АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ГРУПП МЕТОДОВ УЛУЧШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

Любое техническое устройство представляет собой сложную целостную систему, характеризующуюся набором взаимосвязанных параметров (характеристик). Значение любой из этих характеристик может быть улучшено для расширения области применения устройства и повышение его конкурентоспособности по сравнению с аналогами. Разработкой и анализом универсальных параметров занимался советский учѐный- изобретатель Г. С. Альтшуллер [1]. Целью исследования является анализ существующих групп методов и приемов улучшения эксплуатационных характеристик устройств.

Для улучшения значения этих характеристик (параметров) технического устройства используются специальные приѐмы и методы. Существует множество методов поиска новых идей в области изобретательства. Каждый из методов имеет целью облегчить поиск решения творческой задачи. Целесообразность применения метода (приема), принадлежащего к той или иной группе, в частности, зависит от сложности решаемой задачи. Условные графики зависимости трудоемкости решения творческой задачи от еѐ сложности для различных групп методов показаны на Рисунке 1 [2].

В настоящее время арсенал методов активизации творческой деятельности по данным разных авторов насчитывает до 50 наименований [5]. Это алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) и теория решения изобретательских зада (ТРИЗ) Г.С. Альтшуллера [2]; морфологический анализ; мозговой штурм; функционально- стоимостный анализ и ряд других.

Улучшение значения характеристик технического устройства относится к решению сложных задач, для которых целесообразно применять методы направленного поиска, содержащие ТРИЗ, сформулированную в виде совокупности следующих положений: эффективная технология решения изобретательских задач основывается на сознательном использовании развития технических систем и для преодоления физических противоречий программа их выявления должна иметь информационный фонд, включающий фонд изобретательских приемов, выявленный путем анализа больших массивов современной патентной информации. Фонд должен быть представлен в виде таблицы использования приемов [2].

В концепции ТРИЗ приѐмы улучшения значения  характеристик технических устройств разделены на эвристические и конструктивные.

Эвристические методы обеспечивают выявление, обработку и упорядочение системы закономерностей, механизмов и методологических средств антиципации, конструирования нового задания и целеустремленных способов деятельности на основе обобщения прежнего опыта и опережающего отражения моделей будущего с целью полного удовлетворения потребностей моделей. Эвристические приемы можно разделить на два класса: индивидуальные и межотраслевые. Индивидуальные приемы пополняются при анализе существующих изобретений и используются при решении последующих изобретательских задач. В межотраслевых приемах могут быть использованы примеры решения изобретательских задач, а также прототипы новых технических решений. Эвристические приемы являются способом решения изобретательских задач, когда улучшение технической системы обеспечивается без ухудшения значимых для неѐ параметров [3].

Наиболее четко описана и структурирована база эвристических приемов, используемых в области изобретательства в ТРИЗ, разработанной Г.С. Альшуллером. Приѐмы были созданы для разрешения или преодоления технических противоречий, возникающих при изменении одной их характеристик технического устройства. Работа по составлению списка таких приѐмов была начата Г. С. Альтшуллером ещѐ на ранних этапах становления ТРИЗ. Для их выявления понадобился анализ более сорока тысяч авторских свидетельств и патентов [1]. Эти приѐмы представляют большую эвристическую ценность для изобретателей.

Конструктивные методы улучшения основаны на конструктивных (коренных) изменениях свойств изобретений. Под конструктивным моделированием понимается модификация (видоизменение) исходной конструкции изделия с целью изменения еѐ характеристик: формы, размеров, конструктивных параметров элемента. К конструктивным параметрам устройства можно отнести его длину, ширину, толщину, используемый материал и.т.д. В результате изучения и анализа патентной документации более 150 новейших изобретений были сделаны выводы, что изменение конструкции технического устройства позволяет повысить надежность, точность, прочность и чувствительность технического устройства, расширить область его применения и упростить конструкцию.

Конструктор, применительно к определенному виду изделий, может сформулировать и отобрать для себя наиболее подходящий набор обобщенных (наиболее встречающихся) приемов совершенствования эксплуатационных характеристик, которые сможет в дальнейшем пополнять, анализировать и с успехом использовать.

Следует отметить, что в некоторых случаях конкретные приемы улучшения одной и той же эксплуатационной характеристики, выявленные в разных изобретениях, можно объединить в один прием с более общей формулировкой.

После того, как для исследуемого вида технических устройств выявлены обобщенные приемы, их необходимо классифицировать по ряду разнородных признаков и выявить наиболее эффективные приемы улучшения эксплуатационных характеристик [4].

В результате можно создать классификационную таблицу приемов, в каждой клетке которой могут быть размещены краткие формулировки обобщенных приемов (Табл.1).

Таблица 1  

Классификация обобщенных приемов улучшения эксплуатационных характеристик

В Табл.1: N - целое число, количество обобщенных целей (т.е. улучшаемых характеристик); m≠k - целые числа, показывающие количество выявленных приемов улучшения той или иной характеристики.

В качестве критериев эффективности выявленных обобщенных приемов совершенствования эксплуатационных характеристик можно рассматривать:

·   количество одновременно улучшаемых эксплуатационных характеристик при использовании одного и того же приема (например, прием 3.1. позволяет одновременно улучшить и чувствительность и надежность);

·   эффективность улучшения той или иной эксплуатационной характеристики при использовании одного приема.

 В результате данного исследования проведен анализ эвристических и конструктивных приемов улучшения характеристик, рассмотрены критерии эффективности обобщенных приемов.

Список литературы

1.     Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. – М: Московский рабочий, 1969. - 272 с

2.     Альтшуллер Г.С. Основы изобретательства. – Воронеж: Центрально-Черноземное кн. изд., 1964, 240 с

3.     Альтшуллер Г.С. Как научиться изобретать. – Тамбов: Кн. изд., 1961, 128 с.

4.     Петрова И.Ю. Микроэлементы систем управления с распределенными параметрами различной физической природы // изд. Наука, М., 1979 - 111 с.

5.     Шустов М.А. Методические основы инженерно-технического творчества. – Томск: Изд-во Томск. политехн. ун-та, 2010. – 78 с.