Фантограмма. Объект – автомобиль.

Универсальные параметры	Варианты исполнения
Вещество	металл	пластмасса	резина
Подсистемы	двигатель	рама	колеса	кабина	передача
Надсистемы	Транспортная система	Транспортные средства
Энергетика	топливо	аккумулятор
Сфера обитания	улица	дорога
Способ перемещения	колеса	гусеницы	шнеки
Воспроизведение	заводское	кустарное
Направление развития	Увеличение скорости	Увеличение грузоподъем-ности	Увеличение комфортабель-ности
Цель, назначение существования	Перевозка людей	Перевозка грузов

 

¤ 5.Метод эвристических приемов

На основе древнего способа поиска решения – способа «проб и ошибок» – возник метод эвристических приемов. Каким образом он сформировался?

Начинающий изобретатель при решении какой-либо задачи получает два результата:

1. решение задачи;

2. метод или прием, с помощью которого можно решать задачи подобного типа.

Столкнувшись со следующей проблемой, начинающий изобретатель пытается решить ее уже известным ему методом. Если это не удается, то он придумывает что-либо другое и опять получает два результата:

1. решение задачи;

2. метод или прием, с помощью которого можно решать задачи подобного типа.

Таким образом, через некоторое время у изобретателя накапливается «банк изобретательских приемов» – некоторое количество приемов, которыми он пользуется для решения возникающих задач. За время жизни одного человека может быть накоплено небольшое количество приемов, чаще всего из одной области знания. Разумно было бы проанализировать работу многих изобретателей и обобщить их «банки изобретательских приемов». Так был создан межотраслевой фонд эвристических приемов.

Метод эвристических приемов интегрирует в методически доступной форме опыт многих изобретателей. Он основывается на межотраслевом фонде эвристических приемов.

межотраслевой фонд эвристических приемов содержит различное число приемов (мы выбрали 180). Для того чтобы с фондом приемов было удобно работать, он разбит на 12 групп.

Таблица. Группы эвристических приемов

Номер группы	Наименование группы	Число э. П.
	Преобразование формы
	Преобразование структуры
	Преобразования в пространстве
	Преобразования во времени
	Преобразование движения и силы
	Преобразование материала и вещества
	Приемы дифференциации
	Количественные изменения
	Использование профилактических мер
	Использование резервов
	Преобразования по аналогии
	Повышение технологичности
	Всего

 

Межотраслевой фонд эвристических приемов имеет универсальный характер, то есть он ориентирован на самые различные области техники. Поэтому эвристические приемы имеют обобщенное описание. В них под словом «объект» подразумеваются: приборы, машины, заводы, станки, процессы и т.д.

В конце описания многих эвристических приемов дается указание «инверсия приема». Это означает, что можно попытаться произвести обратное преобразование или искать в обратном направлении.

Например. прием – сделать в объекте отверстия и полости. Инверсия – исключить в объекте отверстия и полости.

Сила фонда эвристических приемов заключается в системном всестороннем охвате проблемы или задачи.

Даже опытному конструктору понадобится неизмеримо больше времени на то, чтобы вспомнить или додуматься до большинства приемов и подсказанных ими решений.

Задача Яблочкова. В 1875 г. русский изобретатель П. Н. Яблочков предложил электрическую свечу (дуговую лампу), в которой между концами двух угольных стержней (расположенных на одной прямой навстречу друг другу или под углом) образовалась электрическая дуга. Для поддержания этой дуги требовалось с некоторой постоянной скоростью сближать электроды по мере их сгорания. Это осуществлялось с помощью специального автоматического регулятора. Свеча Яблочкова быстро нашла практическое применение. Однако она имела существенный недостаток: регуляторы были сложными по конструкции и малонадежными, поскольку сгорание электродов по разным причинам было неравномерным.

Требовалось найти простое техническое решение, обеспечивающее надежную работу электрической свечи от двух электродов.

¤ 6.Межотраслевой фонд эвристических приемов преобразования объекта

1. Преобразование формы

1.1. Использовать круговую, спиральную, древовидную, сферическую или другую компактную форму.

1.2. Сделать в объекте (элементе) отверстия или полости. Инверсия приема.

1.3. Проверить соответствие формы объекта законам симметрии. Перейти oт симметричной формы и структуры к асимметричной. Инверсия приема.

