складання усіх можливих варіантів за кожною характеристикою незалежно і побудова морфологічної моделі (таблиці, ящика, матриці); 4) аналіз функціональної цінності рішень, які виникають з матриці з визначенням цінності усіх одержаних варіантів, тобто синтез варіантів об'єкта; 5) вибір найбільш раціональних варіантів конкретних рішень, тобто вибір кращих сполучень згідно з заданим критерієм. Розглянемо особливості виконання кожного етапу.

Етап 1. Формулювання завдання

Часто початкове формулювання завдання не містить прямої вказівки про потребу вести конструктивний пошук її компонування. Пряме розуміння завдання буває заховане за багатослівністю її викладення або за невдало обраною термінологією. Метод потребує точного формулювання. Проте цю вимогу нелегко виконати.

При аналізі початкового формулювання завдання виясняють, що повинно бути удосконалено, доопрацьовано і т. п. — спосіб або пристрій. Далі необхідно вилучити спеціальну термінологію, змінити назви елементів об'єкта термінами, які відбивають їх функціональне призначення. Потім слід розглянути вимоги, які пред'являються до результату рішення завдання, виділити з них головну (головні) і пов'язати її з тими елементами об'єкта, котрі повинні забезпечити його виконання. Наприкінці виконують уточнення формулювання завдання.

Етап 2. Розподіл об'єкта на морфологічні ознаки

Точне формулювання завдання дозволяє виділити коло характеристик об'єкту (структурних елементів, зв'язків і їх ознак), від котрих в основному залежить виконання заданих вимог. У загальному випадку для конструкцій як морфологічних ознак можуть бути обрані: а) функціонально важливі елементи (деталі, вузли, механізми, прилади і т. ін.); б) взаємний зв'язок між елементами; в) взаємне розташування елементів.

Рис. 4.19. Перший дерев'яний олівець згадується в 1683 році

Необхідність відокремлення функціонально важливих елементів викликана вимогою не створювати в морфологічному ящику великого обсягу неістотної інформації, яка перешкоджає вибору корисної. Наприклад, при виконанні варіантів конструкцій обертового різця можна варіювати такими морфологічними ознаками: ріжуча частина (вид, виконання і розташування осей), опори (виконання, розташування), привід ріжучої частини. При пошуку варіантів конструктивних схем варіюють елементами структури і зв'язками між ними. При пошуку варіантів методів обробки (способів формоутворення) варіюють трьома основними ознаками: оброблюване середовище — заготовка (мета впливу на заготовку, вид і кількість, рухи, стан), середо вище, яким обробляють, — ріжучий інструмент (фізичний стан, тип, кількість ріжучих кромок, рухи), взаємодія між середовищами — заготовкою і інструментом (фізико-хімічний ефект процесу перетворення, вид енергії ефекту, характер підводу і розподілу енергії, характер дії в часі, фізичний стан робочого середовища).

Етап 3. Складання морфологічної матриці

Основна вимога до цього етапу — недопустимість критичної оцінки щодо сформульованих варіантів характеристик об'єкта. Таку критичну оцінку здійснюють на наступному етапі стосовно до одного або декількох варіантів у цілому. При цьому не враховують взаємозв'язки між різними варіантами інших характеристик. Щоб підвищити вірогідність внесених у морфологічну матрицю нових, оригінальних варіантів об'єкта, необхідно використовувати інформацію, яка відноситься не тільки до даного об'єкта або класу об'єктів.

Рис. 4.20. Шестерневий гідравлічний насос зовнішнього зачеплення

Ефективним є функціональний підхід, який дозволяє використовувати інформацію з інших галузей техніки. При цьому слід керуватися наступним. Спочатку складають загальний перелік варіантів характеристики, що розглядається. Потім групують їх за принципом близьких властивостей. З кожної групи варіантів відокремлюють найбільш важливі. Скорочений перелік включають в морфологічну таблицю. Ця процедура скорочує неістотну інформацію.

При формулюванні варіантів варіювання здійснюють за такими ознаками: геометрична форма, матеріал, особливості конструктивного виконання, характер взаємодій тощо. В залежності від постановки завдання склад ознак змінюється.

У деяких випадках ознаки матеріалу вилучають. Для підвищення варіантів ознак дуже ефективне використання евристичних прийомів. Морфологічні матриці частіше виконують у вигляді таблиць.

