Метод мозговой атаки. Характеристика, применение, организация.
Мозговая атака – метод, который сегодня пользуется невероятной популярностью. С его помощью можно найти альтернативные пути решения сложных задач. К тому же он позволяет личности раскрыть свой внутренний потенциал. Применяется данный метод чаще всего в больших коллективах на совещаниях, когда требуется прийти к какому-то определенному решению.
История и описание
Метод мозговой атаки (мозгового штурма) впервые появился в 1930 году, а описан он был значительно позднее – в 1953-м. Автор данной концепции – американский исследователь Алекс Осборн. В свое время этот ученый выступил в защиту свободного высказывания и рекомендовал свой метод преимущественно для правильного планирования любой предпринимательской деятельности. Мозговая атака до сих пор используется ведущими бизнесменами для организации и ведения дел. Отмечается ее полезность: производительность труда растет, прибыль увеличивается, новые идеи появляются как будто сами собой. Суть метода мозговой атаки заключается в следующем: в зале совещаний собираются руководители и сотрудники. Озвучивается общая задачи, которая должна решиться в ходе собрания. Каждый из участников имеет возможность открыто выражать свою точку зрения, оспаривать концепцию партнера, обсуждать полученные результаты, строить дополнительные предположения. Со стороны создается впечатление, что коллеги намеренно противопоставляют друг другу разные концепции, чтобы выйти на новое понимание сути вещей.
Метод мозгового штурма основан на следующих принципах.
1. В решении поставленной задачи участвуют две группы людей - генераторы идеи и эксперты. Генераторы идеи объединяют людей с творческим мышлением, с фантазией и со знаниями науки, техники и экономики. Эксперты – это обычно люди с большим объемом знаний и критическим складом ума. Эксперты играют роль аналитиков.
2. При генерировании никаких ограничений не должно быть. Высказываются любые идеи, в том числе явно ошибочные, шутливые, без всякого доказательства и ТЭО. Высказанные идеи обычно фиксируются в протоколе, в компьютере, на диктафоне и т.п. Таким образом, основа метода – это отделение процесса интегрирования идей от процесса их оценки.
3. Философская основа метода – теория З.Фрейда, согласно которой сознание человека представляет собой топкое и непрочное наслоение над подсознанием. В обычных условиях мышление и поведение человека определяются основным сознанием, в котором властвуют контроль и порядок: сознание «запрограммировано» привычными представлениями и запретами. Но сквозь тонкую корку сознания то и дело прорываются темные стихийные силы и инстинкты, бушующие в подсознании. Эти силы толкают человека на нелогичные поступки, нарушение запретов, на всякие иррациональные мысли. Изобретателю приходится преодолевать всякую психологическую закомплексованность и запреты, обусловленными представлениями о возможном и невозможном.
Технология проведения
Данная концепция включает в себя три основных периода. Они должны осуществляться последовательно и с большим вниманием. 1. Формулировка идей. На данном этапе происходит формулирование цели, осуществляется сбор необходимой информации. Участники процесса должны быть осведомлены в том, какого рода информация им предлагается к размышлению. Все озвученные идеи, как правило, фиксируются на бумаге, чтобы не упустить ничего важного. 2. Формирование рабочей группы. Участники делятся на генераторов идей и экспертов. Первые – люди, имеющие развитую творческую направленность, фантазию. Они предлагают нестандартные способы в качестве решения проблемы. Эксперты обнаруживают ценность каждой выдвинутой идеи, соглашаются с ней или нет, мотивируя свой выбор. 3. Анализ и отбор предложений. Здесь уместна критика, активное обсуждение предложений. Сначала высказываются генераторы идей, после этого слово предоставляется экспертам. Предложения отбираются, основываясь на логическом выводе и креативности. Любой нестандартный подход приветствуется и потому рассматривается с особенным интересом. Руководитель должен контролировать процесс, наблюдать за ходом обсуждения проблемы. В случае возникновения спорных моментов он обязательно вносит ясность, уточняет детали, направляет дальнейшее развитие мысли.
5. Метод фокальных объектов и метод морфологического анализа. Характеристика, правила и примеры организации.
Метод фокальных объектов (МФО) создал в 1923 г. профессор Берлинского университета Э. Кунце, в 50-е г.г. метод доработал Ч. Вайтинг (США).
Метод отличается простотой и большими (неограниченными) возможностями поиска новых точек зрения на решаемую проблему. В методе используются ассоциативный поиск и эвристические свойства случайности.
Сущность состоит в перенесении признаков случайно выбранных объектов на совершенствуемый объект, который лежит как бы в фокусе переноса и поэтому называется фокальным.
Алгоритм работы по МФО
- Выбирается 4-5 случайных объектов (из словаря, книги…)
- Составляются списки характерных свойств, функций и признаков случайных объектов (по 5-6 интересных слов - прилагательных, деепричастий, глаголов)
- Выбирается фокальный объект - на нём фокусируется мысль. Если проблема состоит в поиске новых функций (свойств) технического объекта, фокусом может быть его наименование (например, телевизор, карандаш и др.);
- Признаки случайных объектов по-очередно присоединяются к фокальному объекту и записываются все полученные сочетания развиваются путём свободных ассоциаций.
- Оцениваются полученные варианты и отбираются наиболее интересные и эффективные решения
Рекомендации по применению метода фокальных объектов (МФО)
Лучше использовать случайные слова из разных областей: техника, поэзия, фантастика, явления природы, живые объекты. Слова не должны относиться к той же области, что и сам фокальный объект.
При выборе свойств надо избегать банальных определений, таких слов как: красивый, жёлтый, треугольный, тяжелый, надежный и т.д. Они подходят почти к любому объекту поэтому, высока вероятность того, что при ассоциировании с фокальным объектом они не дадут интересного сочетания. Можно выбирать свойства, признаки, которые объект проявляет ИНОГДА. Например: трактор - застрявший, ветер - завывающий, лампочка - вспыхнувшая, забор - грязный, покосившийся, кошка - голодная, цветок - дырявый.
Фокальным объектом может быть как отдельный предмет, вещь, товар или услуга, так и организация в целом или ее отдельные подразделения. При выборе фокального объекта установите цель его усовершенствования - это будет критерием, по которому потом будут отбираться идеи.
Необходимо выписать все варианты полученных сочетаний, соединив их в читаемое словосочетание. Например, если фокальный объект - будильник, то надо выписать ВСЕ варианты - голодный будильник, покосившийся будильник и т.д. и рассматривать любые ассоциации, которые возникнут.
Применение: для поиска модификаций известных устройств и способов, расширения ассортимента товаров, новых сфер применения уже известных эффектов, веществ, отходов производства. Метод фокальных объектов эффективно применять как метод тренировки фантазии.
Пример 1.
1) Объект - кастрюля (фокальный объект). Цель - расширение ассортимента выпускаемых на предприятиях кастрюль, повышение спроса на эту продукцию.
2) Случайные объекты: дерево, лампа, кошка, сигарета.
3) Признаки случайных объектов:
Дерево - высокое, зеленое, голое, срубленное, спревшее, чахлое, железное, хлебное, пробковое, с толстой корой, с корнями, раскидистое, колючее.
Лампа - электрическая, светящаяся, настольная, электронная, разбитая, паяльная, керосиновая, газовая, волшебная, матовая, цветная.
Кошка - живая, игривая, пушистая, сибирская, царапающаяся, голодная, злая, полосатая, нюхающая, мяукающая, дикая, домашняя.