1.4. Перейти от прямолинейных частей, плоских поверхностей, кубических и многогранных форм (особенно в местах сопряжений) к криволинейным, сферическим и обтекаемым формам. Инверсия приема,

1.5. Объекту (элементу), работающему под нагрузкой, придать выпуклую (более выпуклую) форму.

1.6. Компенсировать нежелательную форму сложением с обратной по очертанию формой.

1.7. Выполнить объект в форме:

другого технического объекта, имеющего аналогичное название или назначение;

животного, растения или их.органа;

человека или его органов.

1.8. Сделать объект (элемент) приспособленным к форме человека или его органов.

1.9. Использовать в аналогичных условиях работы природный принцип формирования в живой или неживой природе.

1.10. Сделать рациональный (оптимальный) раскрой листового или объемного материала; внести изменения в форму деталей для более полного использования материала.

1.11. Выбрать конструкцию деталей, в наибольшей мере приближающуюся по форме и размерам выпускаемого проката и других профильных заготовок.

1.12. Найти глобально-оптимальную форму объекта.

1.13. Найти наибольшую цельную форму объекта (зрительное выделение главного функционального элемента, устранение или прикрытие многих ненужных деталей и т. д.).

1.14. Использовать различные виды симметрии и асимметрии, динамические и статические свойства формы, ритма (чередования одинаковых или схожих элементов), нюансов и контраста.

1.15. Осуществить гармоническую увязку форм различных элементов (выбор масштабов и соотношений между объектами и окружающей предметной средой, использование эстетически предпочтительных пропорций).

1.16. Выбрать (придумать) наиболее красивую форму объекта и его элементов.

 

2. Преобразование структуры.

2.1. Исключить наиболее напряженный (нагруженный) элемент.

2.2. Исключить элемент при сохранении объектом всех прежних функций. Один элемент выполняет несколько функций, благодаря чему отпадает необходимость в других элементах. Убрать ««лишние детали» даже при потере «одного процента эффекта».

2.3. Присоединить к объекту новый элемент в виде жестко или шарнирно соединенной пластины (стержня, оболочки или трубы), находящейся в рабочей среде или в контакте с ней.

2.4. Присоединить к базовому объекту дополнительное специализированное орудие труда, инструмент и т. п.

2.5. Заменить связи (способ или средства соединения) между элементами; жесткую связь сделать гибкой или наоборот.

2.6. Заменить источник энергии, тип привода, цвет и т. д.

2.7. Заменить механическую схему электрической, тепловой, оптической или электронной.

2.8. Существенно изменить компоновку элементов; уменьшить компоновочные затраты.

2.9. Сосредоточить органы управления и контроля в одном месте.

2.10. Объединить элементы единым корпусом, станиной или изготовить объект цельным.

2.11. Ввести единый привод, единую систему управления или энергоснабжения.

2.12. Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты.

2.13. Объединить в одно целое объекты, имеющие самостоятельное назначение, которое сохраняется после объединения в новом комплексе.

2.14. Использовать принцип агрегатирования. Создать базовую конструкцию (единую раму, станину), на которую можно «навесить» различные (в различных комбинациях) рабочие органы, агрегаты, инструменты.

2.15. Совместить или объединить явно или традиционно несовместимые объекты, устранив возникающие противоречия.

2.16. Выбрать материал, обеспечивающий минимальную трудоемкость изготовления деталей и обработки заготовок.

2.17. Использовать раздвижные, раскладные, сборные, надувные и другие конструкции, обеспечивающие значительное уменьшение габаритных размеров при переводе ТО из рабочего состояния в нерабочее.

2.18. Найти глобально-оптимальную структуру.

2.19. Выбрать (придумать) наиболее красивую структуру.

3. Преобразования в пространстве.

3.1. Изменить традиционную ориентацию объекта в пространстве:

горизонтальное положение на вертикальное или наклонное;

положить на бок;

повернуть низом вверх;

повернуть путем вращения.

3.2. Использовать «пустое пространство» между элементами объе-та. Один элемент проходит сквозь полость в другом элементе.

3.3. Объединить известные порознь объекта (элементы) с размещением одного внутри другого по принципу «матрешки».

3.4. Размещение по одной линии заменить размещением по ноескольким линиям или по плоскостям. Инверсия приема.

3.5. Заменить размещение по плоскости размещением по нескольким плоскостям или в трехмерном пространстве; перейти от одноэтажной (однослойной) компоновки к многоэтажной (многослойной). Инверсия приема.

3.6. Изменить направление действия рабочей силы или среды.

