стихи. 1-75-12-Медведев-АВ-Конструирование-технология-производства-элек. Конструирование и технология

• Название: Конструирование и технология
• Анкор: стихи
• Дата: 27.11.2022
• Размер: 1.92 Mb.
• Имя файла: 1-75-12-Медведев-АВ-Конструирование-технология-производства-элек.doc
• Тип: Учебное пособие; #814337
• страница: 4 из 11

1.5. Методы поиска конструктивных решений

В процессе проектирования инженеру постоянно приходится сталкиваться с поиском вариантов технической реализации разработанного устройства или системы. Возникающие при этом задачи можно разделить на обычные и творческие.

Для обычных задач существуют четкие исходные данные и постановка задачи, апробированные методики поиска решений:

• 
  разработка схемы типового электронного узла;  расчет параметров схемы по существующей методике;  разработка печатной платы и пр.
  

Для творческих задач, как правило, отсутствует постановка задачи, неизвестны пути решения и конечный результат:

• 
  разработка необычной схемы компоновки устройства;  создание новых схемотехнических решений электронных узлов;
  
• 
  разработка новых способов измерения физических величин и др.
  

Обычно творческие задачи решаются методом проб и ошибок. Это длительный и трудоемкий процесс, заключающийся в переборе и анализе большого количества вариантов. Поэтому многие исследователи предпринимали попытки обобщения и систематизации опыта удачливых изобретателей с целью нахождения более результативных методов поиска, чем метод проб и ошибок. В настоящее время существуют десятки методов, позволяющих ускорить нахождение нужного решения. Среди них наиболее известны следующие:

• 
  мозговой штурм (мозговая атака);
  
• 
  эвристические приемы;
  
• 
  контрольные вопросы;
  
• 
  морфологический анализ;
  
• 
  синектика;
  
• 
  функционально-стоимостный анализ;
  
• 
  алгоритм решения изобретательских задач;
  
• 
  комплексный поиск решений технических проблем.
  

Начальным этапом поиска технического решения является постановка задачи, при которой следует четко сформулировать, что в конечном итоге нужно получить и что мешает получению желаемого результата.

Метод мозговой атаки (МА)

Метод МА основывается на многократной активизации мыслительного процесса при коллективном обсуждении проблемы. Основоположником современного метода МА считается А. Осборн, предложивший для устранения психологических препятствий, вызванных боязнью критики, разделить во времени процессы генерирования идей и их критической оценки. При этом последующая критическая оценка может проводиться не участниками МА, а другими специалистами. Метод МА не требует специальной подготовки и позволяет решать практически любые задачи в сфере человеческой деятельности.

В состав творческой группы помимо узких специалистов должны входить специалисты смежных областей, которые обеспечат комплексное и всестороннее рассмотрение задачи (конструкторы, технологи, экономисты, снабженцы). Иногда бывает полезным участие посторонних людей, не имеющих образования в рассматриваемой области, которые могут предложить неожиданные решения. Приглашать на сеанс МА желательно за 2–3 дня с изложением сути задачи, чтобы участники могли настроиться.

При проведении МА следует высказать максимальное число идей, в том числе, казалось бы, заведомо абсурдных или глупых. Плохие идеи – это катализатор хороших идей, озарения или фантазии. Во время МА абсолютно запрещена критика идей, что способствует продуктивному мышлению. Продолжительность МА рекомендуется до 30 минут.

После сеанса МА проводится коллективное редактирование списка высказанных идей для детальной проработки, причем последующий критический анализ может проводиться и другой группой людей – «экспертов». В группу «генераторов идей» подбирают, как правило, людей с бурной фантазией, склонных к абстрагированию, а в качестве «экспертов» лучше работают люди с аналитическим, критическим складом ума.

Для сложных задач рекомендуется двукратное проведение МА по одному и тому же вопросу с интервалом от нескольких часов до 2–3 дней.

Метод эвристических приемов

Эвристические приемы (ЭП) – это краткие указания того, какие преобразования в данной технической системе можно привести для получения нового решения при достижении поставленной цели.

Обобщенный опыт многих изобретателей был положен в основу составления межотраслевого фонда эвристических приемов. Этот фонд насчитывает около 180 приемов, разделенных на 12 групп, имеющих следующие наименования: преобразование формы, преобразование структуры, преобразование во времени, преобразование материала и вещества, использование профилактических мер, использование резервов и др. Межотраслевой фонд эвристических приемов имеет универсальный характер, поэтому ЭП имеют обобщенное описание.

