 |
Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ – 77)
|
|
|
|
Часть 1 Выбор задачи
1.1 Определить конечную цель решения задачи.
1.1.1 Какую характеристику объекта надо изменить?
1.1.2 Какие характеристики объекта заведомо нельзя менять при решении задачи?
1.1.3 Какие расходы снизятся, если задача будет решена?
1.1.4 Каковы (примерно) допустимые затраты?
1.1.5 Какой главный технико-экономический показатель надо улучшить?
1.2Проверить обходной путь. Допустим, задача принципиально нерешима: какую другую задачу надо решить, чтобы получить требуемый конечный результат?
1.2.1 Переформулировать задачу, перейдя на уровень надсистемы, в которую входит данная в задаче система.
1.2.2 Переформулировать задачу, перейдя на уровень подсистем (веществ), входящих в данную в задаче систему.
1.2.3 На трех уровнях (надсистема, система, подсистема) переформулировать задачу, заменив требуемое действие (или свойство) обратным.
1.3 Определить, решение какой задачи целесообразнее — первоначальной или одной из обходных. Произвести выбор.
Примечание. При выборе должны быть учтены факторы объективные (каковы резервы развития данной в задаче системы) и субъективные (на какую задачу взята установка — минимальную или максимальную).
1.4 Определить требуемые количественные показатели.
1.5 Увеличить требуемые количественные показатели, учитывая время, необходимое для реализации изобретения.
1.6 Уточнить требования, вызванные конкретными условиями, в которых предполагается реализация изобретения.
1.6.1 Учесть особенности внедрения, в частности степень сложности решения.
1.6.2 Учесть предполагаемые масштабы применения.
1.7 Проверить, решается ли задача прямым применением стандартов на решение изобретательских задач. Если ответ получен, перейти к 5.1. Если ответа нет, перейти к 1.8.
|
|
|
1.8 Уточнить задачу, используя патентную информацию.
1.8.1 Каковы (по патентным сведениям) ответы на задачи, близкие к данной?
1.8.2Каковы ответы на задачи, похожие на данную, но относящиеся к ведущей отрасли техники?
1.8.3 Каковы ответы на задачи, обратные данной?
1.9 Применить оператор РВС.
1.9.1 Мысленно меняем размеры объекта от заданной величины до 0. Как теперь решается задача?
1.9.2 Мысленно меняем размеры объекта от заданной величины до ∞. Как теперь решается задача?
1.9.3 Мысленно меняем время процесса (или скорость движения объекта) от заданной величины до 0. Как теперь решается задача?
1.9.4 Мысленно меняем время процесса (или скорость движения объекта) от заданной величины до оо. Как теперь решается задача?
1.9.5 Мысленно меняем стоимость (допустимые затраты) объекта или процесса от заданной величины до 0. Как теперь решается задача?
1.9.6 Мысленно меняем стоимость (допустимые затраты) объекта или процесса от заданной величины до ∞. Как теперь решается задача?
Часть 2. Построение модели задачи
2.1 Записать условия задачи, не используя специальные термины.
Примеры
А. Шлифовальный круг плохо обрабатывает изделия сложной формы с впадинами и выпуклостями, например, ложки. Заменять шлифование другим видом обработки невыгодно, сложно. Применение притирающихся ледяных шлифовальных кругов в данном случае слишком дорого. Не годятся и эластичные надувные круги с абразивной поверхностью — они быстро изнашиваются. Как быть?
2.2 Выделить и записать конфликтующую пару элементов. Если по условиям задачи дан только один элемент, перейти к шагу 4.2.
Правило 1. В конфликтующую пару элементов обязательно должно входить изделие.
Правило 2. Вторым элементом пары должен быть элемент, с которым непосредственно взаимодействует изделие (инструмент или второе изделие).
|
|
|
Правило 3. Если один элемент (инструмент) по условиям задачи может иметь два состояния, надо взять то состояние, которое обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции всей технической системы, указанной в задаче).
