סתירה טכנית (TC) היא מודל לתיאור IS, שבו מודגשות ההשלכות הרצויות והבלתי רצויות של שינוי ספציפי ב-TS. Spurs on Robot Design ו-RTS - קובץ Spurs.doc

מה זה TP. נוסחאות TP. מדוע יש צורך לנסח TP. דוגמאות TP.

הבנת המחלוקת הטכנית

הסתירה הטכנית מנוסחת מיד לאחר ה-AP והיא שילוב של השלכות חיוביות ושליליות ביישום השיטה לפתרון הבעיה.

הניסוחים המוכללים של ה-TP הם כדלקמן:

TP1: אם A, אז B +, אבל C -,

TP2: אם Ã, אז B -, אבל C +

כאן A היא הפעולה או המצב שנבחרו,

à (קרא "לא A") - הפעולה או המצב ההפוכה.

B ו-C הם שני סוגים של השלכות.

דוגמא.המשימה היא למצוא עבודה.

TP1: אם אתה הולך לסוכנות גיוס, אתה יכול למצוא עבודה (בתוספת B-consequence), אבל אתה צריך לשלם כסף (מינוס C-consequence).

TP2: אם לא תיצור קשר עם סוכנות גיוס, אז הכסף יהיה בטוח (בתוספת C-consequence), אבל לא תהיה עבודה (מינוס B-consequence).

מדוע יש צורך לנסח TP

קודם כל, ניסיון לנסח את ה-TP מאפשר לקבוע האם יש סתירה בבעיה או לא. נוכחות של סתירה, במיוחד כאשר פותרים את הבעיה "עם זקן", אשר במשך שנים רבות לא יכלה להיפתר על ידי אנשי מקצוע, פירושה שניתן למצוא פתרון לא סטנדרטי ופורץ דרך שמפתח תעשייה או מערכת נתונה.

התוצאה השנייה של גיבוש ה-TP: ישנן 40 טכניקות לפתרון סתירות כאלה וטבלת חיפוש אחר הטכניקות המתאימות ביותר.

התוצאה השלישית של ניסוח ה-TP: אחריו קל לנסח סתירה פיזית, נוקשה עוד יותר, אבל נדרשים רק שלושה שלבים כדי לפתור אותה.

4.3. סתירה פיזית

מה זה FP. מהי הנוסחה ל-FP. מדוע יש צורך לגבש את ה-OP. דוגמאות FP. מה נעשה לאחר ניסוח ה-OP.

הבנת סתירה פיזית

סתירה פיזית היא שילוב של דרישות מנוגדות, פעולות, מצבים והשלכות חיוביות שונות.

FP1: אתה צריך לפנות לסוכנות גיוס כדי למצוא עבודה.

FP2: אל תלך לסוכנות גיוס כדי לחסוך כסף.

מדוע יש צורך לגבש את ה-OP

סתירה פיזיקלית מתגבשת על מנת למצוא פתרון לא סטנדרטי בעזרת שיטות ליישובה במרחב, בזמן, במערכות יחסים (מצבים).

נוסחת FP

נוסחאות FP יכולות להיות כדלקמן:

"A הכרחי ו-A אינו הכרחי", "A צריך להיות ו-B צריך להיות".

5. טכניקות לפתרון סתירות

מה זה "קבלה". דוגמאות לטכניקות לפתרון סתירות טכניות. למה אתה צריך טריקים. מתי וכיצד משתמשים בטכניקות. דוגמאות ליישום טכניקות.

הבנת קבלה.

קבלה היא פעולה או אינדיקציה לפעולה המובילה לתוצאה רצויה.

לדוגמא: אוטובוס ארוך יכול להיות לחלקלשני חלקים (קבלה "ריסוק") ו לְחַבֵּרציר (קבלה "אגודה").

שיטות הרשאת TP.

בטכנולוגיה של פתרון בעיות המצאתי (TRIZ), ידועות יותר מ-40 טכניקות לפתרון סתירות טכניות.

לדוגמה: טכניקת "עשה זאת מראש", טכניקת "עשה זאת הפוך" ואחרות.

6. תוצאה סופית אידיאלית (עגל)

מה זה ICR. למה להשתמש ב-IFR, באילו מצבים. מהי התוצאה של יישום IFR. מהי נוסחת IFR, תן דוגמאות לניסוח במצבים שונים.

7. משאבים

מהם משאבים. מהם המשאבים. למה אתה צריך משאבים כשמחפשים פתרון. איך לחפש משאבים במצב. כיצד משאבים הופכים לפתרון לבעיה.

הבנת משאבים.

משאב הוא משהו שניתן להשתמש בו כדי לפתור בעיה, ממנו ניתן לבנות פתרון באמצעות טכניקה. במילים אחרות, משאב הוא היכולות של המערכת עצמה ושל הסביבה המשמשת ליצירת המצב הרצוי. והאפשרויות הן תכונות, אמצעים, שיטות, תכונות.

8. פתרון

מה הפתרון. למה צריך פתרון ולמה.

9. חוק סיבה ותוצאה

הבנת החוק

הם אומרים על החוק שהוא "קשר יציב, חוזר בין תופעות מסוימות, אירועים".

נוסח החוק:הכל גורם והכל תוצאה. אפשרות: לכל דבר יש סיבה, לכל דבר יש תוצאה. לכל דבר יש סיבה, לכל דבר יש תוצאה.

שימוש בחוק

הניסוחים של TP1 ו-TP2 מראים את פעולת חוק הסיבה והתוצאה.

