- •Введение
- •Творчество и инженерная деятельность
- •Краткие сведения о методах изучения технических объектов в процессе инженерной деятельности
- •Сравнение и измерение
- •Индукция и дедукция
- •Анализ и синтез
- •Абстракция
- •Моделирование
- •Аналогии. Аналог и прототип
- •Инвариантные понятия техники
- •Основы функционального анализа технических систем
- •Методика функционального анализа Классификация элементов технических систем
- •В зависимости от выполняемых функций
- •Критерии развития технических объектов Понятия качества и технического уровня технического объекта
- •Классификация критериев развития технических объектов
- •Законы строения и развития технических систем
- •Поколения и модели технических объектов
- •Законы и закономерности строения техники
- •Закон полноты частей системы
- •Закон энергетической проводимости частей системы
- •Закон согласования ритмики частей системы
- •Закон прогрессивной эволюции техники
- •Закон стадийного развития техники
- •Жизненный цикл технических систем
- •Методы активизации творческого мышления
- •Метод «проб и ошибок»
- •Метод эвристических приемов
- •Метод мозгового штурма
- •Метод синектики
- •Метод морфологического анализа
- •Метод контрольных вопросов
- •Алгоритмом решения изобретательских задач
- •Вепольный анализ
- •Функционально-стоимостной анализ
- •Постановка технической задачи
- •Основные операции процесса постановки технической задачи
- •Краткое описание проблемной ситуации
- •Описание функции (назначения) технического объекта
- •Выбор прототипа
- •Составление списков недостатков прототипа и требований к разрабатываемому техническому объекту
- •Формулирование исходной задачи
Постановка технической задачи
Процесс создания нового технического объекта, в общем случае, представляет собой последовательный поиск и выбор проектно-конструкторских решений шести типов задач. При этом постановка задачи очередного типа во многом определяется найденным решением задачи предыдущего типа, что обусловливает иерархию инженерных задач, аналогичную иерархической соподчиненности инвариантных понятий техники, приведенной на рисунке 4.
Задачи 1-го типа – это задачи выбора удовлетворяемой потребности. Эти задачи являются задачами внешнего проектирования и относятся к области маркетинга и маркетинговых исследований. Поиск решения задач этого типа заключается в выборе ответа на вопрос: «Какую потребность должно удовлетворять новое изделие и сколько примерно потребителей этого изделия следует ожидать?» В соответствии с принятым решением выполняется качественное описание технической функции нового изделия, обосновываются и определяются значения его критериев эффективности: производительности, надежности, экономичности и других.
Задачи 2-го типа – это задачи выбора физической операции для реализации заданной потребности. В настоящее время практически любая потребность и, следовательно, техническая функция объекта, удовлетворяющая эту потребность, может быть реализована выполнением одной или некоторого множества физических операций над различными по виду и физической сущности входными потоками вещества, энергии и информации. Выбор конкретной физической операции осуществляют, исходя из возможностей получения с помощью данной операции наибольшего эффекта преобразования входного потока вещества, энергии и информации в выходной поток, обеспечивающий заданные количественные характеристики технической функции проектируемого изделия.
Задачи 3-го типа – это задачи выбора функциональной структуры разрабатываемого технического объекта. В ходе решения задач этого типа рассматриваются альтернативные функциональные структуры, которые позволяют реализовать заданную техническую функцию (потребность) при выбранной физической операции. Выбор наиболее рациональной из них производится с учетом достижения требуемых потребительских качеств и оптимального распределения функций между человеком и технической системой.
Задачи 4-го типа – это задачи выбора физического принципа действия. В отличие от задач 3-го типа, в которых поиск решения осуществляется на уровне конструктивной функциональной структуры изделия (состава его элементов и их функций), задачи 4-го типа рассматриваются на физическом уровне, т. е. на уровне свойств функциональных элементов, обусловливающих их способность выполнять заданные функции. Разработка физического принципа действия – один из самых высоких по творческому уровню этапов создания новых технических объектов, поскольку решение задач этого типа связано с поиском и выбором таких физико-технических эффектов, которые позволяют каждому элементу изделия и изделию в целом с наибольшей эффективностью выполнять заданную техническую функцию.
Задачи 5-го типа – это задачи выбора технического решения. Поиск решения задач этот типа направлен на разработку оптимального технического решения по составу элементов изделия, их взаимному расположению, способам и средствам их соединения, применяемым материалам и другим признакам конструктивного исполнения элементов и изделия в целом, позволяющим с наибольшей эффективностью реализовать выбранный физический принцип действия.
Задачи 6-го типа – это задачи определения оптимальных значений параметров выбранного технического решения. Данный тип задач наиболее трудоемкий из рассмотренных, так как любой технический объект обычно характеризуется множеством параметров: габаритами и массой его элементов, их физико-механическими свойствами, а также показателями самого объекта – надежностью, производительностью, мощностью установленных двигателей и т. д. При решении задачи 6-го типа ставят и решают частные подзадачи по определению оптимальных значений параметров технического объекта и его отдельных элементов.
Следует отметить, что с повышением иерархического уровня задачи (от 6-го типа до 1-го) дает все более весомый технико-экономический эффект. Самый большой эффект обеспечивает выявление новых потребностей на этапе маркетинговых исследований.