Правило 4. Если в задаче есть пары однородных взаимодействующих элементов (А1, А2... и Б1, Б2...), достаточно взять одну пару (А1 Б1).
Примеры
А. Изделие - ложка. Инструмент, непосредственно взаимодействующий с изделием, - шлифовальный круг.
2.3 Записать два взаимодействия (действия, свойства) элементов конфликтующей пары: имеющееся и то, которое надо ввести; полезное и вредное.
Примеры
А.1 Круг обладает способностью шлифовать.
2 Круг не обладает способностью приспосабливаться к криволинейным поверхностям.
2.4 Записать стандартную формулировку модели задачи, указав конфликтующую пару и техническое противоречие.
Примеры
А Даны круг и изделие. Круг обладает способностью шлифовать, но не приспосабливается к криволинейной поверхности изделия.
Часть 3 Анализ модели задачи
3.1 Выбрать из элементов, входящих в модель задачи, тот, который можно легко изменить и т. д.
Правило 5. Технические объекты легче менять, чем природные.
Правило 6. Инструменты легче менять, чем изделия.
Правило 7. Если в системе нет легко изменяемых элементов, следует указать «внешнюю среду».
Примеры
А Форму изделия нельзя менять: плоская ложка не будет держать жидкость. Круг можно менять (сохраняя его способность шлифовать)— таковы условия задачи.
3.2 Записать стандартную формулировку ИКР (идеального конечного результата).
Элемент (указать выбранный на шаге 3.1) сам (сама, само) устраняет вредное взаимодействие, сохраняя способность выполнять (указать полезное взаимодействие).
Правило 8. В формулировке ИКР всегда должно быть слово «сам» («сама», «само»).
Примеры
А Круг сам приспосабливается к криволинейной поверхности изделия, сохраняя способность шлифовать.
3.3 Выделить ту зону элемента (указанного на шаге 3.2), которая не справляется с требуемым по ИКР комплексом двух взаимодействий. Что в ней — вещество, поле? Показать эту зону на схематическом рисунке, обозначив ее цветом, штриховкой и т. п.
|
|
|
Примеры
А Наружный слой круга (внешнее кольцо, обод); вещество (абразив, твердое тело).
3.4 Сформулировать противоречивые физические требования, предъявляемые к состоянию выделенной зоны элемента конфликтующими взаимодействиями (действиями, свойствами).
3.4.1 Для обеспечения (указать полезное взаимодействие или то взаимодействие, которое надо сохранить) необходимо (указать физическое состояние: быть нагретой, подвижной, заряженной и т. д.).
3.4.2 Для предотвращения (указать вредное взаимодействие или взаимодействие, которое надо ввести) необходимо (указать физическое состояние: быть холодной, неподвижной, незаряженной и т. д.).
Правило 9 Физические состояния, указанные в п.п. 3.4.1 и 3.4.2 должны быть взаимопротивоположными.
Примеры
А. 3.4.1 Чтобы шлифовать, наружному слою круга надо быть твердым (или жестко связанным с центральной частью круга для передачи усилий).
3.4.2 Чтобы приспосабливаться к криволинейным поверхностям изделия, наружному слою круга не надо быть твердым (или не быть жестко связанным с центральной частью круга).
3.5 Записать стандартные формулировки физического противоречия.
3.5.1 Полная формулировка: (указать выделенную зону элемента) должна (указать состояние, отмеченное на шаге 3.4.1), чтобы выполнять (указать полезное взаимодействие), и должна (указать состояние, отмеченное на шаге 3.4.2), чтобы предотвращать (указать вредное взаимодействие).
3.5.2 Краткая формулировка: (указать выделенную зону элемента) должна быть и не должна быть.
Примеры
А. 3.5.1 Наружный слой круга должен быть твердым, чтобы шлифовать изделие, и не должен быть твердым, чтобы приспосабливаться к криволинейным поверхностям изделия.
3.5 2 Наружный слой круга должен быть и не должен быть.
Часть 4 Устранение физического противоречия
4.1 Рассмотреть простейшие преобразования выделенной зоны элемента, т.е. разделение противоречивых свойств.