דוגמאות לשימוש בחוק

10. חוק האיחוד וההתנגשות

נוסח החוק

שימוש בחוק

דוגמאות לשימוש בחוק

12. חוק הגברת האידיאליות

נוסח החוק

שימוש בחוק

דוגמאות לשימוש בחוק

13. חוק הפיתוח באמצעות סתירות

נוסח החוק

שימוש בחוק

דוגמאות לשימוש בחוק

3/ ארגון

מדוע יש צורך בארגונים. מה יקרה בהיעדר ארגונים. מהו "ארגון" כאובייקט. מהו "ארגון" כתהליך. דוגמה לארגון כנושא וכתהליך.

9/פעילות

מהי פעילות. מהי התוצאה של הפעילות. מהן תכונות הפעילות.

מה ההבדל העיקרי בין פעילות לעבודה? דוגמה לפעילות ועבודה.

9/ תִכנוּן

מהי "תוכנית" ולמה היא נחוצה. מה זה "תכנון". מה התוצאה של התכנון. מה ההבדל בין תכנית לתכנית לתכנית עסקית. כיצד להגן על התוכנית מפני כישלון וכוח עליון.

דוגמה לתכנון.

10/ פוּנקצִיָה

מהי פונקציה. במה שונה פונקציה ממשימה? מה התוצאה של ביצוע הפונקציה.

דוגמה לפונקציה.

11/ פִּתָרוֹן

מה הפתרון. למה צריך החלטה. מה הקושי בקבלת החלטה? מה התוצאה של ההחלטה. מה התוצאה של ההחלטה. דוגמה לפתרון.

12/ פתרון יעיל

מהו "פתרון יעיל"? מה ההבדל בין פתרון יעיל לפתרון קונבנציונלי?

13/ תהליך פיתוח פתרונות

כיצד לפתח פתרון יעיל. היכן מתחיל תהליך קבלת ההחלטות? מה התוצאה של ההחלטה. דוגמא.

14/ הערכת איכות הפתרון

למה אתה צריך להעריך את איכות הפתרון. על סמך מה הפתרון מסווג כמצוין.

דוגמה לפתרון והערכתו.

15/ תהליך קבלת החלטות

היכן מתחיל תהליך קבלת ההחלטות? כיצד מסתיים תהליך קבלת ההחלטות? איך עובד תהליך קבלת החלטות אפקטיבי? מדוע תהליך קבלת ההחלטות אינו יעיל.

16/ תהליך יישום

כיצד מתחיל תהליך הביצוע? כיצד מסתיים תהליך היישום? תן דוגמה לתהליך ביצוע ההחלטה.

17/ מעקב אחר יישום ההחלטה

מה זה "שליטה". למה יש צורך בשליטה. בשביל מה יש שליטה? כאשר אין צורך בשליטה. אילו צורות שליטה אפשריות. תן דוגמאות.

דוגמא.

כבר בימי קדם, אנשים צדו כדי לשרוד. לציד מוצלח של בעלי חיים, אנשים השתמשו בסוגים שונים של פיתיונות. בזמננו, יש מצוד אמיתי אחר מוכרים אחר קונים.

סוחרי סמים משתמשים בטכניקות המצאתיות מתוחכמות במיוחד. הנה ההמצאה שבה משתמש סוחר סמים כדי לערב לקוח חדש.

המוכר נושא את "הסחורה" בקופסת גפרורים.

AP: אנחנו צריכים למשוך לקוח חדש, אבל איך? איך עושים את זה בדיסקרטיות?

שיטה: תנו עשן כדי לנסות ולהתערב.

TP: אם אתה מעשן סם בעצמך, הלקוח יהיה מעורב, אבל גם מוצר יקר יבוזבז, המדינה שלך תשתנה.

FP: אתה צריך לעשן את המוצר שלך כדי לערב את המתחיל, ואתה לא יכול לעשן אז אתה לא מנצל את המוצר.

הנה הפתרון.

המוכר מטפל במתחילים בחינם. יחד עם זאת, הוא עצמו נדלק ועם כל המראה שלו מראה איזו הנאה הוא זוכה מכך. אבל החוכמה היא שהקופסה היא דו צדדית. בצד אחד נמצא התרופה האמיתית, ובצד השני צמח המרפא המחקה את התרופה. הוא עצמו מעשן גראס, ומציע סמים לאחרים. ברגע שגבר צעיר מתרגל לסם, הוא יכול להשיג אותו רק תמורת כסף. הטכניקה הראשונה שבה משתמש המוכר נקראת "העתקה": בעת עישון (לא ניתן לעשן), משתמשים בעותק שלה במקום הסם.

הטכניקה השנייה היא אסוציאציה: העשב והתרופה משולבים למערכת אחת בקופסה, ורק הבעלים יודע היכן התרופה והיכן נמצא הצמח.

השיטה השלישית היא באיכות מקומית: במקום אחד של הקופסה יש עשב, ובאחר - תרופה.

על ידי הפיכת גוף הספינה לצר יותר, אנו מפחיתים את עלויות החיכוך ומקבלים מהירות גבוהה. אבל במקביל, גם יציבות הספינה יורדת, כשהים סוער היא עלולה להתהפך. על ידי הפיכת הספינה לרחבה יותר, נשיג יציבות טובה, אך המהירות תרד.

