А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (А.В. Ревенков - Теория и практика решения технических задач)

А. В. Ревенков, Е. В. Резчикова ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА РЕШЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ Допущено Методическим обьединением вузов по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособие для студентов высших технических учебных заведений УДК б58.512.2(075.8) ББК 32.81 Р32 Рецензеншыг канлиаат технических наук, доктор педагогических наук, профессор, лекан факультета «Ракетно-космическая техника» МГТУ им.

Н. Э. Баумана А. А. Дврофевв: кандидат физико-математических наук, заместитель заведующего кафедрой «Инженерная педагогика» Масковскага автомобильно-дорожного института (Гасударственного технического университета) 3. С. Сазонова; заместитель генерального конструктора — Главный конструктор ОКБ ФГУП: НПО им. С. А Лавочкина» А. А. н(виигввв Ревенков А. В., Резчикова Е. В.

Р32 Теория и практика решения технических задач: учеб. пособие. — Мл ФОРУМ, 2008. — 384 сл ил. — (Высшее образование). 18В)«) 978-5-91134-!90-9 Изложены общие приемы,молели и методы решения задач, которые могут применяться в различных прелметных областях. Дано описание сугцности методов, используемые модели, рекомендации по их применению и примеры решения задач из различных областей техники. В кни~е нашли отражение наиболее важные наработки современной теории решения изобретательских задач (ТРИЗ).

В большинстве случаев привозится аргументация эвристичности предлагаемых приемов и методов. Особое внимание уделено способам активизации мышления при генериравании идей, анализу проблем и особенностям постановки задач, а также приемам решения задач, основанным на системном подходе, принципах строения и функционирования, и закономерностях развития технических систем. Для студентов инженерных специальностей машиностроительного и приборостроительного профиля. Книга таклге может быть полезна инженерам различных отраслей промышленности. УДК 658.512.2(875.8) ББК 32.81 © А.

В. Ревенков, Е. В. Резчикова, 2008 © Издательство ФОРУМ», 2008 18В)«) 978-5-91134-190-9 Список основных сокращений впи зртс ид ИКР ИТР ктР кФс ммч ммя мок Мпио мт мя нс нэ ов оз оп оу ОФ пкд пкп пп пс ПФС пэ РВС РО вектор психологической инерции законы развития технических систем исходные данные идеальный конечный результат идеальное техническое решение конструкторско-технологическое решение конструктивная функциональная схема моделирование маленькими человечками метод морфологического ящика метод отрицания и конструирования метод проб и ошибок морфологическая таблица морфологический ящик надсистсма нежелательный эффект оперативное время оперативная зона операционное противоречие орган управления основная функция проблема как она дана проблема как ее понимают предметное противоречие проблемная ситуация потоковая функциональная схема преобразователь энергии оператор «размер — время — стоимость» рабочий орган Предисловие В современном мире ведущие позиции занимают те государства, в которых целенаправленно стимулируется развитие инновационного потенциала на базе самых современных научно-технических достижений.

Однако невозможно создавать инновационные технологии без построения индустрии генерации новых идей, без интеллектуальной промышленной собственности. Решение этих задач может обеспечить принципиально новый подход к инженерной деятельности, расширить влияние новейших достижений на экономику и создать условия для принятия стратегических концептуальных решений в области техники. Владение методами поиска новых технических решений дает возможность наметить стратегические цели развития отраслей техники, так как эти методы обладают предсказательной силой и позволяют прогнозировать тенденции научно-технического прогресса.

Отсутствие учебных пособий, в которых достаточно полно излагались бы методологические аспекты поиска решений, существенно сдерживают широкое внедрение последних достижений в этой области в учебные планы вузов. Предлагаемое учебное пособие является результатом опыта многолетнего преподавания авторами изложенных материалов в Московском авиационном институте (Государственный технический университет) «МАИ», МГТУ им. Н.

3. Баумана и в Московском государственном агроинженерном университете им. В. П. Горячкина. В книге обобщены исследования многих авторов по приемам и методам решения задач. В первую очередь следует отметить работы Г. С. Альтшуллера, А. Б. Селюцкого, Б. Л. Злотина, А. И. Половинкина по приемам и методам поиска решений технических задач, Д. Пойа по приемам решения задач по математике и других авторов. Г.

С. Альтшуллер в своих работах вскрыл фундаментальный пласт новых идей под общим названием «Теория решения изобретательских задач» ~ТРИЗ). Однако следует заметить, что наука эта молодая, многие затронутые в ней проблемы только очерчены и еще не полностью проработаны. Поэтому данная область знаний нуждается в дальнейшем исследовании и развитии, что отмечал и сам автор ТРИЗ. Основная задача курса — обеспечить эпистемологический подход к обучению, показать не только результат, но и процесс получения знаний.

Поэтому в учебном пособии представлены как рациональные, ло- Предисловие гические методы поиска, так и методы, основанные на образном мышлении, интуиции, на механизмах подсознания. Книга построена по следующим принципам: от общих теоретических положений к частным; от изучения простых приемов к сложным. Авторы также старались придерживаться принципа востребованности изложенного материала в последующих главах. Учебное пособие состоит из двух разделов. В первом разделе, который состоит из четырех глав, рассматриваются общие приемы поиска решений, которые могут с успехом применяться для решения задач в самых различных областях. В 1-й главе изложены некоторые причины, препятствующие решению поставленной задачи.

Во 2-й и 3-ей главах приводятся приемы, активизирующие левополушарное мышление при решении задачи. Особое положение занимает 3-я глава. в которой излагается сущность системного подхода и показаны приемы решения задач, основанные на изменении системных свойств объектов, описанных в условии задачи. На примерах демонстрируется использование этих приемов для решения учебных задач по математике и физике. 4-я глава посвящена применению операторов синектики, которые позволяют активизировать правополушарное, образное мышление при поиске решения, что способствует не только получению сильных решений, но развивает творческое, креативное мышление.

Второй раздел посвящен приемам, моделям и методам, применяемым для решения технических задач. В 5-й главе приводятся основополагающие положения системного анализа технических объектов и применяемые модели, на которых базируется весь последующий материал учебного пособия. б-я глава вводит читателя в область вещественно-полевого анализа, преллагает целый набор понятий, опора на которые позволяет организовать целенаправленный поиск решения технической задачи. Здесь же даются некоторые методические рекомендации по поиску физико-технических эффектов и синтезу физического принципа действия создаваемого технического объекта, а также использованию ресурсов пространства и времени. 7-я глава знакомит читателя с наиболее общими принципами строения, функционирования и закономерностями развития технических систем, знание которых дает хорошие ориентиры в выборе направлений совершенствования технических объектов.

Большое количество иллюстрируюших примеров из различных областей техники расширяет кругозор читателя. В 8-й главе разобраны виды противоречий, которые встречаются при решении технических задач, предложены приемы их разрешения, на примерах показана методика применения этих приемов при решении технических задач. Предисловие 9-я глава посвящена функциональному анализу технических объектов, — одному из важнейших и обязательных этапов создания и совершенствования технических объектов, от которого во многом зависит четкость формулировки поставленной задачи и пути ее решения.

10-я глава посвящена морфологическому исследованию технических систем, — метода, позволяющего наметить спектр направлений решения задачи и получить в компактном, обозримом виде «поле» возможных вариантов создаваемого технического объекта. В 11-й главе рассматриваются особенности решения задач синтеза и исследовательских задач, даются общие методические рекомендации по анализу проблемы и постановке задачи. Рассмотрена также задача поиска нежелательных эффектов в конструкциях и технологиях.