Основы инженерного творчества реферат
Обновлено: 02.07.2024
Модель – искусственный, созданный человеком объект любой природы (умозрительный или материально реализованный), который замещает или воспроизводит исследуемый объект так, что его изучение способно давать новую информацию об этом объекте.
Модель в естествознании в основном является теоретической конструкцией, с помощью которой воссоздаются и интерпретируются объекты и процессы природы. Реже используются материальные модели, воссоздающие в некотором масштабе зрительный образ объекта в виде графического изображения или определенной конструкции, например – модель кристалла в виде системы разных шариков, связанных в определенном порядке проволочками или пружинками.
Научные модели подразделяются на несколько типов.
- Описательные – это теоретические конструкции, например, типа планетарной модели атома, когда его уподобляют системе движущихся небесных тел.
- Математические в виде уравнений, описывающих динамику поведения объекта.
Как правило, два последних типа всегда дополняют друг друга.
Таким образом, для естествознания моделирование служит средством получения, кодирования и передачи информации об объекте.
Различные модели неравноценны с точки зрения их значимости в общей системе естественнонаучного знания. Поэтому весь банк используемых моделей можно разделить на:
- фундаментальные, которые имеют практически всеобщую сферу применения и черпаются в основном из таких наук, как физика и биология;
- частные, справедливые для определенных специфических ситуаций.
подвергается один объект, а вывод делается о другом объекте. Поэтому в зависимости от характера используемых в научном исследовании моделей различают несколько видов моделирования.
Виды моделирования
Глава 2. Функционально-физический анализ технических объектов
О принципах выбора понятий
В основе любой сформировавшейся научной или учебной дисциплины лежит относительно небольшой набор четко определенных понятий. Эти понятия, как правило, связаны между собой и с понятиями фундаментальных наук. Правильно выбранные и правильно определенные понятия живут вечно и способствуют развитию дисциплины. Введение ошибочных понятий затормаживает развитие науки.
При формировании основных понятий необходимо руководствоваться следующими принципами:
- каждое понятие должно иметь отношение ко всем известным (или почти ко всем) объектам, которые изучает рассматриваемая дисциплина;
- понятия должны описывать основные (по возможности измеримые, то есть имеющие количественную оценку) свойства технических объектов, с которыми приходится иметь дело;
- вводимые понятия должны использовать и учитывать сложившуюся в технических науках терминологию;
- число основных понятий должно быть минимальным.
1. Техническим объектом (ТО) будем называть созданное человеком или автоматом реально существующее (существовавшее) устройство, предназначенное для удовлетворения определенной потребности.
2. Надсистемой будем называть другой технический объект, элементом которого является исследуемый нами технический объект.
3. Технологией будем называть способ, метод или программу преобразования вещества (объектов живой и неживой материи), энергии или информационных сигналов из заданного начального состояния в заданное конечное состояние с помощью определенных технических объектов.
Таблица.
Примеры описания потребности
| Наименование технического объекта | Действие (функция) D | Объект G | Особые условия и ограничения H |
| Светильник | освещение (освещает) | помещение | – |
| Электроплитка | нагревание (нагревает) | емкость с жидкостью | – |
| Термометр | измерение (измеряет) | температура окружающей среды | – |
| Грузовой автомобиль | перевозка (перевозит) | грузы | по дороге |
| Мельница | размалывание (размалывает) | зерно | на муку |
§4. Техническая функция (ТФ)
Описание технической функции F содержит следующую информацию:
- потребность, которую может удовлетворить технический объект;
- физическая операция (физическое превращение, преобразование), с помощью которой реализуются потребность.
Таким образом, описание технической функции состоит из двух частей:
Р — удовлетворяемая потребность, описываемая по формуле ;
Q — физическая операция.
Описание физической операции (ФО) можно представить состоящим из трех компонент:
и – соответственно входной и выходной потоки вещества, энергии, информационных сигналов или других факторов;
Е — наименование операции Коллера по превращению , в .
Число входов , действий Е и выходов в общем случае произвольное.
Под физической операцией будем подразумевать физическое преобразование заданного входного потока в выходной поток.
