Принципиальная необходимость применения ТРИЗ и АРИЗ в современных комплексных дизайн-процессах | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 20 марта, печатный экземпляр отправим 24 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №19 (205) май 2018 г.

Дата публикации: 12.05.2018

Статья просмотрена: 110 раз

Библиографическое описание:

Великанов, С. А. Принципиальная необходимость применения ТРИЗ и АРИЗ в современных комплексных дизайн-процессах / С. А. Великанов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 19 (205). — С. 129-135. — URL: https://moluch.ru/archive/205/50242/ (дата обращения: 08.03.2021).



Важнейшим опорным пунктом для формирования технологических основ и базового понимания структуры моделей развития инновационных продуктов являются законы развития технических систем.

Постепенно участники процессов развития новых технологий и разработки проектов новых, инновационных продуктов приходят именно к этому мнению.

Даже наиболее богатые и мощные компании, к сожалению, до сегодняшнего дня пренебрегают этими важнейшими базовыми знаниями, и, как результат появляются серые изделия, которые, к сожалению, пробивают себе путь и место на рынке не за счёт технологических и технических достижений, равно как и не за счёт каких-то коммерчески уникальных достоинств, которые рынок требует, которыми он не обладает, и которые давно ждёт.

Развитие технических систем, как и любых других систем, подчиняется общим законам диалектики.

Чтобы конкретизировать эти законы применительно именно к комплексным и многофункциональным техническим системам, приходится опять-таки исследовать существующий патентный фонд, но уже на значительно большую глубину, учитывая при этом постоянно возникающие веяния, касающиеся новых и композитных материалов, новых принципов формирования агрегатов и устройств, принципиальных изменений в технике контроля, агрегатирования, сборки и обслуживания.

Нужно брать не «патентный слой», а, так сказать, «патентную скважину»: патентные и историко-технические материалы, отражающие развитие какой-то одной системы за 100–150 лет.

Разумеется, для выявления универсальных законов, нужна не одна, а многие «патентные скважины» — работа весьма и весьма сложная.

Но, зная законы развития технических систем, можно адаптировать их к реалиям с постоянно рождающимися новейшими технологиями. Можно уверенно отобрать наиболее эффективные приемы устранения противоречий и построить программу решения изобретательских задач, при этом постоянно уточняя понятия и определения противоречия.

Рис. 1. Современная система гомогенизации топлива (трёхмерная модель) как пример применения ТРИЗ и АРИЗ в комплексном инновационном процессе

Так что же такое объективные законы развития технических систем?

Рассмотрим конкретный пример. Киносъёмочный комплекс — типичная техническая система, включающая ряд элементов: киносъёмочный аппарат, осветительные приборы, звукозаписывающую аппаратуру и т. д. Аппарат ведёт съёмку с частотой 24 кадра в секунду, причем при съёмке каждого кадра затвор открыт очень небольшой промежуток времени, иногда всего одну тысячную секунды. А светильники работают на постоянном токе (или на переменном, но обладают большой тепловой инерцией) и освещают съёмочную площадку все время. Таким образом, полезно используется незначительная часть энергии. В основном энергия расходуется на вредную работу: утомляет артистов, нагревает воздух.

Обратите внимание: основные элементы этой системы «живут» каждый в своём ритме. Представьте себе животное с мозгом, работающим по 10-часовому циклу, и лапами, предпочитающими действовать, скажем, по 24-часовому циклу: у мозга наступает время сна, а лапы бодрствуют, они полны сил, по их «часам» ещё полдень, надо бегать... Эволюция безжалостно бракует такие организмы. Но в технике очень часто создают «организмы с несогласованной ритмикой», а потом долго мучаются из-за присущих им недостатков.

Особое влияние сегодня на комплексные технические системы имеют элементы цифровых технологий и, открывающиеся в их сочетании с классическими технологиями, новые интегративные возможности и функции, не имеющие места во времена появления первых версий ТРИЗ и АРИЗ.

Один из объективных законов развития технических систем состоит именно в том, что системы с несогласованной ритмикой вытесняются более совершенными системами с согласованной ритмикой.

