НИОКР. О противоречиях при решении технических задач

1. Дисциплина «Методология научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ» (НИОКР)

Лектор:
Забиров Фердинанд Шайхиевич,
профессор
2015/2016 учебный год
1

2. Тема: О противоречиях при решении технических задач

Техническая задача становится изобретательской
только в том случае, если для ее решения необходимо
преодолеть противоречие.
Чисто техническая задача не является
изобретательской. Например, построить здание, имея
готовые чертежи и расчеты, и т.д.
Различают три типа противоречий:
а) административное противоречие;
б) техническое противоречие;
в) физическое противоречие.
2

3. Административное противоречие

Административное противоречие представляет собой
ситуацию, когда необходимо получить желаемый
результат разрешения конкретной проблемы, но не
известен способ его достижения. Другими словами:
«Надо получить желаемое, но неизвестно, как это
сделать».
Пример. Надо измерить глубину реки с самолета, но
как это осуществить, неизвестно.
Административное противоречие порождает
изобретательскую ситуацию.
Административное противоречие легко формулируется,
оно очевидно, но процесс решения не облегчается от
его уточнения.
3

4. Техническое противоречие

Техническое противоречие представляет собой
ситуацию, когда при разрешении технической
проблемы свойства технического объекта, с одной
стороны, улучшаются, а с другой - ухудшаются.
При наличии технического противоречия одно
свойство технического объекта противоречит другому
его свойству. Или: «Улучшение одной части
технической системы приводит к ухудшению другой
ее части».
Иногда конфликтуют не части технической системы, а
система и надсистема, система и подсистема.
Суть технического противоречия во всех случаях одна:
выигрыш в чем-то одном приводит к проигрышу в
другом. Например, повышение надежности приводит к
увеличению веса.
4

5. Техническое противоречие

Сформулировать техническое противоречие – значит
перейти от ситуации к задаче.
Правильный переход от административного
противоречия к техническому – это существенный шаг
к приближению решения технической задачи.
Примеры технических противоречий.
Увеличение объема ковша экскаватора позволяет,
с одной стороны, увеличить единовременно
поднимаемую экскаватором массу грунта, с другой
стороны, увеличивает собственную массу ковша,
уменьшая максимальное значение массы,
единовременно поднимаемой экскаватором.
5

6. Техническое противоречие

Заострение заглубляемой части сваи уменьшает, с
одной стороны усилие, необходимое для его забивания
в грунт, с другой стороны, уменьшает его нагрузочную
способность.
Увеличение массы тепловоза позволяет, с одной
стороны, увеличить силу его тяги, с другой , уменьшает общую массу перевозимого тепловозом
груза.
Увеличение поверхности теплообменных труб парового
котла повышает его тепловую мощность, но снижает
его тепловой КПД из-за повышения расходов тепла на
нагрев дополнительной поверхности теплообменных
труб.
6

7. Физическое противоречие

Физическое противоречие формулируется следующим
образом: «Определенная часть рассматриваемой
технической системы должна находиться в
определенном физическом состоянии, чтобы
удовлетворить одному требованию задачи, и должна
находиться в противоположном физическом состоянии,
чтобы удовлетворить другому требованию задачи».
При физическом противоречии к одной и той же части
технической системы предъявляются
взаимопротивоположные требования.
Например, одна и та же часть технической системы
должна находиться в двух диаметрально
противоположных физических состояниях: быть
горячей и холодной; проницаемой и непроницаемой;
подвижной и неподвижной и т.д.
7

8. Физическое противоречие

Обычно неизвестно, какое физическое противоречие
скрыто в глубине технического противоречия.
Но если физическое противоречие известно, то
изобретательская задача превращается в конкретную
техническую или физическую задачу, решаемую по
определенным стандартам теории решения
изобретательских задач (далее - ТРИЗ).
Поскольку одна и та же часть технической системы не
может в одно и то же время находиться в разных
состояниях, то остается развести, разъединить
противоречивые свойства простыми физическими
преобразованиями.
8

9. Физическое противоречие

Например, можно разделить их в пространстве: пусть
объект состоит из двух частей, обладающих разными
свойствами.
Можно разделить противоречивые свойства во
времени: пусть объект поочередно обладает то одним,
то другим свойством.
Можно использовать переходные состояния вещества,
при которых на время возникает что-то вроде
сосуществования противоположных свойств.
Чем точнее сформулировано физическое
противоречие, тем ниже последний барьер на пути к
решению технической задачи.
9

10. Трудности при решении технических задач

Любая трудная задача трудна по трем причинам:
1) сначала мы имеем дело не с задачей, а с изобретательской
ситуацией – целым набором задач, и нужно каким-то образом
выделить из этого набора единственно правильную задачу;
2) пытаясь решить задачу обычными (известными, привычными)
путями, мы наталкиваемся на техническое противоречие, и нужно
каким-то образом докопаться до спрятанного в его глубине
физического противоречия;
3) чтобы устранить физическое противоречие, нужно каким-то
образом найти подходящий технический прием или физический
эффект.
Если эти три действия осуществить, трудная задача будет решена
или же превратится в задачу более легкую.
Для реализации этих действий существуют правила, оформленные
в стандарты ТРИЗ – алгоритм решения изобретательских задач
(АРИЗ).
10

11. Кратко о ТРИЗ

Одно из правил ТРИЗ заключается в том, что любую
изобретательскую ситуацию надо прежде перевести в
мини-задачу по принципу: все остается так, как было,
но исчезает вредное, ненужное качество или появляется
новое полезное качество.
Надо, по-возможности, избегать изменений
в технической системе.
Тогда мы получим идеальную модель и идеальный
конечный результат (ИКР).
Этот парадоксальный путь решения задачи очень
эффективен, так как сделав задачу более тяжелой,
чтобы легче было ее решить, достигается нужный
результат без усложнения технической системы.
11