Рациональные методы генерирования идей

Эта группа методов основана на использовании оптимальной логики анализа технического или другого совершенствуемого объекта, закономерностей или развития. Здесь предлагают логические правила анализа и синтеза, сравнения, обобщения, классификации, индукции, дедукции и т.д. Это рациональные, или логические методы решения творческих задач. К ним относятся: морфологический ящик, метод многомерных матриц, алгоритм решения изобретательских задач, функционально-физическая методика конструирования.

Одним из рациональных приемов решения изобретательских задач является применение метода черного ящика.

Понятие "черного ящика" широко используется в кибернетике. Имеется в виду система, в которой известны входные и выходные величины, а внутреннее устройство неизвестно.

При применении метода черного ящика в процессе формирования идеи сущность подхода заключается в том, что для решения задачи абстрагируются от поисков конкретного определения структуры изделия, рассматривая только возможные варианты входных и выходных параметров. Этим снимаются ограничения, налагаемые на пути решения наличием или отсутствием известных принципов или схем преобразования этих параметров. Все внимание разработчика концентрируется на выборе рационального вида и значений входных и выходных параметров изделия, содержание же "черного ящика" оставляется для самостоятельного рассмотрения как второй шаг проектирования.

Одним из наиболее полных и обстоятельных принципов формирования идей является принцип систематизации, известный в теории проектирования как метод морфологического ящика.

Сущность метода заключается в выделении существенных классификационных признаков изделия или его составной части, отличающих одну конструкцию (схему, принцип действия) от другой, установлении вариантов каждого из признаков и представления каждого из признаков в виде многомерной матрицы или диаграммы всех возможных их комбинаций, независимо от их жизнеспособности и ценности.

Двух- и трехмерная матрица легко представляется графически, многомерные матрицы могут быть разложены на серию двух- или трехмерных или же представлены в виде:

А1, А2, А3, …Аi

B1, B2, B3, …Bj

C1, C2, C3, …Cm

………………

K1, K2, K3, …Kn

где А, В, С … К – варианты классификационных признаков,

i … n – количество вариантов каждого признака.

Количество рабочих идей: N=i*j*m*…*n.

С целью предотвращения образования слишком большого количества рабочих идей следует, осторожно относится как к выделению классификационных признаков, так и к рассмотрению их вариантов, ограничиваясь только существенными, принципиально важными признаками и вариантами. Хотя при наличии возможностей машинной оценки принятых критериев, количество идей может быть сравнительно большим – несколько десятков или даже больше, при ручной обработке результатов приходится исключать заранее те из них, которые представляются разработчику неперспективными на основании, например, инженерной интуиции.

Процедура применения метода содержит следующие последовательно выполняемые шаги:

- выработка принципиального решения о составе проектируемого объекта, «принципиальной схемы»,

- выделение классификационных признаков объекта,

- установление возможных вариантов каждого из признаков,

- создание модели морфологического ящика,

- изложение полученных комбинаций признаков – «рабочих идей»,

- выработка критериев оценки объекта проектирования с точки зрения поставленной цели разработки,

- анализ и оценка рабочих идей, выявление их недостатков,

- изыскание способов устранения выявленных недостатков каждой из рабочих идей и разработка «улучшенных идей»,

- анализ и сравнительная оценка улучшенных идей, выбор одной из них в качестве «оптимизированной идеи», служащей для последующей конкретизации принятого варианта объекта проектирования.

Этапы:

1. Назначение осей (выделение классификационных признаков объекта установление возможных вариантов каждого из признаков).

2. Построение матрицы.

3. Анализ результатов и выработка критериев оценки объекта проектирования.

Достоинство: большое число вариантов.

Недостаток: трудность нахождения нужного варианта

Морфологический метод позволяет получить большое количество вариантов и сочетаний, что значительно больше, чем может представить себе человек.

Алгоритм решений изобретательских задач (АРИЗ)

1. Формулировка задачи (мини-задачи).

2. Нахождение технического противоречия (ТП).

Техническое противоречие состоит в том, что к одному и тому же элементу или изделию предъявляются два взаимоисключающих требования.

Например, направляющая прибора должна обладать высокой точностью, и должна быть не точной, чтобы не увеличивать цену прибора (смотри рис.1)

Рисунок 1– Измерение радиального биения

3. Усилим конфликт → идеальный конечный результат (УК → ИКР). (Например, индикатор движется, но без направляющих).

4. Введение Х-элемента (Х-элемент обеспечивает движение индикатора прямолинейно и параллельно оси детали).

5. Разрешение технического противоречия (ТП). Существует 40 приемов разрешений технических противоречий.

6. Мобилизация ресурсов (МР)

Х-элемент подставить на место каждого из элементов системы и проверить возможность выполнения функции (п.4).

В качестве Х-элемента выберем призму. Деталь расположена на призме. Удлиним призму в 2 раза и поставим антипризму (смотри рис. 2).

Рисунок 2

Можно не удлинять призму, а сделать антипризму следующим образом (см. рис. 3):

Рисунок 3

5 Патент на изобретение

5.1 Правовая охрана изобретения. Патентообладатель. Исключительное право на использование изобретения

Право на изобретение, полезную модель, промышленный образец охраняется государством и удостоверяется патентом.

Изобретению в любой области техники предоставляется правовая охрана, если оно относится к продукту или способу, является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо.

Полезной моделью, которой предоставляется правовая охрана, признается техническое решение, относящееся к устройствам, являющееся новым и промышленно применимым.

Промышленным образцом, которому предоставляется правовая охрана, признается художественное или художественно-конструкторское решение изделия, определяющее его внешний вид и являющееся новым и оригинальным.

Статья 1001. Патентообладателю принадлежит исключительное право на использование запатентованных изобретения, полезной модели, промышленного образца. Иные лица, непатентообладатели, не вправе использовать изобретение. Полезную модель, промышленный образец без разрешения патентообладателя, за исключением случаев, когда использование в соответствии с настоящим кодексом или иным законом не признается нарушением прав патентообладателя.

Нарушением исключительного права патентообладателя признаются осуществленные без его согласия:

· изготовление, применение, ввоз, предложение к продаже, продажа, иное введение в гражданский оборот или хранение для этих целей продукта. Изделия, изготовленных с применением запатентованных изобретения, полезной модели, промышленного образца, а также совершение названных действий в отношении средства, при функционировании и эксплуатации которого в соответствии с его назначением осуществляется способ, охраняемый патентом;

· применение способа, охраняемого патентом на изобретение, или введение в гражданский оборот либо хранение для этих целей продукта, изготовленного непосредственно способом, охраняемым патентом на изобретение.

Изобретение - решение технической задачи, относящееся к материальному объекту – продукту или процессу осуществления действий над материальным объектом с помощью материальных средств – способу.

Правообладатель – гражданин или юридическое лицо, обладающее исключительным правом на результат интеллектуальной деятельности или на средство индивидуализации.