Хилл П. - Наука и искусство проектирования, страница 10

Ваша основная задача — добиться увеличения продажи мыла. Назовите как можно больше различных свособов употребления мыла, которые, по вашему мнонию, могли бы способствовать продаже этого товара. 3, Воаьмнте обычные плоскогубцы. Перечислите возможные способы улучшения их конструкцкн, позволяющие сделать нх болев соверптенным кнструмептом. После этого предложите еще три усоворпвтвгтвовання.

4. Указките все возможные способы использования зубной щетки после того, как онз отслужит свой срок. 5. Ниже перечислены несколько известных приборов и устройств: а) настольный радиоприемник, б) пылосос, з) газонокосилка, г) подвесной мотор. Укажите все недостатки каятдого яз них н возможные усовершенствования существутотцзй конструкции. Про- Е. ТВОРЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ЬЗ смотрев каждый перечень, определите потребность в иовом„более совершенном изделтии, которое сможет найти сбыт. 6.

Применив метод наглядного представления заданной функции, дайте новуто формулировку следующих задач с тем, чтобы конструктор смог прежде всего получить представление о назначении пзделпя: а) разработайте новую настольнуто лампу, которая могла бы коштурировать с лампами дневного света; б) рааработайте усовершенствованный снегоочпстптель; в) разработайте ручку вли карандаш, способные копкуртт1ювать с шариковыми ручками; г) предложите методы совершенствования городских транспортных систем. 7. Представьте себе„что вам поручено создать новый инструмент для открывания консервных банок, способный конкурировать с консервным нотком. Выберете три независимые переменные и составьте трехмернуто матрицу адей путем рааделения каждой переменной. Сколько идей позволяет получить ватна матрица? 8. На фиг.

2 1 показана типичная диаграмма идей для создания новой транспортной системы. Однако эта диаграмма является неполной. Скопируйте диаграмму, дополнив ее настолько, насколько позволяет ваш опыт. После изучения диаграммы предложите хотя бы одну эффективную транспортную систему кая дого типа (наземную, водную и воздушную). 9. Применение канцелярской скрепки, Соберите сттедующие предмоты, которые обычно можно найти в любом столо: 12 канцелярских скрепок, 1 лезвие безопасной бритвы, 6 кнопок, 2 английские булавки, 4 ттараидтттпа, 9 розптговых зажимов, 2 листа писчей бумаги (216 Х 279 мм), 1 лист алюминиевой фольги (216Х279 мм), 4 гибкие булавки, 60 см изолированного провода.

Используя в качестве элементов вашей конструкции только зти предметы, придумайте и неготовые что-нибудь полезное. 10. Назовите как можно больше причин, препятствующих творчеству (личного нли органпзацяоиного порядка), которые, по вашему мнению, затрудняют ро кденпе новых идеи на вашем предприятии. ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНЖЕНЕРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ Проектировать — это творить, создавать что-то новое. результатом проектирования часто оказываются изделия, обеспечивающие получение прибыли. Иьсзсеььерное ироектироваяие — вто непрерывный процесс, в котором научная и техническая информация используется для создания новой системы, нового устройства или процесса, приносящих обществу определенную пользу. Умение проектировать — это одновремешю и ььаука и искусство.

Как науку проектирование можно постигнуть путем систоматических занятий, накопления опыта н решопия проблем. Как искусство проектирование требует полной отдачп от тех,кто стремится овладеть им. Проектирование предполагает применение анализа н синтеза. Однако нередко анализ отождестнляют с проектированием, нбо считают, что если в данной ситуации проведен хорошпя зналпз, то ьт проектирование выполнено хорошо.

Анализ, т. е. расчленение рассматриваемой сйтуацни на контролируемые элементы в изучение каждого алемента в отдельности, аыполняетсн прп проектировании для проверки первоначально постаььлеьшых целей Синтез — объединение элемонтов з единое целое — ближе к проектированию, чем любой другой процесс, но он должен быть творческим, чтобы комбинация объединяемых элементов была оригинальной. В процессе проектирования наука и искусство, анализ и синтез неотделимы друг от друга и проявляются одновременно. При проектировании устройства, системы нли процесса можно базироваться на одном из двух принципов: ь) звояюциоььььые иззьенения и 2) создание иовоео.

Метод эволюционных изменений характерен для первых лет промышленной резолюции, когда конкуренция товаров была слабой, технология соверпюнствовалась медленно н риск при вложении капиталов был минимальным. Если изделие совершенствуется в течение определенного променьутка 3, пРОцесс пРОектиРОВАиия ь5 времени путем внесения лишь незначительных улучшений, то риск допустпть крупные ошибки невелик и конструктор может проявить свои творческие способности.

