Sprzeczność techniczna (TC) to model opisu SI, w którym uwydatnione są pożądane i niepożądane konsekwencje konkretnej zmiany w systemie technicznym. Spurs w projektowaniu robotów i RTS-ów - plik Spurs.doc

Co to jest TP. Formuły TP. Dlaczego musisz sformułować TP? Przykłady TP.

Zrozumienie kontrowersji technicznych

Sprzeczność techniczna formułowana jest bezpośrednio po wypadku i stanowi kombinację pozytywnych i negatywnych konsekwencji wdrożenia metody rozwiązania problemu.

Uogólnione sformułowania TP są następujące:

TP1: Jeśli A, to B +, ale C -,

TP2: Jeśli Ã, to B -, ale C +

Tutaj A jest wybraną akcją lub stanem,

à (czytaj „nie A”) – przeciwne działanie lub stan.

B i C to dwa rodzaje konsekwencji.

Przykład. Zadanie „Znajdź pracę”.

TP1: Jeśli skontaktujesz się z agencją rekrutacyjną, możesz znaleźć pracę (plus konsekwencja B), ale będziesz musiał zapłacić pieniądze (minus konsekwencja C).

TP2: Jeśli nie skontaktujesz się z agencją rekrutacyjną, pieniądze będą bezpieczne (plus konsekwencja C), ale pracy nie będzie (minus konsekwencja B).

Dlaczego musisz sformułować TP

Przede wszystkim próba sformułowania TP pozwala określić, czy w zadaniu istnieje sprzeczność, czy też nie. Obecność sprzeczności, zwłaszcza przy rozwiązaniu problemu „brody”, którego profesjonaliści nie mogli rozwiązać przez wiele lat, oznacza, że ​​istnieje szansa na znalezienie niestandardowego, przełomowego rozwiązania, które rozwija daną branżę lub system.

Drugi wynik sformułowania TP: istnieje 40 technik rozwiązywania takich sprzeczności oraz tabela wyszukiwania najbardziej odpowiednich technik.

Trzeci rezultat sformułowania TP: po nim łatwo jest sformułować sprzeczność fizyczną, jeszcze bardziej rygorystyczną, ale aby ją rozwiązać, wystarczą tylko trzy kroki.

4.3. Fizyczna sprzeczność

Co to jest FP? Jaki jest wzór na FP. Dlaczego musisz sformułować OP? Przykłady FP. Co robią po sformułowaniu PO?

Zrozumienie fizycznej sprzeczności

Sprzeczność fizyczna to połączenie przeciwstawnych żądań, działań, stanów i różnych pozytywnych konsekwencji.

FP1: Aby znaleźć pracę, musisz skontaktować się z agencją rekrutacyjną.

FP2: Nie ma potrzeby kontaktowania się z agencją rekrutacyjną, aby zaoszczędzić pieniądze.

Dlaczego musisz sformułować FP?

Sprzeczność fizyczna jest formułowana w celu znalezienia niestandardowego rozwiązania przy użyciu metod jej rozwiązania w przestrzeni, w czasie, w relacjach (stanach).

Formuła FP

Wzory FP mogą wyglądać następująco:

„Powinieneś mieć A i nie powinieneś mieć A”, „Powinno być A i powinno być B”.

5. Techniki rozwiązywania sprzeczności

Co to jest „odbiór”. Przykłady technik rozwiązywania sprzeczności technicznych. Dlaczego potrzebne są techniki? Kiedy i jak stosować techniki. Przykłady zastosowania technik.

Zrozumienie recepcji.

Technika to działanie lub wskazanie działania, które prowadzi do pożądanego rezultatu.

Na przykład: może być długi autobus dzielić na dwie części (technika „kruszenia”) i łączyć zawias (technika „unifikacji”).

Techniki rozwiązywania TP.

W Technologii Rozwiązywania Problemów Wynalazczych (TRIZ) znanych jest ponad 40 technik rozwiązywania sprzeczności technicznych.

Na przykład: technika „zrób to z wyprzedzeniem”, technika „zrób odwrotnie” i inne.

6. Idealny efekt końcowy (łydki)

Co to jest IKR. Dlaczego stosuje się IFR i w jakich sytuacjach? Jaki jest rezultat stosowania IFR. Co to jest wzór IFR, podaj przykłady jego sformułowania w różnych sytuacjach.

7. ZASOBY

Co to są zasoby? Jakie są zasoby? Dlaczego do poszukiwania rozwiązania potrzebne są zasoby? Jak szukać zasobów w danej sytuacji. Jak zasoby przekształcają się w rozwiązanie problemu.

Zrozumienie zasobu.

Zasób to coś, co można wykorzystać do rozwiązania problemu, na podstawie czego można zbudować rozwiązanie za pomocą danej techniki. Innymi słowy, zasób to możliwości samego systemu i środowiska użytego do stworzenia pożądanej sytuacji. A możliwości to właściwości, środki, metody, cechy.

8. ROZWIĄZANIE

Jakie jest rozwiązanie. Dlaczego potrzebujesz rozwiązania i po co?

9. PRAWO PRZYCZYNY I SKUTKU

Zrozumienie prawa

Mówią o prawie, że jest to „stabilny, powtarzający się związek między pewnymi zjawiskami i zdarzeniami”.

Oświadczenie prawne: Wszystko jest przyczyną i wszystko jest skutkiem. Opcja: wszystko ma przyczynę, wszystko ma skutek. Wszystko ma swoją przyczynę – wszystko ma skutek.