После описания ЭП даются примеры его использования.

Примеры формулировки ЭП:

• 
  изменить традиционную ориентацию объекта в пространстве – горизонтальное положение на вертикальное или наоборот и т. д.;
  
• 
  приблизить рабочие органы объекта к месту выполнения ими своих функций без передвижения объекта;
  
• 
  изменить физические свойства материала, например, его агрегатное состояние.
  

При формулировке задачи выявляют главный недостаток или главное противоречие в развитии прототипа, которое необходимо устранить. Исходя из этой информации, просматривают список к ЭП и отбирают наиболее подходящие для преобразования прототипа приемы, с помощью которых получают ряд улучшенных технологических решений. Эти решения опять принимают в качестве прототипа и т. д.

Пример. Найти улучшение технического решения коммутационной кнопки, монтируемой на панели блоков, пультов управления и т. д.

Прототип – кнопка (рис. 1.1), имеющая подвижный замыкающий контакт, совершающий возвратно-поступательное движение, и два неподвижных контакта. Разомкнутое состояние обеспечивает возвратная пружина.

Недостаток – возможность проникновения пыли и грязи внутрь кнопки через кольцевой зазор ее подвижной части.

В фонде ЭП выбираем для просмотра группы: преобразование структуры (2); преобразование движения и силы (5); преобразование материала и вещества (6).

В этих группах отбираем следующие приемы:

• 
  заменить связи (способ или средства соединения) между эле-ментами, жесткую связь сделать гибкой и наоборот (2.5); – заменить механическую схему электрической, тепловой, оптической или электронной (2.7);
  
• 
  использовать магнитные силы (5.13);
  
• 
  заменить жесткую часть элементами из материала, допускаю-щего изменение формы при эксплуатации, вместо жестких объемных конструкций использовать гибкие блоки и пленки; инверсия приема (6.6).
  

Рис. 1.1

Используя приемы 2.5, 6.6, помещаем электрические контакты внутрь герметичной оболочки из упругой диэлектрической пленки, способной приобретать первоначальную форму после деформации. Данное техническое решение реализовано в гибких пленочных клавиатурах, наклеиваемых на лицевую панель (рис. 1.2,а).

Руководствуясь приемом 5.13, получаем схему с постоянным магнитом (рис. 1.2,б), воздействующим через панель из немагнитного материала на установленный внутри аппаратуры герконовый контакт (геркон). Такой контакт может быть установлен и с наружной стороны панели, ближе к магниту.



Рис. 1.2

Используя прием 2.7, приходим к получающим все более широкое распространение сенсорным экранам, работа которых основана на различных физических принципах: резистивном, емкостном, использовании инфракрасного излучения, поверхностных акустических волн и др.

Метод контрольных вопросов

Метод контрольных вопросов по своей сути близок к методу эвристических приемов и применяется для психологической активизации творческого процесса. Цель его – с помощью наводящих вопросов, списки которых предлагались различными авторами с 20-х годов XX века, подвести к решению задачи. Изобретатель отвечает на вопросы, содержащиеся в списке, и в связи с этим рассматривает свою задачу. Метод может применяться либо в форме монолога изобретателя, обращенного к самому себе, либо диалога, например, в виде вопросов, задаваемых руководителем мозгового штурма членам группы генераторов идей.

Широко распространены универсальные вопросники, разработанные А. Осборном, Э. Раудзенном, Т. Эйлоартом и другими. За рубежом чаще используется вопросник, разработанный А. Осборном, который содержит 9 групп вопросов:

1. 
   Какое новое применение технического объекта можно предложить?
   
2. 
   Возможно ли решение задачи путем приспособления, упрощения, сокращения?
   
3. 
   Какие модификации технического объекта возможны?
   
4. 
   Что можно в техническом объекте увеличить?
   
5. 
   Что можно в техническом объекте уменьшить?
   
6. 
   Что можно в техническом объекте заменить?
   
7. 
   Что можно в техническом объекте преобразовать?
   
8. 
   Что можно в техническом объекте перевернуть наоборот?
   
9. 
   Какие новые комбинации элементов технического объекта возможны?
   

В каждой из перечисленных групп приводится список дополнительных вопросов, конкретизирующих вопрос, вынесенный в название группы. Например, для второй группы дополнительные вопросы сформулированы следующим образом:

• 
  Что напоминает вам данный технический объект?
  
• 
  Вызывает ли аналогия новую идею?
  
• 
  Имеются ли в прошлом аналогичные проблемные ситуации, которые можно использовать? – Что можно скопировать?