על ידי הקטנת גודל הכפתורים בפאנל של טלפון נייד, אנו הופכים אותו לקומפקטי ככל האפשר. אבל חיוג למספר יהפוך לא נוח. על ידי הגדלת גודל הכפתורים, אנו מקבלים אפשרות לחיוג נוח, אך כדי להכיל כפתורים כאלה, נדרש מארז גדול.

באמצעות סיסמאות המורכבות מכמה עשרות תווים, אנו מגבירים את ההגנה על תוכנות מחשב מפני פריצה. אבל קשה לזכור סיסמה כזו. קל לזכור סיסמה קצרה, אך קל לזייף.

על ידי שימוש באוטובוסים מרווחים יותר, אנו מצמצמים את מספר האוטובוסים בקווים ואת עלות שכר הנהגים, אך במקביל גדלים זמן העלייה והיציאה של הנוסעים ומרווחי התנועה. באמצעות אוטובוסים קטנים אנו מקצרים את מרווחי התנועה, אך עלות שכר הנהגים עולה.

עץ

ניתן להציג את הסתירה הטכנית באמצעות הדיאגרמה הבאה (איור 10):

זיהוי של סתירות טכניות

עבודה זו יכולה להתבצע במספר שלבים.

אורז. 11. ערכת TP עבור חלון

אורז. 12. ערכת TP לצלילה

לניסוח של IS בצורה של TP יש פוטנציאל היוריסטי - הוא מנתק את החיפוש אחר פשרה, לא פתרונות אידיאליים, כביכול, וגם מאפשר לך להשתמש בכלי "טכניקות לביטול סתירות טכניות".

סתירות

סתירה פיזית

לסתירה פיזית יש פוטנציאל היוריסטי גדול עוד יותר.

הדרך הסטנדרטית לשפר את ה-TS היא אופטימיזציה, כלומר, בחירת הערכים האופטימליים של המאפיינים שלהם. במקביל, הם מנסים להגיע לפשרה פשוטה בין דרישות מנוגדות ל-TS. אבל זה לא תמיד אפשרי. כאשר האופטימיזציה אינה מאפשרת השגת איכות הצרכן הרצויה, יש צורך לפתור בעיה המצאתית.

כדי לעשות זאת, אתה צריך להגדיר במדויק את המשימה - להשיג את הרמה הגבוהה ביותר האפשרית של מימוש של נכסים מנוגדים. בעיה כזו מנוסחת בצורה של מה שנקרא סתירה פיזית.

עובי גדול קטן עובי גדול קטן

לעמידות לשקיפות לאוטונומיה לתמרון

אורז. 13, OP עבור החלון איור. 14. FP לצלילה

מחלוקת טכנית

בואו ננסה לפתור את בעיית הממטרות בשיטות המקובלות. יש צורך לשלש את מוטת הכנפיים; ובכן, זה אפשרי מבחינה טכנית ליצור חווה של שלוש מאות מטרים. מה אנחנו מפסידים בזה? המשקל יגדל. אם מוטת הכנפיים תשולש, המסבך יהפוך לכבד פי 27.

למכונות ומנגנונים (באופן כללי, חפצים טכניים) יש מספר אינדיקטורים חשובים המאפיינים את מידת השלמות שלהם: משקל, ממדים, הספק, אמינות וכו'. בין האינדיקטורים הללו יש תלות הדדית מסוימת. נניח, יחידת כוח אחת דורשת משקל מסוים של המבנה. על מנת להגדיל את אחד האינדיקטורים בדרכים שכבר ידועות בענף הטכנולוגיה הנתון, יש "לשלם" עם ההידרדרות של השני.

הנה דוגמה טיפוסית מתרגול עיצוב מטוסים: "גידול פי שניים בשטח הזנב האנכי של אחד מסוגי המטוסים הפחית את משרעת התנודות של המטוס ב-50% בלבד. אבל זה, בתורו, הגביר את הרגישות של המטוס למשבי רוח, הגביר את הגרר והפך את מבנה המטוס לכבד יותר, מה שהציב משימות מורכבות נוספות.

המעצב, תוך התחשבות בתנאים ספציפיים, בוחר את השילוב הטוב ביותר של מאפיינים: משהו מנצח ומשהו מפסיד. "כשאתה חושב על הפתרון והתנאים הטכניים", אומר מעצב המטוסים המפורסם או. אנטונוב, "שאולי לעולם לא ייכתב על הנייר, מדגישים את הדבר החשוב ביותר. רק כמוצא אחרון, אם לא ניתן לעשות משהו, לכו על המקובל. מותר הוא אי מילוי כלשהו של התנאים הטכניים שצוינו, כביכול, פתרון פשרה. נניח שבתכנון מטוס אתה עומד בדרישות כושר נשיאה ומהירות, אבל לא תצליח במעט בריצת ההמראה. לאחר מכן תתחילו לשקול את שלוש הדרישות החשובות הללו ואולי תוותרו מעט על הריצה - שהריצה תהיה לא 500, אלא 550 מטרים, אבל כל שאר התכונות יושגו. זה רק מה שמותר".