Сигарета - дымящаяся, вредная, с фильтром, с опиумом, смятая, брошенная, отсыревшая, горящая.
4) Присоединяем к кастрюле признаки дерева: высокая кастрюля, хлебная кастрюля, кастрюля с корнями, кастрюля с колючками; лампы: электрическая кастрюля, разбитая кастрюля, волшебная кастрюля, светящаяся кастрюля; кошки:
нюхающая кастрюля, мяукающая кастрюля; сигареты: дымящаяся кастрюля, кастрюля с фильтром.
5) Развиваем полученные идеи: кастрюля с корнями - кастрюля с вделанной в нее теплоизолирующей прокладкой; разбитая кастрюля – кастрюля, разбитая на секции, в которой можно одновременно готовить несколько блюд; нюхающая кастрюля - кастрюля с индикатором, определяющим подгорание пищи; мяукающая кастрюля - подающая сигнал об окончании варки и т.д.
2) Метод морфологического анализа основан на комбинировании выделенных элементов или их признаков в процессе поиска решения проблем. В рамках этого метода определяются все возможные элементы, от которых может зависеть решение проблемы, перечисляются возможные значения этих элементов, а затем наступает процесс генерирования альтернатив путем перебора всех возможных сочетаний этих значений.
Термин «морфология» (учение о форме, гр. morphe – форма и logos – учение) ввел в 1796 г. Гёте – основоположник морфологии организмов, учения о форме и строении растений и животных. В дальнейшем появилась морфология человека, почв и т. д
Впервые морфологический анализ был использован для решения технических задач в 1942 г., когда швейцарский астроном Ф. Цвикки начал разрабатывать ракетные двигатели в фирме «Аэроджемн инжиниринг корпорейшин».
Построение морфологических матриц позволяет быстрее и точнее ориентироваться в многообразии понятий и факторов. Классифицирование – один из важнейших элементов творческой деятельности.
При использовании данного метода технический объект необходимо разбить на функциональные части (функционально-морфологические признаки), такие, без которых объект не будет выполнять свои функции. Затем следует выписать отдельно морфологические признаки и записать информацию о них (варианты осуществления) без связи с объектом (изделием), т. е. применить морфологические признаки к другим аналогичным изделиям.
Анализ полученных вариантов выявляет такие их комбинации, которые при обычном переборе могут быть упущены.
Функционально-стоимостный анализ (ФСА) (КИМ И.В.)
Функционально-стоимостный анализ (ФСА) – метод технико-экономического исследования систем, направленный на оптимизацию соотношения между их потребительскими свойствами (функциями, еще воспринимаемыми как качество) и затратами на достижения этих свойств.
ВНЕДРЕНИЕ «6 СИГМ»
Внедрение концепции 6 сигм в любой организации строится на постоянной работе проектных команд. Команды формируются по уровням управления. Как правило, таких уровней всего три – высший уровень управления, уровень управления процессами и уровень управления отдельными задачами. В состав команд входят специалисты с различной «степенью владения» концепцией шесть сигм.
Выделяют семь степеней владения данной концепцией:
Руководство – это высшее руководство организации и владельцы бизнеса. Задача руководства состоит в создании условий для внедрения концепции 6 сигм.
Основные элементы управления процессами:
определение процессов
измерение показателей
анализ результатов
контроль исполнения
Чемпион – как правило, это представитель высшего руководства организации. Его задача заключается в определении необходимых проектов по совершенствованию процессов, их организация и контроль за ходом исполнения.Мастер черного пояса – задача этого специалиста заключается в разработке концепции каждого конкретного проекта по совершенствованию процессов. Мастер черного пояса является «технологом» концепции 6 сигм и внутренним консультантом.Черный пояс – руководит командой проекта по совершенствованию отдельного процесса. Может проводить обучение участников команды проекта. Зеленый пояс – работает под руководством черного пояса. Он анализирует и решает поставленные задачи, принимает участие в проектах по улучшению качества.Желтый пояс – в проекте занимается решением частных задач, отвечает за реализацию небольших проектов по совершенствованию процессов.Белый пояс – отвечает за решение отдельных, специальных задач проекта 6 сигм.
Метод Тагути.
Назначение метода
Применяются при проектировании продукции и в процессе ее производства. Методы Тагути - одини из методов управления качеством.
Цель метода
Обеспечение качества концепции (идеи), качества конструирования и качества производства.
Суть метода
Методы Тагути позволяют оценивать показатели качества продукции и определять потери качества, которые по мере отклонения текущих значений параметра от номинального, увеличиваются, в том числе и в пределах допуска.
Методы Тагути используют новую систему назначения допусков и вводят управление по отклонениям от номинального значения с использованием упрощенных методов статистической обработки.
План действий
Изучение состояния дел с качеством и эффективностью продукции.
Определение базовой концепции работоспособной модели объекта или схемы производственного процесса (системное проектирование).
Устанавливаются исходные значения параметров продукции или процесса.
Определение уровней управляемых факторов, которые минимизируют чувствительность ко всем факторам помех (параметрическое проектирование). На этом этапе допуски полагаются столь широкими, что производственные затраты оказываются малыми.
Расчет допустимых отклонений вблизи номинальных значений, достаточных для уменьшения отклонений продукции (проектирование допусков).
Особенности метода
Качество продукции не может быть улучшено до тех пор, пока не будут определены и измерены показатели качества. В основе введенного Г. Тагути трехстадийного подхода к установлению номинальных значений параметров продукции и процесса, а также допусков на них, лежит понятие об идеальности целевой функции объекта, с которой сравниваются функциональные возможности реального объекта. На основе методов Тагути вычисляют разницу между идеальным и реальным объектами и стремятся сократить ее до минимума, обеспечивая тем самым улучшение качества.
Согласно традиционной точке зрения все значения в пределах допусков одинаково хороши. Г. Тагути считает, что каждый раз при отклонении характеристики от целевого значения, происходят некоторые потери. Чем больше отклонение, тем большие потери.Г. Тагути предложил разделять переменные, влияющие на рабочие характеристики продукции и процесса, на две группы так, чтобы в одной из них оказались факторы, ответственные за основной отклик (номинал), а во второй - ответственные за разброс. Для выявления этих групп Г. Тагути вводит новый обобщенный отклик - "отношение сигнал/шум".Задача заключается в том, чтобы уменьшить чувствительность продукции и процессов к неконтролируемым факторам, или шумам.Концепция Тагути включает принцип робастного (устойчивого) проектирования и функцию потерь качества. Функция потерь по Тагути различает изделия внутри допуска в зависимости от их близости к номиналу (целевому значению). Технологической основой робастного проектирования служит планирование эксперимента.
Планирование экспериментов.
Управление процессами посредством отслеживания расходов с помощью функции потерь качества.
Достоинства
Обеспечение конкурентных преимуществ за счет одновременного улучшения качества и снижения себестоимости продукции.
Недостатки
Широкое применение методов Тагути в управлении процессами, на базе вероятностно-статистических методов, не в се г да корректно в условиях высокой динамики требований к объектам оценивания и отсутствия аналогов.
TQM.
Термин TQM (Total quality management) или всеобщий менеджмент качества появился в 60-е годы для обозначения японского подхода к управлению компаниями. Этот подход предполагал непрерывное улучшение качества в различных сферах деятельности – производстве, закупках, сбыте, организации работы и пр. В современном понимании TQM рассматривают как философию управления организацией.
