Реферат Ахмадуллин. Реферат по дисциплине Теории решения изобретательских задач Тема Способы разрешения физических противоречий Работу Студент гр. 4180 Ахмадуллин Т. Р. Проверил

• Название: Реферат по дисциплине Теории решения изобретательских задач Тема Способы разрешения физических противоречий Работу Студент гр. 4180 Ахмадуллин Т. Р. Проверил
• Дата: 27.12.2022
• Размер: 1.41 Mb.
• Имя файла: Реферат Ахмадуллин.docx
• Тип: Реферат; #866628

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Казанский национальный исследовательский технический университет

им. А.Н. Туполева – КАИ»

Институт компьютерных технологий и защиты информации
РЕФЕРАТ

по дисциплине

«Теории решения изобретательских задач»


Тема: «Способы разрешения физических противоречий»»
Работу выполнил:

Студент гр.4180

Ахмадуллин Т.Р.
Проверил:

Ст. преподаватель

Нуриев М. Г.

Казань 2021

Содержание

1.Введение 3

2.Примеры ФП 4

3.Приёмы устранения противоречий 5

4.Способы разрешения физических противоречий 6

Список литературы 13

1. Введение

Физическое противоречие (ФП) – это модель описания задачи, в которой противоположные требования предъявляются к одному элементу ТС.

Стандартный путь совершенствования ТС – оптимизация, то есть выбор оптимальных значений их характеристик. При этом стараются достичь простого компромисса между противоположными требованиями к ТС. Но это не всегда возможно. Когда оптимизация не позволяет достичь нужного потребительского качества, приходится решать изобретательскую задачу.

Для этого нужно точно поставить задачу – достичь максимально возможного уровня реализации противоположных свойств. Такая задача формулируется в виде так называемого физического противоречия.

2. Примеры ФП

Рис.1. Визуальный пример

Вот ещё несколько примеров:

• Корпус корабля должен быть узким, чтобы снизить затраты на трение и получить высокую скорость хода, и корпус корабля должен быть широким, чтобы обеспечить хорошую остойчивость.

• Кнопки на клавиатуре мобильного телефона должны быть компактными, чтобы можно было уменьшить его корпус, и кнопки должны быть большими, чтобы было удобно набирать номер.

• Компьютерный пароль должен быть длинным, чтобы его трудно было подобрать, и он должен быть коротким, чтобы пользователь мог легко его запомнить.

• Автобусы должны быть вместительными, чтобы уменьшить количество водителей, и автобусы должны быть небольшими, чтобы снизить интервал их движения.

Физическое противоречие предполагает объединение в рамках одного высказывания двух «должно быть», двух противоположных требований решателя.

3. Приёмы устранения противоречий

Общие принципы решения задач.

Любая вещь, созданная человеком, – это результат какого-либо технического

решения или изобретения. Опыт творческого труда поколений новаторов собран в десятках миллионов патентов, хранящихся в патентных библиотеках.

В основе любого технического решения лежит некий принцип. Принципов значительно меньше, чем изобретений. Есть множество историй о том, как изобретатели случайным образом находили некий принцип и переносили его на решаемую задачу. Наблюдая за открыванием дверей в трамвае, изобретатель видит в них принцип разворачивания сложенной конструкции и создаёт новое устройство для спуска спасательных шлюпок на воду. Разбирая игрушки своего ребёнка, изобретатель берёт в руки надувного клоуна, осознаёт принцип использования пневмоконструкций и вдруг понимает, как сделать уникальное приспособление для станка... Если такие принципы специально выделить из массива сделанных ранее изобретений, то они могут стать приёмами-подсказками при решении новых изобретательских задач.

Но как ограниченное количество приёмов-подсказок можно использовать для решения бесконечного количества разнообразнейших изобретательских задач?

Для того чтобы приёмы стали действительно эффективными, понадобился новый подход к описанию самих изобретательских задач, к сворачиванию информации.

4. Способы разрешения физических противоречий

После того как в ТРИЗ появился новый инструмент – ФП, анализ задач стал проводиться глубже. Физические противоречия наиболее чётко выражают суть стоящей перед изобретателем задачи. Естественно, что решением изобретательской задачи стало считаться разрешение ФП. Потребовались инструменты, помогающие изобретателю на этой стадии работы.