Рис. 4.21. Кулькову ручку винайшов угорський журналіст Ласло Біро в 1938 році

Етап 4. Синтез варіантів об'єкта

Після заповнення морфологічної матриці переходять до синтезу варіантів. Кількість варіантів може обчислюватись астрономічними числами, тому що кожна з «n» характеристик володіє певним числом К. різних варіантів (альтернатив). Сукупність варіантів морфологічної матриці дає можливість визначити повну кількість рішень.

З урахуванням великої кількості варіантів безсистемний їх перебір несприятливий. При виконанні четвертого етапу слід керуватися переліком технічних вимог, які є в технічному завданні і відкоректовані з урахуванням уточнення формулювання задачі.

Оскільки доводиться оперувати декількома характеристиками з великим числом варіантів (10 і більше), однозначних правил вибору немає, частіше — це інтуїтивний вибір. Кожен варіант рішення — це сукупність (сполучення) одиничних варіантів усіх характеристик. Синтез варіанта рішення здійснюють, починаючи з вибору варіантів основних елементів і більш суттєвих ознак. Технічні вимоги окремо або в сполученні одна з одною повинні задовольнятися підмножиною синтезованих варіантів у цілому. Кількість варіантів обмежують виходячи з можливості проробки їх в обмежений (сприятливий) час.

Рис. 4.22. Шестерневий гідравлічний насос внутрішнього зачеплення

Етап 5. Вибір раціональних (кращих) варіантів

На цьому етапі вибирають не більш 2-3 варіантів кращих рішень для детальної конструктивної проробки.

Можна рекомендувати такий порядок вибору кращих рішень: 1) здійснити розподіл вимог за їх значимістю; 2) здійснити розподіл варіантів рішення з урахуванням числа вимог, що задовольняються, і їх значимості; 3) використовуючи експертні оцінки або інший метод неформальних процедур, вибрати 2-3 найбільш сприятливих варіанти.

Одним з ефективних суб'єктивних методів якісної оцінки варіантів є метод визначення пріоритету, який служить для багатокритеріального, якісного аналізу на підставі експертизи варіантів побудови об'єктів (цей метод звучить як метод попарних порівнянь).

Рис. 4.23. Найперша з відомих конструкцій друкарських машинок була запатентована Генрі Міллом в Англії 1714 року

4.4. Метод фокальних об’єктів

Автор методу Ч. Вайтинг. Сутність методу фокальних об’єктів полягає в перенесенні ознак випадково вибраних об’єктів на об’єкт, що удосконалюється, який лежить як би в фокусі переносу. Використовують метод фокальних об’єктів в наступній послідовності.

1. Вибір фокального об’єкта.

2. Вибір трьох - чотирьох випадкових об’єктів (їх беруть навмання із словника, книги, технічного журналу і т. д.).

3. Складання списків ознак випадково вибраних об’єктів.

4. Генерування ідей шляхом приєднання до фокального об’єкта ознак випадкових об’єктів.

5. Розвиток отриманих сполучень шляхом вільних асоціацій.

6. Оцінка отриманих ідей і відбір корисних рішень (доцільно доручити оцінку експерту або групі експертів, а потім разом відібрати потрібні рішення).

Рис. 4.24. Аксіально-поршнева гідравлічна машина

Метод передбачає наступні поведінкові рекомендації при рішенні якихось складних задач, коли здається, що вони нерозв’язні взагалі:

- не треба падати духом, варто пам’ятати, що, якщо задача не суперечить фізичним законам, вона обов’язково буде мати рішення, якщо не на даному етапі, то в майбутньому;

- треба шукати шляхи виходу з виниклого тупика, серед яких пропонуються наступні:

- змінити рівень задач, наприклад, замість удосконалення пристрою треба шукати новий принцип його конструювання;

- перетворити задачу в двоступінчасту, що передбачає рішення спочатку простої її частини, що виконує роль підказки для рішення основної задачі винаходу;

- поставити допоміжне питання для з’ясування можливих рішень задачі при зміні параметрів об’єкта;

- розглянути інвертовану (тобто зворотну) задачу;

- залучити принципи рішення, що існують в інших галузях, здавалося б, узагалі далеких від розглянутої;

- організувати колективне генерування ідей, тимчасово припинити пошук шляхів рішення. Це створює можливість глянути через якийсь час на задачу з нових позицій.