TQM не является ни системой, ни инструментом, ни процессом управления.
Всеобщий менеджмент качества включает в себя различные теоретические принципы и практические методы, инструменты количественного и качественного анализа данных, элементы экономической теории и анализа процессов, которые направлены на одну цель – непрерывное улучшение качества.
TQM можно определить как подход к управлению организацией, сфокусированный на качестве. Качество достигается за счет вовлечения всего персонала в деятельность по совершенствованию работы. Целью повышения качества является удовлетворение потребителей и получение выгоды всеми заинтересованными сторонами (работники, владельцы, смежники, поставщики) и обществом в целом.
На основе философии TQM многие организации строят свои системы качества, которые получили название - системы качества TQM. Тем не менее, следует различать философию TQM и системы качества, построенные на ее основе.
Принципы.
Философия всеобщего менеджмента качества базируется на нескольких основных принципах. Их понимание и реализация на практике позволяет организациям делать «правильные» вещи «правильно» с первого раза.
Ориентация на потребителя - фундаментальным принципом TQM является то, что именно потребитель устанавливает уровень качества. Не имеет значения какие действия организация предпринимает для улучшения качества – обучает персонал, встраивает управление качеством в процессы, совершенствует программные и аппаратные средства или приобретает новые средства контроля и измерений – только потребитель определяет, приведут ли затраченные средства и усилия к успеху.
Вовлечение персонала – принцип TQM обеспечивает постоянную совместную работу всех сотрудников организации по достижению целей. Вовлечение персонала может быть достигнуто только после того, как у сотрудников пропадет страх потерять рабочее место, когда появится доверие к изменениям и будут даны полномочия их осуществлять, а руководство создаст необходимое для этого окружение.
Процессный подход – TQM рассматривает любую деятельность организации как процесс. Процесс это набор действий, которые преобразуют объекты от поставщиков (входы) в некоторые результаты (выходы) и передают эти результаты потребителям. И поставщики, и потребители могут быть как внешними, так и внутренними по отношению к организации. Набор действий процесса должен быть точно определен и все действия должны быть взаимосвязаны. Исполнение процесса необходимо постоянно контролировать, чтобы была возможность обнаружить отступления от установленного порядка.
Единство системы – организация может состоять из различных специализированных подразделений, которые имеют вертикальную иерархию подчиненности. Эти подразделения связаны процессами, которые обеспечивают горизонтальное взаимодействие. Внутри каждого из подразделений могут выполняться свои процессы. Они являются частью общих процессов организации. Таким образом, процессы отдельных подразделений интегрируются в более крупные процессы всей организации, что и позволяет ей достигать стратегических целей. Каждая организация имеет свою собственную, уникальную культуру работы. Для того, чтобы достигнуть высоких результатов в производимых продуктах или предоставляемых услугах необходимо воспитывать в организации культуру качества во всех подразделениях одновременно.
Стратегический и систематический подход – один из наиболее значимых принципов TQM. Постоянное улучшение качества должно стать частью стратегического плана организации. Для достижения поставленных целей по улучшению качества необходимо проводить систематическую и непрерывную работу.
Непрерывное улучшение – этот принцип является опорой TQM. Непрерывное улучшение позволяет организации применять и аналитические, и творческие методы для поиска путей повышения своей конкурентоспособности и эффективности.
Принятие решений на основе фактов – для того, чтобы понимать, как работает организация, необходимы данные результатов измерений работы. Чтобы проводить улучшения необходимо постоянно собирать и анализировать данные о работе. Только на основе фактических данных можно принимать правильные управленческие решения.
Коммуникации – во время изменений эффективные коммуникации играют огромную роль в поддержании морального духа и мотивации сотрудников всех уровней управления. Необходимо, чтобы коммуникации по вопросам происходящих изменений стали ежедневными действиями, такими же, как обычные процессы.
Стратегия применения.
Для разработки системы управления качеством на основе философии TQM могут применяться несколько стратегий. Организация может выбирать наиболее подходящую стратегию исходя из сложившихся условий ее работы.
Стратегия применения модели для сравнения (бенчмаркинг). В этом варианте команда специалистов организации или отдельные сотрудники посещают другую организацию, которая занимает лидирующую роль в реализации TQM и изучает их процессы и факторы успешного внедрения. На основе полученной информации менеджмент организации разрабатывает модель управления, адаптированную к своим условиям работы.
Стратегия применения критериев премий по качеству. Для разработки системы качества на основе TQMприменяются критерии различных премий по качеству. Эти критерии используют чтобы определить области для улучшения в своей работе. Примерами могут являться критерии Премии Деминга, Европейской награды за качество (EFQM) и аналогичные.
Методология внедрения.
Каждая организация является уникальной в отношении культуры, практики управления, применяемых процессов создания продукции или оказания услуг. Поэтому не существует одного единственного подхода к внедрению TQM. Он изменяется от организации к организации. Тем не менее, можно выделить несколько ключевых элементов методологии внедрения TQM:
1. Высшее руководство должно изучить TQM и принять решение следовать философии TQM. Философия TQMдолжна позиционироваться как неотъемлемая часть стратегии работы организации.
2. Организация должна оценить существующий уровень культуры своей работы, уровень удовлетворенности потребителей, и оценить состояние системы управления качеством.
3. Высшее руководство должно определить ключевые принципы и приоритеты в работе и довести эту информацию до всех сотрудников организации.
4. Необходимо разработать стратегический план внедрения философии TQM в работу организации.
5. Организация должна определить приоритетные требования потребителей и привести в соответствие свою продукцию или услуги с этими требованиями.
6. Необходимо составить карту процессов, за счет которых организация может удовлетворить требования потребителей.
7. Руководство организации должно обеспечить создание и работу команд по улучшению процессов.
8. Необходимо стимулировать создание самоуправляющихся команд по совершенствованию процессов.
9. Руководство всех уровней должно своим личным примером способствовать внедрению философии TQM.
10. Необходимо выполнять непрерывное, ежедневное управление бизнес процессами и их нормализацию. Под нормализацией понимается стабильное выполнение процессов с минимальными отклонениями от установленных требований.
11. Необходимо регулярно оценивать прогресс в выполнении плана внедрения философии TQM в работу организации и корректировать его, если возникает потребность в изменении.
12. Постоянно информировать персонал об изменениях в процессах и поощрять инициативу сотрудников вносить предложения по улучшению работы.
11)
Проблема: снег, падающий зимой на автостоянку, затрудняет передвижение автомобилей и пешеходов.
Прежде чем применять какие-либо методы решения, следует проблему свести к задаче, так как аналитически решать можно только задачу. Проблема, представляет собой негативное ощущение человека, поставившего ее. Задача же содержит исходные условия и характер результата, который должен быть получен. Поэтому, сначала следует хотя бы в общих чертах определить возможные направления решения проблемы, чтобы впоследствии конкретизировать их вплоть до формулировки задач. В нашем случае возможны следующие направления решения проблемы: 1. Совершенствовать средства передвижения пешеходов и автомобилей. Сейчас есть для пешеходов - лыжи, снегоступы, коньки, снегоходы с мотором; для автотранспорта - зимняя резина, цепи, гусеничный ход. Можно заняться их модернизацией. 2. Убирать или уничтожать упавший снег. Этим сейчас и занимаются дорожные службы в городах. В арсенале - дорожные машины, снегоуборщики, самосвалы, снегоплавильные станции, реагенты. Можно сконцентрировать усилия на их совершенствование. 3. Не допускать падения снега на поверхность дороги или тротуара. Из имеющихся средств - навесы.
