 |
Методы эвристического комплекса
|
|
|
|
Эвристическое объединение технических объектов, их элементов, веществ, функций, операций и даже технических объектов с живыми организмами лежит в основе методов эвристического комплекса.
В изобретательской практике применяются три схемы комплексного объединения элементов: новое + новое; новое + старое; старое + старое.
В некоторых случаях создание комплекса принципиально просто. Например, путем объединения насоса с такими объектами, как горелка, паровая кастрюля, радиатор, счетчик оборотов и лодка, были получены соответственно примус, паровая машина, калорифер, анемометр и катер без винта. Разумеется, что в комплекс могут быть объединены и не два, а большее количество технических объектов, устройств и элементов. Так, объединенные с тем же насосом ресивер и трубопровод дали компрессор, пресс и манометр - гидравлическую испытательную машину, ручка и перо - авторучку.
Метод интеграции заключается в комплексном объединении технических объектов или элементов, имеющих самостоятельное значение и сохраняющих его после объединения в новом комплексе. Французский инженер Ж. Кюнью в 1783 г. изобрел паровую повозку путем объединения телеги с паровым котлом.
Метод концентрирующей интеграции заключается в создании нового технического объекта путем такого объединения двух или нескольких элементов самостоятельного назначения, при котором они полностью или частично включаются один в другой.
Изобретатель А. М. Пастухов создал удочку для подледного лова с рукояткой, внутри которой смонтированы электромагнит с якорем, гальванический элемент, триггерный преобразователь, регулятор частоты колебаний и противовес со стержнем, а в передней части рукоятки расположен карман для запасных мормышек (авт. свид. СССР № 246956).
|
|
|
Метод создания телескопических конструкций является разновидностью метода концентрирующей интеграции. Изобретатели Н. А. Берчин, О. М. Устинович и Г. Г. Намзер предложили устройство для подвода жидкости к подвижным объектам и для ее отвода, отличающееся тем, что с целью уменьшения утечек жидкости за пределы устройства применены телескопически раздвигаемые подводящие трубы, смонтированные внутри телескопических раздвигаемых отводящих труб (авт. свид. СССР №240191).
Метод пространственного сращения также является разновидностью метода концентрирующей интеграции. Примерами его применения для создания технических объектов могут служить стенные шкафы, радиоаппараты, встроенные в полки или в секретер, зеркало, вделанное в дамскую сумочку, аппараты связи, встроенные в рабочий стол.
Метод агглютинации осуществляется путем присоединения к основному техническому объекту другого, который может и не иметь самостоятельного значения, причем присоединение может осуществляться без изменения конструкции соединяемых объектов и быть временным.
На основе метода агглютинации создан электронный вычислительный центр. К основной машине можно по мере надобности присоединить несколько десятков внешних устройств - перфораторов, накопителей, приспособлений для ввода и печатания информации.
Метод объединения технических объектов посредством применения промежуточных элементов или операций позволил группе изобретателей Рижского государственного электротехнического завода ВЭФ под руководством Ю. П. Поне разработать новый способ установки радиоэлементов с гибкими выводами на платы с печатным монтажом. Оригинальность способа заключается в том, что радиоэлементы закрепляют на пленку с размещенными в отверстиях элементами на плату и после соединения выводов пленку как промежуточный элемент удаляют, например, растворением (авт. свид. СССР № 202258).
|
|
|
Метод объединения нескольких процессов был применен при создании способа переработки отходов титана. Особенность способа заключается в совокупном применении процессов хлорирования исходных отходов титана четыреххлористым титаном в среде хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов при температуре порядка 600-650°С, отделение низших хлоридов титана от примесей и восстановление низших хлоридов титана магнием или натрием (авт. свид. СССР № 188674).
Метод объединения технических элементов или систем с живыми организмами в единую техническую систему является прогрессивным приемом решения изобретательских задач. В США создан сверхчувствительный прибор, фиксирующий запах ядовитых газов. В основе этого прибора живая муха, обладающая высокой чувствительностью к запахам. К ее нервным окончаниям присоединены электроды по которым поступает сигнал о появлении газов.
Метод агрегатирования заключается в создании новых технических объектов путем объединения стандартных технических элементов, имеющих самостоятельное назначение. Методом агрегатирования в последние десятилетия создаются большинство моделей мировых автопроизводителей: так “платформа» таких разных на первый взгляд автомобилей как Nissan Quashkai, Nissan Tiida – единая. Они отличаются формой кузова и дизайном салона. Остальные узлы (двигатель, коробка передач, элементы светотехники и пр) задействованы во всем модельном ряду Nissan и Renault. Еще раньше метод агрегатирования получил распространение в производстве различных военных автомобилей на едином шасси, например, ЗИЛ-131: автомастерские, генераторные станции, обычные бортовые грузовики и пр. В свою очередь в автомобилестроение агрегатирование пришло из тракторостроения – трактор имеет смысл лишь в комплекте с навесным оборудованием: плугами, боронами (для сельского хозяйства), отвалами, ковшами (для строительных машин), скребками, щетками (для коммунального хозяйства) и пр.
