Теоретическая часть. 4. Классификация идей по группам

Контрольные вопросы.

Содержание отчета.

1. Цель работы.

2. Формулировка задачи.

3. Протокол М.А.

4. Классификация идей по группам.

5. Оценка наилучших идей на практическую реализуемость.

1. В чем сущность метода прямой мозговой атаки (МА)?

2. Область применения МА?

3. Как формируется творческая группа?

4. Особенности постановки задачи перед творческой группой?

5. Правила для участников МА?

6. Как организуется проведение МА?

7. Как записываются и оформляются результаты МА?

Практическая работа №3

Метод аналогий

1. Теоретическая часть.

Термин «аналогия» означает сходство (подобие) предметов по какому-либо признаку,

в каких-то свойствах или отношениях. Как метод решения задач, аналогия используется во многих областях знаний (математика, физика, техника и т.д.).

Существует несколько классификаций аналогий [4]. В логике, аналогии разделяют на аналогию свойств и аналогию отношений. Аналогия свойств рассматривает сходные объекты, при этом переносимыми признаками являются их свойства (открытие новых месторождений полезных ископаемых в соответствии со свойствами уже известных). При аналогии отношений объекты характеризуются аналогичными отношениями (микро- и макромиры).

Различают строгую, нестрогую и ложную аналогии. При моделировании ответственных процессов в технике, применяют строгую аналогию (при создании термоядерного реактора, вместо гравитационного поля, удерживающего высокотемпературную плазму на Солнце, использовали сильное магнитное поле). Нестрогая аналогия используется при испытании моделей объектов (самолётов, кораблей, мостов, платин и т.п.) с целью получения заключения о возможном поведении их натурных образцов в реальных условиях эксплуатации. Примером ложной аналогии может служить имитация драгоценных камней, копии произведений искусства.

По классификации Г.О.Буша [5] различают функциональную (моделирование в технике функциональных свойств отдельных органов или систем живых организмов), структурную аналогию (сотовые элементы радиаторов и стен по принципу восковых сот, многоярусные высотные башни по аналогии со стеблями растений), аналогию внешней формы (брелки, приманки, куклы, маскировка и т.п.), аналогию материалов (искуственные материалы по образцу естественных, замена дефицитных и дорогостоящих материалов более доступными) и аналогию отношений (масштабирование, моделирование и т.п.).

При использовании синектики (мозговой штурм, проводимый специально обученной группой различных специалистов с активным использованием фантазии), как метода поиска новых технических решений, в процессе нахождения аналогичных ситуаций используются четыре вида аналогий:

- прямая (рассматриваемый объект сравнивается с более или менее аналогичным объектом из другой отрасли техники или объектом живой природы);

- личная – эмпатия (решающий задачу вживается в образ совершенствуемого объекта, пытаясь выяснить возникающие при этом чувства, ощущения);

- символическая (обобщённая, абстрактная аналогия, при которой осуществляется попытка кратко, в двух словах описать объект с помощью образной, поэтической метафоры или сравнения, например, книга – молчаливый рассказчик, сигарета – медленный убийца).

- фантастическая (задача решается в фантастических условиях, т.е. нужно представить изменяемый объект таким, каким бы его хотелось видеть в идеальных условиях, без учёта реальных ограничений и возможностей. После нахождения решения проблемы в нереальных условиях, необходимо перенести его в реальные и устранить возникающие помехи его реализации известными техническими средствами).

Рассмотренные виды и формы аналогий могут служить руководящим материалом при поиске новых технических решений путём последовательного систематизированного нахождения аналогов в различных областях знаний или исследования объекта в различных условиях.

2. Методика провидения поиска решения технической задачи методом аналогии.

Общие положения.

Студент выбирает технический объект (Т.О.) на своё усмотрение, после чего:

- ставит задачу по совершенствованию объекта и описывает проблемную ситуацию;

- ознакомившись с содержанием теоретической части (п.1), выбирает одну или несколько аналогий для использования при поиске возможных решений поставленной задачи, устраняющих проблемную ситуацию;

- выделяет ту часть объекта, которая не отвечает предъявляемым требованиям и представляет эту часть в виде модели;

- индивидуально или коллективно с использованием выбранных аналогий осуществляет поиск аналогичных решений, отвечающих поставленной задаче;

- выбирает возможные варианты устранения проблемной ситуации;

- наиболее предпочтительный вариант полученной модели проблемной части объекта переделывает так, чтобы обеспечить требуемое действие при выполнении обязательных условий задачи;

- описывает полученный вариант усовершенствованного Т.О.;

- оформляет отчёт по работе.

