Использование методов научно-технического творчества

Для реализации идеи развития направления необходимо пройти четыре основных этапа:

1. постановка задачи;

2. поиск вариантов решения;

3. анализ вариантов решения;

4. оценка вариантов и выбор решения.

Поставить задачу – значит уточнить исходную проблемную ситуацию, определив цель, ограничения и критерии выбора решения.

Ситуация называется проблемной если она не может быть однозначно разрешена имеющимися средствами. У любой задачи есть начальные условия (вход) и результат, который нужно достичь (выход). Большинство задач имеет несколько возможных вариантов решений. Так, например, детали кузова автомобиля могут быть выполнены из углеродистых или высокопрочных легированных сталей, алюминиевых сплавов, композиционных материалов и т. д. Варианты решения различаются по затратам, производительности, технологичности и другим показателям. Каждое решение задачи должно быть физически осуществимым (соответствовать законам природы), технически реализуемым и экономически выгодным.

Цель описывает желаемый результат, соответствующий какой-либо потребности. Определить цель – значит ответить на вопрос: что мы будем иметь в результате решения?

Средства, которые должны быть обязательно применены при решении задачи, будем называть ограничениями. К ограничениям относятся также указания на допустимые размеры затрат ресурсов и на количественные характеристики решения. Так кузов гоночного автомобиля должен иметь высокую прочность и малый вес, а кузов серийной массовой машины кроме приемлемого уровня прочности и жесткости должен иметь невысокую стоимость.

Основной признак, по которому одно решение выбирается из множества других, будем называть критерием. По критерию проводится оптимизация решения. В качестве критериев выбора могут служить следующие показатели: себестоимость, рентабельность, коэффициент использования металла, производительность, качество и другие.

Для поиска вариантов решения используем методы научно-технического творчества. Среди них различные эвристические приемы, такие как метод контрольных вопросов, методы мозговой атаки, морфологические и ассоциативные методы. Из наиболее современных рассматриваются функционально-стоимостной анализ (ФСА) и алгоритмы решения изобретательских задач (АРИЗ).

Метод контрольных вопросов заключается в том, что исследователь, отвечая на предложенные ему вопросы, подходит к решению своей задачи или определяет новое направление, в котором лучше искать, расширяя при этом зону поиска. Лежащая в основе метода функция подсказки определяет его эвристическую ценность. Его применение уменьшает случайность поиска и повышает вероятность получения положительных результатов.

Морфологический анализ более эффективен, чем поиск с помощью бессистемных проб, он позволяет выявить очень много вариантов, найти неожиданные, оригинальные решения. Однако отсутствие правил отбора и оценки вариантов приводит к субъективизму и при большом количестве решений этот этап очень затруднителен. Метод целесообразно использовать при решении конструкторских задач, при проектировании, модернизации технических систем, при поиске компоновочных решений.

Методы мозговой атаки представляют собой достаточно эффективные способы решения поставленной задачи, которые целесообразно использовать:

- при решении изобретательских и рационализаторских задач в самых различных областях науки и техники;

- при самых различных постановках задачи по форме деятельности и глубине проработки;

- на различных этапах решения творческой задачи и на различных стадиях разработки и проектирования изделия;

- в сочетании с другими эвристическими методами.

Так же с их помощью могут быть решены задачи из области организации производства, сферы обслуживания, бизнеса, экономики, социологии, уголовного розыска, военных операций и т.д., если они просто и ясно сформулированы.

В ассоциативных методах для генерирования идей используются аналогии и ассоциации (связи, возникающие при определенных условиях между двумя и более психическими образованиями – ощущениями, двигательными актами, восприятиями, идеями и т. п.). Методы позволяют взглянуть на систему или объект под необычным углом. Возможности данной группы методов ограниченны, они эффективны при поиске новых возможностей, новых вариантов несложных технических систем.

Несмотря на большое количество необходимых работ, на длительные в случае сложного объекта сроки их проведения в результате ФСА достигается большой технико-экономический эффект. Первые опыты использования ФСА относятся к совершенствованию выпускаемых изделий, но далее определили, что метод приносит гораздо больший экономический эффект при использовании на стадии разработки ТС. Его можно эффективно использовать для совершенствования проектирования, технологии, организации производства, улучшения управления и планирования, упорядочения снабжения и т. д.

Теория решения изобретательских задач и основанные на ней алгоритмы (АРИЗы) являются наиболее сложными и комплексными методами решения, которые можно использовать при решении задач всех уровней, от простых до самых сложных.

В работе /2/ приведено основное содержание указанных методов.

В результате использования одного или нескольких методов научно-технического творчества получаем несколько вариантов решения, которые подвергаем анализу и выбираем среди них наилучший. После этого необходимо произвести анализ полученного результата на предмет осуществимости, влияния на надсистему и окружающие системы, на внешнюю среду.