Навесы используются для защиты поверхности от падения снега очень давно, но в условиях рыночной экономики к ним предъявляется дополнительное требование - иметь низкую себестоимость. Отсюда можно сформулировать новую, более узкую проблему: при защите автопарковки от падающего снега при использовании навеса приходится тратить деньги на его строительство. Мы получили административное противоречие: требуется снизить себестоимость навеса, но неизвестно, как это сделать. Это еще не задача - нет ни исходных данных, ни характера результата. Для того, чтобы привести это противоречие к технической задаче необходимо конкретизировать условия. Для этого следует описать техническую систему, с которой, или на основе которой, будет вестись разработка решений. Сразу нужно отметить, что получаемые решения не обязательно должны быть похожи на исходную ТС, ведь главной побуждающей силой является решение проблемы, а не модернизация имеющейся ТС.
Будем считать, что исходная ТС - навес - представляет собой крышу, установленную на опоры.Для того, чтобы выйти на техническое противоречие, для устранения которого можно будет применить приемы, необходимо предъявить к нашей ТС такие технические требования, которые требовали бы существования ТС в противоположных состояниях одновременно. Одно требование вытекает из главной функции ТС - не пропускать снег на автостоянку. Второе требование - "низкая себестоимость" не является техническим, так как напрямую не относится к технической стороне навеса. Значит надо найти технический эквивалент себестоимости и формулировать противоречие относительно него. В нашем случае возможно несколько вариантов таких эквивалентов. Рассмотрим некоторые из них.
Себестоимость навеса в основном складывается из стоимости материалов и стоимости работ по его постройке. Для обычных конструкций стоимость работ пропорциональна стоимости материалов, к тому же стоимость работ также не является технической характеристикой навеса и формулирование противоречия на ее основе не даст продвижения вперед. Стоимость материалов пропорциональна размеру защищаемой площади автостоянки, которая определяется заказчиком. Обратим внимание на конструкцию, которая состоит из крыши и опор. Площадь крыши также определяется размерами автостоянки. Из оставшихся технических характеристик можно выделить: толщину крыши, количество и расположение опор, площадь сечения опор.
Здесь следует особо подчеркнуть, что выбранная характеристика (например, толщина крыши) будет являться "наживкой", на которую мы будем "ловить" новые идеи, и выбор ее не имеет определяющего значения для решения задачи. В нашем случае выберем толщину крыши. Для того, чтобы стоимость материалов крыши была минимальной при определенной площади, ее толщина должна быть минимальна. Таким образом мы заменяем экономический критерий "низкая себестоимость" на техническую характеристику "минимальная толщина крыши". Теперь можно сформулировать техническое противоречие: если толщину крыши сделать большой, то крыша удержит вес снега, но получится очень дорогой; если толщину крыши сделать маленькой, то она будет дешевой, но не сможет удержать вес снега и разрушится. Итак, у нас образовалась конфликтующая пара в виде крыши и снега. Поскольку в ТС входит только крыша, то основные изменения будем осуществлять с ней. (В некоторых случаях, снег тоже может стать объектом применения приемов, то есть служить ресурсом для достижения нашей цели - борьбы с вредным давлением толщи снега). Еще одна пара противоположностей, касающуюся главной полезной функции крыши, а именно - не пропускать снег и удерживать вес снега. При кажущейся эквивалентности этих понятий существует следующая разница. Запись "удерживать вес снега" предполагает, что снег будет скапливаться и находиться на крыше все время. Запись "не пропускать снег" более общая, так как заранее не предполагает никакого конкретного "поведения" снега, кроме того, она точнее отражает функцию навеса - защита автостоянки, а не удержание снега. Ввиду того, что своей толщиной крыша обязана именно весу снега, который она должна удерживать в рамках традиционного решения, противоречие записано именно с термином "удержать вес снега". В противном случае не будет понятно, зачем нужна толщина, которая обеспечивает крыше прочность. Представленные решения (40 примеров противоречий) можно разделить на две основные группы: повышающие несущую способность крыши и уменьшающие снеговую нагрузку на крышу. Следует отметить, что в случае постановки задачи в формулировке "удерживать снег" вторая часть массива решений не была бы получена, несмотря на их дееспособность. Очевидно также, что не все приемы давали одинаково действенные решения, а некоторые приемы приводили к решениям, похожим на другие. Для того, чтобы оптимизировать работу с приемами была построена "Таблица выбора приема устранения технических противоречий" в которой для разрешения конкретных видов противоречий рекомендовалось применять не все приемы, а только определенные. Для выбора приемов с помощью таблицы необходимо определить два параметра: что мы хотим улучшить и что при этом ухудшается. Для этого вспомним ТП, записанное в начале разбора: "если толщину крыши сделать большой, то крыша удержит вес снега, но получится очень дорогой; если толщину крыши сделать маленькой, то она будет дешевой, но не сможет удержать вес снега и разрушится". Но в стандартной таблице выбора приемов нет терминов "толщина" и "стоимость". Значит, придется найти адекватные замены этим терминам с учетом особенностей рассматриваемой технической задачи. Сразу нужно отметить, что возможно несколько вариантов замены. Рассмотрим два из возможных. Вариант замены терминов №1
Как было показано в предварительном анализе, эквивалентом стоимости может служить материалоемкость крыши. Термина "материалоемкость" также нет в таблице, но есть термин "объем неподвижного объекта". Если представлять крышу относительно монолитной конструкцией, то "материалоемкость", как вес материала может быть заменена "объемом неподвижного объекта" (крыши), считая плотность материала постоянной. Термин "толщина", как линейный размер, может быть заменен на "длину неподвижного объекта". Тогда получаем, что по условиям задачи надо изменить "длину неподвижного объекта" и при этом ухудшается "объемом неподвижного объекта". С помощью таблицы, определяем рекомендуемые приемы разрешения ТП: №№ 35, 8, 2, 14. Решения:
Прием 35. Изменение физико-химических параметров объекта.
а) Изменить агрегатное состояние объекта.
б) Изменить концентрацию или консистенцию.
в) Изменить степень гибкости.
г) Изменить температуру.
Адаптация: изменить агрегатное состояние снега.
Решение: Подогреть крышу и снег лежащий на ней, чтобы он превратился в воду. Тогда он сможет сам стечь с нее уменьшив нагрузку.
Прием 8. Принцип антивеса.
а) Компенсировать вес объекта соединением с другими объектами, обладающими подъемной силой.
б) Компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (за счет аэро-, гидродинамических и других сил).
Адаптация: Следует компенсировать вес снега соединением его или крыши с объектом, обладающим подъемной силой.
Решение: Прикрепить к крыше воздушный шар или дирижабль, который будет удерживать вес снега.
Прием 2. Принцип вынесения. Отделить от объекта "мешающую" часть ("мешающее" свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство).
Адаптация: Мешающей частью является толщина крыши. Она появляется в основном из-за того, что нагрузка на крышу получается изгибающая и напряжения в материале весьма велики. Вот если бы удалось сделать нагрузку только растягивающую, то это значительно снизило бы напряжения.
Решение: Подвесить крышу на многочисленных тонких тросах, закрепленных на зданиях или высоких опорах.