Stosowanie prawa

Sformułowania TP1 i TP2 pokazują działanie prawa przyczyny i skutku.

Przykłady użycia prawa

10. PRAWO ZGODY I NIEZROZUMIENIA

Oświadczenie prawa

Stosowanie prawa

Przykłady użycia prawa

12. PRAWO ROSNĄCEJ IDEALNOŚCI

Oświadczenie prawa

Stosowanie prawa

Przykłady użycia prawa

13. PRAWO ROZWOJU PRZEZ Sprzeczności

Oświadczenie prawa

Stosowanie prawa

Przykłady użycia prawa

3/ Organizacja

Dlaczego organizacje są potrzebne. Co się stanie w przypadku braku organizacji. Czym jest „organizacja” jako obiekt? Czym jest „organizacja” jako proces. Przykład organizacji jako podmiotu i procesu.

9/Działania

Co to jest aktywność? Jaki jest wynik działania. Jakie są cechy działania.

Jakie są główne różnice między aktywnością a „pracą”. Przykład zajęć i pracy.

9/ Planowanie

Co to jest „plan” i dlaczego jest potrzebny? Co to jest „planowanie”? Jaki jest wynik planowania. Jaka jest różnica między planem a programem i biznesplanem? Jak zabezpieczyć plan przed niewykonaniem i działaniem siły wyższej.

Przykładowy plan.

10/ Funkcjonować

Co to jest funkcja? Czym różni się funkcja od zadania? Jaki jest wynik wykonania funkcji.

Przykład funkcji.

11/ Rozwiązanie

Jakie jest rozwiązanie. Dlaczego potrzebne jest rozwiązanie. Jaka jest trudność w podjęciu decyzji? Jaki jest wynik opracowania rozwiązania. Jaki jest rezultat podjęcia decyzji? Przykładowe rozwiązanie.

12/ Skuteczne rozwiązanie

Co to jest „skuteczne rozwiązanie”? Czym skuteczne rozwiązanie różni się od zwykłego?

13/ Proces rozwoju rozwiązania

Jak opracować skuteczne rozwiązanie. Od czego zaczyna się proces tworzenia rozwiązania? Jaki jest wynik opracowania rozwiązania. Przykład.

14/ Ocena jakości rozwiązania

Dlaczego warto oceniać jakość rozwiązania? Na podstawie jakich kryteriów rozwiązanie jest klasyfikowane jako doskonałe?

Przykład rozwiązania i jego ocena.

15/ Proces podejmowania decyzji

Gdzie zaczyna się proces decyzyjny? Jak kończy się proces decyzyjny? Jak przebiega proces skutecznego podejmowania decyzji? Dlaczego proces decyzyjny jest nieefektywny.

16/ Proces wykonania decyzji

Od czego zaczyna się proces wykonania decyzji? Jak kończy się proces wykonania decyzji? Podaj przykład procesu wykonania decyzji.

17/ Monitorowanie wykonania decyzji

Co to jest „kontrola”. Dlaczego potrzebna jest kontrola. Dlaczego potrzebna jest kontrola? Kiedy kontrola nie jest potrzebna. Jakie formy kontroli są możliwe. Daj przykłady.

PRZYKŁAD.

Już w czasach starożytnych ludzie polowali, aby przeżyć. Aby skutecznie polować na zwierzęta, ludzie używali różnego rodzaju przynęt. W dzisiejszych czasach istnieje prawdziwe polowanie sprzedawców na kupujących.

Sprzedawcy narkotyków stosują szczególnie wyrafinowane techniki wynalazcze. To wynalazek, którego używa handlarz narkotyków, aby przyciągnąć nowego klienta.

Sprzedawca przewozi „produkt” w pudełku zapałek.

AP: musimy pozyskać nowego klienta, ale jak? Jak to zrobić niezauważenie?

Metoda: zapal, spróbuj i uzależnij się.

TP: jeśli sam palisz narkotyk, klient będzie zaangażowany, ale drogi produkt również zostanie skonsumowany i zmieni się Twój stan.

FP: musisz palić swój produkt, aby przyciągnąć nowicjusza, i nie możesz palić, aby nie zmarnować produktu.

Oto rozwiązanie.

Sprzedawca traktuje przybyszów bezpłatnie. Jednocześnie sam zapala papierosa i całym swoim wyglądem pokazuje, ile przyjemności mu to sprawia. Sztuczka polega jednak na tym, że pudełko jest dwustronne. Z jednej strony prawdziwy lek, z drugiej zioło imitujące lek. Sam pali trawkę i oferuje narkotyki innym. Gdy młody człowiek przyzwyczai się do narkotyku, może go zdobyć jedynie za pieniądze. Pierwsza technika stosowana przez sprzedawcę nazywa się „kopiowaniem”: podczas palenia (nie można palić) zamiast leku używa się jego kopii.

Druga technika to unifikacja: trawa i narkotyk są łączone w jeden system w pudełku i tylko właściciel wie, gdzie jest lek i gdzie jest trawa.

Trzecia metoda ma lokalną jakość: w jednym miejscu pudełka jest trawa, a w innym narkotyk.

Węższy kadłub statku zmniejsza koszty tarcia i pozwala uzyskać dużą prędkość. Ale jednocześnie zmniejsza się stabilność statku, na wzburzonym morzu może się wywrócić. Poszerzając statek, osiągniemy dobrą stabilność, ale prędkość będzie spadać.