Описание входного и выходного потоков (или факторов) должно содержать следующую информацию:
а) наименование потоков вещества, энергии или сигналов либо другого фактора;
в) основную физическую величину (величины), характеризующую поток (фактор), ее стандартное обозначение, единицу измерения;
г) количественную характеристику потока (фактора) — значение физических величин, оказывающих существенное влияние на техническое решение ТО. При необходимости указывают диапазоны изменения и .
Компонента Е в описании физической операции (ФО) должна обозначать действие, производимое над входным потоком (факто-ром), которое превращает в . Р. Коллер предложил сначала 12 пар операций Е, а затем добавил еще две операции, которые, по его мнению, позволяют описывать физическую операцию любого технического объекта или его элемента.
Таблица
Список операций Коллера
| № п/п | Наименование прямой операции | Наименование обратной операции |
| Излучение | Поглощение | |
| Проводимость | Изолирование | |
| Сбор | Рассеяние | |
| Проведение | Непроведение | |
| Преобразование | Обратное преобразование | |
| Увеличение | Уменьшение | |
| Изменение направления | Изменение направления | |
| Выравнивание | Колебания | |
| Связь | Прерывание | |
| Соединение | Разъединение | |
| Объединение | Разделение | |
| Накопление | Выдача | |
| Отображение | Обратное отображение | |
| Фиксирование | Расфиксирование |
В операциях 10, 11 может участвовать и более двух компонент.
В некоторых случаях невозможно однозначно указать наиболее подходящую операцию Коллера. В этих случаях не следует затруднять себя выбором и обоснованием единственно правильной операции Е, а нужно брать ту, которая по интуитивным соображениям кажется более верной. При этом ошибочный выбор наименования Е не будет иметь роковых последствий.
Некоторые технические объекты могут одновременно реализо-вывать более одной операции Коллера или даже более одной физической операции.
Рассмотрим несколько примеров описания физических операций
Таблица
Описание потребностей.
| Наименование ТО | Е | ||
| Электроплитка | Электрический ток | Преобразование | Теплота |
| Светильник | Электрический ток | Преобразование | Световой поток |
| Грузовой автомобиль | Топливо | Преобразование | Движение груза |
| Электрический термометр | Температура среды | Преобразование и сравнение | Электрический ток |
| Мельница | Зерно + механическая энергия | Соединение | Мука |
§5. Конструктивная функциональная структура (КФС)
Подавляющее большинство технических объектов состоит из нескольких элементов (агрегатов, блоков, узлов) и их можно естественным образом разделить на части. Каждый элемент как самостоятельный технический объект выполняет определенную функцию и реализует определенную физическую операцию, т. е. между элементами имеют место два вида связей и соответственно два вида их структурной организации.
В первую очередь необходимо понять и уточнить следующее:
- какие функции выполняет каждый элемент технического объекта;
- как элементы функционально связаны между собой;
- какие физические операции (преобразования) выполняет каждый элемент и как они взаимосвязаны между собой;
- на основе каких физико-технических эффектов работает каждый элемент технического объекта и как они взаимосвязаны между собой.
При выяснении этих вопросов появляется четкое и цельное представление об устройстве технического объекта с функциональной и физической точек зрения. Без такого представления затруднительно заниматься поиском наиболее эффективного нового технического решения.
Элементы ТО имеют определенные функциональные связи друг с другом, которые образуют конструктивную функциональную структуру. Конструктивная функциональная структура представляет собой ориентированный граф, вершинами которого являются наименования элементов, а ребрами — функции элементов.
Алгоритм построения КФС.
А) Разделение технического объекта на элементы. Любой технический объект можно разделить на несколько элементов, каждый из которых имеет вполне определенную функцию (или функции) по обеспечению работы технического объекта или его элементов. При этом рассматриваемый технический объект представляет собой верхний уровень, а выделенные функциональные элементы — нижний.
Необходимо выделить главные элементы. К главным элементам будем относить рабочие органы и другие элементы, которые непосредственно взаимодействуют с предметом обработки G и другими объектами окружающей среды. При выделении главных элементов и соответствующих им объектов окружающей среды рекомендуется иметь в виду следующее:
- функция главных элементов, как правило, совпадает с функцией технического объекта или в решающей мере зависит от функции ТО;
- объекты окружающей среды для главных элементов, как правило, совпадают с объектами, на которые направлено действие технического объекта.