Прием 14. Принцип сфероидальности.
а) Перейти от прямолинейных частей объекта к криволинейным, от плоских поверхностей к сферическим, от частей, выполненных в виде куба или параллелепипеда, к шаровым конструкциям.
б) Использовать ролики, шарики, спирали.
в) Перейти к вращательному движению, использовать центробежную силу.
Адаптация: перейти от плоской крыши к сферической. Решение: Сделать крышу в виде сферического или полуцилиндрического купола. Это уменьшит нагрузку на единицу поверхности крыши, а также будет способствовать скатыванию снега с крыши.
Адаптация: перейти к вращательному движению крыши.
Решение: Сделать крышу в виде вращающегося диска. Снег под действием центробежных сил будет слетать с крыши, уменьшая нагрузку. Кроме того. Центробежные силы будут растягивать саму крышу, компенсируя изгибающие нагрузки от веса снега.
Вариант замены терминов №2
Используем часть ТП "если толщину крыши сделать маленькой, то она будет дешевой, но не сможет удержать вес снега и разрушится". Термин "толщина", как и прежде заменяем на "длину неподвижного объекта". Термин "удержать вес" может быть заменен на "прочность", таким образом, у нас при изменении "длины" (толщины) ухудшается "прочность".
В нашем случае термин "толщина", для подстановки его в графу "что требуется изменить", путем нескольких итераций может быть заменен на "объем неподвижного объекта". Интересно, что в предыдущем варианте этот термин использовался в разделе "что ухудшается". В результате, при паре нужно изменить "объем неподвижного объекта" и при этом ухудшается "прочность", получаем рекомендацию воспользоваться приемами №№ 28, 6, 32.
Прием 28. Замена механической схемы.
а) Заменить механическую систему оптической, акустической или "запаховой".
б) Использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для взаимодействия с объектом.
в) Перейти от неподвижных полей к движущимся, от фиксированных - к меняющимся по времени, от неструктурных - к имеющим определенную структуру.
г) Использовать поля в сочетании с ферромагнитными частицами.
Адаптация: применить для удержания снега электростатические или магнитные поля.
Решение: Перед подлетом снега к крыше его следует электростатически зарядить или намагнитить и далее удерживать или менять траекторию падения с помощью электростатических или магнитных полей.
Прием 6. Принцип универсальности. Объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах.
Адаптация: Следует добавить крыше выполнение других функций, например быть полом.
Решение: Надстроить над автостоянкой один этаж, который использовать под офис или склад.
Прием 32. Принцип изменения окраски.
а) Изменить окраску объекта или внешней среды.
б) Изменить степень прозрачности объекта или внешней среды.
в) Для наблюдения за плохо видимыми объектами или процессами использовать красящие добавки.
г) Если такие добавки уже применяются, использовать меченые атомы.
Адаптация: изменить окраску крыши или снега.
Решение: Если распылить на выпавший снег черную краску, то это будет способствовать быстрейшему его таянию под воздействием солнечных лучей.
Легко заметить, что среди них нет ни одного приема из рекомендованных для предыдущего рассмотренного варианта выбора параметров подстановки №1. Получается, что в зависимости от выбранной адаптации задачи к терминам таблицы могут быть рекомендованы совершенно разные приемы даже для одного и того же технического противоречия. Отсюда следует, что к вопросу замены терминов задачи на термины, присутствующие в таблице, следует подходить внимательно и в случае неоднозначности пробовать все возможные варианты для получения большего количества решений. Правда, так можно очень быстро придти к тотальному перебору всех приемов.
Обобщая результаты можно сделать следующие выводы: 1.
Рекомендуемые приемы устранения ТП направлены на активизацию мышления и выход за пределы известных решений. 2.
Качество решений, получаемых с помощью приемов, зависит как от кругозора решателя, так и от его настойчивости. 3.
Корректность выбора рекомендуемых приемов устранения ТП с помощью таблицы зависит от мастерства решателя адаптировать задачу к терминам, используемым в таблице. 4.
12.
Любая ТС предназначена для удовлетворения какой-то потребности человека. Она выполняет определенную функцию, имеет определенную структуру и состоит из взаимосвязанных, организованных в пространстве и времени элементов.
Любая ТС является носителем какой-либо главной полезной функции (ГПФ). Каждая ТС кроме ГПФ, ради которой она существует, выполняет несколько дополнительных функций. Среди дополнительных могут быть выделены вспомогательные функции (ВФ), облегчающие выполнение ГПФ, и сопутствующие функции (СФ), которые ТС может выполнять кроме основной (пылесос – основная функция –отсасывать пыль, сопутствующая – распылять побелку). Функциональность любой ТС можно представить:
Функциональность ТС= ГПФ+ВФ+СФ
Структура ТС – это неизменная в период функционирования совокупность элементов и связей между ними, которые определяются физическим принципом действия, выбранным для осуществления ГПФ.
Объект – некий оказавшийся в фокусе нашего внимания элемент материального мира.
Продукт – объект, с определенными свойствами.
Техническая система – совокупность элементов, обеспечивающая появление продукта.
Элемент структуры – это относительно минимальная единица структуры, способная к выполнению элементарной функции и остающаяся неизменной во время функционирования. Понятие элемента структуры имеет относительный характер. Любой элемент структуры сам может быть системой (например, двигатель автомобиля). В природе не существует обособленных систем. Любая из них является частью другой системы, которую называют надсистемой. В то же время самая малая система состоит из ряда более мелких систем, называемых подсистемами. Необходимый элементный состав ТС:
Источник энергии – то, откуда система черпает энергию для производства работы.
Генератор энергии
Трансмиссия – то, что передает энергию от двигателя к инструменту.
Рабочий орган - часть технической системы, непосредственно действующая на объект.
Орган управления
Двигатель – то. Где происходит конечное преобразование энергии в вид.
Система управления – то, что обеспечивает совместную работу частей ТС для появления продукта.
Подсистема – такая система, продукт которой используется данной технической системой.
Основные типы структур ТС:
1. Корпускулярная. Состоит из слабосвязанных элементов. Примеры: газ, рыболовная артель.
2. Плотная упаковка. Состоит из однотипных жестко связанных элементов. Пример: кирпичная стена, пчелиные соты.
3. Цепная. Состоит из одинаковых шарнирно связанных элементов. Приме: поезд.
4. Сетевая. Состоит из разнотипных элементов, связанных между собой или непосредственно, или транзитом через другие элементы, или через центральный узловой элемент. Пример: телефонная сеть, система теплоснабжения.
5. Многосвязная. Элементы системы связаны множественными связями друг с другом. Пример: Интернет.
6. Иерархическая. Состоит из разнородных элементов, каждый из которых входит в структуру более высокого уровня иерархии и имеет горизонтальные и вертикальные связи. Пример: автомобиль, структура управления.
Техническая система – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих искусственных элементов, обладающая свойствами, не сводящимися к свойствам составляющих элементов. ТС создается с конкретной целью для удовлетворения конкретной потребности.
Техническая система (ТС) – созданное человеком или автоматом реально существующее устройство, предназначенное для удовлетворения определенной потребности.
Каждую ТС можно представить описаниями,имеющими иерархическую соподчиненность:
- потребность или техническая функция (ТФ);
- функциональная структура (ФС);
- физический принцип действия;
- техническое решение (ТР);
- проект.