Zmniejszając rozmiar przycisków na panelu telefonu komórkowego, czynimy go tak kompaktowym, jak to tylko możliwe. Jednak wybieranie numeru stanie się niewygodne. Zwiększając rozmiar przycisków, otrzymamy możliwość wygodnego wybierania numeru, jednak aby zmieścić takie przyciski, potrzebna będzie duża obudowa.

Stosując hasła składające się z kilkudziesięciu znaków, zwiększamy ochronę programów komputerowych przed włamaniem. Ale takie hasło jest trudne do zapamiętania. Krótkie hasło jest łatwe do zapamiętania, ale także łatwe do sfałszowania.

Stosując bardziej przestronne autobusy, zmniejszamy liczbę autobusów na trasach i koszty wynagrodzeń kierowców, ale jednocześnie wydłużamy czas wsiadania i wysiadania pasażerów oraz odstępy między przejazdami. Korzystając z małych autobusów, skracamy odstępy między przejazdami, ale rosną koszty wynagrodzeń kierowców.

Triz

Techniczną sprzeczność można przedstawić za pomocą następującego diagramu (ryc. 10):

IDENTYFIKACJA WARUNKÓW TECHNICZNYCH

Pracę tę można wykonać w kilku etapach.

Ryż. 11. Schemat TP dla okna

Ryż. 12. Schemat TP dla sprzętu do nurkowania

Sformułowanie SI w postaci TP ma potencjał heurystyczny – zdaje się odcinać drogę do znalezienia kompromisowych, nieidealnych rozwiązań, a także pozwala na wykorzystanie narzędzia „Techniki eliminacji sprzeczności technicznych”.

Kontrowersje

Sprzeczność fizyczna

Fizyczna sprzeczność ma jeszcze większy potencjał heurystyczny.

Standardowym sposobem ulepszania pojazdów jest optymalizacja, czyli dobór optymalnych wartości ich charakterystyk. Jednocześnie starają się osiągnąć prosty kompromis pomiędzy przeciwstawnymi wymaganiami wobec pojazdu. Ale nie zawsze jest to możliwe. Gdy optymalizacja nie pozwala na osiągnięcie pożądanej jakości konsumenckiej, należy rozwiązać problem wynalazczy.

Aby to zrobić, musisz precyzyjnie określić zadanie - osiągnąć najwyższy możliwy poziom realizacji przeciwstawnych właściwości. Problem ten sformułowany jest w formie tzw. sprzeczności fizycznej.

Duża grubość Mała grubość Duży Mały

dla siły dla przejrzystości dla autonomii dla zwrotności

Ryż. 13, FP dla okna Ryc. 14. FP do nurkowania

Niespójności techniczne

Spróbujmy rozwiązać problem zraszaczy przy użyciu zwykłych technik. Należy potroić rozpiętość skrzydeł; cóż, zbudowanie trzystumetrowej farmy jest technicznie całkiem wykonalne. Co stracimy? Twoja waga wzrośnie. Gdyby rozpiętość skrzydeł została potrojona, kratownica stałaby się 27 razy cięższa.

Maszyny i mechanizmy (ogólnie obiekty techniczne) posiadają kilka ważnych wskaźników charakteryzujących stopień ich doskonałości: masę, wymiary, moc, niezawodność itp. Pomiędzy tymi wskaźnikami zachodzą pewne współzależności. Załóżmy, że jedna jednostka mocy wymaga określonej masy konstrukcji. Aby podnieść jeden ze wskaźników w sposób znany już w tej gałęzi technologii, trzeba „zapłacić” pogorszeniem drugiego.

Oto typowy przykład z praktyki projektowania samolotów: „Podwojenie powierzchni usterzenia pionowego jednego typu samolotu zmniejszyło amplitudę drgań samolotu jedynie o 50%. Ale to z kolei zwiększyło podatność samolotu na podmuchy wiatru, zwiększyło opór i spowodowało, że konstrukcja samolotu była cięższa, co stwarzało dodatkowe, złożone wyzwania.

Projektant, biorąc pod uwagę specyficzne warunki, wybiera najkorzystniejszą kombinację cech: coś wygrywa, a coś przegrywa. „Kiedy zastanawiasz się nad rozwiązaniem i warunkami technicznymi” – mówi słynny projektant samolotów O. Antonow – „które być może nigdy nie zostaną zapisane na papierze, podkreśl najważniejsze. Tylko w ostateczności, jeśli czegoś nie da się osiągnąć, przejdź do dopuszczalnego. Dopuszczalna jest pewna niezgodność z zadanymi warunkami technicznymi, rozwiązanie, że tak powiem, kompromisowe. Załóżmy, że projektując samolot, spełniasz wymagania dotyczące ładunku i prędkości, ale nie masz szczęścia z rozbiegiem. Wtedy zaczniesz rozważać te trzy ważne wymagania i być może trochę zrezygnujesz z rozbiegu - niech rozbieg nie będzie wynosił 500, ale 550 metrów, ale wszystkie inne cechy zostaną osiągnięte. To jest dokładnie to, co jest dopuszczalne.”