Метод объединения унифицированных элементов, узлов, деталей, будучи эффективным методом технического творчества, редко дает решение задания на уровне изобретения. Им пользовался Леонардо да Винчи при создании оригинальной конструкции конюшни. Все здание по проекту Леонардо да Винчи возводилось из унифицированных элементов. В ширину конюшня состояла из трех отделений. Среднее отделение предназначалось для перехода и обслуживания, два боковых - для размещения лошадей. Здание могло быть увеличено в длину наращиванием стандартных секций.
|
|
|
Метод модульных элементов - разновидность рассматриваемого метода - применил еще Поллион Марк Витрувий, который установил модуль для калибров свинцовых водопроводных труб.
Модульный метод очень широко используется в строительстве. Использование двух типов объемных модулей позволило построить более 70 зданий пионерского лагеря "Новый Артек", в том числе спальных корпусов, столовых, комнат, приемных и медицинских корпусов, пищевых блоков, костровых площадок, гостиниц. В типовых панельных домах с 1980-х годов модули санузлов (изолированные ванная комната и туалет с установленной сантехникой и отделкой) изготавливаются на ДСК и представляют собой отдельный модуль. Широко применяются блочно-модульные котельные установки, собираемые из 2-3 блоков-контейнеров, собранных на заводе-изготовителе и нуждающиеся только в стыковке и подключению к внешним сетям (электросети, водопроводу, канализации, газопроводу).
Метод объединения микромодулей в техническом творчестве интенсивно начал использоваться в конце 50-х и в начале 60-х годов главным образом в электронной промышленности. Микромодуль - это простейший стандартный миниатюрный узел радиоэлектронной аппаратуры, собранный из диэлектрических пластинок с укрепленными на них микроэлементами схем.
Метод был с успехом применен при создании американской стратегической ракеты "Минитмэн-2", оперативно-технической ракеты "Першинг", ракет "Cnappoy-l", "Сайдвиндер", "Фалкон", "Феникс" и др.
Метод смешивания - один из простейших методов физического объединения материалов и веществ. Ф. Гофман в 1718 г. приготовил капли, прославившие его имя, смешав одну часть эфира с тремя частями спирта. Путем смешивания жидкого нитроглицерина с твердым пористым пироксилином А. Нобель изобрел динамит.
|
|
|
Метод легирования широко используют изобретатели для создания новых сплавов. Так, например, А. М. Корольков и Е. В. Безус создали новый сплав на основе меди, содержащий марганец и отличающийся тем, что он легирован цезием и цирконием с целью уменьшить удельное электросопротивление без применения температурного коэффициента электросопротивления (авт. свид. СССР №241673).
Метод непрерывного потока предполагает такое объединение материальных элементов производства, которое позволяет параллельно выполнять процессы, операции и приемы на участке производства и обеспечить непрерывное последовательное движение предмета труда через рабочие места в строго установленном ритме.
Метод непрерывного потока в производстве применяется около ста лет - со времени изобретения конвейера. Одним из первых ленточных конвейеров был "песковоз" русского изобретателя А. Лопатина, предназначавшийся для транспортировки золотосодержащих песков на приисках Восточной Сибири.
Методом увеличения количества одновременно выполняемых функций вместо сохи, лишь царапавшей почву, примерно за два столетия до нашей эры был изобретен плуг, который не только разрезал дерн, но и переворачивал вспаханный пласт.
Одной из отличительных особенностей устройства для гидравлической защиты погружного электродвигателя, предложенного коллективом изобретателей под руководством Б. А. Красикова, является то, что турбина двигателя одновременно выполняет функции пяты (авт. свид. СССР №237469).
Метод увеличения количества последовательно выполняемых функций позволяет создавать универсальные технические объекты. Рижский изобретатель О. Рутенберг предложил кровать-носилки для больных (патент Латвии № 307). Советский изобретатель И. А. Тихонов разработал способ пуска синхронных компенсаторов путем включения машины на время асинхронного режима через пусковой блок. Отличительной особенностью способа является использование пускового блока для последовательного пуска нескольких машин (авт. свид. СССР №239409).
Метод дублирования заключается в удвоении рабочих органов, рабочих позиций, технологических процессов. Латышский изобретатель Я. Абеле предложил граммофонную иглу с двумя заостренными концами (патент Латвии № 1907). Путем дублирования веретен Леонардо да Винчи изобрел двухверетенную самопрялку.
