Теоретическая часть. Методические указания к практическим работам по курсу

МЕТОДЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА

Методические указания к практическим работам по курсу

«Методы научно-технического творчества»,

для студентов, обучающихся по специальности 220301.65

и направлениям подготовки 220200.62, 150400.62, 150400.68

Одобрено методической комиссией по специальности

220301.65 «»Автоматизация технологических процессов и производств»

Москва

2009г.

Разработано на основе рабочей программы дисциплины «Методы научно-технического творчества»

Рецензенты: профессор кафедры «Автоматизированные станочные системы и инструмент» МГМУ «МАМИ» В.А. Михайлова

доцент кафедры «Автоматизированные станочные системы и инструмент» МГМУ «МАМИ» Б.Е. Пини

Работа подготовлена на кафедре «Автоматизированные станочные системы и инструмент»

Методы технического творчества: методические указания / А.Д.Максимов. – М.:

МГМУ «МАМИ», 2009. – 64 с.

В настоящих методических указаниях рассмотрены наиболее распространенные методы поиска новых технических решений с целью развития творческой активности студентов в процессе обучения, дается общая методика анализа технических систем, приведены правила составления заявки на изобретение.

© А.Д. Максимов, 2009

© МГМУ «МАМИ». 2009

Содержание:

Стр.

1. Метод фокальных объектов, гирлянд случайностей и ассоциаций..................4

2. Метод мозговой атаки........................................................................................8

3. Метод аналогий ………………………………………………………………...12

4. Функциональный анализ технических систем.................................................16

5. Морфологический анализ и синтез технических систем...............................22

6. Функционально-физический анализ технических систем..............................33

7. Сопоставительный функциональный анализ технических систем................39

8. Методические указания по составлению заявки на изобретение...................46

Литература................................................................................................................63

Практическая работа № 1.

Метод фокальных объектов, гирлянд случайностей

И ассоциаций.

Теоретическая часть.

Метод фокальных объектов – метод индивидуального или коллективного поиска новых оригинальных идей или новых разновидностей товаров широкого потребления.

Метод был предложен русским ученым М. Ломоносовым, а затем был раз­вит и усовершенствован В. Кунцем. Слово «фокальных» означает, что объект находится в фокусе (центре) внимания человека при поиске оригинальных идей.

Применение метода не требует специального обучения, но для его эффек­тивного использования нужно богатое воображение, развитое ассоциативное мышление, умение видеть скрытые свойства объекта. Работа по методу может использоваться как упражнение по развитию воображения и ассоциативного мышления.

Ассоциации являются отражением в сознании человека взаимосвязей пред­метов и явлений действительности в виде закономерной связи элементов созна­ния (ощущений, представлений), т.е. это образы, возникающие в сознании чело­века в ответ на какое-то раздражение, например, в ответ на слово - раздражи­тель. При этом выявляются так называемые первичные ассоциации, число кото­рых в ответ на одно слово колеблется обычно в пределах 10.

Кроме первичных ассоциаций, вызываемых обычно без задержки (замедле­ния), человек может генерировать большое число дополнительных ассоциаций, обычно именно эти ассоциации позволяют выявить неожиданные, нетрималь­ные свойства рассматриваемого понятия или объекта.

Умение найти связи между, на первый взгляд, независимыми утвержде­ниями или предметами позволяет увидеть новые связи в технических объектах, и это приводит к появлению нестандартных решений задач.

Для развития ассоциативного мышления можно (в качестве тренировки) ус­тановить ассоциативные переходы между двумя любыми, случайными, не свя­занными понятиями. Чем более развито у человека воображение, тем более дальние (по качеству промежуточных ассоциаций – шагов) ассоциативные пе­реходы он может найти. Так, например, переход от понятия «мост» к понятию «паутина», которые весьма отдалены, может иметь вид: «мост-река – берег – почва – трава – паук - паутина».

Также эффективным упражнением по развитию ассоциативного мышления является установление продолжительных ассоциативных переходов между двумя совершенно независимыми или противоположными утверждениями. На­пример, «когда гремит гром…» и «солнце слепит глаза…». На первый взгляд связи между этими утверждениями нет, но двигаясь от первого утверждения по ассоциативной цепочке переходов, можно в конце концов прийти ко второму утверждению, выстроив ассоциативную связь между ними.

2. Методика проведения поиска оригинальных (новых) идей методом фокаль­ных объектов, гирлянд случайностей и ассоциаций.

Поиск новых решений производится в несколько этапов (шагов).

Рассмотрим пример.

1-й шаг. Выбор объекта совершенствования, постановка задачи, определе­ние недостатков исходного объекта.

2-й шаг. Определение синонимов объекта (стул) ими будут кресло, табу­рет, пуф. Составим гирлянду синонимов: стул – кресло – табурет – пуф.

3-й шаг. Произвольный выбор случайных объектов, не имеющих отноше­ния к решаемой задаче. Например, наобум из головы или из энциклопедическо­го словаря, или как угодно по другому выбирают несколько имен существитель­ных, которые даже не обязательно должны обозначать технические объекты. Из отобранных слов составим вторую гирлянду. Например: электролампочка - ре­шетка - карман - кольцо - цветок - пляж.

4-й шаг. Составление комбинаций из элементов гирлянды синонимов и гирлянды случайных объектов. Например, получим: стул с электролампочкой, решетчатый стул, стул с карманами, стул для пляжа, электрическое кресло, та­бурет для цветов и т. д.

5-й шаг. Составление перечня признаков случайно выбранных объектов. Необходимо определить возможно большее количество признаков в течении двух -трех минут. Все признаки удобно свести в таблицу, при этом необходимо как можно шире охватить область поиска признаков, перечисляя как основ­ные, так и второстепенные и малозначительные.

