- •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
Законы строения и развития технических систем
Современное состояние науки о законах техники представлено пока системой инвариантных понятий техники, понятиями о законах и закономерностях строения и развития техники, рядом возможных формулировок законов техники и другими результатами фундаментальных исследований, относящихся к техносфере. Однако даже имеющиеся результаты исследований истории техники позволяют разрабатывать эффективные методологию и методы инженерного творчества, определять оптимальные структуру и параметры технических объектов в их следующих поколениях.
Поколения и модели технических объектов
В новых технических объектах выделяют новые поколения и новые модели. Новое поколение технического объекта обладает более существенными отличиями от предыдущего поколения, чем новая модель его от предшествующей модели.
Новое поколение технического объекта от его предыдущего поколения может отличаться функциональной структурой, принципом действия или значительными различиями в техническом решении и имеет более высокие потребительские качества. Как правило, любое поколение технического объекта реализуется в виде нескольких различающихся моделей этого технического объекта.
Новые модели технического объекта имеют общие признаки технического объекта поколения, к которому они относятся (функциональную структуру, физический принцип действия, техническое решение). Модели технического объекта отличаются между собой конструктивным исполнением на уровне параметров и признаков технического решения (размерами и геометрической формой отдельных элементов, их взаимным расположением, способом закрепления и т.п.), обеспечивающих некоторое улучшение потребительских качеств.
Законы и закономерности строения техники
На основе результатов статистического анализа патентного фонда изобретений Г.С. Альтшуллер выявил три условия принципиальной жизнеспособности технических систем, которые он сформулировал в виде трех законов строения технических систем:
- закона полноты частей системы;
- закона энергетической проводимости частей системы;
- закона согласования ритмики частей системы.
Закон полноты частей системы
Закон полноты частей системы отражает необходимость наличия в любой жизнеспособной технической системе четырех частей:
- рабочего органа, осуществляющего обработку предмета труда;
- двигателя, преобразующего вещество или извне полученную энергию в конечный вид энергии, необходимый для реализаций рабочим органом технологической функции;
- трансмиссии, передающей энергию от двигателя к рабочему органу;
- органа управления, осуществляющего управляющее воздействие на части системы.
Полной техническая система является тогда, когда она имеет все необходимые элементы (подсистемы) для выполнения своих функций без участия человека. При отсутствии тех или иных элементов их заменяет человек. Во многих относительно простых технических объектах имеет место совмещение одним элементом системы нескольких функций. Например, спортивный лук – это техническая система, состоящая из стрелы (рабочий орган), дуги (двигатель) и тетивы, выполняющей две функции: функции двигателя и трансмиссии. Отсутствует орган управления. Этот отсутствующий в луке элемент, как и отсутствующий внешний источник энергии, восполняет человек.