Потребность – краткое описание назначения ТС: P=(D;G;H),
D - указание действия, производимого ТС, направленное на достижение желаемого результата;
G - указание объекта обработки на который направлено действие D;
H – указание особых условий и ограничений, при которых выполняется действие D.
Функциональная структура. ТС состоит из элементов и может быть разделена на части. Каждый элемент как самостоятельная ТС выполняет определенную функцию. Между элементами имеют место два вида связей и соответственно два вида функциональных структур: конструктивная и потоковая. Физический принцип действия. Представляет собой ориентированный граф, вершинами которого являются наименования физических объектов, а ребрами входные A и выходные C потоки вещества, энергии и сигналов.Техническое решение (ТР) – конструктивное оформление ФС. При описании ТР используют следующие группы признаков:
- перечень основных элементов, их взаимное расположение, способы и средства соединения;
- последовательность взаимодействия элементов во времени;
- особенности конструктивного исполнения элементов;
- принципиально важное соотношение параметров для ТС в целом или отдельных элементов.
Проект включает значения параметров ТС и всех элементов до деталей. Он содержит всю необходимую информацию для изготовления и эксплуатации ТС (чертежи и конструкторская документация).
Пример: ТС – электрическое освещение.
Подсистемы: электростанция – двигатель; линии электропередачи и трансформаторы – трансмиссия; электрические лампочки накаливания – рабочий орган; выключатели, автоматика – органы управления.
Функция – преобразовать химическую энергию газа в световую энергию, освещающую рабочее место. Поступивший газ содержит 100 % имеющейся энергии. Газ сжигается в топках паровых котлов, производя тепло. Этим теплом вода нагревается и превращается в пар.
Пар приводит во вращение турбины. Турбины вращают электрические генераторы. Генераторы производят электроэнергию. На этом заканчивается двигатель. Произошло преобразование химической энергии в электрическую, через тепловую (сжигание газа и превращение воды в пар) и механическую (вращение турбин и генератора).
Закон 3. Закон согласования/рассогласования ритмики частей системы.
Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является согласование или рассогласование параметров системы (частоты колебаний, периодичности, а также материалов, форм, размеров, температуры и тд.).
Пример: чем больше габариты обрабатываемой детали, тем больше мощность станка и наоборот.
Законы динамики развития технических систем: формулировка, характеристика, особенности применения на практике: Закон повышения динамичности и адаптивности; Закон повышения функциональности ТС; Закон перехода с макроуровня на микроуровень; Закон увеличения степени вепольности (Адельгейм А.И.)
1. Закон повышения динамичности и адаптивности
Формулировка: Жесткие системы для повышения их эффективности должны становиться динамичными, то есть переходить к более гибкой, быстро меняющейся структуре и к режиму работы, подстраивающемуся под изменения внешней среды.
Характеристика: Для механических систем динамизация начинается с перехода от неподвижных частей к движущимся, жесткая связь "ломается" и в этом месте вводится шарнир, жесткие элементы заменяются на гибкие, на гидро- и пневмоконструкции, используется вибрация и др. Для последующих этапов динамизации характерно использование физических и химических эффектов и явлений, введение обратной связи, замена систем и подсистем идеальными веществами, "интеллектуализация" техники.
В основе динамизации лежат фундаментальные принципы организации природных процессов, вспомним принцип Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-нибудь из условий (температура, давление, концентрация), то равновесие смещается таким образом, чтобы уменьшить изменение. Система перестраивается, "уходит" от вредного воздействия внешнего фактора, повышает свою "живучесть", приспосабливается к существующим условиям, к постоянно возрастающим потребностям человека и общества, в этом и есть главный смысл динамизации.
Область применения:
· Если такую гайку с отделяющейся резьбой освободить от корпуса, резьбовая часть свободно снимается с болта без свинчивания;
· Сопло реактивного двигателя в виде телескопической раздвижной трубы при запуске раздвигается, при транспортировке - складывается;
· Во Франции выпускается строительный кран с передвигающейся вверх-вниз кабиной для облегчения работы крановщика (расширяется поле зрения во время погрузки-разгрузки);
· В Финляндии создана машина для очистки от кустарника и мелколесья лесных дорог, просек и откосов, в которой часто ломающиеся о камни ножи заменены цепями (цепь вращается со скоростью сотни оборотов в минуту и, как бритва, срезает поросль, обтекая камни);
· Вырабатывая концепцию автомобиля "Фиат" модели 2000 года, конструкторы пришли к идее, что машина должна состоять из двух компонентов - шасси и разборного кузова; владелец автомобиля сможет варьировать передними крыльями машины, ее дверцами, капотом, стеклами.
2. Закон повышения функциональности ТС
Формулировка: Для развития ТС с целью повышения ГПФ необходимо повышать динамичность и управляемость системы и ее отдельных частей.
Характеристика: Каждая подсистема взаимодействует как с соседними подсистемами, так и с самой системой и окружающей ее средой. Оптимальной для каждой подсистемы является ситуация, когда приспосабливается к окружающим условиям для минимизации затрат энергии. В соответствии с этим законом можно применять два простых направления поиска решения:
· вещество системы развивается по линии: один шарнир – много шарниров – гибкое вещество – жидкость – газ.
· поля системы развивается переходом от постоянного действия к импульсному действию, затем к переменным и нелинейным полям.
ТС развиваются в зависимости от сохранения (вложения) отдельных функций развивающихся систем. Это значит, что каждое новое поколение системы данного класса воспроизводит совокупность основных функций предшествующих систем. Поэтому важно изучение прототипов.
Область применения:
· Компенсировать влияние окружающего освещения можно с использованием второго фоточувствительного элемента, который будет улавливать только свет окружающей среды и вычитать его из общего освещения.
· Компенсировать влияние окружающего освещения можно с использованием мигающего источника света. Источник должен выдавать световой поток с определённой частотой - в промежутках между излучениями фотоприёмник будет замерять окружающее освещение и потом устройство управления будет вычитать его из измеренного светового потока при включенном источнике освещения.
3. Закон перехода с макроуровня на микроуровень
Формулировка: Развитие рабочих органов системы идет сначала на макро-, а затем на микроуровне.
Характеристика: Суть - любая ТС для развития своего полезного функционала стремится перейти с макроуровня на микроуровень. Т.е. в системах соблюдается тенденция перехода функции рабочего органа от колес, шестерней, валов и т. д. к молекулам, атомам, ионам, которые легко управляются полями.
Возможны три направления перехода с макро- на микро-уровень:
· увеличение степени дробления вещества и объединение дробных частей в новую систему;
· увеличение степени дробления "смеси" вещества с пустотой (переход к капиллярно-пористым материалам);
· замена вещественной части системы на полевую (переход к действию "поле плюс вещество" или только к полю).
Область применения:
· Имеющийся поток мелкодисперсных частиц можно разделить на части и зарядить их разноименными зарядами, управлять электростатическим полем;
· Удаление микроорганизмов и других трудноотделимых веществ из жидких сред в центробежном поле, по которому для более полного удаления в жидкость дополнительно вводят вещества-адсорбенты, не растворяющиеся в жидкости и имеющие больший удельный вес.
4. Закон увеличения степени вепольности
Формулировка: Развитие технических систем идет в направлении увеличения степени вепольности: невепольные системы стремятся стать вепольными, а в вепольных системах развитие идет путем увеличения числа связей между элементами, повышения отзывчивости (чувствительности) элементов, увеличения количества элементов.