האקדמאי א.נ. קרילוב בזיכרונותיו מדבר על פרק כזה. בשנת 1924 עבד המדען כחלק מוועדה סובייטית-צרפתית שבדקה ספינות מלחמה רוסיות בנמל ביזרטה, שנלקחו לשם על ידי ורנגל. כאן, זה לצד זה עם המשחתת הרוסית, הייתה משחתת צרפתית - בערך באותו גיל וגודל. ההבדל בכוח הלחימה של הספינות היה כה גדול, עד שאדמירל בוי, יו"ר הוועדה, לא עמד בכך וקרא: "יש לך רובים, אבל יש לנו מפלצות! איך השגת הבדל כזה בכלי הנשק של המשחתות? קרילוב ענה כך: "תראה, אדמירל, על הסיפון: חוץ מהמחרוזת, שבה כל המבצר, כל השאר, המייצג, כביכול, גג, מחליד כמעט מבעד, צינורות, תרמילים שלהם, גזעים וכו'. - הכל שחוק. תראה את המשחתת שלך, הכל כמו חדש עליו, לעומת זאת, המשחתת שלנו כבר שש שנים ללא תחזוקה וצביעה, אבל זה לא העיקר. המשחתת שלך בנויה מפלדה רגילה ויש עליה מאמץ מחושב של 7 ק"ג לכל 1 מ"מ 2, כאילו הייתה ספינה מסחרית שאמורה לשרת לפחות 24 שנים. שלנו בנוי כולו מפלדה עמידות גבוהה, הלחץ מותר להיות 12 ק"ג או יותר - במקומות מסוימים 23 ק"ג / מ"מ 2. משחתת נבנית במשך 10-12 שנים, כי בזמן הזה היא מצליחה להתיישן עד כדי כך שהיא כבר לא מייצגת כוח לוחם אמיתי. כל העלייה במשקל הגוף משמשת לחיזוק נשק צבאי, ואתה רואה שבקרב ארטילרי המשחתת שלנו תנפץ לרסיסים לפחות ארבע, כלומר האוגדה שלך, לפני שיתקרבו לטווח הירי של הפלצות שלהם. "כמה זה קל!" – אמר האדמירל.

אומנותו של מעצב תלויה במידה רבה ביכולת לקבוע במה צריך לזכות ומה אפשר להקריב בשביל זה. יצירתיות המצאתית מורכבת ממציאת דרך שבה לא נדרש ויתור כלל (או שהיא קטנה באופן לא פרופורציונלי בהשוואה לתוצאה המתקבלת).

נניח, כדי להאיץ את הטעינה והפריקה בשדות תעופה לא מאובזרים, יש צורך ליצור מתקן הרמה נייד המותקן על מטוסי תובלה כבדים. בעיה כזו יכולה להיפתר לחלוטין באמצעים שכבר קיימים בטכנולוגיה המודרנית. בהתבסס על העקרונות הכלליים של תכנון הרמה ושימוש, למשל, הניסיון של בניית מנופים למשאיות קלות, מעצב מוסמך מסוגל לתכנן את המכשיר הנדרש. ברור שהדבר יגדיל במידה מסוימת את המשקל ה"מת" של המטוס. מנצח באחד, המעצב מפסיד בו זמנית במשהו אחר. לעתים קרובות אפשר להשלים עם זה, ומשימתו של המעצב היא לנצח יותר ולהפסיד פחות.

הצורך בהמצאה מתעורר כאשר המשימה מכילה דרישה נוספת: לנצח ו...לא להפסיד כלום. למשל, מתקן ההרמה חייב להיות חזק מספיק ובו זמנית אסור להכביד על המטוס. אי אפשר לפתור בעיה זו בשיטות מוכרות: אפילו לעגורנים הניידים הטובים ביותר יש משקל לא מבוטל. כאן אנחנו צריכים גישה חדשה, אנחנו צריכים המצאה.

בדרך זו, בעיה רגילה עוברת לקטגוריה של המצאתיות באותם מקרים שבהם התנאי ההכרחי לפתרונה הוא ביטול סתירה טכנית.

זה לא קשה ליצור מכונה חדשה, תוך התעלמות מסתירות טכניות. אבל אז המכונה לא תפעל וחסרת חיים.

האם המצאה מורכבת תמיד בביטול סתירה טכנית?

אני חייב לומר שיש שני מושגים של "המצאה" - משפטי (פטנט) וטכני. התפיסה המשפטית שונה במדינות שונות, יתרה מכך, היא משתנה לעתים קרובות.

התפיסה המשפטית מבקשת לשקף בצורה מדויקת ככל האפשר את הגבולות שבתוכם ההגנה המשפטית על מבנים הנדסיים חדשים כדאית כיום מבחינה כלכלית. לתפיסה טכנית, לא כל כך חשובים הגבולות האלה, אלא הליבה של ההמצאה, המהות היציבה ההיסטורית שלה.

מנקודת מבטו של מהנדס, יצירת המצאה חדשה מסתכמת תמיד בהתגברות (מוחלטת או חלקית) על סתירה טכנית.

הופעתן והתגברותן של סתירות היא אחת המאפיינים העיקריים של הקידמה הטכנולוגית. בניתוח התפתחות הטחנות, כתב מרקס בקפיטל: "הגידול בגודל המכונה הפועלת ומספר הכלים הפועלים בו-זמנית מצריך מנגנון הנעה גדול יותר... כבר במאה ה-18 נעשה ניסיון להפעיל להניע שני רצים ושני סטים באמצעות גלגל מים אחד. אבל הגידול בגודל מנגנון ההולכה התנגש עם הכוח הלא מספיק של המים..."

זוהי דוגמה מצוינת לסתירה טכנית: ניסיון לשפר תכונה כלשהי של מכונה מתנגש עם תכונה אחרת.