Рис. 4.25. Папір з’явився у Китаї ще у другому столітті

Переваги методу. Метод фокальних об’єктів надзвичайно простий і дозволяє швидко генерувати ідеї, направлені на удосконалення простих діючих технічних об’єктів (розширення функціональних можливостей об’єкта, зміна форми зовнішнього вигляду і т. д.).

Недоліки методу. Дає скромні результати, але несподівані і цікаві.

Сфера використання. Найбільший ефект метод дає при пошуку нового асортименту побутових товарів і інших товарів широкого вжитку, тобто розв’язання задач першого, другого рівнів.

4.5. Алгоритм розв’язання винахідницьких задач

Цей метод відноситься до алгоритмічних, його автором є Г. С Альтшулер. Метод має багато модифікацій залежно від року їх появи (АРВЗ-59, 61, 65, 68, 71, 77, 76, 84) і продовжує свій розвиток у вигляді теорії рішення винахідницьких завдань (ТРВЗ), у російській абревіатурі ТРИЗ (теория решения изобретательских задач).

Під алгоритмом розуміють комплекс дій (кроків, етапів), що послідовно виконуються, направлених на вирішення винахідницького завдання (не суто в математичному, а в більш широкому розумінні).

Кожна стадія має ряд послідовних кроків, виконання яких регламентоване конкретними питаннями і рекомендаціями (підкроками). Це дозволяє доцільно сполучати логіку і інтуїцію у процесі вирішення завдання. Алгоритм включає також конкретні кроки з усунення психологічних бар'єрів, має розвинутий інформаційний апарат — дані про типові прийоми подолання технічних протиріч.

Рис. 4.26. Електронний годинник

Г.С. Альтшулер після аналізу близько 40 тисяч винаходів (де було знайдено близько 1200 технічних суперечностей) запропонував 40 прийомів подолання технічних суперечностей.

1. Принцип подрібнення:

а) розділити об'єкт на незалежні частини;

б) виконати об'єкт розбірним;

в) збільшити ступінь дробіння (подрібнення) об'єкта.

Приклад — свердло з багатошаровою робочою частиною (а. с. СРСР № 994153).

2. Принцип винесення: відокремити від об'єкта «частину, що заважає», («зайву» властивість) чи, навпаки, виділити єдину потрібну частину (потрібну властивість).

Рис. 4.27. Першу відому друковану книгу виготовлено не пізніше 704 року в Кореї

Приклад — стан кварто з каліброваними валиками для прокатування прутків і труб (а. с. СРСР № 113414).

3. Принцип місцевої якості:

а) перейти від однорідної структури об'єкта (чи зовнішнього середовища, зовнішнього впливу) до неоднорідної;

б) різні частини об'єкта повинні мати різні функції;

в) кожна частина об'єкта повинна знаходитися в умовах, щонайбільш відповідають її роботі.

Приклад — наплавлення робочого інструменту дорогим зносостійким сплавом для підвищення довговічності.

4. Принцип асиметрії: перейти від симетричної форми об'єкта до асиметричної.

Приклад — стружколом для ріжучого інструменту з ексцентричним роликом (а. с. СРСР № 662467).

5. Принцип об'єднання:

а) з'єднати однорідні або призначені для суміжних операцій об'єкти;

б) об'єднати в часі однорідні чи суміжні операції.

Приклад 1 — процес механічної обробки деталей з нагріванням поверхневого шару, внаслідок чого значно знижуються зусилля різання.

Приклад 2 — роторний автомат (обробка під час транспортування).

Рис. 4.28. Гвинтовий насос

6. Принцип універсальності: об'єкт виконує кілька різних функцій, завдяки чому відпадає необхідність в інших об'єктах.

Приклад — багатоцільові верстати з ЧПК.

7. Принцип «матрьошки» (інтегруючої концентрації):

а) один об'єкт розміщений усередині іншого, котрий, у свою чергу, знаходиться усередині третього і т. д.;

б) один об'єкт проходить крізь порожнину в іншому об'єкті. Приклад — телескопічні захисні кожухи напрямних верстатів.

8. Принцип антиваги:

а) компенсувати вагу об'єкта поєднанням з іншими об'єкта ми, що володіють піднімальною силою;

б) компенсувати вагу об'єкта взаємодією із середовищем (за рахунок аеродинамічних або інших сил).

Приклад — зрівноважування сил, що діють на кулачки патрона за рахунок вантажів, що створюють протимомент на іншому плечі важеля.