Характеристика: Общий смысл закона - развертывается (усложняется) та часть (элемент) веполя, которая испытывает наибольшее затруднение при выполнении главной полезной функции системы. Дословно закон описывает вепольность как последовательность изменения структуры и элементов веполей с целью получения более управляемых технических систем, т.е. систем более идеальных. При этом в процессе изменения необходимо осуществлять согласование веществ, полей и структуры.
Область применения:
· Диффузионная сварка и лазер для резки различных материалов.
· Для повышения сцепления шины с дорогой используется не только вес автомобиля, но и специальный узор протектора, из углублений которого вытесняется воздух и с помощью создаваемого вакуума шина как бы прилипает к дороге.
21 Физические эффекты, характеристика, виды, примеры применения (Ольгина В.А.)
Физические эффекты и явления, законы и научные открытия лежат в глубине, в основе всех конкретных технических решений, формируя их ядро — принцип действия или идею решения.
Один и тот же физический эффект может порождать огромное количество конкретных, существенно отличающихся друг от друга технических решений.
Составление фонда, справочника, указателя физических эффектов и явлений — чрезвычайно трудоемкий процесс, так как их приходится брать не только из специальной литературы, но также из конкретных технических решений, где они находятся в скрытом, завуалированном виде, иногда в сочетании с другими эффектами и эвристическими приемами. Но и после этого фонд постоянно нуждается в дополнении и совершенствовании, потому что нет пределов развития науки.
Результаты воздействия физических эффектов, имеющихся в фонде, позволяют сформулировать и составить список функций, которые могут быть реализованы с их помощью (функции представлены в обобщенном виде: нагревание, расширение, колебание, электризация, перемещение и т. д.).
Фонд физических эффектов подразделяется на несколько видов:
1) Механические эффекты и деформация (инерция, гравитация, трение и т.д.)
2) Молекулярные явления (явление взрыва, тепловое расширение, капиллярность, сорбция, смачивание, поверхностное натягивание жидкости, диффузия и т.д.)
3) Гидростатика и гидродинамика (закон Архимеда, закон Паскаля, гидравлический удар и т.д.)
4) Колебания и волны (свободные механические и вынужденные колебания, резонанс, ультразвук, дифракция, поляризация и т.д.)
5) Электромагнитные явления (Закон Кулона, проводимость, электромагнитное поле, ионизация и т.д.)
6) Электромагнитные свойства вещества. Диэлектрики (электризация, диэлектрик в магнитном поле и т.д.)
7) Магнитные свойства вещества (намагничивание, жидкости твердеющие в магнитном поле и т.д.)
8) контактные термоэлектрические и эмиссионные явления (Контактная разность потенциалов (закон Вольты), трибоэлектричество и т.д.)
9)Гальвано и термомагнитные явления (электрические разряды в газах, эффект Томсона и др.)
10) Электрокинетические явления (электрофорез и др.)
11) Свет и вещество (дисперсия света, голография, отражение и преломление, поглощение и рассеивание света и др.)
12) Люминесценция (люминесценция, поляризация люминесценции и др)
13) Анизотропия (двойное лучепреломление, эффект Фарадея и др.)
Примеры применения:
| эффект | применение |
Молекулярные явления
Колебания и волны
Электромагнитные явления
И т.д. см. табл. Фонд физических эффектов
Пример. Башня Шухова
Свойство гиперболических тел образовывать криволинейную поверхность из прямых линий позволило выдающемуся русскому инженеру, выпускнику 1878 г. Московского Императорского технического училища (МВТУ им. Н.Э. Баумана) В. Г. Шухову получить свою знаменитую Привилегию (патент) № 1896 «...ажурная башня, характеризующаяся тем, что остов ее состоит из пересекающихся между собой прямолинейных деревянных брусьев или железных труб, или угольников, расположенных по производящим тела вращения, форму которого имеет башня, склепываемых между собою в точках пересечения и, кроме того, соединенных горизонтальными кольцами» (см.рис. 22).
В соответствии с предложенным Шуховым ТР, башня выполнена в форме однополостного гиперболоида. Прямолинейные образующие башни соединены в точках пересечения, придавая ей дополнительную жесткость. Если бы приняли решение делать ажурную и в то же время жесткую конструкцию башни цилиндрической формы, то пришлось бы применить криволинейные стержни, изготовление которых является весьма трудоемким процессом. Возникли бы также сложности транспортировки и монтажа конструкции, значительно усложнилась увязка размеров стыкуемых элементов конструкции.
Рис. 22. Схема фрагмента башни Шухова
Практика подтвердила инженерный расчет Шухова. В в мире построено около двухсот подобных конструкций (маяков, башен, антенн).
В СССР выдано более десятка авторских свидетельств, основанных на этом же свойстве, но принцип его использования остался неизменным.
Еще одним замечательным свойством гиперболоида является способность изменять боковой профиль вплоть до цилиндрической поверхности. Для этого прямолинейные стержни, образующие гиперболоид, соединяются с торцевыми кольцами шарнирно. При вращении верхнего кольца относительно нижнего вокруг оси О – О / (рис. 23) происходит изменение формы боковой поверхности. Таким образом можно изменять форму вращающегося абразивного инструмента, сельскохозяйственного орудия или фрезы.
Рис. 23. Изменение формы боковой поверхности гиперболоида вращением колец
При вращении колец изменяется угол наклона образующих к основанию. Это позволяет выбирать оптимальный угол резания плуга, центробежной мельницы. Возможность регулирования сечения и объема однополостного гиперболоида относительным вращением наружных колец нашло применение для изменения проходных сечений в затворах, тормозах, захватах, отжимающих устройствах и для решения других задач.
АНАЛИЗ ЗАДАЧИ
Основная цель первой части АРИЗ, включающей семь последовательных шагов, – переход от расплывчатой изобретательской ситуации к четко поставленной и предельно простой модели задачи.
► Шаг 1 – Мини–задача
Анализ начинается с формулирования минимальной задачи по специальной форме:
а) записывается функция технической системы и входящие в нее основные компоненты;
б) формулируются два технических противоречия (ТП1 и ТП2), связанные с противоположными состояниями имеющегося в системе инструмента;
в) указывается результат, который должен быть получен при решении задачи.
Переход к мини–задаче вовсе не означает, что взят курс на решение маленькой задачи. Наоборот, вводится дополнительное требование, 58 чтобы искомый результат был получен без существенных изменений в системе.
► Шаг 2 – Конфликтующая пара
Определяется конфликтующая пара элементов (изделие и инструмент), между которыми возник конфликт, породивший задачу.
► Шаг 3 – Графические схемы конфликтов
Графически изображаются схемы конфликтов, соответствующие двум техническим противоречиям, сформулированным на шаге 1.
► Шаг 4 – Выбор схемы конфликта
На шаге 4 выбирается одна из схем конфликтов (см. шаг 3), то есть определяется направление поиска решения. Выбор должен обеспечить наилучшее выполнение главного производственного процесса, для которого предназначена исходная техническая система.
► Шаг 5 – Усиление конфликта
Этот шаг имеет важное значение, так как отсекает попытки вместо решения изобретательской задачи поиска компромисса.
► Шаг 6 – Модель задачи
На этом шаге суммируется результат анализа и указываются:
а) конфликтующая пара;
б) усиленный конфликт;
в) требования, которым должен удовлетворять вводимый в систему икс–элемент (икс–элемент – не обязательно какая-то деталь, устройство – это нечто неизвестное, некое изменение системы, которое решит наши проблемы и которое нужно найти в результате анализа).