Так, в приведенном примере нужны безынерционные светильники, работающие синхронно и синфазно вращению шторки объектива. Тогда резко уменьшится расход энергии, улучшатся условия работы артистов. Но сегодня этот вывод никак не соответствует существующим реалиям.

Появились совершенно новые осветительные системы, — как лазерные, так и светодиодные, которые потребляют намного меньше энергии, и для которых проблемы указанных устаревших технологий просто не существуют.

Таким образом, ритмика частей системы должна учитывать в первую очередь те новые возможности и особенности, которые появились благодаря новейшим направлениям в развитии техники дизайнерских работ и в самом дизайне.

Согласование ритмики частей системы — лишь один из законов, определяющих развитие технических систем.

Используя «свод» таких законов, можно построить актуальную сегодня программу решения изобретательских задач, полностью отвечающую реальному состоянию технических компонентов системы.

Она даст возможность, не блуждая по поисковому полю, выйти в район решения, т. е. сократить число возможных вариантов, скажем, до десятка.

Как ни странно, именно такую задачу можно отчётливо увидеть в каждой инновационной компании, старающейся постоянно модифицировать своё инновационное детище с учётом всех элементов существенной новизны и других признаков технического решения, вытекающих как из накопленного положительного профессионального опыта, так и из новейших патентных законов, в особенности патентного законодательства США с его сложнейшими требованиями к неочевидности технического решения для признания его изобретением.

Далее, казалось бы, всё совсем просто: надо рассмотреть десять вариантов и выбрать нужный.

Но десять вариантов, полученных при переводе задачи на первый уровень, могут качественно отличаться от десяти вариантов, необходимых для решения задачи, которая с самого начала была задачей первого уровня.

У «естественной» задачи первого уровня все варианты решения понятны изобретателю, они обычно прямо относятся к его специальности и не отпугивают своей сложностью. «Искусственная» же задача первого уровня, полученная из задачи, скажем, четвертого уровня, может иметь решения «дикие» или выходящие за пределы знаний изобретателя.

Предположим, анализ задачи отсек все «пустые» варианты, оставив только одну возможность: «Задачу удастся решить, если вращающаяся в сосуде жидкость будет прижиматься не к стенкам сосуда, а к его оси». Но известно, что на вращающуюся жидкость действуют центробежные силы, направленные к стенкам сосуда. И скорее всего, изобретатель отбросит полученный вариант как явно противоречащий физике…

Между тем, существуют жидкости, в которых вопреки обычным представлениям, при вращении возникают центростремительные силы! Это явление называется эффектом Вайсенберга. Оно выходит за пределы вузовской физики для инженеров, поэтому не все инженеры о нём знают.

Для уверенного решения задач нужна информация о всей физике. Именно о всей, потому что решение трудных задач часто связано с использованием малоизвестных физических эффектов или малоизвестных нюансов обычных физических эффектов.

Более того, вся физика должна быть представлена в таком виде, чтобы эффекты не приходилось перебирать подряд. Иными словами, нужна не просто физика, нужны таблицы, связывающие типы изобретательских задач (или типы противоречий) с соответствующими физическими эффектами.

Рис. 2. Современная система гомогенизации топлива (трёхмерная модель) как пример применения ТРИЗ и АРИЗ в комплексном инновационном процессе

В таком же виде должны быть представлены и чисто изобретательские приёмы, выявленные путем анализа патентных материалов.

Но и этого, мало. Нужно, чтобы изобретатель, действуя по программе, не боялся отбрасывать варианты, кажущиеся вероятными, и не боялся идти к идеям, кажущимся «дикими», т. е. необходимо управление психологическими факторами.

Сегодня решение указанных сложных комплексных задач предельно упрощено за счёт применения программных методов моделирования, при применении которых можно получить реальную имитацию рабочего цикла разрабатываемой системы ещё до изготовления опытного образца.