6-й шаг. Генерирование идей путем поочередного присоединения к техни­ческому объекту и его синонимам признаков случайно выбранных объектов. Например: присоединяя к гирлянде синонимов стул - кресло - табурет - пуф гирлянды признаков электролампочки можно получить следующее соединение: стеклянный стул, теплоизлучающее кресло, колбообразный пуф, прозрачное кресло, стул с электроконтактами и т. д.

Аналогично образуется перечень новых конструкций при присоединении гирлянды синонимом с другими признаками гирлянды случайных объ­ектов.

7-й шаг. Генерирование гирлянд ассоциаций. Поочередно из признаков случайных объектов, сведенных в таблицу на четвертом шаге, генерируются гирлянды свободных ассоциаций. Так как они могут получиться неограничен­ной длины, их следует ограничить по времени. Каждый член коллектива зани­мается составлением гирлянд самостоятельно. Рассмотрим для примера гене­рирование гирлянды ассоциаций по первому признаку случайного объекта и электролампочки. Этот признак унас эпитет «стеклянная». Необходимо сна­чала поставить вопрос, что напоминает слово «стеклянная». Ответ может быть, например, волокно. Далее задастся вопрос: что напоминает слово «волокно»? Кому то оно напоминает плетение, вязание. Если следовать дальше, то вязание может напомнить бабушку, у которой ревматизм и она его лечит на южном курорте, где жарко и она укрывается от солнца под зонтиком или в тени са­довой беседки, где отдыхают в солнечные дни. Солнце может напомнить эл­липтические орбиты, по которым движутся планеты и летают космонавты, стать которыми мечтают все дети и т. д. Отсюда гирлянда ассоциаций будет выглядеть следующим образом: стекло - волокно - вязание - бабушка - ревма­тизм - курорт - юг - жара - тень - зонтик - садовая беседка - солнце - эллипс - орбита - планета - космонавт - дети.

Аналогично создаются гирлянды ассоциаций по всем другим призна­кам лампочки, а затем генерируются гирлянды и по всем признакам других объектов таблицы.

8-й шаг. Генерирование новых идей. К элементам гирлянды синонимов технического объекта поочередно пытаются присоединить элементы гирлянд ассоциаций. Например, только с использованием первой гирлянды ассоциаций можно получить: стеклянный стул, кресло из стекловолокна, вязаный пуф, та­бурет для бабушки, кресло для лечения ревматизма, курортное кресло, кресло от жары, кресло для космонавта и т. д.

На этом шаге осуществляется оценка полученных технических объектов с точки зрения наличия оригинальных и заманчивых. Если таких оказывается мало, то можно продолжить создание гирлянд ассоциаций на основе какого-нибудь нового элемента гирлянд из 6-го шага.

9-й шаг. Оценка и выбор рациональных вариантов идей. Из множества сгенерированных на предыдущих шагах не рациональных, травиальных и даже нелепых идей, как правило, всегда найдутся оригинальные и рациональные. На практике интересные идеи составляют от 2% до 50% из всех выдвинутых. Подмечена такая закономерность, что чем больше найдено оригинальных идей, тем меньше среди них рациональных, т. е. наблюдается их обратно пропорцио­нальная зависимость. Отбор вариантов обычно производят в несколько этапов. Сначала вычеркивают явно не рациональные варианты. Затем отбирают наибо­лее оригинальные варианты сомнительной полезности, но привлекающие своей неожиданностью. Список этих вариантов целесообразно изучить с привлече­нием экспертов или творческого коллектива.

В список рациональных решений включают варианты наилучшим образом отвечающие поставленным целям и требованиям производства.

10-й шаг. Отбор наилучшего варианта из рациональных. Весьма простым и эффектным является метод экспертных оценок.

В состав группы экспертов обычно включают конструкторов, технологов, эконо­мистов, психологов, дизайнеров, коммерческих работников, из торговли, потребителей, а в ряде случаев и других специалистов - в области моды, стан­дартизации, информа­тики и т. д.

На основе анализа все идеи можно классифицировать по:

- функциональному назначению (кресло для лечения, для загорания и т. д.)

- конструкции объекта (кресло с зонтиком, карманом, встроенным радиопри­ем­ником и т. д.)

- технологии изготовления (плетеное кресло, эмалированный стул и т. д.)

- материалу (стеклянный стул, пластмассовое кресло, шерстяной пуф и т. д.)

- форме объекта (чашеобразное кресло, эллипсообразный пуф и т. д.)

- принципу дейст­вия (передвижной стул, катапультируемое кресло и т. д.)

- внешнему виду и оформлению (прозрачное кресло, разноцветный пуф и т.п.)

Идеи, классифицированные подобным образом иногда целесообразно ком­бини­ровать, так можно получить эллипсообразное пластмассовое кресло с зон­тиком (для пляжа) со встроенными часами и радиоприемником.

Содержание отчета.

1. Цель работы.

2. Выбор объекта и описание проблемной ситуации.

3. Поиск оригинальных идейв соответствии с п.2. методики(в отчет вносятся только те случайные объекты, их признаки и элементы гир­лянд ассоциаций, на основе которых и были предложены оригинальные идеи на 4-ой, 6-ом и 8-ом шагах).

4. Классификация полученных идей.

5. Комбинирование отдельных идей и описание 2-х -3-х рациональных

предложений.

Контрольные вопросы.

1. В чем сущность метода и область его применения?

2. Что подразумевает «ассоциативное мышление»?

3. Этапы поиска новых решений методом «фокальных объектов...»?

4. Принципы классификации полученных идей?