АНАЛИЗ МОДЕЛИ ЗАДАЧИ
Цель второй части – учет имеющихся в системе ресурсов, которые могут быть использованы для решения задачи: ресурсов пространства, времени, веществ и полей. Она включает три шага:
► Определение оперативной зоны
Определение оперативной зоны (ОЗ) как пространства, в котором возникает конфликт. 59
► Определение оперативного времени
► Определение вещественно–полевых ресурсов
Вещественно–полевые ресурсы (ВПР) выписываются в виде таблицы в определенном порядке: ресурсы, имеющиеся непосредственно в оперативной зоне (внутрисистемные ресурсы), вне оперативной зоны (внесистемные) и ресурсы надсистемы.
Характеристика известных алгоритмов анализа проблемных ситуаций и методов решения нестандартных задач (Беляева Н. В.).
Анализ проблемной ситуации позволяет выявить (уточнить) изобретательскую задачу и, опираясь на ее условия, продвигаться к ее решению. Важной составляющей постановки задачи в этом случае является выявление технического противоречия и формулировка конечного цели решения задачи.
Основные понятия и вопросы, используемые в различных версиях АРИЗ:
- какое основное звено задачи;
- какая конечная цель решения задачи;
- что мешает достижению идеального результата и почему;
- прообраз из другой отрасли техники (поставить вопрос: как данное противоречие устраняется в других отраслях техники?).
- прообраз в природе (поставить вопрос: как данное противоречие устраняется в природе?);
- определить требуемые количественные показатели ;
- какова экономическая цель решения задачи;
- какова техническая цель решения задачи («Какую характеристику объекта надо изменить?»)
- каковы допустимые затраты?
- сравнить задачу с тенденциями развития данной отрасли (а также ведущей отрасли) техники;
- какова более общая задача;
- как решаются задачи, обратные данной;
- дана система, включающая элементы (перечислить)
- какие элементы трудно (легко) видоизменять в условиях данной задачи;
- перейти к надсистем (к подсистеме);
- учесть предполагаемые масштабы применения.
Алгоритм выбора изобретательских задач предназначен для выявления и формулирования задач при нарушениях и сбоях в производственно-технологических процессах.
Основные идеи:
· Не решать проблему, а создавать условия, при которых она не возникает.
· Что порождает проблему, то и должно ее устранять.
· Формулировать задачи в зоне ее возникновения. Чем дальше от зоны первопричины будет формулироваться задача, тем сложнее потребуется решение.
Методы анализа систем и выявления задач:
1. Функционально-Стоимостный Анализ (ФСА) – организационно-технический метод совершенствования техники, основанный на системном исследовании объекта или технологического процесса. Предназначен для снижения затрат на единицу полезного эффекта, достигаемое путем:
- повышения потребительских свойств объекта при одновременном сокращении затрат;
- повышения потребительских свойств объекта при сохранении или экономически оправданном увеличении затрат;
- сокращения затрат при сохранении или обоснованном снижении функциональных параметров объекта до необходимого уровня.
- повышение качества объекта в целом или его составных частей;.
- снижение затрат на производство; снижение материалоемкости, фондоемкости
- ликвидация «узких мест» в производстве;
- снижение эксплуатационных и транспортных расходов.
2. Функционально-морфологический анализ.
Метод предназначен для создания потенциально новых продуктов. Идея метода состоит в формальном составлении сочетаний типовых функций некого элемента (или свойства) с объектами, окружающими человека, и последующем отборе осмысленных вариантов.
3. MPV-анализ.
Анализ Main Parameters of Value (оценка главных параметров) п редназначен для определения продуктов, перспективных для инноваций из выпускаемого продуктового ряда и определения потенциальной рыночной привлекательности разработанных продуктов. Разработанный алгоритм позволяет выбирать продукты наиболее перспективные для инноваций и показать направления по повышению их рыночной привлекательности. В частности, определяются и сравниваются функциональные и потребительские качества продуктов, их стоимость, текущий и прогнозный объем рынка.
4. Функционально-ориентированный поиск (ФОП).
ФОП ориентирован на поиск аналогов по функции, в отличие от поиска аналогов противоречий, как предлагал в своих работах Г.С.Альтшуллер. Особое значение это направление получило с развитием информационных технологий. Создаются методики и инструменты автоматизации процесса ФОП. Одна из них - Проблемно-ориентированный поиск по действию (Action & Problem Oriented Search - APOS). APOS обеспечивает нахождение решений-аналогов различного типа, получивших название симбиогенных аналогов. APOS позволяет определять лидирующие области деятельности человека, выявляет конкурирующие системы с аналогичным назначением. Нахождение функционального аналога позволяет создать новую техническую систему переносом принципа действия одной системы на иную, функционирующую в другой области. При этом могут возникать вторичные задачи по переносу принципа действия.
5. Объединение свойств альтернативных технических систем. Альтернативные технические системы (АС) - это такие конкурирующие системы, которые имеют хотя бы одну пару противоположных достоинств и недостатков, т.е. то, что хорошо у одной из них, у другой плохо, и наоборот. АС как бы дополняют друг друга по какой-то паре характеристик.
6. Моделирование схемы обусловленности взаимодействий (СОВ) СОВ - это универсальная методика анализа ситуаций и постановки задач. Первоначально она разрабатывалась как усовершенствованный ФСА с единым подходом к анализу конструкций и технологий. Основные достижения первой версии подхода:
- была разработана новая система ранжирования функций универсальная для всех типов ТС.
- разработаны обобщенные правила свертывания элементов модели и правила выбора элементов для свертывания.
7. «Диверсионный» анализ. Главная идея "диверсионного подхода": для нахождения возможных опасностей специалист "переворачивает" и вместо обычного вопроса: - "Какие дефекты, виды брака, другие нежелательные эффекты возможны в данной конструкции или технологии?" задается вопрос:
- "Как можно испортить данную конструкцию, технологию, как обеспечить получение дефектов?"
Теперь задача превратилась в обычную изобретательскую, решать которую можно с привлечением аппарата ТРИЗ. При этом особое внимание уделяется поиску вредных эффектов, которые могут быть произведены путем использования имеющихся в системе и ее окружении ресурсов. По сути дела речь идет о изобретении диверсий, отсюда и название подхода. Естественно, после того, как "диверсия" придумана, следует проверка - не реализована ли она на практике, есть ли вероятность ее реализации при каких-то стеченьях обстоятельств. И если такая возможность не исключается, решается следующая изобретательская задача, как этого не допустить.
8. ТРИЗ-анализ социально-технических систем. Предназначен для анализа сложных объектов с большим количеством элементов и несколькими основными функциями. В отличие от ФСА основной акцент при анализе делается не на анализе функций, а на выявление противоречий.
9. Типовые контрольные вопросы на информационном этапе ТРИЗ - инжиниринга. Список специальных контрольных вопросов рассчитан на получение максимального объема информации при проведении информационного этапа ТРИЗ-Инжиниринга. Вопросы разбиты по основным группам информации. Основные отличия настоящего вопросника от существующих списков контрольных вопросов связаны с тем, что он рассчитан на использование инструментария единой системы ТРИЗ-ФСА на последующих этапах работы.
См. также таблицу 2 “Методы активизации поиска решений нестандартных задач”.
Дата: 2019-03-05, просмотров: 331.