דוגמאות רבות לסתירות טכניות מביא פרידריך אנגלס במאמר "תולדות הרובה" במהותו, מאמר זה כולו הוא ניתוח של הסתירות הפנימיות הקובעות את התפתחותו ההיסטורית של הרובה. אנגלס מראה, למשל, שמרגע הופעת הרובה ועד המצאת רובי העמסת עכוז, הסתירה העיקרית הייתה שכדי לשפר את תכונות הירי נדרש לקצר את הקנה (הטעינה בוצעה מהקנה והיה קל יותר עם קנה קצר), וכדי לחזק את "תכונות הכידון של הרובה, להיפך, היה צורך להאריך את הקנה. תכונות סותרות אלו שולבו ברובה מטען עכוז.

הנה כמה בעיות מענפי טכנולוגיה שונים המכילות סתירות טכניות. משימות אלו לא הומצאו על ידי המחבר, אלא נלקחו מעיתונים, מגזינים, ספרים.

כְּרִיָה

במשך זמן רב, כדי לבודד את אזור השריפה התת-קרקעית, כורים בונים משקופים - קירות מיוחדים עשויים לבנים, בטון או אבני ריצוף. בניית מגשרים מסובכת מאוד אם משתחררים גזים במכרה. במקרה זה, המגשר חייב להיות אטום, כל סדק חייב להיות אטום בזהירות, וכל זה תחת איום מתמיד של פיצוץ. כדי להגן על עצמם, הכורים החלו לבנות שני מגשרים. הראשון - זמני - מונח בחופזה. הוא מכניס אוויר ומשמש רק כמחסום, שתחת כיסויו אפשר, בלי למהר, לבנות אחד שני וקבוע. לפיכך, הכורים הרוויחו בבטיחות, אך הפסידו בעוצמת העבודה.

טכנולוגיה כימית

עם הגדלת הלחץ, קצב הסינתזה עולה, וכתוצאה מכך, התפוקה של עמודת הסינתזה עולה. אבל במקביל, צריכת האנרגיה לדחיסת כמות נתונה של גז עולה: מטעמי תכנון, יש צורך להגביל את גודל המנגנון וכתוצאה מכך, את כוחם. המסיסות של תערובת החנקן-מימן באמוניה נוזלית והפסדיה גדלים.

מכשירי חשמל

האלקטרוניקה המודרנית ניצבת בפני דילמה רצינית: מצד אחד, דרישות הביצועים עולות ללא הרף ובהתאם לכך, המערכות האלקטרוניות הופכות מסובכות יותר; מצד שני, ההגבלות על מידות, משקל וצריכת חשמל הולכות ומחמירות... בעיות אמינות הנגרמות מהמורכבות המוגברת של הציוד הן בעלות חשיבות זהה, ואולי אף יותר.

הנדסת רדיו

לאנטנה של רדיו טלסקופ יש שני מאפיינים עיקריים - רגישות ורזולוציה. ככל ששטח האנטנה גדול יותר, כך רגישות הטלסקופ גבוהה יותר והוא יכול להסתכל יותר אל מעמקי היקום. רזולוציה היא "חדות הראייה" של טלסקופ. זה מראה עד כמה המכשיר מבחין בין שני מקורות קרינה שונים הממוקמים במרחק זוויתי קטן זה מזה. בנוסף, "עין רדיו" גדולה צריכה לכסות במבטה כמה שיותר מהשמים. לשם כך, האנטנה חייבת להיות ניידת. אבל קשה מאוד להזיז אנטנה מגושמת, ולשמור על צורתה ללא שינוי עד לטווח של מילימטרים.

עד שהסתירה הזו תיפתר, תכנון הטלסקופים ממשיך בשני כיוונים: או שנבנות אנטנות גדולות מאוד אך קבועות, או ניידות וקטנות יחסית.

בניין מוטורי

מנגנון תזמון השסתומים מורכב בעיקר מחלקים הדדיים. להגדיל את מספר הסיבובים של המנוע פירושו להגדיל את עומסי האינרציה. כדי להימנע מכך, הם מנסים להפחית את המסה של החלקים ההדדיים, שעבורם מנגנון השסתום ממוקם ישירות בבלוק הצילינדר. אבל תא הבעירה בו זמנית הופך להיות שטוח, דמוי חריץ, עם משטח העברת חום גדול. זו אחת הסתירות: עלייה במספר הסיבובים עם סידור שסתומים נמוך יותר מובילה לעלייה בהספק וביעילות, בעוד תא דמוי חריץ מבטל את כל הרווח.

הנדסת חקלאות

יש דבר כזה - כוח על הקרס. זהו אותו חלק מהכוח של מנוע הטרקטור שבאמת יכול לעשות עבודה מועילה. האינדיקטור של הספק זה עבור טרקטור נתון תלוי בעיקר בתכונות הצימוד של המניעים שלו (גלגלים או פסים) ובמשקל הצימוד של המכונה. מכונה חזקה אך קלה מחליקה תחת עומסים כבדים, כך שניתן להשתמש רק בחלק קטן מכוח מנוע הטרקטור לביצוע עבודה שימושית. טרקטורים כבדים אוחזים טוב יותר באדמה, אך חלק ניכר מאנרגיית המנוע שלהם מושקעת בהעברת משקלו על פני השדה... מעצבים מקלים על המכונה ומגבירים את הספק שלה. ובתהליך הפעולה מתחילה התנועה בכיוון ההפוך, שכן הפחתת משקל פירושה הרעה בתכונות האחיזה, כלומר ירידה בכוח האפקטיבי על הקרס. אז אתה צריך לשקול את המכונית במקום - לשים דיסקים מברזל יצוק על הגלגלים, לעשות מרחיבים על המסלולים והגלגלים, לבטל את הישגי המעצבים.