9. Принцип попередньої напруги: заздалегідь додати об'єкту
напруження, протилежні неприпустимим чи небажаним робочим напруженням. Приклад - попередній натяг підшипників, пружна ланка в затискних механізмах з попереднім натягом і геометричним замиканням.

Рис. 4.29. Перший атлас у 150 році склав давньогрецький учений Клавдій Птоломей

10. Принцип попереднього виконання:

а) заздалегідь виконати необхідну зміну об'єкта (цілком чи хоча б частково);

б) заздалегідь розставити об'єкти так, щоб вони могли вступити в дію з найбільш зручного місця і без витрат часу на їхню доставку.

Приклад — подавання в мартенівську піч підігрітого газу (а. с. СРСР № 253053).

11. Принцип «заздалегідь підкладеної подушки»: компенсувати відносно невисоку надійність об'єкта заздалегідь підготовленими аварійними засобами.

Приклад — запобіжні муфти.

12. Принцип еквіпотенційності: змінити умови роботи так, щоб не доводилося піднімати чи опускати об'єкт.

Приклад — контейнеровоз з гідроіпідйомом вантажу на опорну скобу (а. с. СРСР № 110661).

Рис. 4.30. Ми живемо в епоху бурхливого розвитку комп’ютерних та комунікаційних технологій завдяки новим відкриттям та винаходам

13. Принцип «навпаки» (інверсії):

а) замість дії, що диктується умовами завдання, здійснити зворотну дію (наприклад, не охолоджувати, а нагрівати);

б) зробити рухому частину об'єкта (чи зовнішнього середовища) нерухомою, нерухому — рухомою;

в) перевернути об'єкт «догори ногами».

Приклад — пристрій для тренування плавців на місці з подачею води назустріч (а. с. СРСР № 187577).

14. Принцип сфероїдальності:

а) перейти від прямолінійних частин об'єкта до криволінійних, від плоских поверхонь до сферичних, від частин, виконаних у вигляді куба чи паралелепіпеда, до кулеподібних конструкцій;

б) використовувати ролики, кульки, спіралі;

в) перейти до обертального руху, використовувати відцентрову силу.

Приклад — кулькові п'яти в опорах.

15. Принцип динамічності:

а) характеристики об'єкта (чи зовнішнього середовища) повинні мінятися так, щоб бути оптимальними на кожному етапі роботи;

б) розділити об'єкт на частини, здатні рухатися один відносно одного.

Рис. 4.31. Apple I — один з перших персональних комп'ютерів, розроблений Стівом Возняком для особистого використання

Приклад — для стабілізації положення центра ваги об'єкта, що рухається по нерівній поверхні, проміжні сполучні елементи мають змінну жорсткість (амортизатори, демпфери...).

16. Принцип часткового чи надлишкового вирішення: якщо важко одержати 100 % необхідного ефекту, потрібно одержати чи «трохи менше», чи «трохи більше». Завдання при цьому може істотно спроститися.

Приклад — з метою виключення перебоїв з подачею деталей з бункера, наприклад, на позицію збирання, останній завжди має надлишок деталей, хоча з великого числа однойменних деталей на робочу позицію подається тільки по одній деталі.

17. Принцип переходу в інший вимір:

а) перехід до багатокоординатної системи;

б) використання зворотної сторони даної площі;

в) багатоповерхове компонування об'єктів замість одноповерхового;

г) нахил об'єкта.

Приклад — багатодискові фрикційні муфти.

Рис. 4.32. 9 грудня 1968 року, американський винахідник Дуглас Енгельбарт продемонстрував громадськості першу в світі комп’ютерну мишу і показав, як вона працює

18. Зміна середовища, а також використання механічних коливань:

а) змінити середовище, що оточує об'єкт, чи об'єкти, що стикаються з даним;

б) привести об'єкт у коливальний рух;

в) збільшити частоту коливального руху (аж до ультразвукової);

г) використовувати резонансну частоту;

д) використовувати ультразвукові коливання.

Приклад — для забезпечення автоматичної подачі заготовок останні знаходяться на лотку, що здійснює коливальні (вібраційні) рухи.

19. Принцип періодичної дії:

а) перейти від неперіодичної дії до періодичної (імпульсної) чи змінити періодичність;

б) використовувати паузи між імпульсами для здійснення іншої дії.

Приклад — з метою зменшення сил різання при точінні, а також автоматичного дроблення стружки (при обробці в'язких сталей) різцю надають перервну подачу.