Были найдены основные способы разрешения противоречивых требований, определённых в ФП.

• В пространстве:

ФП: объект должен быть горячим и холодным. Его можно разрешить в пространстве – одна часть (элемент) ТС горячая, а другая – холодная. Именно так разрешено противоречие в сковороде: рабочая поверхность горячая, а ручка – холодная.

Разрешение ФП в пространстве означает, что объект удовлетворяет противоположным требованиям в разных частях пространства или в разных направлениях.

1. В одной части пространства у объекта проявляется одно свойство, а в другой части пространства проявляется противоположное свойство.

Выше было сформулировано ФП: колеса автомобиля должны быть большие и колеса должны быть маленькие. Это противоречие можно разрешить в пространстве. В передней части машины (в одной части пространства) - колеса автомобиля маленькие, в задней части машины (в другой части пространства) - колеса большие. Подобную схему многие производители применяют на колесных тракторах для повышения их проходимости (рис.2). Возможно, подобное решение было бы полезным и на легковых автомобилях.


Рис.2

2. В одном направлении объект обладает одним свойством, в другом направлении противоположным свойством.

Например, в радиальном направлении колеса должны быть маленькими, а в направлении оси вращения - большими. Это решение было реализовано на советском вездеходе ЗИЛ-132-С (рис.3). Сверхширокопрофильные покрышки такого автомобиля имеют более высокую проходимость.


Рис.3
• Во времени:

Стёкла очков должны пропускать много света, чтобы человек мог хорошо видеть в полутёмных помещениях, и они должны пропускать мало света, чтобы глазам было комфортно при ярком освещении. Очки «хамелеон» позволяют разрешить это противоречие во времени – они прозрачные и пропускают много света, если освещение слабое, и они тёмные, пропускают мало света, если освещение яркое.

• В отношениях:

Противоположные требования разносятся по отношению к разным объектам, или по отношению к разным частям одного объекта.

По отношению к одному объекту данный проблемный объект должен обладать одним свойством, а по отношению к другому объекту противоположным свойством.

Например, по отношению к человеку шрифт на упаковке должен быт крупным, а по отношению к самой упаковке - мелким. Чтобы для человека шрифт казался крупным - его можно увеличить с помощью увеличительного стекла.

Дизайнеры из Кореи Zhao Xiaoguang и Song Diying предложит в крышку баночки для лекарств встраивать полимерное увеличительное стекло, при помощи которого можно легко прочитать надпись, напечатанную мелким шрифтом (рис. 4). Данная разработка завоевала награду на престижном дизайнерском конкурсе Red Dot Award в 2011 году.

Следует обратить внимание на то, что в этом решении использован также механизм другого закона - закона повышения идеальности, использованы вещественный и функциональный ресурсы системы. Здесь крышка выполняет дополнительную полезную функцию, она не только закрывает отверстие в баночке, но и увеличивает размер надписи.



Рис.4

Так же как вариант такой пример: Москитная сетка непроницаема для насекомых, но проницаема для воздуха.

• Разрешение ФП дроблением объекта:

1. Объект делится на части таким образом, чтобы одна его часть обладала одним свойством, а другая часть противоположным свойством.

В рассмотренном выше примере, связанном с огнетушителем "Пурга", полученное решение можно рассмотреть как использование дробления объекта. Струя пены дробится на чередующиеся части: тяжелая - легкая. Тяжелая часть далеко летит, а легкая часть хорошо тушит огонь.

Другой пример. Строку текста на упаковке можно разделить на части: отдельные ключевые слова печатать крупным шрифтом, остальные слова - мелким шрифтом. Или отдельные слоги (буквы) в словах печатать крупным шрифтом, другие - мелким. Это позволит уплотнить информацию и облегчить ее чтение.

2. Объект делится на части таким образом, чтобы каждая часть по отдельности обладала одним свойством, а объект в целом противоположным свойством.