רכב

כדאי להגדיל את כוח המנוע מבלי ליישם פתרונות עיצוב חדשים, משקלו וצריכת הדלק שלו יגדלו. המשמעות היא שמערכת המנשא (מסגרת, גוף) המכונית צריכה להיות חזקה יותר, כבדה יותר, ויש פחות מקום לנוסעים.

צמיגים רכים מספקים נסיעה שקטה, המכונית מרחפת על כבישים משובשים כמו קאנו. אבל ככל שהלחץ בצמיגים נמוך יותר, התנגדות הכביש גדולה יותר, המהירות נמוכה יותר. אתה יכול לעשות מכונית נמוכה ויציבה, אבל היא לא תיסע בכביש רע. המעצב מוצא אמצע זהב, שוקל איזו מאיכויות המכונית ניתן להזניח, ואיזו ניתן להעלות לקדמת הבמה.

בניית ספינות

בעת תכנון גוף יאכטה, יש לקחת בחשבון שלוש דרישות עיקריות: 1) התנגדות מינימלית לצורת גוף, 2) התנגדות חיכוך מינימלית, 3) יציבות מקסימלית.

דרישות אלו סותרות זו את זו. ליאכטה צרה וארוכה יש התנגדות צורה נמוכה, אבל היא לא יציבה במיוחד, היא לא יכולה לשאת רוח גדולה מספיק. עלייה ביציבות על ידי הגדלת משקל הנטל מלווה בהגדלת טיוטה בו זמנית, וכתוצאה מכך, עלייה בהתנגדות החיכוך. הגברת היציבות על ידי הגדלת רוחב הגוף גורמת לעלייה בהתנגדות הצורה של הגוף. המשימה של המעצב היא למצוא את "אמצע הזהב", ליישב את תנאי העיצוב הסותרים.

בניין מטוסים

למעצב הראשי יש רעיון. ובכן, נניח שאתה צריך מטוס להובלת מטען מגושם וכבד; יש צורך להבטיח את הנוחות ואת מהירות הטעינה. לצורך כך נדרש שגוף המטוס, מרווח ויעיל, יהיה כמה שיותר קרוב לקרקע בחניון, מה שאומר שיש צורך בנחתת נמוכה, קל יותר להוציאו לתוך גוף המטוס.

משקל המטען קובע את משקל המבנה, והכל ביחד - הספק ומספר המנועים. אם המנועים הם טורבו-פרופס, הם מורכבים על הכנף ויש להגביה את הכנף כדי שהפרופלורים לא יפגעו בבטון. פרט נוסף ברור: יש להניח את הכנף על גבי גוף המטוס.

זה רק השלב הראשון של הפרויקט. דרישות רבות ושונות מחדדות בהדרגה את "הפנים" של המטוס העתידי. הצורך במאפייני המראה ונחיתה טובים בשדות תעופה לא סלולים מוביל לשימוש בצמיגים נפחיים עם לחץ נמוך, כנף ישרה עם מיכון אווירודינמי חזק.

במקרה זה, לעומת זאת, לא ניתן להשיג מהירות גבוהה מאוד, אך למען איכויות חשובות אחרות, על המעצב לחפש פשרה סבירה.

ההמצאה חייבת להיות "חדשה באופן מהותי". אבל מה פירוש המילה "חיוני"? "ההנחיות על המתודולוגיה לבחינת בקשות להמצאות" אומרות זאת: "חידוש משמעותי בפתרון בעיה טכנית מאופיין בכך שלפתרון זה יש תכונות חדשות, לא ידועות בעבר, המספרות את מושא ההמצאה (התקן, שיטה, חומר) תכונות חדשות היוצרות השפעה חיובית". עם שינויים מזעריים, הגדרה זו שימשה במשך עשרות שנים והובילה לאינספור מחלוקות על יישומים. חידוש, אומרת ההגדרה, הוא נוכחותם של נכסים חדשים. אבל מהן התכונות החדשות? אין הנחיות מדויקות לכך.

ומסתבר: חידוש זה כשיש חידוש...

בפועל, "חידוש מהותי" מסתכם בהכרח במושג "שינוי מהותי" (לעומת האב-טיפוס) ובהמשך למושג "שינוי משמעותי". השתנה הרבה - יש המצאה, השתנה מעט - אין המצאה. זאת ועוד, "הרבה" או "מעט" נקבעים בסופו של דבר על פי חוות דעתו האישית של המומחה.

בינתיים, יש קריטריון אובייקטיבי: המצאה היא ביטול סתירה טכנית. באמצעות קריטריון זה ניתן להחביק במידה רבה את בחינת הבקשות.

הבה נפנה לדוגמא ספציפית.

כתב העת "ממציא ורציונליזטור" פרסם מאמר של המומחה א' נמירובסקי "מהי המצאה?". בו ציטט המחבר פרק מהתרגול האישי.

שני מהנדסים תכננו מזין כדי להזין כריכות ספרים לתוך המכונה. "בסקירת הבקשה הזו", כותב המומחה, "נזכרתי באותו מכשיר, שזמין באחד מהפטנטים הגרמניים. ההבדל היחיד הוא שהממציאים שלנו קבעו את קירות הקופסה למרחק קטן מאורך כריכת הכריכה... ראיתי בהבדל זה חסר משמעות והכנתי טיוטת החלטה לסרב להנפיק תעודת מחבר.