Главным элементам присваивают обозначение Е0 (если их несколько, то Е01, Е02,…). Остальным элементам присваивают обозначения Е1,Е2,…
Б) Выделение объектов окружающей среды (ОС), с которыми рассматриваемый технический объект находится в функциональном или вынужденном взаимодействии и которые существенно влияют на конструкцию технического объекта. В первую очередь к окружающей среде относятся объекты, воспринимающие действие технического объекта (компонента Gв формуле потребности). К объектам окружающей среды также могут относиться подводимая энергия, управляющие сигналы, объекты, на которые действуют отработанные вещества, неблагоприятные излучения и другие воздействия, оказывающие существенное влияние на конструкцию технического объекта.
Объекты окружающей среды, с которыми взаимодействует технический объект и его элементы, обозначают через V1, V2.
В) Описание функций элементов технического объекта.При описании функций элементов целесообразно в скобках дублировать обозначения элементов технического объекта и объектов окружающей среды, которые участвуют в описании функции.
Результаты разделения технического объекта на элементы и описания функций элементов целесообразно оформлять в одной таблице.
Рассмотрим пример таблицы анализа функций элементов технического объекта на примере бытовой электрической плитки.
Таблица
Физический принцип действия (ФПД).
Наиболее обобщенное качественное описание физико-технического эффекта состоит из трех компонент:
где А — входной поток вещества, энергии или сигналов; С — выходной поток; В — физический объект, обеспечивающий или осуществляющий преобразование А вС.Для входного А и выходного С потоков нужно указать носители потоков и их качественные и количественные характеристики.
Рис. Потоковая функциональная структура для электроплитки.
Таблица 5.
Таблица 6.
Рис. Физический принцип действия электроплитки
§8. Техническое решение (ТР).
Оно представляет собой конструктивное оформление ФПД или ФС. ТР конкретного ТО, как правило, описывается в виде двухуровневой структуры через характерные признаки ТО в целом и его элементов. При этом используют следующие группы признаков:
- указание (перечень) основных элементов;
- взаимное расположение элементов в пространстве;
- способы и средства соединения и связи элементов между собой;
- последовательность взаимодействия элементоввовремени;
- особенности конструктивного исполнения элементов (геометрическая форма, материал и т. д.);
- принципиально важные соотношения параметров для ТО в целом или отдельных элементов.
В зависимости от вида рассматриваемого ТО элементом может быть часть детали, деталь, узел, блок, агрегат, техническая система (ТС), комплекс ТС. При описании ТР некоторых ТО может использоваться только часть признаков.
Техническое решение (ТР) конкретного технического объекта (ТО) может быть описано с любой степенью детализации. Для этого используют иерархический набор двухуровневых описаний ТР, т. е. сначала описывают ТР устройства в целом, затем ТР каждого блока, затем — каждого узла и т. д. Описание ТР на естественном языке, как правило, дополняют его графическим изображением.
Проект.
В отличие от ТР проект содержит всю необходимую информацию для изготовления и эксплуатации ТО, например, он содержит значения вех параметров ТО и всех элементов до деталей. В зависимости от сложности ТО описание проекта составляет от нескольких до сотен томов. Под проектом подразумеваются рабочие чертежи и конструкторская документация. Для сложных ТО часто предварительно разрабатываются менее детальные проекты (техническое предложение, эскизный проект…) В этих промежуточных проектах степень детальности описания ТР обычно возрастает от технического предложения к рабочим чертежам. С понижением сложности ТО число промежуточных проектов сокращается.
Глава 3. ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМНОГО АнализА.
§ 1. Системный метод. Основные понятия.
Первый шаг системного анализа — представление изучаемого объекта в виде системы.
определение 1: Система – это комплекс взаимодействующих элементов.
из этого определения следуют два главных признака системы:
1) система состоит из дробных частей (элементов);
2) эти элементы представляют собой не случайную совокупность, соседство, а каким-то образом между собой взаимодействуют, т.е. между ними существуют определенные связи.
Применительно к области научно-технического творчества более подходящим представляется другое определение.
Определение 2. Система— это упорядоченное определенным образом множество элементов, взаимосвязанных между собой и образующих некоторое целостное единство.