В настоящее время в большей степени, чем когда-либо, проектирование связано с непрерывным соаданием новых изделий. Бурный рост научных и технических открытий, конкуренция между фирмами за рынки сбыта выдвинули на первый план создание новых изделий, что настоятельно требует внедрения технических новшеств. В этом случае творческих навыков конструктора и его способностей к анализу бывает недостаточно, поскольку нет опыта, на основе которого можно было бы принимать решения. Поэтому такая практика проектирования сопряжена с бопьшим риском. Подобно тому как наука неотделима от искусства и анализ связан с синтезом, эволюционные изменения н появление нового происходят одновременно.

С самого начала мысль конструктора должна быть направлена на создание нового, ва поиск жизнеспособной идеи, обладающей оригинальностью. По мере работы над проектом конструктор непрерывно сверяет свои идеи с пропшым и текущим состоянием вопроса. Проектирование может быть нацелено на будущее, но его результаты должны основываться на том, что было известно в прошлом.

Таким образом, конструктор одновременно создает новое и осутцествляет эволюционные изменения. Наибольших успехов в проектировании может достигнуть тот, кому присущи следующие качества, приобретаемые в процессе обучения (в том числе путем самообразования), а также благодаря внутренней дисциплине и любви к творчеству. Грамотность Конструктор должен знать физические законы в основы математики. Мастерство Конструктор должен разрабатывать и непрерывно совершенствовать аналитические и графические методы репгения задач, методы экспериментальной работы, устные и письменные способы передачи идей, Заинтересованность Важно, чтобы конструктор проявлял заинтересованность и активную любознательность, обладал гибкостью мышления, проявлял научную добросовестность, ответст- ВР6 В ПРОЦЕСС ПРОЕНРИРОВАИИЯ венность за разрабатываемую конструкцию, охотно принимал репРепяя, умел излагать и отстаивать свои идеи и стремился выносить суждения на основе опыта.

Творчество Успех зависит тавоне от желания избегать традиционных решений, стремления добиваться оригинальных результатов и искать области применения устройств, а также от убежденности в том, что творческое решение существует. НАУЧНЫЙ МЕТОД Прежде чем обсуждать методику проектирования, сопоставим «метод проектированияР с «научным методомз для проведения сравнения между ними. Хотя Оба этя метода пе связаны друг с другом, пх существование обусловлено относительными успехами каждого нз них.

Результаты, получаемые при проектировании, обычно обогащают научные исследования, которые в свою очередь дают конструктору дополнительную информацнго для новьгх разработок. На фнг. 3.1 схематично представлены основные атапы в научном методе и методе проектирования, каждый из которых можно разбить на ряд подэтапов. Научный метод начинается с некоторого объема суеР1ествугощих знаний в форме научных законов. Когда ученьш наблюдает за природой в свете этих законов, его научная шобознательность тробует поиска, исследования или разработки вовой идеи, оп принимает гипотезу, объясняющую кзучаемое явление. Затем он проводят логнческпп анализ гипотезы, в результате которого предложенное обьяспоние явления либо подтверждается, либо отвергается. Построение гипотезы и анализ повторяются несколько раз, так как аналпв часто показывает слабость плв порочность гипотезы, которую необходимо изменить и аатем проанализировать заново.

Если гчшотеза подтверждается, ученый должен доказать ее справедливость своим коллегам. Наконец, идея сообщается научной общественности, тем самым увеличивается объем существующих знаний. На этом цепь пополнения знаний замыкается. Метод проекткровання начинается с получения информации о состояшш данной областп: сводения о тохничес; ких устройствах, материалах, методах изготовления, ком- 3 ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЮ 57 Фиг. 3.1. 11аучпый метод и мстод прооктироааивя (осиовпыо этапы.) понентах, процессах, состоянии рынка и т. д.

Например, современное общество обеспокоено татщми проблемами, как загрязнение окружающей среды и транспортные перегрузки. Фирмы пытаются соадать новые системы, процессы нли устройства; а конструктор определяет потребность в системе, обеспечивавнцой решение подобной проблемы.

Затем сформулированная потребность долнтяа быть представлена в виде математической влп графической модели, выражающей концепцию. Осуществимость этой нонцепции проверяется путем анализа. Как и для научного метода, повторный аналиа и повторное формирование концетщпи не обязательно приводят к тому, что идея достигает стадии производства. Проетзводственньттт цпкл замыкается, когда устройство оказывается приемлемым с точки зрения технологии и расширяет круг существующих технических средств. Затем цикл повторяетсв снова.

Хоти эти два метода сходны друг с другом п требуют аналогичной умственной деятельности, они существенно рааличаются мотивировкой я обстановкой, в которой протекают оба процесса. Ученым двинтет научная любознательность, потребность в профессиональном признании или престетнсе среди своих коллег, и он работает в условиях, когда время и деньги не являются определяющими факто- 88 з. пяопясс пгояктияовяиия разия. В то же время инженер-конструктор должен создавать что-то полезное обществу. Он постоянно находится под давлением фактора времени, конкуренцян, состояния рынка и затрат на разработку изделия; живет в состоянии неопределенности, даже когда разработанное нм изделие принято, поскольку он обязан обеспечить оригинальность изделии и его сбьж, так как конкуренты стараются создать лучи|ее изделие.