3. Пример реализации метода аналогии.

- В качестве Т.О. выбираем водосточную трубу [6].

- Задача заключается в том, что в осеннее – весенний периоды, внутри водосточных труб скапливается лёд, который многократно оттаивая и замерзая, превращается в ледяную пробку. При очередном потеплении эта ледяная пробка, подтаяв от нагревшейся трубы, камнем падает внутри трубы вниз, деформируя и ломая её.

- Для поиска возможных решений задачи выбираем фантастическую аналогию с использованием множества маленьких человечков, которые могут действовать, понимать, принимать решения и т.п.

- Проблемной является внутренняя полость водосточной трубы, т.к. именно в ней намораживается ледяная пробка, которая в холодное зимнее время смерзается с внутренней стенкой трубы, а в период оттепели падает, отделяясь от неё при подтаивании и разрушая целостность трубы. Для моделирования ситуации необходимо, чтобы маленькие человечки, имея руки, органы чувств, мозг и неограниченные возможности их применения, могли исполнять все реальные и фантастические требования управляющего ими человека. Такая модель обладает и достоинствами личной аналогии – эмпатии, при этом не имеет присущих ей недостатков (невозможность применять действия, неприемлемые для человеческого организма, например, растворение в чём-либо, разрезание, дробление и т.п.).

- Представим ледяную пробку в виде кучи маленьких человечков. Проблема возникнет тогда, когда крайние из них отцепятся от стенки трубы при её нагреве солнечными лучами, и все человечки кучей свалятся вниз, разрушая своей массой трубу. Необходимо добиться, чтобы человечки, отцепляясь, падали небольшими группами или по одиночке.

- Возможен вариант, когда самых сильных человечков размещают в центре кучи, при этом сверху они держатся за карниз крыши, а по высоте трубы друг за друга. Все остальные держались бы за них. В этом случае, если крайние человечки отцепятся от трубы, то и они и все остальные будут удерживаться находящимися в центре кучи, а при необходимости постепенно перемещаться вниз, не разрушая, при этом, трубу.

- Заменяя маленьких человечков в центре кучи реальными техническими средствами (верёвка, проволока, цепь), закреплёнными за карниз крыши и размещёнными внутри трубы, можно обеспечить удержание, образовавшейся за зиму, ледяной пробки в подвешенном состоянии, до её полного, постепенно, оттаивания.

- Решение: закрепить на карнизе крыши дома верёвку, проволоку или цепь и опустить её внутрь водосточной трубы.

4. Содержание отчёта.

1. Цель работы.

2. Выбор объекта совершенствования.

3. Постановка задачи и описание проблемной ситуации.

4. Решение проблемы с использованием различных видов аналогий.

5. Описание принятого решения.

5. Контрольные вопросы.

1. В чём сущность метода аналогии?

2. Строгая, нестрогая и ложная аналогии?

3. Аналогии по классификации Г.О.Буша?

4. Аналогии, используемые в синектике?

5. Этапы поиска решений методом аналогии?

Практическая работа №4

Функциональный анализ технических систем.

Материальная основа технических систем (Т.С.), их элементы, структура и функции находятся в закономерной связи между собой.

В материальной структуре Т.О. каждый его элемент и конструктивный признак имеет вполне определенную функцию (назначение), по обеспечению работы Т.О. [7].

Построение конструктивной функциональной структуры (К.Ф.С.) основывается на законе соответствия между функцией и структурой Т.О. [1].

К.Ф.С. представляет собой ориентированный граф, вершинами ко­торого являются наименования элементов Т.О. и объектов окружаю­щей среды (О.С.), а ребрами - функции элементов [1].

Для технологических процессов и способов обработки оператив­но-режимной структурой называется граф, вершинами которого явля­ются обрабатываемые объекты, а ребрами - элементарные операции с указанием режимов обработки.

Для материалов (веществ) структурой композиций называется граф, вершинами которого являются компоненты, из которых состоит композиция (материал), а ребрами - функции компонентов. К.Ф.С. в различных формах используются при анализе и изучении отдельных Т.О. и Т.С. в целом, при освоении новой техники и ее эксплуатации, в процессе проектирования и конструирования новых изделий и модернизации существующих.

Дата добавления: 2017-01-14