Akademik A. N. Kryłow opowiada o takim epizodzie w swoich wspomnieniach. W 1924 roku naukowiec pracował w radziecko-francuskiej komisji badającej rosyjskie okręty wojenne w porcie w Bizercie, zawiezione tam przez Wrangla. Tutaj, obok rosyjskiego niszczyciela, stał francuski niszczyciel – mniej więcej tego samego wieku i wielkości. Różnica w sile bojowej statków była tak wielka, że ​​admirał Bui, przewodniczący komisji, nie mógł tego znieść i wykrzyknął: „Wy macie broń, a my pierdzimy!” Jak osiągnięto taką różnicę w uzbrojeniu niszczycieli?” Kryłow odpowiedział w ten sposób: „Spójrz, admirale, na pokład: z wyjątkiem podłużnicy, w której znajduje się cała twierdza, wszystko inne, co jest jak dach, jest prawie na wskroś zardzewiałe, rury, ich osłony, pokładówki itp. - wszystko jest zużyte. Spójrz na swój niszczyciel, wszystko na nim jest jak nowe, to prawda, że ​​nasz niszczyciel ma już sześć lat bez konserwacji i malowania, ale nie to jest najważniejsze. Twój niszczyciel jest zbudowany ze zwykłej stali i ma naprężenie projektowe wynoszące 7 kg na 1 mm 2, jak gdyby był to statek handlowy, który powinien służyć co najmniej 24 lata. Nasz jest zbudowany w całości ze stali o wysokiej wytrzymałości, dopuszczalne napięcie wynosi 12 kg i więcej - w niektórych miejscach 23 kg/mm2. Niszczyciel buduje się na 10-12 lat, bo w tym czasie staje się na tyle przestarzały, że nie reprezentuje już prawdziwej siły bojowej. Cały przyrost masy kadłuba został wykorzystany na wzmocnienie broni bojowej, a jak widać, w bitwie artyleryjskiej nasz niszczyciel rozbije na kawałki co najmniej cztery, czyli waszą dywizję, zanim zbliżą się do zasięgu ich pierdnięć .” „Jakie to proste!” - powiedział admirał.

Sztuka projektanta w dużej mierze polega na umiejętności określenia, co trzeba wygrać i co można dla tego poświęcić. Twórczość wynalazcza polega na znalezieniu sposobu, w którym żadne ustępstwa nie są wymagane (lub są nieproporcjonalnie małe w stosunku do uzyskanego rezultatu).

Załóżmy, że aby przyspieszyć załadunek i rozładunek na niewyposażonych lotniskach, konieczne jest stworzenie przenośnego urządzenia dźwigowego montowanego na ciężkich samolotach transportowych. Problem ten można rozwiązać wykorzystując środki dostępne już w nowoczesnej technologii. Bazując na ogólnych zasadach projektowania urządzeń dźwigowych i wykorzystując np. doświadczenie w budowie lekkich dźwigów samochodowych, wykwalifikowany projektant jest w stanie zaprojektować wymagane urządzenie. Oczywiste jest, że w takim czy innym stopniu zwiększy to „martwą” masę samolotu. Wygrywając w jednym, projektant jednocześnie przegrywa w czymś innym. Często da się z tym żyć, a zadanie projektanta sprowadza się do tego, żeby więcej wygrywać i mniej przegrywać.

Potrzeba inwencji pojawia się w przypadkach, gdy zadanie zawiera dodatkowy wymóg: wygrać i... nic nie stracić. Na przykład urządzenie podnoszące musi być wystarczająco mocne, a jednocześnie nie obciążać samolotu. Nie da się rozwiązać tego problemu znanymi technikami: nawet najlepsze dźwigi samojezdne mają znaczną masę. Tu potrzebne jest nowe podejście, potrzebny jest wynalazek.

Zatem, zwykły problem staje się wynalazczy w przypadkach, gdy warunkiem koniecznym jego rozwiązania jest wyeliminowanie sprzeczności technicznej.

Nie jest trudno stworzyć nową maszynę, ignorując sprzeczności techniczne. Ale wtedy maszyna będzie niesprawna i pozbawiona życia.

Czy wynalazek zawsze polega na wyeliminowaniu sprzeczności technicznej?

Trzeba powiedzieć, że istnieją dwie koncepcje „wynalazku” - prawne (patentowe) i techniczne. Pojęcie prawne jest różne w różnych krajach i często się zmienia.

Koncepcja prawna stara się jak najdokładniej odzwierciedlić granice, w jakich obecnie ekonomicznie możliwa jest ochrona prawna nowych obiektów inżynierskich. Dla koncepcji technicznej nie tyle te granice są ważne, ile istota wynalazku, jego historycznie stabilna istota.

Z punktu widzenia inżyniera stworzenie nowego wynalazku zawsze sprowadza się do przezwyciężenia (całkowitego lub częściowego) sprzeczności technicznej.

Pojawianie się i przezwyciężanie sprzeczności jest jedną z głównych cech postępu technicznego. Analizując rozwój młynów, Marks pisał w „Kapitale”: „Większość wielkości maszyny roboczej i liczby jej jednocześnie pracujących narzędzi wymaga większego mechanizmu napędowego... Już w XVIII wieku próbowano napędzać dwa płozy i dwa stojaki korzystające z jednego koła wodnego. Ale zwiększenie rozmiaru mechanizmu przekładniowego pokłóciło się z niewystarczającą mocą wody…”

Jest to wyraźny przykład sprzeczności technicznej: próba ulepszenia jakiejś właściwości maszyny wchodzi w konflikt z inną właściwością.