Система характеризуется:
Элементы— это относительно неделимые части целого, объекты или операции, которые в совокупности образуют систему.
Определение 3. Техническая система (ТС) — это искусственно созданное материальное единство целесообразно организованных в пространстве и времени и находящихся во взаимной связи искусственных или природных элементов, имеющее целью своего функционирования удовлетворение некоторой общественной потребности. ТС и ее элементы являются носителями определенной формы движения материи (то есть носителями определенного принципа действия).
Если говорить об искусственных системах, то этот шаг сводится к выявлению и определению следующих понятий:
а) надсистема и подсистемы объекта;
б) главная полезная функция объекта;
в) структура системы.
Главная полезная функция (ГПФ) технической системы соответствует цели ее существования. Отсюда ясно, что в состав ТС входят те элементы, наличие и взаимодействие которых необходимо и достаточно для осуществления ГПФ этой ТС.
Структура — это устойчивые закономерные связи между элементами системы, отражающие пространственное и временное расположение элементов и характер их взаимодействия.
Именно структура делает систему некоторым качественно определенным целым. Структура является важнейшей характеристикой системы, так как при одном и том же составе элементов, но при различном взаимодействии между ними меняется и назначение системы, и ее возможности.
Уровни сложности технических задач. Вепольное преобразование, подсказывающее изобретателю, что необходимо ввести в систему для решения задачи. Стандарты для реализации экстремальных действий. Алгоритм решения изобретательских задач, применение ответа.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.01.2015 |
| Размер файла | 33,5 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
Приазовский государственный технический университет
Студент группы З-09 ТиУВ-м
Проверил: доцент, к.т.н.
Мариуполь 2014 г
Уровни сложности технических задач
Отличительными признаками тех предметов, процессов, решений задач, идей или произведений искусства, которые принято называть творческими, являются, как правило, новизна или уникальность, полезность у технических решений или эстетическая ценность у произведений искусства, изящество (т. е. внесение простоты туда, где раньше была сложность). Для творческих решений характерно также создание новых соотношений, так как прежде не связанные элементы при объединении часто дают новый единственный в своем роде эффект
По этим признакам к творческим относят огромное количество решений, которые тем не менее внутри этой группы существенно отличаются степенью новизны и оригинальности, общественной значимости и полезности, долей творческого акта и его качественным уровнем в процессе работы над задачей. Допустимо говорить о низшем и высшем уровнях творчества. Низший состоит в использовании уже существующих знаний -- расширении области их применения. Так было, к примеру, с изобретением книгопечатания: уже известный ранее способ размножения рисунков был использован для размножения текстов. Творчество высшего уровня связано с созданием какой-то совершенно новой, не имеющей аналога, концепции, идеи, в большей или меньшей степени революционизирующей науку и технику (примером может служить создание А. Эйнштейном теории относительности) .
В нашей стране решения в области научно-технического творчества в зависимости от их формы и уровня, согласно Положению, признаются открытием, изобретением или рационализаторским предложением.
Открытие -- это установление неизвестных ранее объективно существующих закономерностей, свойств и явлений материального мира, вносящих коренные изменения в уровень познания.
Изобретение -- новое и обладающее существенными отличиями техническое решение задачи в любой области народного хозяйства, социально-культурного строительства или обороны страны, дающее положительный эффект. Его считают новым, если до даты приоритета заявки сущность этого или тождественного решения не была раскрыта в СССР или за границей для неопределенного круга лиц настолько, что стало возможным его использование. Существенными отличиями изобретение обладает, если по сравнению с решениями, известными в науке .и технике на дату приоритета заявки, характеризуется новой .совокупностью признаков. Объектом изобретения могут быть: новое устройство, способ, вещество, а также применение известных ранее устройств, способов, веществ по-новому назначению.
Рационализаторское предложение -- это техническое решение, являющееся новым и полезным для предприятия, организации или учреждения, которому оно подано, и предусматривающее изменение технологии производства или конструкции изделий, применяемой техники или состава материала.