4.1.1 В пространстве.
4.1.2 Во времени.
4.1.3 Путем использования переходных состояний, при которых сосуществуют или попеременно появляются противоположные свойства.
|
|
|
4.1.4 Путем перестройки структуры: частицы выделенной зоны элемента наделяются имеющимся свойством, а вся зона в целом — требуемым (конфликтующим) свойством.
Если получен физический ответ (т.е. выявлено необходимое физическое действие), перейти к 4.5, а если нет — перейти к 4.2.
Примеры
А Стандартные преобразования не дают очевидного решения задачи А, хотя, как мы увидим дальше, ответ близок 4.1 (4.1.2 и 4.1.4).
4.2 Использовать таблицу типовых моделей задач и вепольных преобразований. Если получен физический ответ, перейти к 4.4, а если нет — перейти к 4.3.
Примеры
А. По типовому решению вещество В2 надо развернуть в веполь, введя поле П и добавив В3 или разделив В2 на две взаимодействующие части. (Идея разделения круга начала формироваться на шаге 3.3. Но если просто разделить круг, наружная часть улетит под действием центробежной силы. Центральная часть круга должна крепко держать наружную часть и в то же время должна давать ей возможность свободно изменяться...). Далее по типовому решению желательно перевести веполь (полученный из В2) в феполь, т.е. использовать магнитное поле и ферромагнитный порошок. (Это дает возможность сделать наружную часть круга подвижной, меняющейся и обеспечивает требуемую связь между частями круга).
4.3 Использовать таблицу применения физических эффектов и явлений. Если получен физический ответ, перейти к 4.5, а если нет — перейти к 4.4.
Примеры
А По таблице подходит замена «вещественных» связей «полевым» путём использования электромагнитных полей.
4.4 Использовать таблицу основных приемов устранения технических противоречий. Если до этого получен физический ответ, использовать таблицу для его проверки.
Примеры
А По условиям задачи А надо улучшить способность круга притираться к изделиям разной формы (адаптация). Известный путь— использовать набор разных кругов. Проигрыш — потери времени на смену и подбор кругов (снижение производительности).
4.5 Перейти от физического ответа к техническому: сформулировать способ и дать схему устройства, осуществляющего этот способ.
Примеры
А. Центральная часть круга выполнена из магнитов. Наружный слой состоит из ферромагнитных частиц или абразивных частиц, спеченных с ферромагнитным. Такой наружный слой будет принимать форму изделия. В то же время он сохранит твердость, необходимую для шлифовки.
Часть 5 Предварительная оценка полученного решения
5.1. Провести предварительную оценку.
Контрольные вопросы:
5.1.1 Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР («Элемент сам...»)?
5.1.2 Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?
|
|
|
5.1.3 Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?
5.1.4 Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи, в реальных условиях со многими «циклами»?
Если полученное решение не удовлетворяет хотя бы одному из контрольных вопросов, вернуться к 2.1.
5.2 Проверить (по патентным данным) формальную новизну полученного решения.
5.3 Какие подзадачи могут возникнуть при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи — изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.
Часть 6. Развитие полученного ответа
6.1 Определить, как должна быть изменена надсистема, в которую входит измененная система.
6.2 Проверить, может ли измененная система применяться по-новому.
6.3 Использовать полученный ответ при решении других технических задач.
6.3.1 Рассмотреть возможность использования идеи, обратной полученной.
6.3.2 Построить таблицу «расположение частей — агрегатные состояния изделия» или таблицу «использованные поля — агрегатные состояния изделия» и рассмотреть возможные перестройки ответа по их позициям. Часть 7 Анализ хода решения
7.1 Сравнить реальный ход решения с теоретическим (по APИЗ). Если есть отклонения — записать.
7.2 Сравнить полученный ответ с табличными данными (таблица вепольных преобразований, таблица физических эффектов таблица основных приемов). Если есть отклонения — записать.
Размещено на Allbest.ru
|
|
|