Итак,

‒ эффективная технология решения изобретательских задач может основываться только на сознательном использовании законов развития технических систем; Законы развития технических систем должны учитывать все инновационные возможности, возникшие как на базе программных продуктов, так и на базе композитных материалов и компонентов;

‒ исходя из этих законов, можно построить программу решения изобретательских задач, позволяющую без перебора вариантов сводить задачи высших уровней к задачам первого уровня дополнительно с учётом новых возможностей в компьютерном моделировании и системной компьютерной анимации;

‒ исходя из этих законов, можно построить программу решения изобретательских задач, позволяющую без перебора вариантов сводить задачи высших уровней к задачам первого уровня с учётом их комбинирования и комплексной интеграции с цифровыми технологиями, включая и новейшие технологии онлайн-мониторинга;

‒ чтобы свести задачу высшего уровня к задаче первого уровня, нужно прежде всего найти физическое противоречие, поэтому программа должна содержать операторы, позволяющие по определенным правилам выявлять и моделировать физическое противоречие;

‒ для преодоления физических противоречий программа должна иметь информационный фонд, включающий фонд изобретательских приёмов, выявленный путем анализа больших массивов современной патентной информации; фонд приёмов должен быть представлен в виде таблиц использования приемов в зависимости от типа задачи или содержащегося в ней противоречия; и при этом преодоление физических противоречий должно, по крайней мере в разрезе экспериментальной проверки эффективности программы преодоления, базироваться на результатах моделирования и имитации реального рабочего цикла;

‒ информационный фонд должен включать также таблицы применения физических эффектов;

‒ программа должна иметь средства управления психологическими факторами, прежде всего средства активизации воображения и средства преодоления психологической инерции в части формулирования возникших в процессе психологических стереотипов и психологических барьеров.

И что получилось в реальности:

Рассмотрим ситуацию с разработками компании Apple, которые уже несколько лет находятся на рынке, и по результатам их внедрения попытаемся сделать некоторые выводы и попытаемся сделать комплексный анализ сложившейся ситуации.

Компания Apple представила новую модель смартфона iPhone 5. Новый аппарат стал тоньше и легче предыдущей модели, получил практически полностью металлический (алюминиевый) корпус и 4-дюймовый экран. В комплекте — новый процессор А6 и камера с переработанным фотомодулем.

К сожалению поклонников продукции компании, неожиданностей в плане дизайна и технических характеристик у нового флагмана Apple не обнаружилось. Таким образом, компания продемонстрировала полную неготовность к борьбе с конкурентами.

Несмотря на некоторый рост акций компании после презентации нового смартфона, iPhone 5 не произвел ни малейшего впечатления на большинство аналитиков и обозревателей. Новых поклонников смартфон завоюет вряд ли. А вот адепты «яблока», конечно, его себе обязательно купят.

«Человек, у которого есть айфон, купит его только потому, что это — айфон. Я не думаю, что кто-то руководствуется другими соображениями. Это не самый лучший смартфон. У него совсем не лучшие характеристики. Но это айфон. Он работает как айфон. И это хорошо. Я его обязательно куплю», — говорит директор сайта любителей продукции Apple.

В самой компании также считают новый смартфон огромным достижением.

«Мы создаем потрясающую продукцию, которая помогает нам преодолевать новые вехи. За последний квартал мы продали более 400 миллионов копий iOS — операционной системы, на которой работает iPhone. Это восхитительно. Такого успеха никто не ожидал.

Сегодня мы переходим на следующий уровень и совершаем огромный скачок. Мы собираемся сообщить вам несколько новостей о нашем новом iPhone», — говорит генеральный директор Apple Тим Кук.

Никто не спорит с тем, что новый iPhone 5 стал на полдюйма больше, на 29 % легче и на 18 % тоньше. Он теперь поддерживает новую сотовую технологию LTE, в два раза быстрее обрабатывает графику, лучше ловит беспроводной интернет за счет усиленной антенны и имеет улучшенную фотокамеру.

Кстати, на презентации фотокамере было уделено слишком много внимания. Видимо, в Apple всё-таки догадываются, что больше им похвастаться нечем.