הכל אופייני כאן. זוהי דוגמה קלאסית לשיטת השוואה. המומחה אינו מעוניין מדוע בוצעו השינויים, אילו תוצאות מתקבלות. לא, עיקרון ההשוואה הפורמלית חל. המומחה מחפש אב טיפוס. השינוי נראה לו חסר חשיבות: רק תחשוב, הם שינו איזה אורך של הקיר! ושינוי חסר משמעות, חסר משמעות, משמעותו, לדברי המומחה, היעדר חידוש משמעותי. והוא כותב בשלווה טיוטת סירוב.

אבל שיטת ההשוואה הפעם נתנה טעות ברורה. א' נמירובסקי אומר: "עם זאת, הממציאים שלנו הסבירו כי מעצורי הצד המתוארים בפטנט הגרמני חייבים להיות קשיחים מאוד על מנת לבטל את הסטייה של כף הרגל. מצד שני, אם המעצורים הדוקים מדי, כוסות היניקה לא יוכלו למשוך את המכסה מהקופסה. סתירה זו הפכה את ההאכלה העצמית לבלתי ניתנת לביצוע. זה היה רק ​​הכרחי לשנות את המרחק בין הקירות, שכן הם החלו לתפוס את משקל הכיסויים ... יחס הגודל החדש שאומץ על ידי ממציאי מוסקבה איפשר להפוך מכשיר לא פעיל לפעולה. הודיתי שטעיתי. לממציאים הונפקה תעודת זכויות יוצרים. כאן, ממש בסוף המאמר, השמיע נמירובסקי את המילה שבה היה צריך להתחיל: "סתירה". מסתבר שהנקודה אינה במשמעות או חוסר המשמעות של השינוי, אלא בכך שהייתה סתירה טכנית וההמצאה אפשרה לבטלה.

עוד דוגמה אחת.

מהנדסי לנינגרד ל' גינזבורג וג'יי פרסקי שלחו בקשה ליחידת מנורה עם שנאי טורואיד. "הצלחת ליצור עיצוב טוב מאוד", ענה המומחה, "אבל אין בו אלמנטים של חידוש משמעותי". המועצה האזורית לנינגרד של VOIR שקלה את הבקשה ו...מצאה חידוש משמעותי. הנה ממה זה היה מורכב:

"כאשר מתכננים יחידת מנורה בה משולבים מנורת מתח גבוה (שסתום) ושנאי ליבון המספקים מנורה זו, יש צורך לבודד את שקעי המנורה ונקודות אחרות של השסתום תחת מתח גבוה מחפצים מסביב בעלי פוטנציאל שונה , כולל מהשנאי הליבון. עד כה, הנוהג של עיצוב בכל מקום הלך בדרך של יצירת מרחק פריקה גדול מספיק בין שקעי המנורה למארז השנאי. לשם כך, היה צורך להתקין מבודד ארוך עם הרכבה במתח גבוה בין השנאי לשסתום. בינתיים, בעת תכנון ציוד, חשוב לא להגדיל, אלא להקטין את הממדים.

וכך הציעו המהנדסים ל' גינזבורג וי' פרסקי להגדיל מעט את החלון של שנאי החוטים הטורואידיים ולהציב שקעי מנורה ונקודות אחרות בעלות פוטנציאל גבוה ("רשת" התנגדות - "קתודה" ופלט מתח גבוה) בתוך החלון הזה. , ממלאים אותו בתרכובת. פתרון גאוני איפשר לנטוש את המבודד ואת חיווט המתח הגבוה החיצוני. אבל הדבר החשוב ביותר הוא שהמימדים הכוללים של הבלוק הצטמצמו, ועם עיקרון התכנון הזה, אין צורך להרחיב אותם ככל שמתח השסתומים עולה".

המחלוקת עם המומחיות הסתיימה כך: "הוכח שהכותבים הצליחו להתגבר על הסתירה שצוינה לעיל ולפתור את הבעיה דווקא משום שבתכנונם השנאי הליבון ממלא תפקיד של לא רק שנאי, אלא גם מבודד גבוה -נקודות מתח של השסתום. השימוש בשנאי כמבודד הוא החידוש בעיצוב". הממציאים קיבלו תעודת זכויות יוצרים.

אם ממציאים ילמדו לראות בהמצאות ביטול חוסר עקביות טכנית, ובוחנים ילמדו למצוא דרכים לפתור חוסר עקביות כאלה בבקשות, מספר הבקשות שנדחו יקטן מאוד.

לפעמים הסתירה הטכנית הכלולה בבעיה נראית בבירור. כאלה, למשל, הן בעיות שפתרונן בדרך הרגילה נתקל בעלייה בלתי מתקבלת על הדעת במשקל. לפעמים הסתירה לא מורגשת, היא, כביכול, מתמוססת בתנאי הבעיה. עם זאת, הממציא חייב תמיד לזכור את הסתירה הטכנית שעליו להתגבר.

"יש צורך להשיג תוצאה כזו ואחרת" הוא רק חצי מהמשימה; הממציא צריך לראות את החצי השני: "להשיג מבלי לאבד את זה ואת זה."

שאלונים מראים שממציאים מנוסים טובים בלראות את הסתירה הטכנית הטמונה בבעיה. כך כותב פ' פרידמן (לנינגרד), בעל יותר מעשרים תעודות זכויות יוצרים להמצאות: "אני לומד את הקשיים והסתירות של מכונות, מכשירים ומערכות קיימים". ממציא קובנה ג'יי צ'פלה מאפיין בצורה מדויקת מאוד את התכונה החשובה ביותר של מיומנות המצאתית: "עליך למצוא סתירה טכנית בבעיה, ואז להשתמש בשיטות המוצעות על ידי הניסיון והידע כדי לחסל את הסתירה."