Liczne przykłady sprzeczności technicznych podaje Fryderyk Engels w artykule „Historia karabinu”. W istocie cały ten artykuł jest analizą wewnętrznych sprzeczności, które determinują historyczny rozwój karabinu. Engels pokazuje na przykład, że od chwili pojawienia się karabinu, a przed wynalezieniem karabinów ładowanych z zamka, główną sprzecznością było to, że dla poprawienia właściwości strzelających konieczne było skrócenie lufy (ładowanie odbywało się z lufy i ułatwiała to krótka lufa), a dla uwydatnienia „bagnetowych” właściwości karabinu konieczne było wręcz wydłużenie lufy. Te sprzeczne cechy zostały połączone w karabinie ładowanym od zamka.

Oto kilka problemów z różnych dziedzin technologii, które zawierają sprzeczności techniczne. Problemy te nie zostały wymyślone przez autora, ale zostały zaczerpnięte z gazet, czasopism i książek.

Górnictwo

Aby odizolować obszar podziemnego pożaru, górnicy od dawna wznoszą nadproża – specjalne ściany z cegły, betonu lub kostki brukowej. Konstrukcja nadproży jest bardzo skomplikowana, jeśli w szybie ulatniają się gazy. W takim przypadku zworka musi być szczelna, każda szczelina musi być starannie uszczelniona, a wszystko to pod ciągłą groźbą wybuchu. Aby się zabezpieczyć, górnicy zaczęli budować dwa nadproża. Pierwszą – tymczasową – zakłada się pośpiesznie. Przepuszcza powietrze i służy jedynie jako barykada, pod osłoną której można bez pośpiechu zbudować drugą, trwałą. W ten sposób górnicy zyskali na bezpieczeństwie, ale stracili na intensywności pracy.

Technologia Chemiczna

Wraz ze wzrostem ciśnienia wzrasta szybkość syntezy, a w konsekwencji wzrasta produktywność kolumny syntezy. Ale jednocześnie wzrasta zużycie energii na sprężanie danej ilości gazu: ze względów projektowych konieczne jest ograniczenie wielkości urządzeń, a co za tym idzie ich mocy. Zwiększa się rozpuszczalność mieszaniny azotu i wodoru w ciekłym amoniaku i jej straty.

Elektronika

Współczesna elektronika stoi przed poważnym dylematem: z jednej strony wymagania dotyczące wydajności stale rosną, a co za tym idzie, systemy elektroniczne stają się coraz bardziej złożone; z drugiej strony ograniczenia dotyczące wymiarów, wagi i poboru mocy stają się coraz bardziej rygorystyczne... Problemy z niezawodnością spowodowane zwiększoną złożonością sprzętu są równie, a może nawet większe, istotne.

Inżynieria radiowa

Antena radioteleskopu ma dwie główne cechy - czułość i rozdzielczość. Im większa powierzchnia anteny, tym większa czułość teleskopu i tym dalej może on zajrzeć w głąb Wszechświata. Rozdzielczość to „ostrość wzroku” teleskopu. Pokazuje, jak dobrze urządzenie rozróżnia dwa różne źródła promieniowania znajdujące się w niewielkiej odległości kątowej od siebie. Ponadto duże „oko radiowe” powinno swoim spojrzeniem zakrywać jak największą część nieba. Aby to zrobić, antena musi być ruchoma. Jednak przemieszczanie nieporęcznej anteny przy zachowaniu jej kształtu z dokładnością do milimetra jest bardzo trudne.

Dopóki ta sprzeczność nie zostanie wyjaśniona, budowa teleskopów przebiega w dwóch kierunkach: albo bardzo dużych, ale buduje się anteny stacjonarne, albo ruchomych i stosunkowo małych.

Przemysł motoryzacyjny

Mechanizm rozrządu zaworowego składa się głównie z części poruszających się do przodu i do tyłu. Zwiększanie prędkości obrotowej silnika oznacza zwiększenie obciążeń bezwładnościowych. Aby tego uniknąć, starają się zmniejszyć masę części posuwisto-zwrotnych, dla których mechanizm zaworowy jest umieszczony bezpośrednio w bloku cylindrów. Ale komora spalania staje się spłaszczona, przypominająca szczelinę, z dużą powierzchnią wymiany ciepła. Jest to jedna z sprzeczności: wzrost liczby obrotów przy niższym układzie zaworów prowadzi do wzrostu mocy i wydajności, podczas gdy komora w kształcie szczeliny neguje wszystkie korzyści.

Inżynieria rolna

Jest taka koncepcja – moc na haczyku.” Jest to część mocy silnika ciągnika, która może faktycznie wykonać użyteczną pracę. Wskaźnik tej mocy dla danego ciągnika zależy przede wszystkim od właściwości przyczepnych jego śmigieł (koł lub gąsienic) oraz od masy przyczepności maszyny. Mocna, ale lekka maszyna ślizga się pod dużym obciążeniem, dlatego tylko niewielka część mocy silnika ciągnika może zostać wykorzystana do wykonywania użytecznej pracy. Ciężkie ciągniki mają lepszą przyczepność do gleby, ale znaczna część energii ich silnika jest zużywana na przemieszczanie własnego ciężaru po polu... Projektanci zmniejszają masę maszyny i zwiększają jej moc. A podczas pracy ruch rozpoczyna się w przeciwnym kierunku, ponieważ utrata masy oznacza pogorszenie właściwości adhezyjnych, to znaczy zmniejszenie efektywnej mocy haka. Trzeba więc na miejscu zwiększyć ciężar samochodu - założyć żeliwne tarcze na koła, wykonać przedłużenia gąsienic i kół, niwecząc osiągnięcia projektantów.

