- •Основы научных исследований
- •Рецензент в.В. Нестерович, канд. Техн. Наук, доцент
- •Содержание
- •Введение
- •Лекция 1. Вводная. Развитие науки и изобретательства
- •1.1 Основные положения
- •1.2 Подготовка и повышение квалификации научно-технических кадров
- •Лекция 2. Государственная система управления развитием науки и техники
- •2.1 Принципы программно-целевого управления развитием науки и техники
- •2.2 Организационные структуры для осуществления научных исследований и разработок
- •Лекция 3. Технические системы
- •3.1 Диалектика технических систем
- •3.1.1 Системный подход
- •3.1.2 Противоречия, выявляемые при решении технических задач
- •3.2 Жизнь технической системы
- •3.3 Законы развития технических систем
- •3.4 Уровни сложности технических задач
- •Лекция 4. Диалектика технического творчества. Этапы творческого процесса
- •4.1 Уровни творческой деятельности
- •4.2 Психологические особенности научно-технического творчества
- •4.3 Учет психологических факторов при решении творческих технических задач
- •4.4 Основные этапы рационального творческого процесса
- •4.4.1 Оценка целесообразности решения задачи
- •4.4.2 Анализ надсистемы, в которую входит рассматриваемая техническая система
- •4.4.3 Анализ технической системы и ее подсистем, выбор задачи
- •4.4.4Анализ технической задачи
- •4.4.5 Формулировка условий и анализ изобретательской задачи
- •4.4.6 Поиск идеи решения
- •4.4.7 Синтез нового технического решения
- •Лекция 5.Подготовка и проведение научно-технического исследования.
- •5.1 Основные понятия и классификация
- •5.2 Этапы научно-технического исследования
- •5.3 Информационный поиск и составление методики исследования
- •5.4 Научные документы и издания
- •5.4.1 Первичные документы и издания
- •5.4.2 Вторичные документы и издания
- •5.5 Документные классификации
- •5.6 Библиографическое описание источников, использованных в научном исследовании
- •5.7 Организация работы с научной литературой
- •Лекция 6. Предварительная разработка исследования
- •6.1 Общие сведения
- •6.2 Методы эмпирического уровня
- •6.3 Методы экспериментально-теоретического уровня
- •6.4 Методы теоретического уровня
- •6.5 Методы метатеоретического уровня
- •6.6 Гипотезы в научных исследованиях
- •6.7 Доказательства в научных исследованиях
- •6.8 Научная проблема и обоснование темы исследования
- •Лекция 7. Экспериментальые научные исследования
- •7.1 Классификация, типы и задачи эксперимента
- •7.2 Методика эксперимента
- •7.3 Метрологическое обеспечение экспериментальных исследований
- •7.4 Рабочее место экспериментатора и его организация
- •7.5 Влияние психологических факторов на ход и качество эксперимента
- •7.6 Вычислительный эксперимент
- •7.7 Элементы теории планирования эксперимента
- •Лекция 8. Обработка данных эксперимента и обобщение результатов
- •8.1 Основы теории случайных ошибок и методов оценки случайных погрешностей в измерениях
- •8.1.1 Интервальная оценка с помощью доверительной вероятности
- •8.1.2 Определение минимального количества измерений
- •8.1.3 Проверка наличия грубых ошибок ряда
- •8.2 Методы графической обработки результатов измерений
- •8.3 Методы подбора эмпирических формул
- •8.4 Регрессионный анализ
- •Лекция 9. Оформление, защита и внедрение результатов науных исследований
- •9.1 Отчетные документы
- •9.2 Требования к представлению структурных элементов отчета
- •9.3 Представление результатов нти
- •9.4 Внедрение законченных разработок в промышленность
- •9.5 Эффективность научно-технических исследований
- •Лекция 10. Методы поиска новых технических решений
- •10.1 Основные определения и понятия технического творчества
- •10.2 Ассоциативные методы поиска технических решений
- •10.2.1 Метод фокальных объектов
- •10.2.2 Метод гирлянд случайностей и ассоциаций
- •10.3 Метод контрольных вопросов
- •Мозговой штурм
- •10.5 Синектика
- •Лекция 11. Систематические и другие методы поиска технических решений и активизации творчества
- •11.1 Систематические методы
- •11.1.1 Морфологический анализ
- •11.1.2 Алгоритм решения изобретательских задач
- •11.1.3 Стратегия решения изобретательской задачи по ариз
- •11.1.4 Обобщенный эвристический алгоритм
- •11.2 Другие методы
- •11.2.1Метод организующих понятий
- •11.2.2Метод «матриц открытия»
- •11.2.3Метод десятичных матриц поиска
- •11.2.4Метод оценки оптимальности
- •11.2.5Функционально-стоимостный анализ
- •Заключение
- •Список рекомендованных источников
11.2 Другие методы
Существуют и другие методы, имеющие также ряд рациональных сторон. Из них можно выделить группу, основанную на комбинаторном подходе и по этому признаку схожую с морфологическим анализом. В нее входят методы организующих понятий, «матриц открытия» и десятичных матриц поиска.