Для более наглядного решения этого ФП рассмотрим задачу №1:

Задача 1. ФП для этой задачи: теневая маска должна расширяться и не должна расширяться при нагревании. Инженеры фирмы Sony нашли способ разрешения этого противоречия. Их маска раздроблена на отдельные части, которые расширяются при нагревании, а маска в целом не расширяется.

Фирма Sony в 1976 году запатентовала новую электронно-лучевую трубку, которая известна под названием Trinitron. В трубке была реализована принципиально новая конструкция теневой маски. Маска была разрезана (раздроблена) по вертикали на узкие металлические полоски (струны), расположенные на некотором расстоянии друг от друга. Струны натягиваются и крепятся в верхней и нижней части трубки. Люминофор наносится на экран в виде близко расположенных друг к другу узких вертикальных полос красного, зеленого и синего цветов. Лучи электронной пушки расположены и перемещаются по строкам в одной горизонтальной плоскости. Один пиксель образуется свечением трех соседних прямоугольных участков (рис. 5). Такие трубки дают более яркую картину, так как большая часть экрана заполнена люминофором, и большая часть лучей доходит до экрана.



Рис.5

В маске каждая струна при нагревании расширяется, но остается на своем месте, поэтому маска в целом не расширяется. Этим совершенно исключается попадание луча на соседний участок люминофора. Проблема теплового расширения маски решается.

Вертикальное удлинение струи компенсируется их предварительным растяжением.

• Разрешение ФП объединением объектов:

1. Объединяются одинаковые объекты таким образом, чтобы получившаяся система объектов получила повое противоположное свойство.

Например, мы можем объединить много маленьких колес в автомобиле так, чтобы получилось большое колесо.

Ранее была показана одна из версий отечественного вездехода (рис.6), в котором заднее колесо состоит из трех малых колес, объединенных одной покрышкой. Такое объединенное тройное колесо получило новое свойство - высокую проходимость.

Армейские вездеходы часто имеют для повышения проходимости значительно большее количество колес. Для сохранения высокой маневренности передние и задние колеса имеют возможность поворачиваться. Проходимость такой машины достаточно высокая, близкая к гусеничной машине.




2. Объединяются объекты с противоположными свойствами, при этом новая система в целом будет обладать и одним и другая требуемыми противоположными свойствами.

Достаточно простой вариант разрешения противоречия. Если объект должен обладать противоположными свойствами, то целесообразно объединить два противоположных объекта в одну систему.

А что делать, если не удаётся разрешить противоречие? В этом случае нужно искать решение, при котором противоречие не возникает вообще. Противоречие: корпус корабля должен быть узким, чтобы сопротивление воды было малым, и широким, чтобы иметь хорошую остойчивость. Это противоречие невозможно разрешить до конца – требования должны удовлетворяться в одно и то же время, в одном и том же месте… Но возможен переход на другой принцип работы – движение над водой. У судна на воздушной подушке этого противоречия нет.

Указанные выше общие способы устранения противоречий могут быть конкретизированы с помощью уже известных нам приёмов устранения технических противоречий. Так, принципы местного качества и перехода в другое измерение являются частными случаями общего подхода – разрешения противоречия в пространстве.

Список литературы

1. 
   Горохов, В.Г. Знать, чтобы делать: История инженерной профессии и ее роль в современной культуре. - М. : Знание, 1987. - 176 с.
   
2. 
   О'Коннор, Дж. Искусство системного мышления: Необходимые знания о системах и творческом подходе к решению проблем: пер. с англ. / Дж. О'Коннор, И. Макдермот. - М. : Альпина Бизнес Букс, 2006.-256 с
   
3. 
   Иванов, Г.И. Формулы творчества, или Как научиться изобретать. - М. : Просвещение, 1994. - 106 с.
   
4. 
   Основные положения проведения функционально-стоимостного анализа: Метод, рекомендации / В.М. Герасимов [и др.]. - М. : Информ- ФСА, 1991.-40 с.
   
5. 
   Теория решения изобретательских задач. Учебное пособие
   

I уровня : учебно-методическое пособие / А.А. Гин, А.В. Кудрявцев,

В.Ю. Бубенцов, А. Серединский. – 3-е изд. – Томск : Изд-во Томского

политехнического университета, 2017. – 64 с.