Метод компаундирования состоит в том, что для увеличения производительности параллельно соединяют два технических объекта. Спаривание осуществляется различными приемами: технические объекты устанавливаются параллельно как независимые агрегаты, связываются синхронизирующими, транспортными или другими устройствами, наконец, конструктивно объединяются в один агрегат.
|
|
|
Методом компаундирования древнегреческий изобретатель Ктесибий Александрийский изобрел двухсторонний пожарный насос. Русский изобретатель И. Ползунов в 1763 г. создал двухцилиндровую паровую машину.
Метод резервирования состоит в увеличении количества ненадежных технических объектов для повышения надежности технического объекта в целом.
В 1859 г. по проекту И. Брюнеля в Англии был сооружен корабль "Грейт Истерн", прозванный "Левиафаном", считавшийся чудом своего времени и описанный Жюль Верном в его романе "Плавающий город". Корабль имел трехкратное резервирование двигателей - он был оборудован гребными колесами диаметром 17 м, гребным винтом и парусами.
Метод мультипликации рабочих органов является простым, эффективным и одним из наиболее распространенных в изобретательской практике. Методом мультипликации отдельных блоков Архимед изобрел полиспаст. Русский изобретатель Р. Глинков в 1760 г. сконструировал 30-веретенную льнопрядильную машину, приводившуюся в действие водяным колесом.
Методом мультипликации рабочих позиций Леонардо да Винчи создал серию многоствольных органных пушек. Одна из них имеет 33 ствола, расположенных в три ряда. Одновременно стреляют 11 стволов, оборудованных общим устройством для воспламенения заряда. По этому же методу созданы русская ракетница Петра Первого и скорострельное 44-ствольное орудие А. К. Нартова, изготовленное в 1741 г.
Метод увеличения количества обрабатываемых деталей, обрабатываемых одновременно на одной рабочей позиции. Один из вариантов применения этого метода - бесцентровое шлифование с непрерывной подачей заготовок. Другой вариант - расширение номенклатуры поочередно обрабатываемых деталей за счет применения на одном штамповочном прессе нескольких гидроцилиндров, каждый из которых выполняет роль отдельной прессовой головки упрощенной конструкции, а также различных насадок, положение которых можно изменять и получать детали различных размеров и формы.
Метод дифференциации операций, суть которого состоит в разделении различных этапов обработки одной детали по разным специализированным рабочим местам. Дифференциация операций ведет к специализации рабочих мест, повышению производительности, экономии материала на каждом из них за счет опыта.
Методом многоэтажных конструкций создан многоступенчатый архимедов винт для откачки воды, описанный Джеронимо Кардано (1501-1577), известный "вольтов столб", изобретенный Александром Вольта в 1799 г..
Метод многослойных конструкций позволил коллективу изобретателей, руководимому Ш. А. Фурманом, прийти к идее создания ювелирных изделий, имитирующих драгоценные камни. Особенностью изделий является многослойный интерференционный фильтр с чередующимися слоями металлов и диэлектриков, который позволяет получать различные цвета и оттенки (авт. свид. СССР №189535).
Метод гирлянд заключается в мультипликации аналогичных технических объектов путем их последовательного присоединения к связывающему нитевидному элементу.
Древнейшими изобретениями, созданными по методу гирлянд, являются разного рода ожерелья: из раковин улиток, кусочков скорлупы яиц, зубов зверей и летучих.мышей, змеиных костей, птичьих клювов и сушеных ягод.
Метод гирлянд можно усмотреть в построении блоков солнечных батарей, систем ветрогенераторов и пр.
Метод каскадных конструкций и процессов использовали изобретатели Е. X. Ремпе и Т. М. Грюнберг при разработке способа определения содержания аминокислот и сахаров в корневых высших растениях, отличающегося тем, что с целью уменьшить потери аминокислот и сахаров и определить количество этих веществ жидкую питательную среду из-под растений пропускают через каскад колонок с ионообменными смолами (авт. свид. СССР №249028).
Этот метод заложен в основу конструкции каскадной пламенной печи для обжига ртутной руды и каскадного холодильника.
Метод многоступенчатых конструкций и процессов позволил Ч. Парсону в 1876 г. создать многоступенчатую реактивную турбину.
Метод сплетения основывается на объединении гибких однородных технических элементов. Аборигены Новой Гвинеи изобрели плетеный гамак и спальные мешки из травы киран. Южноамериканские индейцы изобрели "типити" - трубчатый пресс для отжима несъедобного сока из клубней маниоки при изготовлении муки. Трубка пресса сплетается из диагонально расположенных растительных волокон, которые сжимаются, если трубу тянуть за оба конца.
Развитие метода сплетения привело к появлению прядения, вязания, ткачества. В нанотехнологиях метод сплетения применяют при создании углеродных нанотрубок.
|
|
|
