6. Предпосылки технического творчества

Изобретательская деятельность человека началась с древних времен, когда для выживания стало необходимо научиться обрабатывать камень, изобрести топор, технологию добывания огня, возникшие более 100 тыс. лет назад. Около 10 тыс. л.н. появились лук и стрелы, повозка на колесах и гораздо позже водяное колесо, токарный и печатный станки, паровая машина, космический корабль и т.д. Все это результат длительного процесса, называемого творчеством. Творчество на ранних стадиях изобретательства проявлялось в том, чтобы догадаться применять готовое решение, копируя природные прототипы или пользоваться методом «проб и ошибок», перебирая наугад различные решения. Данный метод работал достаточно успешно в течение многих тысячелетий, этому способствовал медленный ход развития истории, кроме того, в древности люди считали, что изобретения появляются не без участия божественных сил. Техническое творчество понятие меняющееся, его содержание постоянно обновляется, поэтому одни виды деятельности исключаются из категории творчества, а другие, более сложные, включаются в неё. Несмотря на примитивизм простейших приспособлений и простоту выполняемых ими функций, ими была заложена программа развития, основанная на постоянном совершенствовании и перерождении. Взаимоотношения человека с орудиями труда до сих пор строятся на стремлении человека облегчить свою жизнь, перекладывая ограниченные по силе и быстродействию свои возможности на осознанное приспособление или механизм. Первый этап. С помощью приспособлений стало возможным трансформировать физические усилия человека с выполнением простых операций. 2 этап. Изобретение механизмов, которые обладали более широкими функциями и могли выполнять отдельные операции технологического процесса (1 в. До н.э. – 15 в. н. э.). достоинством механизмов, по сравнению с приспособлениями было то, что они позволяли значительно трансформировать усилия человека. 3 этап. Создание качественно нового орудия труда – машины (16-18 века). Далее происходило усовершенствование конструкции машин, расширение и усложнение их функций (19-первая половина 20 века). 4 этап. Создание и внедрение компьютерных технологий (2 половина 20 века). Они позволили создать машины-автоматы, автоматические комплексы и роботов. 5 этап. Развитие нано-технологий.

7. Об эволюции технических объектов

Сами изобретения, как по значимости, так и по эффективности могут иметь существенные различия, т.к. их творческий и технический уровень различны. В зависимости от степени новизны и затрат труда Альт Шуллер предлагает оценивать изобретения по пяти уровням.

1 уровень. Незначительные изобретения, мало меняющие совершенствуемый объект. Задача и средства её решения лежат в пределах одной профессии, поэтому решение под силу каждому специалисту.

2 уровень. Мелкие изобретения, полученные способами, известными в данной отрасли. При этом может частично меняться только один элемент системы.

3 уровень. Средние изобретения, решаемые способами, известными в пределах одной науки, в результате чего полностью меняется один из элементов системы.

4 уровень. Крупные изобретения, позволяющие синтезировать новую систему, решаются средствами, далеко выходящими за пределы одной науки, к которым относится задача.

5 уровень. Крупные пионерные изобретения, они образуют принципиально новую техническую систему, при этом часто создается новая отрасль техники и производства.

Практика патентования показала, что 75% патентов относятся к решениям первого и второго уровней и всего около 5% относятся к изобретениям 4 и 5 уровня. К 5 и 4 уровню относят в среднем 200 изобретений, которые указывают на высокий уровень развития техники и цивилизации. Для успешного поиска направлений совершенствования техники и новых технических решений необходимо знание основных закономерностей и этапов эволюции технических объектов. Результатом эволюции является появление технических систем, подсистем и надсистем. Эти понятия относительны, они соотносятся между собой как в астрономии галактика-планета и т.д. Системность - одна из основных особенностей строения материального мира. Важнейшим свойством системы является то, что изменения одной составляющей отражается на состоянии её частей и системы в целом, также наоборот. Необходимым условием жизнеспособности технической системы является наличие и минимальная работоспособность основных частей системы. История развития техники показала, что развитие систем идет по пути прогрессивной эволюции и в направлении увеличения степени совершенства.

Жизненный цикл технической системы можно изобразить в виде s-образной кривой, показывающей, как изменяются во времени главные показатели системы. Каждая система имеет свою кривую развития с учетом индивидуальных особенностей. (см. рисунок в тетради). Каждая система в своем развитии имеет свою кривую и может быть разделена на характерные прямолинейные участки (см. рис 2). С момента рождения т. А система проходит медленный период развития отрезок АВ, после чего начинается участок активного развития, совершенствования и эксплуатации – отрезок ВС. Отрезок АВ это самый сложный этап, ответственный за дальнейшую жизнедеятельность системы. После зарождения А происходит её апробация и запуск в серийное производство. Эти три этапа разделяются в соотношении 1:3:10 по времени. Внедрение наиболее длительный по времени и максимальный по финансовым затратам этап, по сравнению с зарождением и апробацией. С некоторого момента начинает ощущаться замедление темпов её развития точка С и достигает своего апогея в точке D. Это соответствует наступлению её «старости». Далее возможны два варианта развития. Техническая система либо отмирает, сменяясь более совершенной системой, либо надолго сохраняет свои достигнутые показатели и не вытесняется другой системой. Помимо этого, как правило, систему, достигшую апогея, пытаются всячески поддержать, по возможности продлить её существование, даже не смотря на экономическую нецелесообразность. Это происходит от того, что в данном случае сталкиваются финансовые, научные, человеческие интересы, когда происходит опасение оставить привычную систему. По принципу s-образной кривой можно проследить связь между затратами на развитие производства и показателями эффективности производства (см. рис. 3). В начале производства затраты всегда больше, чем отдача, затем рентабельность резко возрастает и наступает некоторый предел – потолок 1. Тогда рентабельность падает и дальнейшие финансовые влияния мало помогают. Производство достигает предельного технического состояния и является неотъемлемой частью развития системы. В этом случае становится дорогостоящим противодействие деградации технической системы, т.к. влечет привлечение дополнительных ресурсов и финансов. В этой ситуации является координальным решение о переходе на новую прогрессивную систему , которая имеет больший потолок возможностей – потолок 2. Смена s-кривых – это и есть технический прогресс. Этот переход требует преодоления технологического разрыва ТР, для чего нужны расходы, на что необходимо решиться, т.к. это не дает мгновенной прибыли.

Практика показывает, что смена s-кривых вызывает некоторый хаос, из 10 мелких фирм 7 разоряются и погибают. Критическая оценка и не боязнь риска позволяет большим фирмам выжить и извлечь многократную прибыль. На протяжении жизни технической системы, она всегда находиться под вниманием изобретателей, но уровень изобретений и их количество меняются в зависимости от возраста системы. Сопоставление жизненной кривой и технических показателей (рис. 4). На основе анализа переломных точек развития системы и развития изобретательской активности заметно, что первый пик приходится на момент перехода к серийному производству точке В, а второй пик - наибольший, в точке Д, обусловленный стремлением продлить её жизнь. Для момента запуска системы в точке А характерно маленькое количество изобретений, но самого высокого уровня, чтобы обеспечить ей жизнестойкость, затем уровень постепенно снижается, а количество возрастает. Из практики первое изобретение, несмотря на уровень, сразу прибыль не дают, т.к. система находиться в разработке. Прибыль начинается только после запуска в производство, поэтому здесь даже незначительные усовершенствования дают большую экономию.