Рис. 4.33. Стів Джобс – талановитий розробник нових iPhone

20. Принцип безперервності корисної дії:

а) вести роботу безупинно (усі частини об'єкта повинні працювати з постійним навантаженням);

б) усунути порожні і проміжні ходи.

Приклади: 1) використовувати час подачі деталі в зону складання для її орієнтації в просторі; 2) від ковшового екскаватора до роторного.

21. Принцип проскакування: вести процес і окремі його етапи (шкідливі чи небезпечні) на великій швидкості.

Приклад — у пристрої для розрізання пластмасових труб великого діаметра ніж розтинає трубу так швидко, що труба не встигає деформуватися (пат. ФРН № 1134821).

22. Принцип «повернути шкоду на користь»: використовувати шкідливі чинники (зокрема, шкідливий вплив середовища) для одержання позитивного ефекту.

Приклад — використання абразивного зношення для очищення поверхонь деталей після гартування.

23. Принцип «перегинання палки»: посилення шкідливого чинника до такого ступеня, що він стає корисним.

Приклад — ущільнені канавки в гідравлічних золотниках.

25. Принцип самообслуговування:

а) об'єкт повинен сам себе обслуговувати, виконуючи допоміжні і ремонтні операції;

б) використовувати відходи (енергії, речовини).

Приклад — для підвищення стійкості корпусу дробомета його зносостійкі плити виконані у вигляді маятників, які утримують на своїй поверхні захисний шар дробу, що постійно оновлюється (а. с. СРСР М 261207).

Рис. 4.34. Можливості сучасних мобільних телефонів не знають меж

26. Принцип копіювання:

а) замість недоступного, складного, дорогого, незручного або тендітного об'єкта використовувати його спрощені або дешеві копії;

б) замінити об'єкт чи систему об'єктів оптичними копіями (зображеннями).

Приклад — спосіб контролю поверхні внутрішньої порожнини сферичних деталей полягає у тому, що в деталь наливають масловідбиваючу рідину і, послідовно змінюючи її рівень, роблять фотографування на той самий кадр кольорової плівки. На знімку виходять концентричні кола. Порівнюючи після збільшення з теоретичними лініями креслення, з великою точністю визначають відхилення форми деталі (а. с. СРСР № 180829).

27. Дешева недовговічність замість дорогої довговічності.
Приклад — графітові вставки в дугах трамваїв і тролейбусів для зберігання дротів під струмом високої напруги.

Рис. 4.35. Промислові роботи замінюють людей на важких, шкідливих та монотонних процесах виробництва

28. Заміна механічної системи:

а) замінити механічну схему оптичною, акустичною чи «запаховою»;

б) використовувати електричні, магнітні та електромагнітні поля для взаємодії з об'єктом;

в) перейти від нерухомих полів до рухомих;

г) використовувати поле в сполученні з феромагнітними частками.

Приклад — шліфування отворів малого діаметра (0,5... 1,5 мм) є трудомістким, використати звук і його тональність для процесу обробки.

29. Використання пневмо-гідроконструкцій: замість твердих частин об'єкта використовують газоподібні і рідкі: надувні і гідронаповнювальні, повітряну подушку, гідростатичні, гідрореактивні.

Приклад — багатомісні затискні пристосування, гідробар (гідравлічна опора для прутка, що обертається).

30. Використання гнучких оболонок і тонких плівок.

Приклад — сушіння виробів у формах-опорах, покритих тонкими струмопровідними полімерними плівками (а. с. СРСР № 183624).

31. Принцип магнітів і електромагнітів.

32. Принцип зміни забарвлення:

а) змінити забарвлення об'єкта або зовнішнього середовища;

б) змінити ступінь прозорості об'єкта або зовнішнього середовища;

в) для спостереження за погано видимими об'єктами використовують барвні добавки;

г) використовувати мічені атоми.

Приклад — прозора пов'язка дозволяє спостерігати рану (пат. США № 3425112).

Рис. 4.36. В 1831 році були винайдені фосфорні сірники. Винахідником сірників був дев'ятнадцятирічний експериментатор Шарль Соріано

33. Принцип однорідності: об'єкти, взаємодіючі з даним об'єктом, повинні бути зроблені з того ж матеріалу (чи близького йому за властивостями).

Приклад — використання для змащування підшипника ковзання матеріалу вкладиша (а. с. СРСР № 234800).