Из определений ясно, что в качестве основного признака отличия одного уровня (формы) творчества от другого можно использовать степень новизны полученного решения. Формы творчества, в той или иной мере присущие различным видам деятельности по созданию новой техники, характеризуются своим научно-техническим содержанием и соответствуют разным уровням новизны. Их можно разделить на несколько групп решений :основанных на разработке качественно иных принципов или процессов, ведущих к коренному преобразованию техники и, как правило, к качественным сдвигам в развитии науки и техники; связанных с воплощением одного и того же принципа, технологического процесса или их комбинаций в различных системах, ведущих прежде всего к глубоким преобразованиям техники внутриотраслевого характера; состоящих в качественных конструктивно-технологических изменениях внутри одной и той же системы, применяемой в разных условиях и с достижением различных целей; ведущих к конструктивно-технологическим изменениям, которые обеспечивают одну и ту же по своему характеру цель, но с различным эффектом (эти изменения выражают степень совершенства одного и того же технического объекта в эволюционной форме его развития);основанных на применении в новых условиях уже известного в одних связях и отношениях объекта с получением иного эффекта (развитие посредством приспособления).
Первым трем уровням новизны соответствуют изобретения, остальным -- усовершенствования и рационализаторская деятельность.
Изобретательские задачи разделяют условно на 5 уровней, а творческий процесс их решения на несколько стадий (выбор задачи, выбор поисковой концепции, сбор информации, поиск идеи решения, развитие идеи в конструкцию, внедрение), каждая из которых может быть пройдена на одном из пяти уровней.
Для первого уровня можно считать характерным использование готового объекта почти без выбора, второго -- выбор одного объекта из нескольких, третьего -- частичное изменение выбранного объекта, четвертого--создание нового объекта или полное изменение исходного и для пятого -- создание нового комплекса объектов.
Приведем примеры решения задач различного уровня.
1-й уровень. Предложено защитный колпак к баллонам для сжатых и сжиженных газов, с целью экономии металла, выполнять из пластмассы и снабжать ребрами жесткости на внутренней поверхности (авт. св. № 157356). В решении использована готовая поисковая концепция.
2-й уровень. Для отделения ферромагнитных частиц с поверхности постоянного магнита предложено в качестве очищающего материала использовать материал с высокой вязкостью, например пластилин (авт. св. № 273302). Направление поисков в данной задаче очевидно -- выбран один из нескольких вариантов.
4-й уровень. Для контроля износа двигателя предложено добавлять в масло люминофоры и по изменению свечения масла (мелкие частицы металла гасят его) непрерывно контролировать концентрацию частиц металла (авт. св. № 260249). Раньше время от времени отбирали пробы масла и определяли содержание в них металлических частиц. Исходный способ изменен полностью, использован малоизвестный физический эффект.
5-й уровень. Предложен способ получения высоких и сверхвысоких давлений путем импульсного электрического разряда внутри объема любой проводящей или непроводящей жидкости, (авт. св. № 105011). Открыто новое явление (эффект) --электрогидравлический удар.
Необходимо отметить, что на протяжении многовековой истории технического творчества изобретатели шли к цели старым, малопроизводительным методом проб и ошибок. Перебирая (часто бессистемно, случайно) большое количество вариантов, они находила нужное решение.
Анализ изобретений, проведенный Г. С. Альтшуллером [20], дал следующее соотношение:
Человечество переступило порог третьего тысячелетия. Наше общество связывает свои надежды с ожидаемыми переменами. В этих условиях недопустимо оставаться на позициях формализма и догматизма, которые в инженерной, особенно научной и учебной деятельности, нивелируют способности и оставляют в тени творческую индивидуальность личности.
Мы считаем,что специалист, не имеющий основательной методологической подготовки, не может должным образом ориентироваться в непрерывно обновляющемся многообразии мира техники, даже в относительно узкой "своей" специальной области, не говоря уже о межотраслевых задачах. Для полной деятельности совершенно не достаточно иметь даже очень хорошую, но относительно узкую подготовку. Необходимо сформировать своюмировоззренческую позицию, связанную с научным и инженерным творчеством в Вашей области деятельности.
Существует много подходов к описанию процесса творчества. В одних описывается деятельность выдающихся ученых, педагогов, мыслителей, предпринимателей, артистов и других творческих личностей. Рассказывается творческая лаборатория деятельности, но нет выхода на обобщения, позволяющие говорить об общейметодологии творчества. Проблемы творчества не связываются с системным подходом и законами развития систем.