11.2.1Метод организующих понятий
Метод, разработанный Ф. Ханзепом (ГДР) в 1953 г., наиболее близок по своей сущности к морфологическому ящику и предполагает проведение работы по решению конструкторской задачи в несколько этапов:
1. Установление организующих понятий и определение их отличительных признаков (под первыми подразумевают конструктивные морфологические признаки технической системы).
2. Классификация организующих понятий по степени их важности.
3. Проведение наглядных сопоставлений организующих понятий с их отличительными признаками и разработка на этой основе руководящего материала для всех возможных решений, соответствующих выбранным ограничениям.
4. Оценка признаков в отношении их соответствия специальным требованиям задачи.
5. Комбинация признаков различных организующих понятий в решения.
11.2.2Метод «матриц открытия»
Метод, предложенный А. Молем (Франция) в 1955 г., также несколько похож на морфологический анализ. Упрощенно суть метода заключается в построении таблицы, в которой пересекаются два ряда характеристик. Если в морфологическом анализе все выбранные характеристики относятся к строению технического объекта, то в этом методе часть из них может касаться, например, условий потребления, производства, эксплуатации и т. д. (матрица: потребности заказчика – возможности подрядчика). Сам метод не дает законченных решений, но создает возможность для ассоциаций, постановки новых проблем, которые иным методом не были бы замечены.
11.2.3Метод десятичных матриц поиска
Метод включает поиск новых технических решений на основе систематического анализа результатов. Применения десяти эвристических приемов к каждому из десяти основных показателей технической системы.
В качестве основных выделены следующие группы показателей технической системы.
1. Геометрические.
2. Физико-механические.
3. Энергетические
4. Конструкционно-технологические
5. Надежность и долговечность.
6. Эксплуатационные
7. Экономические
8. Степень стандартизации и унификации.
9. Удобство обслуживания и безопасность
10. Художественно-конструкторские
Для преобразования основных показателей используют следующие эвристические приемы: неология, адаптация, мультипликация, дифференциация, интеграция, инверсия, импульсация, динамизация, аналогия, идеализация.
Такая классификация позволяет построить десятичную матрицу поиска, в строках которой записаны основные изменяемые показатели, характеристики технического объекта, а в столбцах – основные группы эвристических приемов (матрица типа 10Х10). Каждая ее ячейка соответствует определенному изменению какого-либо из основных параметров объекта и готовых технических решений еще не содержит, но способствует возникновению ассоциаций, активизирующих поиск идеи решения.
11.2.4Метод оценки оптимальности
Существенный интерес представляет оригинальный метод оценки оптимальности полученного технического решения, применяемый в некоторых работах по систематической эвристике. Метод состоит в построении круговой диаграммы сравнительной оценки решений. По ее периметру равномерно расположены несколько радиальных шкал, оценивающих тот или иной параметр технической системы. Значения параметра, расположенные на шкале ближе к центру, лучше тех, которые ближе к наружному контуру. Оптимальным вариантом решения признается тот, для которого площадь фигуры, ограниченной отрезками прямых, соединяющих значения параметров одной технической системы на смежных шкалах диаграммы, окажется ближе к площади внутреннего круга диаграммы. Круговая диаграмма сравнительной оценки решений может также применяться как самостоятельный метод, позволяющий сравнивать альтернативы.