34. Принцип відкидання і регенерації частин:

а) непотрібна вже частина об'єкта повинна бути відкинута або видозмінена безпосередньо в ході роботи;

б) частини об'єкта, що витрачаються, повинні бути відновлені безпосередньо в ході.

Приклад — для відновлення анодно-механічною обробкою валика використання як електроліту води, яка охолоджує валик (а. с. СРСР № 566857).

35. Зміна фізико-хімічних параметрів:

а) змінити агрегатний стан;

б) змінити конструкцію або консистенцію;

в) змінити ступінь гнучкості;

г) змінити температуру, об'єм.

Рис. 4.37. Швейна машина була створена в другій половині 19 сторіччя

Приклад — охолоджені краплі води, як кульки, обробляють поверхню деталі не гірше дробу (а. с. СРСР № 715235).

36. Застосування фазових переходів:

а) використання явищ при фазових переходах;

б) зміна об'єму, виділення чи поглинання тепла.
Приклад — герметизація за рахунок розширювальних матеріалів.

37. Застосування термічного розширення:

а) використовувати розширення або стискання металу;

б) застосувати кілька матеріалів з різними коефіцієнтами
термічного розширення.

Приклад — при складанні вал охолоджують, а підшипник розігрівають.

38. Застосування сильних окислювачів.

Приклад — використання чистого кисню як ріжучого газу (а. с. СРСР № 185418).

Рис. 4.38. Схема роботи швейної машини

39. Збільшення ступеня інертності:

а) заміна звичайного середовища нейтральним;

б) ввести в об'єкт нейтральні частини;

в) застосувати вакуум.

Приклад — запобігання загоряння бавовни обробкою інертним газом (а. с. СРСР М 270171).

40. Застосування композиційних матеріалів: перейти від однорідних матеріалів до композиційних.

Приклад — нерухомий центр із вставками з композиційних порошків полівалентних м'яких металів (а. с. СРСР № 1512708).

4.6. Метод семикратного пошуку

Метод складається із стратегічної і тактичної частин і використовує комбінаторний принцип. Особливість його – ділення всіх стадій і елементів процесу пошуку рішення на сім частин (зв’язано із здібностями людського мозку сприймати і переробляти інформацію).

Рис. 4.39. Радіально-поршнева гідромашина

Стратегія пошуку складається з аналізу проблемної ситуації і суспільних потреб, аналізу функцій аналогів і прототипу, постановки завдання, генерування ідей і вибирання евристичних засобів, конкретизації ідей, оцінки варіантів і вибору оптимального, спрощення, розвитку і реалізації рішення.

Тактична частина – численні прийоми, вживані на різних стадіях рішення. Середовище їх використовують прийом «сім ключових слів» і таблиці, аналогічні десятковим матрицям пошуку, розміром 7х7.

4.7. 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.

Рис. 4.40. Сократ

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.

Рис. 4.41. Торовий варіатор

4.8. 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 ХVII-ХVIII 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.

4.9. Метод мозкової атаки

Мозкову атаку, запропоновано в 1953 році Алексом Осборном, вона є простим і ефективним засобом.

Рис. 4.42. Алекс Осборн

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.

Рис. 4.43. Гвинтовий компресор

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.

Рис. 4.44. Клинопасовий варіатор

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.

4.10. 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.

Рис. 4.45. Конічний варіатор

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.)?

4.11. Синектика

Синектика - комплекс методів психологічної активізації творчого процесу. У перекладі з грецької «синектика» означає співвідношення різновидних 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.

Рис. 4.46. Струменевий насос

Приступаючи до роботи, навчена синектична група ретельно вивчає «проблему, як вона подана». 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: об'єкт (система, процес), що розглядається, 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 - літак).

- кожний синектор 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 цілеспрямовану 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.

Рис. 4.47. Перші водяні колеса почали застосовуватись більш ніж за 3000 років до н.е.

Питання для самоконтролю

1. Що вивчає евристика?

2. Вкажіть відомі вам методи психологічної активізації.

3. Що означають системні методи отримання технічного рішення?

4. В чому суть методу морфологічного аналізу?

5. В чому полягає сутність методу фокальних об’єктів?

6. Що розуміють під алгоритмом розв’язання винахідницьких задач?

7. В чому полягає метод мозкової атаки?

Попередня тема

На початок

Наступна тема

© 2019 ДУ «Науково-методичний центр вищої та фахової передвищої освіти»

03151, м. Київ, вул. Смілянська, 11