В других подходах рассматриваются проблемы методологии творчества при изобретательстве и проектировании систем. Системный подход в них явно не используется, входит как-то интуитивно и подменяется другими понятиями.
В ряде работ по системному подходу не рассматриваются законы развития ифункционирования систем.
Много работ посвящено методам принятия решений, но они не базируются на идеях системности и законах развития систем.
Есть рад работ, посвященных методам создания новых технических решений. Но предлагаемая в них методология не содержит взаимосвязи системного подхода, законов развития систем и методов принятия решений.
Ряд работ посвящен анализутворческой деятельности, психологии творчества, влиянию человеческого фактора на принятие решений, но без связи с системным подходом, и закономерностями развития систем.
Сегодня без ускорения научно-технического прогресса наше общество не решит своих экономических и социальных проблем. Особое внимание следует уделять анализу проблем на стыке разных наук - естественных, технических и общественных.Поэтому необходимо в общей взаимосвязи, на основе системного подхода овладение законами развития технических наук, эволюции антропогенного мира.
Необходимо привлечь внимание к формированию мировоззренческих позиций инженеров, научных работников и преподавателей. Каждому из нас необходимо овладеть искусством системного подхода, использовать объективные законы и закономерности развития техники и на ихоснове принимать практические творческие решения.
2. Три составные части инженерного творчества
В соответствии с предложенной концепцией тремя составными частями инженерного творчества являются системный подход - законы развития техники - методы принятия решений.
Системный подход как методология изучения объекта состоит в том, что его недопустимо рассматривать без учета всей егополноты и сложности строения, целостности, взаимодействия и взаимообусловленности всех составляемых элементов между собой и со средой, из которой этот объект (система) выделен. В сложности строения рождается новое качество, которое отсутствовало у элементов, ее составляющих. Сущность системного подхода и проста, и сложна. И ультрасовременная и древняя, как мир, ибо уходит корнями к истокамчеловеческой цивилизации.
Законы развития техники должны быть основой и мощным ускорителем ее развития.
Техника - это одно из проявлений творческой человеческой деятельности, то, что называют иногда второй природой (антропогенным миром), полагая при этом первой природой естественный мир. Ни у кого нет желания пренебрегать объективными законами природы. А.
Пенза : Изд - во Пенз . гос . ун - та , 2005. - 43 с .: библиогр . 14 назв .
Изложены принципы инженерного творчества . Рассмотрены сущ -
ность и принципы системного подхода к инженерным задачам , мет оды ак -
тивизации инженерного творчества , возможность применения ЭВМ в
творческом процессе . Приведены алго ритм решения изобретательских за
Учебное пособие подготовлено в Научно - исследовательском ин -
ституте плавки литейных сплавов при Пензен ском государственном уни -
верситете . Оно может быть использовано в учебном процессе при подго -
товке инженеров по специальности « Машины и технология литейного
История возникновения и развития человечества – это , прежде
всего , история изобретения различных изделий и технологий .
Инженерное дело – это творческая техническая деятельность . В ли -
тейном производстве имеется огромное количество нерешенных проблем .
И поскольку без литых заготовок невозможно сделать многие машины ,
устройства , приспособления , сооружения , то предстоит решать сложные
ционных материалов на основ е литья . Оборудование , технологические
процессы литейного производства необходимо непрерывно совершенство -
вать , заменять более эффективными , безопасными , безвредными , энерго -
сберегающими , экономичными разработками на основе новых открытий и
Чтобы ст ать изобретателем , нужным производству сп ециалистом ,
надо научиться инженерному творчеству . По мере включения специалиста
процесс накапливается опыт решения творческих задач . Ин -
женер постепенно может стать новатором , крупным производственным
На основ е изобретений мног ие специалисты защищают кандидат -
ские и докторские диссертации . Инженеры - изобретатели становятся уче -
ными , обучают изобретательству молодых специалистов . А это способст -
вует тому , что количество запатентованных изобретений с каждым годом
изобретений нет новой техники , новых технологий . Поэтому
обучение изобретательству дает большой экономический эффект . Запатен -
тованные изобретения можно выгодно не только внедрять в производство ,
Следовательно , инженерное творчество обеспечивает ускорение
научно - технического прогресса и экономическое укрепление государства .