Branża motoryzacyjna

Jeśli zwiększysz moc silnika bez zastosowania nowych rozwiązań konstrukcyjnych, wzrośnie jego masa i zużycie paliwa. Oznacza to, że układ nośny (rama, nadwozie) samochodu musi być mocniejszy, cięższy i zapewniać mniej miejsca dla pasażerów.

Miękkie opony zapewniają płynną jazdę, samochód porusza się po nierównych drogach jak wahadłowiec. Ale im niższe ciśnienie w oponach, tym większy opór na drodze i niższa prędkość. Można zrobić samochód, który jest niski i stabilny, ale nie będzie jeździł po złych drogach. Projektant znajduje złoty środek, rozważa, które cechy samochodu można pominąć, a które podkreślić.

Okrętownictwo

Projektując kadłub jachtu należy wziąć pod uwagę trzy główne wymagania: 1) minimalny opór kształtu kadłuba, 2) minimalny opór tarcia, 3) maksymalna stabilność.

Wymagania te są ze sobą sprzeczne. Wąski, długi jacht ma mały opór kształtu, ale ma niską stabilność i nie jest w stanie unieść wystarczająco dużego wiatru. Zwiększeniu stabilności poprzez zwiększenie ciężaru balastu towarzyszy jednoczesne zwiększenie zanurzenia i w konsekwencji wzrost oporów tarcia. Zwiększenie stateczności poprzez zwiększenie szerokości kadłuba powoduje wzrost oporu kształtu kadłuba. Zadaniem projektanta jest znalezienie „złotego środka”, aby pogodzić sprzeczne warunki projektowe.

Produkcja samolotów

Główny projektant wpada na pomysł. Cóż, powiedzmy, że potrzebujesz samolotu do transportu dużych i ciężkich ładunków; Konieczne jest zapewnienie wygody i szybkości załadunku. W tym celu wymagane jest, aby kadłub, przestronny i opływowy, podczas postoju znajdował się jak najbliżej ziemi, co oznacza, że ​​potrzebne jest niskie podwozie, łatwiej jest je schować w kadłubie.

Masa ładunku decyduje o masie konstrukcji, a w sumie o mocy i liczbie silników. Jeśli silniki są turbośmigłowe, montuje się je na skrzydle, a skrzydło należy unieść tak, aby śmigła nie dotykały betonu. Kolejny szczegół jest jasny: skrzydło musi być umieszczone na górze kadłuba.

To dopiero pierwszy etap projektu. Wiele różnych wymagań stopniowo wyjaśnia „twarz” przyszłego samolotu. Potrzeba dobrych właściwości startu i lądowania na nieutwardzonych lotniskach prowadzi do zastosowania niskociśnieniowej pneumatyki wolumetrycznej, prostego skrzydła z potężną mechanizacją aerodynamiczną.

W tym przypadku nie można jednak uzyskać bardzo dużej prędkości, ale ze względu na inne ważne cechy projektant musi szukać rozsądnego kompromisu.

Zgodnie z rozporządzeniem wynalazek musi charakteryzować się „istotną nowością”. Ale co oznacza słowo „istotny”? W „Wytycznych dotyczących metodologii badania zgłoszeń wynalazków” czytamy: „Istotna nowość w rozwiązaniu problemu technicznego charakteryzuje się tym, że rozwiązanie to posiada nowe, nieznane wcześniej cechy, które nadają nowe właściwości przedmiotowi wynalazku (urządzeniu, metoda, substancja), które wywołują pozytywny efekt” Z niewielkimi różnicami definicja ta była stosowana od dziesięcioleci i doprowadziła do niezliczonych sporów dotyczących jej stosowania. Nowością, jak mówi definicja, jest obecność nowych właściwości. Ale co uważa się za nowe właściwości? Nie ma dokładnych instrukcji w tej kwestii.

I okazuje się: nowość jest wtedy, gdy jest nowość...

W praktyce „istotna nowość” nieuchronnie sprowadza się do pojęcia „istotnej zmiany” (w stosunku do prototypu), a dalej do pojęcia „istotnej zmiany”. Dużo się zmieniło - jest wynalazek, trochę się zmieniło - nie ma wynalazku. Co więcej, o „dużo” lub „mało” ostatecznie decyduje osobista opinia biegłego.

Tymczasem istnieje obiektywne kryterium: wynalazek to usunięcie sprzeczności technicznej. Stosując to kryterium można znacząco zobiektywizować rozpatrywanie wniosków.

Spójrzmy na konkretny przykład.

W czasopiśmie „Wynalazca i innowator” ukazał się artykuł eksperta E. Niemirowskiego „Co to jest wynalazek?” Autor przytoczył w nim epizod z osobistej praktyki.

Dwóch inżynierów opracowało konstrukcję podajnika służącego do podawania okładek introligatorskich do maszyny. „Rozważając ten wniosek” – pisze ekspert – „przypomniało mi się mniej więcej to samo urządzenie zawarte w jednym z niemieckich patentów. Jedyna różnica polega na tym, że nasi wynalazcy zamontowali ścianki pudełka do układania w odległości mniejszej niż długość okładki oprawy... Uznałem tę różnicę za nieistotną i przygotowałem projekt decyzji o odmowie wydania certyfikatu autorskiego.