«Давайте посмотрим вместе и сравним фотографии, сделанные с помощью iPhone 5 со снимками с обычной фотокамеры. На фотографиях с iPhone 5 океан кажется более синим, дети более счастливыми, а мир — прекраснее», — говорит вице-президент Apple по международному маркетингу Фил Шиллер.

Может быть, Фил Шиллер и прав. Но, если у него получится оторваться от красивого экрана пятого iPhone и взглянуть в глаза реальности, розовые тона сразу пропадут.

Новый iPhone по своим техническим характеристикам априори проигрывает моделям конкурентов, которые вышли на рынок несколько месяцев назад. И, что самое страшное для Apple, кардинально уступает главному конкуренту — Samsung Galaxy SIII: экран меньше на дюйм, двухъядерный процессор старой модели Cortex против нового четырёхъядерного Exinos у Samsung. И пускай старый процессор в Apple гордо называют А6, его показатели от этого не растут. Да и ёмкость батареи в iPhone 5 меньше в три раза, чем у конкурента.

Таким образом, большинство аналитиков делают неутешительный вывод — концепции и наработки Apple с 2007 года не изменились. Новых идей нет. А то, что было инновацией пять лет назад, сегодня выглядит в лучшем случае уныло.

… продолжение следует…

Список использованной литературы и патентно-лицензионных материалов:

1. Патентно-лицензионный материал на чехол для переноски телефона:

United States Patent Application

20050277452

Kind Code

A1

Pasamba, Apple Grace

December 15, 2005


Mobile phone carrying case

Abstract

A carrying case attaching conventional personal mobile phone instruments on to the forearm or wrist of the phone's user in a manner that permits the mobile phone to be utilized while fastened there is disclosed. The carrying case provides improved security for the mobile phone instrument and greater convenience and reduced risk of loss for mobile users. In particular, the carrying case permits operation of mobile phones for sending and receiving calls without removing the mobile phones from the carrying case and without removing the carrying case from the user's arm. The carrying case includes an arm band that attaches the carrying case to the user's wrist or forearm and a retainer that is affixed to the arm band at one end and removably attached to the arm band at the other end. The retainer is flexible and transparent so that users can actuate switches through the retainer, permitting one-handed use of the mobile phone. A cover layer is provided over the retainer that camouflages the mobile phone as an item of apparel. The cover layer also secures the lids of clam shell phones when the phones are not in use. Miniature personal mobile phones are mounted transversely for improved display screen legibility and user access to the mobile phone's keypad.

2. Патентно-лицензионный материал на систему и метод для создания стабильного оптического интерфейса:

United States Patent Application

20070219437

Kind Code

A1

Schurman; Matthew J.; et al.

September 20, 2007


System and method for creating a stable optical interface

Abstract

A system and a method for creating a stable and reproducible interface of an optical sensor system for measuring blood glucose levels in biological tissue include a dual wedge prism sensor attached to a disposable optic that comprises a focusing lens and an optical window. The disposable optic adheres to the skin to allow a patient to take multiple readings or scans at the same location. The disposable optic includes a Petzval surface placed flush against the skin to maintain the focal point of the optical beam on the surface of the skin. Additionally, the integrity of the sensor signal is maximized by varying the rotation rates of the dual wedge prisms over time in relation to the depth scan rate of the sensor. Optimally, a medium may be injected between the disposable and the skin to match the respective refractive indices and optimize the signal collection of the sensor.

3. Патентно-лицензионный материал на мультифакторную систему безопасности с применением переносимых устройств и защитными контурами:

United States Patent Application

20070283145

Kind Code

A1

Gressel; Carmi David; et al.

December 6, 2007


Multi-Factor Security System With Portable Devices And Security Kernels

Abstract

A system for multi-factor security involving multiple secure devices that distribute the secured functions of the system over the different devices, such that the loss or theft of any one of them does not compromise the overall security of the system. Moreover, a configuration of devices is also secure even if one of them has been attacked by malicious software agents, such as «keyboard sniffers». A novel contactless smart card reader (200) is presented that incorporates a transceiver antenna (220) within a keypad (210) of a device used with contactless smart cards (100). When the card (100) is pressed against the device's keypad (210), the transceiver (220) of the device establishes a session with the smart card (100). A variety of systems are presented, including those using mobile telephones, computer-interfaced card readers, personal digital appliances, and television set-top box remote controllers.