Различают научное , научно - техническое и техническое творчество .
Научное творчество удовлетворяет потребности познания окружающего
мира , т . е . это творчество в ф ундаментальных науках , результатом которо -
Открытие - это установление неизвестных ранее объективно су -
ществующих закономерностей , свойств и явлений материального мира ,
кономерностей известных явлений с целью их использования в практике . В
основе этого вида творчества лежат прикладные науки , различного рода
отраслевые исследования , в результате которых разрабатываются новые
технические и технологические решения . Результатом данного вида твор -
ческой деятельности являются преимущественно сложные изобретения .
Техническое творчество реализуется в результате инженерной дея -
направленной на разработку новых технических решений на
основании известных закономерностей . Результатом технического творче -
ства являются простые изобретения , рационализаторские предложения и
В качестве основного признака отличия одного показателя , харак -
теризующего результат процесса творчества , от другого можно использо -
ветствующее требованиям технической эстетики , пригодное к осуществле -
нию промышленным способом и дающее положительный эффект .
Любую инженерную задачу ( ИЗ ) можно упрощенно представить
совокупностью трех компонентов : ИД , А , Р > , где ИД - исходные данные
( материалы , сырье , энергия , информация и т . п .); А - алгоритм решения за -
способ переработки сырья , обработки информации или преобразова -
ния энергии , технология изготовления изделий ); Р - результат решения за -
Эти компоненты в зависи мости от типа задачи могут быть извест -
ными ( заданными ) или неизвестными ( неопределенными ). В зави симости
от этого все множество инженерных задач можно свести к конечному чис -
все компоненты задачи известны , то имеет место обычная
Ко второму типу относятся задачи , в которых неизвестны исходные
данные . Это инженерная задача поиска сырья , исходного продукта , источ -
ника энергии или информации и т . д . для достижения известной цели из -
В третьем типе задач неизвестен способ преобразования исходных
данных в конечный результат . Это инженерная задача поиска новой техно -
логии переработки сырья , нового способа преобразования энергии или ал -
горитма обработки информации , новой конструкции или новой технологии
К четвертому типу относятся задачи , в которых неизвестен конеч -
ный результат , т . е . задачи поиска новой модели конструкции , формы ,
функции , материала и т . д . путем преоб разования заданных исходных дан -
Пятый тип – это задачи , в которых известен лишь конечный ре -
ного сырья и новой технологии для достижения известной цели , создания
В шестом типе задач известными являются только исходные дан -
ные . Это инженерные зад ачи утилизации , эффективного использования ре -
зервов и в озможностей , превращения вредных явлений в полезные , поиска
типу относят задачи , в которых извест ен ли шь способ ,
явление преобразования . Это задачи пр актического применения открытий ,
результатов научных исследований , законов , физических и химических
И , наконец , последний тип , когда неизвестен ни один из компонен -
тов , относится к новым , пока еще не существующим задачам .
Данная класс ификация инженерных задач позволяет предопреде -
лить необходимые методы и средства решения . Если один или два компо -
нента неизвестны , то задача может быть отнесена к изобретательским за -
Решение изобретательской задачи немыслимо без сбора , анализ а и
переработки информации о новейших творческих разработках , о тенден -
циях развития соответствующей отрасли техники и конкретного техниче -
ностях , новых научных достижениях и технических возможностях .
Одним из решающих факторов научно - технического прогресса яв -
ляется трансформация научных знаний и результатов творческой деятель -
Системой называется такая совокупность элементов , обладающих
различными свойствами , параметрами и пространственно й структурой , ко -
торая обеспечивает выполнение какой - либо единой цели или функции .
Система – это совокупность элементов , связанных технологически , конст -
Эффективное решение инженерной задачи возможно лишь на ос -
нове всестороннего , целостного рассмотрения разрабатываемой си стемы и
ее развития ( изменения ) в пр оцессе взаимодействия с окружающей средой .
Лишь такой системный подход способен привести к подлинно творческим
новаторским решениям , вплоть до сложных изобретений и научных от -
Для систем рассматриваются три характерных типа зад ач .
