27 февраля 2016г.
Любое техническое устройство представляет собой совокупность различных элементов. Каждый такой элемент характеризуется эксплуатационными характеристиками, значение которых можно улучшить.
Улучшение значения эксплуатационных характеристик элементов технического устройства относится к решению сложных задач, для которых целесообразно применять методы направленного поиска, содержащие теорию решения изобретательских задач (ТРИЗ).
Концепция ТРИЗ сформулирована в виде совокупности следующих положений [1]:
· эффективная технология решения изобретательских задач основывается на сознательном использовании
развития технических систем;
· необходимо построить программу решения изобретательских задач, позволяющую без перебора вариантов сводить задачи высших уровней к задачам первого уровня;
· для преодоления физических противоречий программа их выявления должна иметь информационный фонд, включающий фонд изобретательских приемов, выявленный путем анализа больших массивов современной патентной информации. Фонд должен быть представлен в виде таблицы использования приемов.
В концепции ТРИЗ приѐмы улучшения значения характеристик элементов технических устройств разделены на эвристические и конструктивные.
Эвристические приѐмы были созданы для разрешения или преодоления технических противоречий, возникающих при изменении одной их характеристик технического устройства. Наиболее четко описана и структурирована база эвристических приемов, используемых в области изобретательства в теории решения изобретательских задач, разработанной Г.С. Альшуллером [1,2,3], а с целью выявления обобщенных конструктивных приѐмов улучшения эксплуатационных характеристик и построения новых конструкций можно воспользоваться разработанной профессором М. Ф. Зариповым и его школой методикой анализа изобретений[5], включающей:
1. изучение принципа действия и конструктивной реализации изобретения;
2. изучение принципа действия и конструкций прототипов выбранных изобретений с целью выявления усовершенствованных узлов и деталей;
3. определение эффективности принимаемых технических решений в сравнении с таковыми для прототипов по уравнениям или с помощью качественного сравнения показателей эффективности.
Анализ существующих групп методов улучшения эксплуатационных характеристик технических устройств представлен в [4].
Для выполнения пункта №2 методики анализа изобретений, представленной выше, необходимо проводить анализ патентной информации с использованием информационных ресурсов (поисковых сервисов) Роспатента (www.fips.ru) и международных патентных ведомств (www.espacenet.com, www.wipo.int), а также современной научно-технической литературы.
В ходе исследований особое внимание уделяется приемам, которые позволяют улучшать одновременно несколько эксплуатационных характеристик и не ухудшают при этом значения других. В работе [6] приведен анализ приемов, улучшающих характеристики биморфного пьезоэлемента. Сформулированные специальные приемы объединяют в единую методику, применение которой позволит проанализировать, улучшить устройство, а значит повысить его конкурентоспособность.
Каждый специальный приѐм обладает рядом характеристик. Логическая модель приема может быть представлена в следующем виде:
где Hпр - формулировка приема <текст>,
Эi – множество улучшаемых эксплуатационных характеристик (N - общее количество таких характеристик, i - номер данной эксплуатационной характеристики в общем перечне эксплуатационных характеристик) <текст>,
ЭУm– множество ухудшающихся эксплуатационных характеристик (K - общее количество этих эксплуатационных характеристик, m - номер данной эксплуатационной характеристики в общем перечне эксплуатационных характеристик) <текст>,
Xэi – средняя экспертная балльная оценка степени улучшения характеристики (от 1 до 10 баллов) <число>,
Yэуm – средняя экспертная балльная оценка степени ухудшения характеристики (от 1 до 10 баллов) <число>,
Gj - группа приемов (1- конструктивные, 2- технологические, 3 - новые материалы, 4 - схемотехнические) <число-текст>,
Пz - множество документов, образующих данный прием (характеризуется номером и названием документа, списком авторов, датой опубликования и классом МПК или МКИ, z – номер патента в общем перечне) <текст>.
На основании логической модели можно разработать паспорт приема, описывающий детальную информацию о приеме улучшения. Пример паспорта, содержащий сведения о специальном приѐме улучшения эксплуатационных характеристик биморфного пьезоэлемента представлен в Табл.1.
Таблица 1
Паспорт специального приема улучшения биморфного элемента
Прием: Биморфный пьезоэлектрический элемент выполнен в виде одновитковой спирали Архимеда.
Пьезоэлектрическую биморфную спираль изготавляют например из пьезокерамики типа ЦТС-23 с последующей поляризацией в поле 1- 3 МВ/м.
|
Количество ссылок на документ: 1
|
Группа приема: 1 - конструктивные приемы
|
Ссылки на документы:
|
№
|
Документ
|
Номер
|
МПК
(МКИ)
|
Название, авторы, информация
|
1
|
Патент
|
SU
718949 (СССР)
|
Н04R17/02
|
Пьезоэлектрический приемник звука,
Г.Т. Левченко, В.Н. Банков, А.А. През (СССР), 2674556/18-10, заявл. 09.10.1978, опубл.
28.02.1980,
Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели» № 8
|
Физико-технический эффект
|
Основной ФТЭ
|
Вспомогательный ФТЭ
|
пьзоэффект
|
|
Улучшаемые характеристики:
|
ЭО
|
Ухудшаемые характеристики:
|
ЭО
|
1. Повышение чувствительности
|
8
|
1. Сложность изготовления
|
5
|
2. Уменьшение габаритов устройства
|
9
|
|
|
Рисунок:
|
Универсальные приемы (по Г.С. Альтшуллеру):
Принцип геометрического изменения
|
Ссылки:
http://www.findpatent.ru/patent/71/718949.html
|
На основании каждого разработанного паспорта формируется информационный фонд, описанный в концепции ТРИЗ. Таким образом представленный паспорт необходимо составлять и постоянного обновлять для каждого выявленного специального приема.
Список литературы
1. Альтшуллер Г.С. Как работать над изобретением. О теории изобретательства. Азбука рационализатора. – Тамбов: Тамбовское книжное издательство, 1963, с. 274-304
2. Автоматизация поискового
конструирования [Текст] / Под ред. А.И. Половинкина. – М.: Радио и связь, 1981. – 344 с
3.
Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. – М: Московский рабочий, 1969. - 272 с
4.
Евдошенко О.И. Анализ существующих групп методов улучшения эксплуатационных характеристик технических устройств / О.И. Евдошенко //Новые технологии и проблемы технических наук: мат-лы Междун. науч. кон. (г. Красноярск, 2014 г.). – Красноярск, 2014 г. – с. 7-9.
5.
Зарипов, М.Ф. Энерго-информационный метод научно-технического творчества
[Текст]:
учебно- методическое пособие / М. Ф. Зарипов, Н. Р. Зайнуллин, И. Ю. Петрова. – М.: ВНИИПИ, 1988, 124 с.
6. Петрова И.Ю., Евдошенко О.И., Зарипова В.М., Гурская Т.Г. Приемы совершенствования эксплуатационных характеристик биморфных сенсоров и актюаторов. // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии, - 2014. - №4. – с. 213-226