4. Патентно-лицензионный материал на определение покрытия данных в приложениях по тестированию баз данных:

United States Patent Application

20090300587

Kind Code

A1

Zheng; Eric; et al.

December 3, 2009


DETERMINING DOMAIN DATA COVERAGE IN TESTING DATABASE APPLICATIONS

Abstract

Testing systems and methods are provided for determining domain data coverage of a test of a codebase. The testing system may include a coverage program having a setup module configured to receive user input indicative of a target domain data table to be monitored during the test. The coverage program may further include a test module configured to programmatically generate a shadow table configured to receive coverage data, and to create one or more triggers on the target domain data table. The triggers may be configured, upon firing, to make entries of coverage data in the shadow table indicating that the trigger was fired during the test. The coverage program may also include an output module configured to compare the shadow table and the target domain data table to produce a coverage result, and to display the coverage result via a graphical user interface.

5. Патентно-лицензионный материал на разработку схемы безопасности приложения в процессе его создания:

United States Patent Application

20110093955

Kind Code

A1

Chen; Earl; et al.

April 21, 2011


DESIGNING SECURITY INTO SOFTWARE DURING THE DEVELOPMENT LIFECYCLE

Abstract

Systems, methods, and computer program products are provided for a comprehensive software security system. The overarching software security system described and claimed herein provides for a system that address all of the concerns and vulnerabilities present at the design level (i.e., new software applications) and the production level (i.e., pre-existing software applications) associated with software. Additionally, the system governs the individual security processes and practices. The software security system defines specific security practices and the timing for application of the practices within the overall software development lifecycle. Additionally, the disclosed software security system takes advantage of role specialization, such as security specialization, to increase effectiveness and limit conflicts of interest within the design process.

6. Патентно-лицензионный материал на многоточечную систему мониторинга для использования в поле оптической когерентной томографии:

United States Patent Application

20180064381

Kind Code

A1

Shakespeare; Walter J.; et al.

March 8, 2018


MULTISPOT MONITORING FOR USE IN OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY

Abstract

Optical coherence tomography (herein «OCT») based analyte monitoring systems are disclosed. In one aspect, techniques are disclosed that can identify fluid flow in vivo (e.g., blood flow), which can act as a metric for gauging the extent of blood perfusion in tissue. For instance, if OCT is to be used to estimate the level of an analyte (e.g., glucose) in tissue, a measure of the extent of blood flow can potentially indicate the presence of an analyte correlating region, which would be suitable for analyte level estimation with OCT. Another aspect is related to systems and methods for scanning multiple regions. An optical beam is moved across the surface of the tissue in two distinct manners. The first can be a coarse scan, moving the beam to provide distinct scanning positions on the skin. The second can be a fine scan where the beam is applied for more detailed analysis.

Основные термины (генерируются автоматически): патентно-лицензионный материал, система, задача, задача первого уровня, OCT, программа решения, развитие, информационный фонд, комплексный инновационный процесс, несогласованная ритмика.


Похожие статьи

Содержание и этапы инновационного процесса. Задачи...

Основная задача инновационной деятельности — обеспечить конкурентоспособность и долговременный успех фирмы.

5) определить патентную чистоту идеи новой продукции.

инновация, инновационный процесс, инновационное развитие предприятия, управление...

Основные принципы и задачи инновационной деятельности...

Ключевыми задачами организации инновационной деятельности любого предприятия

- информационном обеспечении инновационной деятельности

Ограничения со стороны антимонопольного, налогового, амортизационного, патентно-лицензионного законодательства.

Виды инновационных технологий и их характеристики

Перед педагогом сегодня встают новые задачи и открываются новые возможности с учетом их применения.

Инновационные технологии — это система методов, способов, приёмов обучения, воспитательных средств

В классе разные дети, с разным уровнем развития.