הממציא הסובייטי הידוע ב' בלינוב, המסכם את שלושים שנות עבודת ההמצאה שלו, כותב: "על סמך הניסיון, אני אומר: לא תהפוך לממציא אם לא תלמד לראות בבירור את הסתירות שבדברים".

לממציא יו צ'ינוב היו תשע תעודות זכויות יוצרים; לאחר ששלט בטכניקת ההמצאה, יו. צ'ינוב קיבל עוד שלושה תריסר תעודות זכויות יוצרים, ופתרו מספר בעיות שנחשבו בלתי פתירות. אחד הכלים העיקריים של יו צ'ינוב הוא ניתוח של סתירות טכניות. כאשר יו. צ'ינוב קיבל הוראה לתכנן מכונה בעלת ביצועים גבוהים לפיתול כבלי טלפון, הוא חשף קודם כל את הסתירה הטכנית הטמונה בבעיה:

"בעת תכנון המכונה התברר שהעלייה בתפוקה שלה מעוכבת על ידי כוח המתיחה של החוטים (החוטים), הנובע מחיכוך החוטים במהלך תנועתם על דפנות המסגרת הפיתול ומוביל מתיחה לא מקובלת של החוטים (חוטים). עם עלייה במהירות הסיבוב של המסגרת ובקוטרה, הכוח הצנטריפוגלי הלוחץ את החוטים אל המסגרת גדל, וכתוצאה מכך, כוח החיכוך של החוטים. מסתבר מעגל קסמים:

עם עלייה בקוטר ובמהירות הסיבוב של מסגרת הפיתול, הכוח הצנטריפוגלי גדל באופן בלתי מתקבל על הדעת, מה שמוביל בסופו של דבר למתיחה של החוטים. מצד שני, על ידי הקטנת קוטר המסגרת הפיתול, ניתן להגביר את מהירות הפיתול, אך אז קוטר סליל הקבלה המותקן בתוך המסגרת, וכתוצאה מכך, אורך הכבל המיוצר, הוא מופחת באופן בלתי מתקבל על הדעת.

סתירה טכנית ברורה!

בתרגול המצאתי, מקרים אינם נדירים כאשר העיקר הוא לזהות סתירה טכנית, וברגע שהיא מתגלה, לא קשה להתגבר עליה. עם זאת, קורה גם שסתירה טכנית גלויה בבירור מפחידה את הממציא: אתה צריך לשלב את הבלתי תואם, אבל זה נראה בלתי אפשרי!

"אנחנו צריכים למצוא דרך לסובב את הכבל לתוך מעבר", אומר יו. צ'ינוב, "כלומר, להוציא את סליל הקבלה מהמסגרת המסתובבת ולתקן אותו על בסיס קבוע מחוץ למסגרת. סליל כזה יכול להיות עשוי בקוטר בלתי מוגבל, והכבל - באורך בלתי מוגבל, ובנוסף, להגביר את מהירות הפיתול.

ראש לשכת העיצוב הטכנולוגית החדשה של מפעל הכבלים בטשקנט הזהיר אותי שממציאים ומעצבים עבדו הרבה בכיוון הזה. בסופו של דבר הם הגיעו למסקנה שזה בלתי אפשרי להמציא שיטת פיתול לכל מעבר כמו להמציא מכונת תנועה תמידית.

עם זאת, לא ויתרתי על הרעיון להתמודד עם המשימה הזו. החלטתי לפעול לפי שיטת ההמצאה..."

אל תפחד מסתירות טכניות!

הנה אחד הקלים שבהם. פתור את זה בעצמך; לשם כך, די בניסוח ברור של סתירה טכנית.

משימה 3

"כשאתה מסתכל על מכונית מירוץ, הגלגלים מיד תופסים את העין שלך. הם נותנים למכונית מבט עז. בינתיים, הם יוצרים התנגדות אוויר נוספת, מפחיתים את המהירות המרבית. אפילו למכוניות נוסעים רגילות יש גלגלים מכוסים במכסה מנוע יעיל. אז למה גלגלי מכוניות מירוץ לא מכוסים ביריעות?

בכפיפות, הרוכב שומר כל הזמן על הגלגלים הקדמיים. כשהוא רואה את מיקומם, הוא מקבל את המידע הראשון על כיוון המכונית. עכשיו נניח שהגלגלים מכוסים בפגושים. על ידי סיבוב ההגה, על הרוכב לראות את המכונית הולכת ולהתערב לאחר שהמכונית סוטה באופן ניכר מהנתיב המיועד. זו הסיבה שמכוניות מירוץ כביש מיוצרות ללא פגושים. דבר נוסף הוא מכוניות המיועדות למירוץ על מסלולים מאובזרים במיוחד. אין צורך בזריזות. והמכוניות מכוסות ברדס".

כדי לפתור בעיה זו, יש צורך למצוא במדויק את ה"בלתי תואם" ולענות על השאלה: היכן ומה יהיה צורך לשנות כדי לבטל את "אי ההתאמה"? הבעיה קשורה למכוניות מירוץ. משמעות הדבר היא שייתכן שהפתרון אינו מיועד לשימוש המוני ולטווח ארוך.