Задача анализа – задана структура системы , необходимо опреде -
требования к системе , необходимо определить структуру , которая удовле -
вестна или части чно , определить ее функционирование и , возможно ,
В общем случ ае , для того чтобы любой объект можно было рас -
сматривать как систему , необходимо определить его системные характери -
стики : функцию , структуру , свойства и связи с окружающей средой .
- разработка формализованных моделей , описывающих структуру ,
- характеристика иерархического строения систем и взаимосвяз ей
- определение интегральной функции сист емы на основе функций
- определение общих свойств системы , исходя из свойств
Системный подход к творческой деятельности ориентирует инже -
нера применять научные методы там , где силы воображения и опыта не -
достаточно . Такой подход являет ся предпосылкой изобретательской дея -
тельности и эффективного проектирования и конструирования , а также по -
разработать новые материалы , технические решения и использовать их для
создания нового технологического оборудования ( объектов техники ). Но -
вая техника внедря ется в производство с целью повышения его эффектив -
ности . Отсюда очевидно , что темпы развития науки должны опережать
Освоение нового изделия или технологического является , как пра -
вило , результатом большой предварительной работы , включающей науч -
ные исследования , научное прогнозирование , патентный
с лучшими образцами передовых отечественных предприятий и зарубеж -
ных фирм , предварительный расч ет экономической эффективности капи -
тальных затрат . Наибольший экономический эффект дают новые изделия
или технологические процессы , разработанные на основе фундаменталь -
ных исследований , принципиально новых научных идей и направлений ,
технических решен ий , защи щенных охранными документами ( авторскими
роль в повышении эффективности инженерной деятельно -
сти и ее творческих результатов при поиске новых технических решений
играют знание закономерностей развития технических систем , умение их
анализировать и использовать для выявления резервов их развития , опре -
деления целесообразности совершенствования или создания принципиаль -
Закономерности развития техники должны помогать находить от -
на ряд вопросов , которые могут возникать у творчески работающих
конструкторов и инженеров , технологов . Это следующие вопросы :
Как для определенного класса технических систем и техники в це -
лом происходит прогрессивная конструктивная эволюция , т . е . как со вре -
менем изменяются функциональная структура , принцип действия и техни -
критерии прогрессивного развития определенного класса технических сис -
Как возрастают со временем потребности и соответствующие им
функции технических систем в смысле разнообразия и количественн ой ха -
Как возрастает со временем разнообразие технических систем ,
имеющих одинаковые или близкие функции , а также разнообразие техни -
возрастает со вр еменем сложность технических систем ?
Как растут со временем затраты энергии , материалов и информа -
Таким образом , инженер , пр иступая к разработке новой техниче -
ской сист емы , должен , используя диалектическ ий метод и системны й под -
ход как методическую основу технического творчества , проанализировать
динамику развития и обоснованно сформулировать конкретную программу
Исходя из того , что технический объект рассматривается как сис -
тема , системный подход основывается на ряде принципов , раскрывающих
Принцип целостности заключается в признании того , что некото -
дающее таким и свойствами , которые принадлежат именно всему целому
( системе ), а его со ставным частя м элементам и подсистемам данной ( сис -
темы ), и позволяют выделить эту совокупность из основного мира , состав -
Например , совокупность гладильной подошвы , нагревательного
ределенным образом , образует электрический утюг , который рассматрива -
ется не как совокупность деталей , а как нечто целое , самостоятельное , об -
ладающее свойствами , отличными от свойств своих частей . Из этого прин -
ципа следует важная особенность сист емного подхода , заключающаяся в
требовании не ограничиваться при разработке новых машин , устройств
Принцип совместимости элементов в системе указывает на то , что
система , обладающая определенными системными свойствами , может
быть построена не из любых элементов , а только из таких , свойств а кото -
рых удовлетворяют требованиям совместимости . Это означает , что собст -
элементов ( форма , размеры , контур , поверхность , цвет ,
физико - механические характеристики и др .) должны быть такими , чтобы
обеспечивать взаимодействие их друг с другом как частей единого целого .
Принцип структурности заключается в признании того , что эле -
менты , из которых создается сист ема , находятся в системе не произвольно ,
Читайте также: