Методология научно-технического творчества

Классификация методов решения задач (методы случайного поиска, функционально-структурного исследования объектов,

логического поиска, проблемно ориентируемые методы).
3. Классические методы инженерного поиска (списки контрольных вопросов, типовые идеи, метод проб и ошибок, мозговой штурм, метод тотального синтеза, морфологический анализ, метод фокальных объектов, методы коллективного поиска).
4. Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ). Инструменты и основные принципы классической ТРИЗ. Современная инновационная методика ТРИЗ++. Области использования ТРИЗ++ на предприятиях.
5. Общая схема выполнения проекта, процедура GEN3 Parthners.
6. Функциональный и функционально-стоимостной анализ. Предел развития объекта. Аналитический этап исследования системы (свертывание, тримминг). Причинно-следственный анализ.
7. Механизмы постановки и решения задач ТРИЗ. Построение противоречий, пути и типовые приемы устранения противоречий.
8. Построение структурных моделей и их оптимизация (вепольный анализ, изменение системы на структурном уровне, конкретизация решений).
9. Функционально-ориентированный поиск. Использование законов развития технических систем.

лозунг: "Все люди разные!", требует дополнения: "...но, если изучать большие

массивы экспериментальных данных, то становится очевидно: люди допускают одинаковые ошибки".
Не всегда можно сказать "как надо", но очень часто можно указать: "как точно НЕ надо" - тем самым, создавая предпосылки для решения творческой задачи.
 
Ошибки были, есть и будут, но важно не повторять (не воспроизводить) типовых ошибок. В новом направлении деятельности, как правило, списки типовых ошибок (ответы на вопрос "как делать точно НЕ надо") формируются быстрее списка типовых решений. Подобные списки часто называются: Чек-лист (Сheck list), Метод контрольных вопросов.
Известны списки контрольных вопросов Д.Пойа (1945), Р.Кроуфорда (1954), Д.Пирсона (1957), Э.Раудзенца, А.Ф.Осборна (1964), Г.О.Буша, Т.Эйлоарта (1969).

определения предлагаемого изобретения, изменить их.
2. Сформулировать задачи ясно. Попробовать

новые формулировки. Определить второстепенные и аналогичные задачи. Выделить главные.
3. Перечислить недостатки имеющихся решений, их основные принципы, новые предложения.
4. Набросать фантастические, биологические, экономические, молекулярные и другие аналоги.
5. Построить математическую, гидравлическую, механическую и другие модели (модели точнее выражают идею, чем аналоги).
6. Попробовать различные виды материалов, состояния веществ, эффекты, виды энергии: газ, жидкость, твердое тело, гель, пену, пасту и др.; теплоту, магнитную энергию, электрическую энергию, свет, силу удара и т.д.; различные длины волн, поверхностные свойства и т.п.; переходные состояния - замерзание, конденсация, переход через точку Кюри и т.д.; эффекты Джоуля-Томсона, Фарадея и др.
7. Установить варианты, зависимости, возможные связи, логические совпадения.
8. Узнать мнение некоторых совершенно неосведомленных в данном деле людей.

идею без критики.
10. Попробовать ''собственные'' (личные) решения: хитрое, всеобъемлющее,

расточительное, сложное.
11. Спать с проблемой, идти на работу, гулять, принимать душ, ехать, пить, есть, играть, играть в теннис-все с ней.
12. Бродить среди стимулирующей обстановки (выставки, технические музеи, магазин для технического творчества), просматривать журналы.
13. Набросать таблицу цен, величин, перемещений, типов материалов и т.д., разных решений проблемы или разных ее частей, искать проблемы в решениях или новые комбинации.
14. Определить идеальное решение, разрабатывать возможные.
15. Видоизменить решение проблемы с точки зрения (скорее или медленнее) размеров, вязкости и т.п.
16. В воображении залезть внутрь механизма.
17. Определить альтернативные проблемы и системы, которые изымают определенное звено из цепи и таким образом создают нечто совершенно иное, уводя в сторону от нужного решения.
18. Чья это проблема? Почему его?
19. Кто придумал это первый? История вопроса. Какие ложные толкования этой проблемы имели место?
20. Кто еще решал эту проблему? Чего он добился?
21. Определить общепринятые граничные условия и причины их установления.

Чубайс
«Коллекция штампов» – одна из распространенных стратегий решения технических задач.
В

рамках прогрессивной организации типовая задача решается один раз, после чего успешное базисное решение фиксируется и тиражируется до тех пор, пока не появится более успешное.
Если заимствование разрешено в рамках организации и надлежащим образом оформлено - это не плагиат.
Программа-консультант "EXPO: 1001 Рекламоноситель" - база рекламных решений. Как только этих решений стало примерно 2200, база программы почти перестала пополняться – иные решения либо совпадают с уже имеющимися, либо очень похожи.
Родственные термины: опыт старейшин; опыт экспертов; справочники / энциклопедии инструкции; базы данных; библиотеки стандартных программ, патентный поиск, патентные исследования, бенчмаркинг.
Наиболее добросовестно учет новых идей поставлен в развитых странах с середины XIX века в области технических изобретений.
Пионерные изобретения (не имеющие аналогов) - их единицы из сотен тысяч решений.

идей с отложенной критикой.
Цель: поиск новых направлений.
Средство: «раскачка» подсознания, активизация

активности, включение в конкурентную среду
Правила:
1. Этап генерации идей
Запрет критики
Запрет обоснований
Поощрение любых идей
2. Этап анализа
Выявление рационального зерна в любой идее

- проблема дробится на несколько маленьких задач. Каждая задача подчинена

достижению одной конкретной цели.
3 этап - ведется генерирование идей. Выявляется, как аналогичные проблемы решаются в различных областях науки и техники.
4 этап - перенос аналогичных решений на решаемую проблему. Критический анализ предложенных решений.

Метод разработан в 1952-1959 гг. Уильямом Дж. Гордоном на базе метода мозгового штурма.
Метод синектики предназначен для поиска необычных новых идей. Слово “синектика” означает “совмещение разрозненных элементов”. Идеи генерирует группа синекторов из 5-7 человек, прошедших предварительную подготовку.
При разработке идей используют следующие аналогии:
1. Прямая аналогия.
2. Личностная аналогия или эмпатия.
3. Аналогия фантастическая.
4. Аналогия символическая (метафора).

Синектика

впервые применен в 1942 г.
Согласно метода необходимо составить перечень функциональных

узлов, от которых зависит решение проблемы.

Двигатель может быть: А1 – электрический; А2 – химический; А3 – реактивный; А4 – ядерный.
Движитель может быть: Б1 – колесный; Б2 – моноколесный (кабина внутри колеса); Б3 – гусеничный; Б4 – шагающий; Б5 – шнековый.
Кабина: В1 герметичная; В2 – негерметичная.
Система амортизации: К1 специальные амортизаторы; К2 – амортизация за счет движителя; К3 – без амортизации.
На основе полученных списков строится морфологическая матрица, имеющая следующий вид:

Общее число возможных вариантов равно произведению чисел элементов в каждой строке таблицы: 4  5  2  …  3. Самая трудная часть работы заключается в анализе полученных вариантов.

Метод морфологического анализа

заниматься формообразованием промышленной продукции (впоследствии дизайн).
Схема тотального синтеза:
1. Формирование общей

концепции объекта.
2. Вычисление основных (значимых) составляющих объекта.
3. Поиск многообразных способов выполнения каждой составляющей.
4. Синтез всех возможных сочетаний.

Метод тотального синтеза

Г.С., Шапиро Р.Б. О психологии изобретательского творчества.// Вопросы психологии. -

1956, № 6).
В статье выдвинуты идеи:
Техника развивается закономерно, эти закономерности можно учитывать и использовать в реальной изобретательской практике
Техника развивается через устранение возникающих противоречий.

Теория Решения Изобретательских Задач

разрешение противоречий
Представление цели через понятие идеальности
Построена модель предельного развития

технических систем. Развитие реальных систем идет по пути увеличения степени их идеальности
Использование обобщенного опыта решения задач
Накопленные массивы информации позволяют учитывать опыт поколений инженеров, работавших в различных областях техники.
Применение объективных законов развития технических систем
Каждая техническая система развивается в соответствии с объективными законами.

Основные принципы классической ТРИЗ

Применение современной ТРИЗ

Прогнозирование, разработка новых продуктов и технологий
Решение производственных задач (Снижение затрат, снижение себестоимости продуктов и технологий, повышение качества продукции)
Патентные работы (Обход патентов, формирование патентных стратегий, наполнение патентных зонтиков)
Повышение инновационного потенциала сотрудников

не должна получать травмы.
Должна оставаться возможность высвободить мышь.
Мышеловка

должна быть безопасной для домашних животных и для людей.
Мышеловка должна быть простой и недорогой.

Ситуация:
Стандартная пружинная мышеловка на пружине достаточно эффективна, но травмирует мышь, потенциально опасна для домашних животных, детей и даже для взрослых.

Функциональный анализ и Свертывание функциональной схемы

при ее попытке переместиться?
Функциональный анализ

Свертывание

эффекта в которой равны нулю.
Эволюция усилительного каскада

Такой способ очистки хорош, но требует уборки песка, оставшегося после

очистки, в том числе из каналов и углублений.

Предлагается использовать для очистки объектов «сухой лед» - твердая форма углекислого газа (СО2), (температура сублимации -78С), обладающий необходимыми для чистки свойствами: твердостью, отсутствием запаха и цвета, нетоксичен. При соударении с очищаемой поверхностью наблюдается эффект сублимации, в момент удара гранулы сжимаются, после чего в точке соударения происходит «микровзрыв», который удаляет загрязнение с поверхности

RFID элементов. Основное время тратится на точную стыковку контактов чипа

с контактными площадками на подложке.

Чтобы попасть в центр нужно прицелиться, на что уходит время. Как мгновенно попасть в центр?
Центр сам должен возникать вокруг контактных площадок чипа после его установки.

объекта выполняемой им полезной функции
2. Элемент может быть свернут, если

объект функции сам выполняет эту функцию

3. Элемент может быть свернут, если функцию выполняют оставшиеся элементы системы или надсистема

Тримминг – процедура выявления и устранения из системы наименее функционально-значимого или наиболее конфликтного элемента
Цели тримминга:
Решение ключевых проблем, мешающих функционированию объекта
Повышение надежности
Улучшение функционирования
Выявление и устранение нежелательных эффектов

нанесение жидкого эластомера (смесь резины с растворителем) на движущуюся стальную

ленту с последующей сушкой горячим воздухом.
Способ малопроизводительный и затратный.
Необходимо повысить производительность и снизить затраты.

- Сушка горячим воздухом
Элемент, порождающим этот недостаток – Воздух

Функция этого элемента - Нагревать растворитель

– использование индукционного нагрева

сделать торможение частиц при ударе о стенку более плавным?

систему оценки эффективности службы снабжения?
Причинно-следственный анализ позволяет:
1. Уйти от «поверхностно»

поставленной задачи
2. Получить альтернативные формулировки задачи
3. Выбрать из альтернативных формулировок те, которые нам наиболее удобно решать

выполнения функций
4. Сравнение развития объекта с законами развития технических систем
1.

Решение задач через выявление и устранение противоречий

Техническое противоречие (ТП) - это ситуация, когда попытки улучшить одну характеристику системы приводят к ухудшению другой ее характеристики. ТП характеризует систему в целом.
Физическое противоречие (ФП) - это предъявление противоположных требований к физическому состоянию элемента технической системы

ТП

Решательные механизмы ТРИЗ

уровне.
4. Разрешение в отношениях.
Пути устранения ФП

но при этом ухудшается возможность автомобиля перемещаться в плотном потоке

транспорта. Первоначально автомобилестроители шли на компромисс - ставили зеркала, которые дают не очень хороший обзор.
- Создано зеркало, имеющее возможность складываться (противоречие устранено во времени)
- Найдена возможность размещать широкие зеркала на крыше, то есть без увеличения габаритных размеров автомобиля (противоречие устранено в пространстве)
- Создано выпуклое зеркало, в котором компактность объединена с созданием широкого поля обзора (противоречие устранено в отношениях)
- Зеркало заменено на видеокамеры, выводящие информацию на монитор водителя (противоречие устранено на системном уровне)

разборным.
в) Увеличить степень дробления объекта.
2. ПРИНЦИП ВЫНЕСЕНИЯ
Отделить от объекта "мешающую"

часть ("мешающее" свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство).
3. ПРИНЦИП МЕСТНОГО КАЧЕСТВА
а) Перейти от одной структуры объекта (или внешней среды, внешнего воздействия) к неоднородной.
б) Разные части объекта должны иметь (выполнять) различные функции.
в) Каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее благоприятных для ее работы.
4. ПРИНЦИП АССИМЕТРИИ
Перейти от симметричной формы объекта к асимметричной.
5. ПРИНЦИП ОБЪЕДИНЕНИЯ
а) Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты.
б) Объединить во времени однородные или смежные операции.

Всего в списке Г.С. Альтшуллера сорок приемов

одного лекарства пропускная способность такого катетера ниже чем однолюменного.
Как повысить

производительность двухлюменного катетера в ситуации использования только одного просвета?
Каждый канал должен иметь большую площадь, чтобы пропускать через себя много вещества, НО
он должен иметь малую площадь, чтобы не увеличивать наружный диаметр катетера.

Использован принцип «Динамизации».
Объект изменили так, чтобы его свойства были наиболее оптимальными для каждого из режимов. Разделительную стенку катетера выполнили в виде изогнутой перегородки. При такой конструкции промежуточная стенка может свободно распрямляться, увеличивая проходное сечение канала до максимума.

к оптимальным
1. Построение обобщенной структуры совершенствуемой модели (вепольный анализ)
2.

Изменение системы на структурном уровне

3. Конкретизация предложений

Разработаны 76 стандартов Вепольного анализа

3. Решение задач через выявление требуемой функции и поиска путей ее реализации (Функционально Ориентированный Поиск )

1. Выявление требуемой функции
2. Обобщение функции
3. Поиск передовых областей деятельности
4. Перенос найденных принципов деятельности в совершенствуемую систему