Роль центров трансфера технологий в инновационном процессе

Инновационный трансфер технологий представляет собой систему передачи результатов

ЦИС создан с целью осуществления патентно-лицензионного обеспечения, интенсификации процессов

Ключевые слова: инновации, регион, трансфер, инновационный фонд, кластер.

Методика инновационного проектирования продукта

Поэтому сокращение времени комплексной подготовки производства является

уровень экономической подготовки могут затормозить процесс инновационного проектирования.

В задачи Центра интеллектуальной собственности входит обеспечение правовой охраны.

Инновационная деятельность как вектор развития учреждения...

– модернизация, – внедрение информационных технологий в образовательный процесс

– реализуется комплексная общеобразовательная (общеразвивающая) программа для учащихся 1–4-х

Для успешного решения этой задачи важно научить молодое поколение, наряду с...

Основные понятия и определения инноваций и инновационных...

Ключевые слова: теория инновационного развития, инновация, инновационные процессы.

Первый этап в формировании теории инновационного развития связан с именем Й. А. Шумпетера.

Наука, инновации и информационное общество.

Инструменты реализации инновационных проектов

Именно от компетенций, уровня подготовки и практического опыта менеджера в первую очередь

В рамках комплексной программы «Создание в Российской Федерации технопарков в

Ключевые слова: инновационное развитие, инновационный проект, стратегия, анализ...

Ведение инновационной деятельности в компаниях...

Слабо развиты механизмы «открытых инноваций», система управления процессами

В этой связи, в ГК «Ростех» ведутся работы развитию инновационной деятельности компаний корпорации

Указанные цели реализуются через решение следующих задач

Похожие статьи

Содержание и этапы инновационного процесса. Задачи...

Основная задача инновационной деятельности — обеспечить конкурентоспособность и долговременный успех фирмы.

5) определить патентную чистоту идеи новой продукции.

инновация, инновационный процесс, инновационное развитие предприятия, управление...

Основные принципы и задачи инновационной деятельности...

Ключевыми задачами организации инновационной деятельности любого предприятия

- информационном обеспечении инновационной деятельности

Ограничения со стороны антимонопольного, налогового, амортизационного, патентно-лицензионного законодательства.

Виды инновационных технологий и их характеристики

Перед педагогом сегодня встают новые задачи и открываются новые возможности с учетом их применения.

Инновационные технологии — это система методов, способов, приёмов обучения, воспитательных средств

В классе разные дети, с разным уровнем развития.

Роль центров трансфера технологий в инновационном процессе

Инновационный трансфер технологий представляет собой систему передачи результатов

ЦИС создан с целью осуществления патентно-лицензионного обеспечения, интенсификации процессов

Ключевые слова: инновации, регион, трансфер, инновационный фонд, кластер.

Методика инновационного проектирования продукта

Поэтому сокращение времени комплексной подготовки производства является

уровень экономической подготовки могут затормозить процесс инновационного проектирования.

В задачи Центра интеллектуальной собственности входит обеспечение правовой охраны.

Инновационная деятельность как вектор развития учреждения...

– модернизация, – внедрение информационных технологий в образовательный процесс

– реализуется комплексная общеобразовательная (общеразвивающая) программа для учащихся 1–4-х

Для успешного решения этой задачи важно научить молодое поколение, наряду с...

Основные понятия и определения инноваций и инновационных...

Ключевые слова: теория инновационного развития, инновация, инновационные процессы.

Первый этап в формировании теории инновационного развития связан с именем Й. А. Шумпетера.

Наука, инновации и информационное общество.

Инструменты реализации инновационных проектов

Именно от компетенций, уровня подготовки и практического опыта менеджера в первую очередь

В рамках комплексной программы «Создание в Российской Федерации технопарков в

Ключевые слова: инновационное развитие, инновационный проект, стратегия, анализ...

Ведение инновационной деятельности в компаниях...

Слабо развиты механизмы «открытых инноваций», система управления процессами

В этой связи, в ГК «Ростех» ведутся работы развитию инновационной деятельности компаний корпорации

Указанные цели реализуются через решение следующих задач

Задать вопрос