Wszystko tutaj jest typowe. Jest to klasyczny przykład metody porównawczej. Eksperta nie interesuje, dlaczego dokonano zmian i jakie uzyskano rezultaty. Nie, obowiązuje zasada porównania formalnego. Ekspert znajduje prototyp. Zmiana wydaje mu się nieistotna: pomyśl tylko, zmienili część ściany! A nieistotna, nieistotna zmiana oznacza w opinii eksperta brak istotnej nowości. I spokojnie pisze projekt odmowy.

Ale tym razem metoda porównania wyraźnie zawiodła. E. Nemirovsky mówi: „Jednak nasi wynalazcy wyjaśnili, że podpórki boczne opisane w niemieckim patencie muszą być bardzo sztywne, aby wyeliminować wyginanie się stopy. Z drugiej strony, jeśli ograniczniki będą zbyt twarde, przyssawki nie będą w stanie wyciągnąć pokrywy z pudełka. Ta sprzeczność sprawiła, że ​​podajnik stał się niepraktyczny. Gdy tylko zmieniono odległość między ścianami, zaczęto odczuwać ciężar osłon... Nowy stosunek wielkości przyjęty przez moskiewskich wynalazców umożliwił przywrócenie sprawności niedziałającego urządzenia. Przyznałem, że się myliłem. Wynalazcy otrzymali certyfikat wynalazcy.” Tutaj, na samym końcu artykułu, Niemirowski wypowiedział słowo, od którego powinien był zacząć: „sprzeczność”. Okazuje się, że nie chodzi o znaczenie czy nieistotność dokonanej zmiany, ale o to, że zaistniała sprzeczność techniczna i wynalazek pozwolił ją wyeliminować.

Jeszcze jeden przykład.

Inżynierowie z Leningradu L. Ginzburg i Y. Persky wysłali zapytanie o zespół lamp z transformatorem toroidalnym. „Udało się stworzyć bardzo dobry projekt” – odpowiedział ekspert, „ale nie ma w nim elementów znaczących nowości”. Rada Regionalna VOIR w Leningradzie rozpatrzyła wniosek i... stwierdziła istotną nowość. Oto, z czego się składał:

„Projektując zespół lampowy składający się z lampy (zaworu) wysokiego napięcia i transformatora żarowego zasilającego tę lampę, konieczne jest odizolowanie opraw lampy i innych punktów zaworu, które znajdują się pod wysokim napięciem, od otaczających obiektów o innym potencjale łącznie z transformatorem żarnikowym. Do tej pory praktyka projektowa wszędzie podążała drogą tworzenia odpowiednio dużej odległości wyładowania pomiędzy oprawkami lamp a obudową transformatora. W tym celu konieczne było zainstalowanie długiego izolatora z instalacją wysokiego napięcia pomiędzy transformatorem a zaworem. Tymczasem przy projektowaniu sprzętu ważne jest, aby nie zwiększać, ale zmniejszać wymiary.

I tak inżynierowie L. Ginzburg i Y. Persky zaproponowali nieznaczne powiększenie okna toroidalnego transformatora żarnikowego i umieszczenie wewnątrz tego okna oprawek lamp i innych punktów o wysokim potencjale („siatka oporowa” - „katoda” i zacisk wysokiego napięcia), wypełnienie go związkiem. Pomysłowe rozwiązanie umożliwiło rezygnację z izolatora i zewnętrznej instalacji wysokiego napięcia. Ale najważniejsze jest to, że całkowite wymiary bloku zostały zmniejszone i dzięki tej zasadzie konstrukcyjnej nie trzeba ich już rozszerzać wraz ze wzrostem napięcia na zaworze.

Spór z badaniem zakończył się następująco: „Udowodniono, że autorom udało się przezwyciężyć powyższą sprzeczność i rozwiązać problem właśnie dlatego, że w swojej konstrukcji transformator żarnikowy pełni rolę nie tylko transformatora, ale także izolatora prądu. punkty wysokiego napięcia zaworu. Nowością w konstrukcji jest zastosowanie transformatora jako izolatora.” Twórcy otrzymali certyfikat autorski.

Jeśli wynalazcy nauczą się postrzegać wynalazki jako eliminujące niespójności techniczne, a egzaminatorzy nauczą się znajdować sposoby eliminowania takich niespójności w aplikacjach, liczba odrzuconych wniosków zostanie znacznie zmniejszona.

Czasami sprzeczność techniczna zawarta w problemie jest wyraźnie widoczna. Są to na przykład problemy, których rozwiązanie w zwykły sposób prowadzi do niedopuszczalnego wzrostu masy ciała. Czasami sprzeczność jest niezauważalna, wydaje się, że rozpuszcza się w warunkach problemu. Niemniej jednak wynalazca musi zawsze pamiętać o technicznej sprzeczności, którą musi pokonać.

„Musimy osiągnąć taki a taki wynik” to tylko połowa zadania; wynalazca musi zobaczyć drugą połowę: „osiągnąć, nie tracąc, to i to”.