3.7. Перейти от контакта в точке к контакту по линии; от контакте по линии к контакту по поверхности; от контакта по поверхности к объемному (пространственному). Инверсия приема.

3.8. Осуществить сопряжение по нескольким поверхностям.

3.9. Приблизить рабочие органы объекта к месту выполнения ими своих функций без передвижения самого объекта.

3.10. Заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее удобного места и без затрат времени на их доставку.

3.11. Перейти от последовательного соединения элементов к параллельному или смешанному. Инверсия приема.

3.12. Разделить объект на части так, чтобы приблизить каждую из них к тому месту, где она работает,

3.13. Разделить объект на две части — «объемную» и «необъемную»; вынести «объемную» часть за пределы, ограничивающие объем.

3.14. Вынести элементы, подверженные действию вредных факторов, за пределы их действия.

3.15. Перенести (поместить) объект или его элемент в другую среду, исключающую действие вредных факторов.

3.16. Выйти за традиционные пространственные ограничения или габаритные размеры.

4. Преобразования во времени

4.1. Перенести выполнение действия на другое время. Выполнить требуемое действие до начала или после окончания работы.

4.2. Перейти от непрерывной подачи энергии (вещества) или не­прерывного действия (процесса) к периодическому или импульсному. Инверсия приема.

4.3. Перейти от стационарного во времени режима к изменяюще­муся.

4.4. Исключить бесполезные («вредные») интервалы времени. Ис­пользовать паузу между импульсами (периодическими действиями) для осуществления другого действия.

4.5. По принципу непрерывного полезного действия осуществлять работу объекта непрерывно, без холостых ходов. Все элементы объекта должны все время работать с полной нагрузкой.

4.6. Изменить последовательность выполнения операций,

4.7. Перейти от последовательного осуществления операций к па­раллельному (одновременному). Инверсия приема.

4.8. Совместить технологические процессы или операции. Объеди­нить однородные или смежные операции. Инверсия приема.

 

5. Преобразование движения и силы

5.1. Изменить направление вращения.

5.2. Заменить поступательное (прямолинейное) или возвратно-поступательное движение вращательным. Инверсия приема.

5.3. Устранить или сократить холостые, обратные и промежуточ­ные ходы и движения,

5.4. Существенно изменить направление движения, в том числе на противоположное.

5.5. Заменить традиционную сложную траекторию движения пря­мой или окружностью. Инверсия приема.

5.6. Заменить изгиб растяжением или сжатием. Заменить сжатие растяжением.

5.7. Разделить объект на две части — «тяжелую» и «легкую», передвигать только «легкую» часть.

5.8. Изменить условия работы так, чтобы не приходилось подни­мать или опускать обрабатываемый объект.

5.9. Заменить трение скольжения трением качения. Инверсия при­ема.

5.10. Перейти от неподвижного физического поля к движущемуся. Инверсия приема.

5.11. Разделить объект на части, способные перемещаться отно­сительно друг друга. Сделать движущиеся элементы неподвижными, а неподвижные движущимися.

5.12. Изменить условия работы так, чтобы опасные или «вредные» моменты осуществлялись на большой скорости. Инверсия приема.

5.13. Использовать магнитные силы.

5.14. Компенсировать действие массы объекта соединением его С объектом, обладающим подъемной силой.

 

6. Преобразование материала и вещества

6.1. Рассматриваемый элемент и взаимодействующие с ним эле­менты сделать из одного и того же материала или близкого ему по свой­ствам. Инверсия приема.

6.2. Выполнить элемент или его поверхность из пористого мате­риала. Заполнить поры каким-либо веществом.

6.3. Разделить объект (элемент) на части так, чтобы каждая из них могла быть изготовлена из наиболее подходящего материала.

6.4. Убрать лишний материал, не несущий функциональной на­грузки.

6.5. Изменить поверхностные свойства объекта (элемента); упро­чить поверхность объекта; нейтрализовать свойства материала на по­верхности объекта.

6.6. Заменить жесткую часть элементами из материала, допускаю­щего изменение формы при эксплуатации; вместо жестких объемчых конструкций использовать гибкие оболочки и пленки. Инверсия при­ема.

6.7. Изменить физические свойства материала, например, изме­нить агрегатное состояние.

6.8. Заменить некоторые объекты среды на объекты с другими физико-механическими и химическими свойствами.

6.9. Использовать другой материал (более дешевый, новейший и т. д.).

