Применение эвристических приёмов для разрешения технических противоречий

Выявить и составить списки типовых эвристических приемов решения технических, в том числе изобретательских, задач пытались давно. Такие приемы, дающие универсальные рекомендации по эффективному преобразованию технических объектов, моли бы существенно облегчить творческий труд изобретателя.

Каждый изобретатель имеет довольно часто свой набор приемов, которые значительно повышают вероятность нахождения новых решений и улучшения известных. Они определяют одновременно его творческий потенциал и почерк. В общем-то, при решении конкретных задач каждый использует то, что знает и умеет использовать. Есть изобретатели, создавшие не одно крупное изобретение и пользовавшиеся только одним-двумя приемами. Но чем больше приемов, тем выше вероятность успешного решения задачи, тем совершеннее само решение.

Чтобы правильно составить, а также периодически обновлять и совершенствовать списки эвристических приемов, необходимо систематически исследовать научно-техническую информацию, анализировать десятки тысяч изобретений по большинству патентных классов.

Наиболее полным считается в настоящее время фонд приемов обобщенного эвристического алгоритма, созданного в Марийском политехническом институте. Указанный фонд является одним из информационных массивов обобщенного алгоритма и разделен на 15 групп, содержащих 420 эвристических приемов и 826 поисковых процедур.

Ниже рассмотрены основные приемы устранения технических противоречий, выявленных в результате анализа более 40 тыс. изобретений, которые созданы путём разрешения 1200 технических противоречий:

1. Принцип дробления. Разделить объект на части, выполнить разборным, увеличить степень дробления.

2. Принцип вынесения. Отделить от объекта мешающую часть (свойство) или выделить единственно нужную.

3. Принцип местного качества. Перейти от однородной структуры объекта (процесса) к неоднородной. Разные части объекта должны иметь разные функции и характеристики, наиболее соответствующие их работе.

4. Принцип асимметрии. Перейти от симметричной формы к асимметричной.

5. Принцип объединения. Соединить (объединить) в пространстве или времени однородные или смежные операции (объекты).

6. Принцип универсальности. Объект выполняет функции других объектов (тех, в которых теперь нет нужды).

7. Принцип «матрешки». Один объект размещен внутри другого, проходит сквозь полость в другом объекте, другой – внутри третьего и т. д.

8. Принцип антивеса. Компенсировать вес объекта соединением с другими объектами, обладающими подъемной силой, или взаимодействием со средой (за счет аэро-, гидродинамических и других сил).

9. Принцип предварительного напряжения. Заранее придать объекту деформации (напряжения), противоположные нежелательным.

10. Принцип предварительного исполнения. Заранее выполнить требуемое изменение объекта (полностью или частично), расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие с минимальными затратами времени на их доставку.

11. Принцип «заранее положенной подушки». Компенсировать невысокую надежность объекта подготовленными аварийными средствами.

12. Принцип эквипотенциальности. Изменить условия работы так, чтобы не приходилось поднимать или опускать объект.

13. Принцип «наоборот». Вместо действия, диктуемого условиями, осуществить обратное действие; сделать движущуюся часть неподвижной, а неподвижную – движущейся; перевернуть объект.

14. Принцип сфероидальности. Перейти от прямолинейных частей объекта к криволинейным, от плоских поверхностей к сферическим; использовать ролики, шарики, спирали.

15. Принцип динамичности. Характеристики объекта (процесса) должны меняться так, чтобы оптимальными на каждом этапе работы; разделить объект на перемещающиеся относительно друг друга части; неподвижный объект сделать подвижным.

16. Принцип частичного или избыточного решения. Если трудно получить 100% требуемого действия, надо получить чуть меньше или больше.

17. Принцип перехода в другое измерение. Увеличить число степеней свободы объекта перейти от движения по линии, в одном измерении, к движению в нескольких измерениях, по плоскости, в пространстве; применить многоэтажную компоновку вместо одноэтажной использовать обратную сторону поверхности.

18. Принцип использования механических колебаний. Привести объект в колебательное движение изменить частоту; использовать резонансные и ультразвуковые частоты.

19. Принцип периодического действия. Перейти от непрерывного действия к периодическому, изменить периодичность.

20. Принцип непрерывности полезного действия. Вести работу непрерывно, устранить холостые и промежуточные ходы; перейти от возвратно-поступательного к вращательному движению.

21. Принцип «проскока». Преодолеть отдельные, в том числе вредные и опасные, стадии процесса на повышенной скорости.

22. Принцип «обратить вред в пользу». Использовать вредные факторы для получения положительного эффекта; усилить вредный фактор до такой степени, чтобы он перестал быть таковым; компенсировать один вредный фактор другим.

23. Принцип обратной связи. Ввести обратную связь, если она уже есть – изменить ее.

24. Принцип «посредника». Использовать промежуточный объект-переносчик.

25. Принцип самообслуживания. Объект должен сам себя обслуживать, выполнять вспомогательные и ремонтные работы, использовать отходы вещества, энергии.

26. Принцип копирования. Вместо недоступного, сложного дорогостоящего, неудобного или хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии, в том числе оптические видимые инфракрасные и ультрафиолетовые, в измененном масштабе и т. д.

27. Принцип замены дорогой долговечности на дешевую недолговечность. Заменить дорогой объект набором дешевых, поступившись при этом некоторыми качествами (например, долговечностью).

28. Принцип замены механической схемы. Заменить механическую схему электрической, оптической, тепловой, акустической или «запаховой»; использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для взаимодействия с объектом; перейти от стационарных полей к изменяющимся.

29. Принцип использования пневмо- и гидроконструкций. Вместо твердых частей объекта использовать газообразные и жидкие: надувные и гидронаполняемые, воздушную подушку, гидростатические и гидрореактивные.

30. Принцип использования гибких оболочек и тонких пленок. Вместо объемных конструкций использовать гибкие оболочки и тонкие пленки, изолировать с их помощью объект от внешней среды.

31. Принцип использования пористых материалов. Сделать объект или его части пористыми, заполнить поры каким-нибудь веществом.

32. Принцип изменения окраски. Изменить окраску или степень прозрачности объекта или внешней среды, использовать красящие добавки, меченые атомы.

33. Принцип однородности. Объекты, взаимодействующие с данным, должны быть сделаны из того же материала (или близкого к нему по свойствам).

34. Принцип отброса или регенерации частей. Выполнившая свое назначение или ставшая ненужной часть объекта должна быть отброшена (растворена, испарена и т. д.) или видоизменена; расходуемые части должны восстанавливаться в ходе работы.

35. Принцип изменения физико-химических параметров объекта. Изменить агрегатное состояние объекта, химический состав; концентрацию или консистенцию, степень жидкости, температуру, объем.

36. Принцип использования фазовых переходов. Использовать изменение параметров, происходящее при фазовых переходах: изменение объема, выделение или поглощение тепла и т. д.

37. Принцип использования термического расширения. Использовать термическое расширение и сжатие материалов, применить материалы с разными коэффициентами термического расширения.

38. Принцип использования сильных окислителей. Вводить обогащенный воздух или кислород, воздействовать на них ионизирующими излучениями, применять озонизированный кислород.

39. Принцип изменения степени инертности. Заменить обычную среду нейтральной, ввести в объект нейтральные части и добавки, вести процесс в вакууме.

40. Принцип использования композиционных материалов. Перейти от однородных материалов к композиционным.