Badania kwestionariuszowe pokazują, że doświadczeni wynalazcy dobrze dostrzegają techniczne sprzeczności zawarte w problemie. I tak P. Friedman (Leningrad), który ma ponad dwadzieścia certyfikatów praw autorskich do wynalazków, pisze: „Badam trudności i sprzeczności istniejących maszyn, urządzeń i systemów”. Kowieński wynalazca J. Chepele bardzo trafnie charakteryzuje tę najważniejszą cechę wynalazczości: „Musimy znaleźć techniczną sprzeczność w zadaniu, a następnie zastosować metody podpowiadane przez doświadczenie i wiedzę, aby wyeliminować tę sprzeczność”.

Słynny radziecki wynalazca B. Blinow, podsumowując wyniki swojej trzydziestoletniej pracy wynalazczej, pisze: „Na podstawie doświadczenia mówię: nie zostaniesz wynalazcą, jeśli nie nauczysz się wyraźnie widzieć sprzeczności w rzeczach”.

Wynalazca Yu Chinnov miał dziewięć certyfikatów praw autorskich; Po opanowaniu metody wynalazku Yu Chinnov otrzymał kolejne trzydzieści certyfikatów praw autorskich, rozwiązując szereg problemów uznawanych za nierozwiązywalne. Jednym z głównych narzędzi Yu Chinnova jest analiza sprzeczności technicznych. Kiedy Yu Chinnov otrzymał zadanie zaprojektowania wysokowydajnej maszyny do skręcania kabli telefonicznych, przede wszystkim ujawnił techniczną sprzeczność zawartą w problemie:

„Przy projektowaniu maszyny okazało się, że zwiększenie jej wydajności utrudnia siła naciągu nici (drutów), która powstaje na skutek tarcia gwintów podczas ich ruchu o ścianki ramy skrętnej i prowadzi do niedopuszczalnego rozciągania gwinty (druty). Wraz ze wzrostem prędkości obrotowej ramy i jej średnicy wzrasta siła odśrodkowa dociskająca gwinty do ramy, a w konsekwencji siła tarcia gwintów. Okazuje się, że błędne koło:

Wraz ze wzrostem średnicy i prędkości obrotowej ramy skrętnej siła odśrodkowa wzrasta w sposób niedopuszczalny, co ostatecznie prowadzi do rozciągania gwintów. Z drugiej strony, zmniejszając średnicę ramy skrętnej, można zwiększyć prędkość skręcania, ale wówczas w niedopuszczalnym stopniu zmniejsza się średnica cewki odbiorczej zamontowanej wewnątrz ramy, a w konsekwencji długość produkowanego kabla.

Oczywista sprzeczność techniczna!

W praktyce wynalazczej często zdarza się, że najważniejsze jest wykrycie sprzeczności technicznej, a gdy już zostanie odkryta, nie jest trudno ją przezwyciężyć. Zdarza się jednak, że wynalazcę odstrasza wyraźnie widoczna sprzeczność techniczna: trzeba połączyć to, co niekompatybilne, ale wydaje się to niemożliwe!

„Musimy znaleźć sposób na wkręcenie kabla w kanał” – mówi dalej Yu Chinnov – „to znaczy wyjąć cewkę odbiorczą z obrotowej ramy i przymocować ją do nieruchomej podstawy na zewnątrz ramy. Taka cewka może być wykonana o nieograniczonej średnicy, a kabel może być wykonany o nieograniczonej długości, a dodatkowo można zwiększyć prędkość skręcania.

Szef biura projektowego nowego sprzętu w fabryce kabli w Taszkencie ostrzegł mnie, że wynalazcy i projektanci dużo pracowali w tym kierunku. W końcu doszli do wniosku, że wynalezienie metody skręcania w celu przejścia jest równie niemożliwe, jak wynalezienie maszyny perpetuum mobile.

Nie porzuciłem jednak pomysłu sprostania temu zadaniu. Postanowiłem działać według metody wynalazczej…”

Nie bój się technicznych sprzeczności!

Oto jedno z prostych zadań. Rozwiąż to sam; Aby to zrobić, wystarczy jasno sformułować sprzeczność techniczną.

Problem 3

„Kiedy patrzysz na samochód wyścigowy, jego wzrok od razu przyciągają koła. Nadają samochodowi groźny wygląd. Tymczasem tworzą dodatkowy opór powietrza i zmniejszają prędkość maksymalną. Nawet zwykłe samochody osobowe mają koła zakryte opływową maską. Dlaczego więc koła samochodów wyścigowych nie są pokryte owiewkami?

Podczas pokonywania zakrętów kierowca zawsze ma oko na przednie koła. Widząc ich położenie, otrzymuje pierwszą informację o kierunku ruchu samochodu. Załóżmy teraz, że koła są zakryte skrzydłami. Obracając kierownicą, kierowca musi obserwować, jak samochód się porusza i interweniować, gdy samochód zauważalnie zboczy z zamierzonej trasy. Właśnie dlatego samochody wyścigowe są produkowane bez skrzydeł. Samochody przeznaczone do ścigania się na specjalnie wyposażonych torach to inna sprawa. Nie ma potrzeby stosowania zwinności. A samochody są zakryte.”

Aby rozwiązać ten problem, należy dokładnie znaleźć, co jest „niekompatybilne” i odpowiedzieć na pytanie: gdzie i co trzeba będzie zmienić, aby wyeliminować „niekompatybilność”? Problem dotyczy samochodów wyścigowych. Oznacza to, że rozwiązanie nie może być przeznaczone do masowego i długotrwałego stosowania.