6.10. Использовать детали из материала с последующим отвер­дением.

6.11. Отделить вредные или нежелательные примеси от вещества.

6.12. Заменить традиционную окружающую среду. Рассмотреть возможность использовать вакуума, инертной, водной, космической или какой-либо другой среды.

6.13. Заменить объекты их оптическими копиями (изображениями);

использовать изменение масштаба изображения. Перейти от видимых оптических копий к инфракрасным, ультрафиолетовым и другим изо­бражениям,

6.14. Дорогостоящий долговечный элемент заменить дешевым, недолговечным.

6.15. Заменить разнородные по материалу и форме элементы одним унифицированным или стандартным элементом.

6.16. Выполнить элементы из материалов с различающимися характеристиками, дающими нужный эффект (например, с разным тер­мическим расширением).

6.17. Вместо твердых частей использовать жидкие или газообраз­ные (надувные, гидронаполняемые, воздушные подушки, гидростати­ческие, гидрореактивные). Инверсия приема.

6.18. Выбрать материалы, обеспечивающие снижение отходов при изготовлении деталей. Например, перейти от применения деталей, из­готовляемых обработкой резанием, к деталям из пластмассы (изготов­ляемых формовкой) или металлокерамики.

6.19. Перейти к безотходным технологиям, например, получить отходы материалов в более ценном виде, позволяющем использовать их для изготовления других деталей.

6.20. Осуществить упрочнение материалов механической термиче­ской, термохимической, электрофизической, электрохимической, лазер­ной и другими видами обработки.

6.21. Использовать материалы с более высокими удельными проч­ностными, электрическими, теплофизическими и другими характери­стиками.

6.22. Использовать армированные, композиционные, пористые и другие новые перспективные материалы.

6.23. Использовать материал с изменяемыми во времени характери-(тиками (жесткостью, прозрачностью и т. д.).

Приемы дифференциации

7.1. Разделить движущийся поток (вещества, энергии, информации) на два иди несколько,

7.2. Разделить сыпучий, жидкий или газообразный объект на части.

7.3. Сделать элемент съемным, легко отделяемым.

7.4. Дифференцировать привод и другие источники энергии; при-лизить их к исполнительным органам и рабочим зонам.

7.5. Сделать автономным управление и привод каждому элементу.

7.6. Провести дробление традиционного целого объекта на мелкие однородные элементы с аналогичной функцией. Инверсия приема.

7.7. Разделить объект на части, после чего изготовлять, обрабаты­вать, грузить и т. п. каждую часть отдельно, а затем выполнять сборку.

7.8. Разделить объект на части так, чтобы их можно было заменять при изменении режима работы.

7.9. Разделить объект на части: «горячую» и «холодную»; изоли­ровать одну от другой.

7.10. Представить объект в виде составной конструкции; изгото­вить его из отдельных элементов и частей.

7.11. Придать блочную структуру объекту; при которой каждый блок выполняет самостоятельную функцию.

7.12. Выделить в объекте самый нужный элемент (нужное свой­ство) и усилить его или улучшить условия его работы.

 

Количественные изменения

8.1. Резко изменить (в несколько раз, в десятки и сотни раз) параметры или показатели объекта (его элементов, окружающей среды).

8.2. Увеличить в объекте число одинаковых или подобных друг другу элементов (или сделать наоборот). Изменить число одновременно

действующих или обрабатываемых объектов (элементов), например, рабочих машин, их рабочих органов, двигателей и т. д.

8.3. Изменить габаритные размеры, объем или длину объекта при переводе его в рабочее или нерабочее состояние.

8.4. Увеличить степень дробления объекта (или сделать наоборот).

8.5. Допустить незначительное снижение требуемого эффекта.

8.6. Использовать идею избыточного решения (если трудно по­лучить 100% требуемого эффекта, задаться получить несколько больше).

8.7. Изменить (усилить) вредные факторы так, чтобы они перестали быть вредными.

8.8. Уменьшить число функций объекта и сделать его более спе-."анализированным, соответствующим только оставшимся функциям и требованиям.

8.9. Гиперболизировать, значительно увеличить размеры объекта и найти ему применение. Инверсия приема.

8.10. Повысить интенсивность технологических процессов с ра­бочей зоной в виде площадки или замкнутого объекта.

8.11. Создать местное локальное качество; осуществить локальную концентрацию сил, напряжения и т. п.

8.12. Найти глобально-оптимальные параметры ТО йо различным критериям развития.;