Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Студентам / Книги, статьи / РИиТЗ(КНИГА2).doc
Скачиваний:
59
Добавлен:
27.03.2016
Размер:
2.35 Mб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»

В.П.Чернов, Л.Б.Долгополова, Е.В.Синицкий

«Решение инженерных и творческих задач» учебное пособие по курсу «Основы инженерного творчества» для студентов очной и заочной форм обучения направления 150400 – «Металлургия», профиля 150400.62 – «Технология литейных процессов»

Магнитогорск

2012 г.

УДК 621.74(076.1)

Составители: В.П.Чернов, Л.Б.Долгополова, Е.В.Синицкий

Решение инженерных и творческих задач: Учебное пособие по курсу “Основы инженерного творчества” для студентов очной и заочной форм обучения направления 150400 – «Металлургия», профиля 150400.62 – «Технология литейных процессов». – Магнитогорск: из-воМагнитогрского гос. техн. унив. им.Г.И.Носова, 2012. 170 с.

В пособии описаны основные принципы поиска и выбора технических решений, приведены методы постановки, анализа и решения задач. Приводится подборка задач охватывающие логические, математические, технические и технологические вопросы. В приложениях приведены:

фонд физико-технических эффектов; межотраслевой фонд эвристических приемов преобразований объекта; стандарты на решение задач; типовые модели изобретательских задач и их вепольные преобразования; применение некоторых физических эффектов и явлений при решении изобретательских задач.

Рецензенты:

Доктор технических наук, профессор, декан химикометаллургического факультета ФГБОУ ВПО «МГТУ им.Г.И.Носова», заведующий кафедрой металлургии черных металлов

В.А.Бигеев

Главный инженер ЗАО «Механоремонтный комплекс» ОАО «ММК», кандидат технических наук

А.П.Коток

© Чернов В.П. Долгополова Л.Б. Синицкий Е.В.

2

Содержание

ВВЕДЕНИЕ...........................................................................................

4

1.Основные принципы поиска и выбора технических решений 4

2.

Методы решений задач...........

6

2.1.

Постановка и анализ задачи...............

6

2.1.1.

Предварительная постановка задачи................

6

2.1.2.

Уточненная постановка задачи.........

8

2.2. Эвристические методы решения задач....................................

11

2.2.1. Обобщенный эвристический метод.......................................

11

2.2.2. Эвристический метод Альтшуллера Г.С. ..............................

19

2.3. Морфологический анализ и синтез...........................................

28

2.4. Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ)...............

32

3. Инженерные и творческие задачи ..............

49

Приложение 1......................................................

105

Приложение 2........................

142

Приложение 3...................................

150

Приложение 4............................................

153

Приложение 5............................................

157

Приложение 6........................................................

162

Библиографический список .......

170

3

ВВЕДЕНИЕ

Один из недостатков в подготовке большинства выпускников инженерных специальностей - неумение самостоятельно ставить новые задачи, неумение решать задачи поиска новых конструкторскотехнологических решений на уровне изобретений.

“Изобрести” - значит применить к решению задачи принцип, в корне отличающийся от всего, что использовалось для этой цели ранее, принцип, к которому нельзя прийти в ходе логического рассуждения.

Поэтому в дополнение к приобретению навыков решения теоретических и практических задач с известными алгоритмами их решения будущий специалист обязан овладеть знаниями и навыками решения творческих задач, в которых нет готовой постановки, неизвестен способ решения аналогичных задач, а преподавателю - неизвестен ответ, обычно имеющий несколько вариантов.

В данном учебном пособии сделана попытка сформировать комплекс задач, позволяющий студентам развивать навыки решения творческих проблем.

1.Основные принципы поиска и выбора технических решений

При разработке любого технического объекта, когда ставится цель получить изделия выше уровня лучших мировых образцов, изобретателю (конструктору) предстоит решить иерархическую последовательность задач выбора проектно-конструкторских решений. Такая последовательность может быть представлена следующим образом /1/.

1.Составление или уточнение описания потребности (функции). Наряду с качественным описанием указывают основные количественные характеристики действия, объекта, условий и ограничений.

2.Выбор физической операции. Чаще всего для реализации одной и той же потребности существует несколько альтернативных физических операций. Изобретателю (проектировщику) предстоит выбрать наиболее перспективные из них.

3.Выбор функциональной структуры. Для реализации одной и той же технической функции, исходя из описаний потребности и физической операции, и с учетом функциональных структур близких и аналогичных технических объектов, возможно построение нескольких альтернативных функциональных структур, из которых также предстоит выбрать наиболее рациональную.

4

4.Выбор физического принципа действия. У одной и той же потоковой функциональной структуры различные элементы могут быть реализованы на основе различных физико-технических эффектов, В связи с этим иногда может быть синтезировано большое количество возможных физических принципов действия, из которых необходимо найти наиболее эффективный вариант.

5.Выбор технического решения. Один и тот же физический принцип действия может быть реализован несколькими, а иногда очень большим числом практически приемлемых вариантов технических решений, из которых предстоит выбрать лучшее.

6.Выбор параметров технического объекта и его элементов. При решении этой задачи ставят и решают иерархическую последовательность подзадач и выбора оптимальных параметров ТО и его элементов. В каждой такой подзадаче производится выбор по существу на бесконечном множестве возможных вариантов. Графически иерархия выбора решений представлена на Рис. 1.1.

7.С повышением уровня задачи (от типа 6 до типа 1) ее успешное решение дает больший экономический эффект, вызывает более заметный технический прогресс в данной области и обеспечивает разработку изделий с большим сроком морального старения. Так, например, решение задачи 6 обычно улучшает технико-экономические показатели изделия на10-15%,решение задачи 5 на20-30%,задачи 4 - на40-50%(иногда в несколько раз). Еще более важным является изобретение и обоснование новых физических операций и потребностей.

8.С точки зрения патентоведения решение задач 4-1,как правило, приводит к созданию новых изобретений, за которыми следуют серии изобретений, как результат решения задачи типа 5. Решение задач 6- го типа также иногда приводит к патентоспособным решениям, отличающимся новыми эффективными соотношениями геометрических или физических параметров. Методика решения этих задач подробно описана в книгах Половинкина А.И. /1, 2/.

5

Рис. 1.1. адач выбора проектно-конструкторских решений: ФО - физическая операция; ФС - функциональная структура; ФПД - физический принцип действия; ТР - техническое решение; X - параметры

Соседние файлы в папке Книги, статьи