ПРИЛОЖЕНИЕ 2 МЕЖОТРАСЛЕВОЙ ФОНД ЭВРИСТИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОБЪЕКТА

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 
68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 
85 86 87 88 

1. Преобразование формы

Использовать круговую, спиральную, древовидную, сфериче­скую или другую компактную форму.

Сделать в объекте (элементе) отверстия или полости. Инвер­сия приема.

Проверить соответствие формы объекта ваконам симметрии (см. прил. 5). Перейти от симметричной формы и структуры к асимме­тричной. Инверсия приема*

Перейти от прямолинейных частей, плоских поверхностей, кубических и многогранных форм (особенно в местах сопряжений) к криволинейным, сферическим и обтекаемым формам. Инверсия приема.

Объекту (элементу), работающему под нагрузкой, придать выпуклую (более выпуклую) форму.

Компенсировать нежелательную форму сложением с обратной по очертанию формой.

Выполнить объект в форме:

другого технического объекта, имеющего аналогичное название или назначение;

животного, растения или их органа; человека или его органов.

Сделать объект (элемент) приспособленным к форме человека или его органов.

Использовать в аналогичных условиях работы природный принцип формирования в живой или неживой природе.

Сделать рациональный (оптимальный) раскрой листового или объемного материала; внести изменения в форму деталей для более полного использования материала.

Выбрать конструкцию деталей, в наибольшей мере прибли­жающуюся по форме и размерам выпускаемого проката и других про­фильных заготовок.

Найти глобально-оптимальную форму объекта (см. п. 2 гл. 13).

Найти наибольшую цельную форму объекта (зрительное вы­деление главного функционального элемента, устранение или при­крытие многих ненужных деталей и т. д.).

Использовать различные виды симметрии и асимметрии, динамические и статические свойства фюрмы, ритма (чередования оди­наковых или схожих элементов), нюансов и контраста.

Осуществить гармоническую увязку форм различных эле­ментов (выбор масштабов и соотношений между объектами и окружаю­щей предметной средой, использование эстетически предпочтительных пропорций).

Выбрать (придумать) наиболее красивую форму объекта и его элементов.

2.         Преобразование структуры.

Исключить наиболее напряженный (нагруженный) элемент.

Исключить элемент при сохранении объектом всех прежних функций. Один элемент выполняет несколько функций, благодаря чему отпадает необходимость в других элементах. Убрать «лишние детали» даже при потере «одного процента эффекта».

Присоединить к объекту новый элемент в виде жестко или шарнирно соединенной пластины (стержня, оболочки или трубы), находящейся в рабочей среде или в контакте с ней.

Присоединить к базовому объекту дополнительное специали­зированное орудие труда, инструмент и т. п.

Заменить связи (способ или средства соединения) между эле­ментами; жесткую связь сделать гибкой или наоборот.

Заменить источник энергии, тип привода, цвет и т. д.

Заменить механическую схему электрической, тепловой, опти­ческой или электронной.

Существенно изменить компоновку элементов; уменьшить компоновочные затраты.

Сосредоточить органы управления и контроля в одном месте.

Объединить элементы единым корпусом, станиной или из­готовить объект цельным.

Ввести единый привод, единую систему управления иле энергоснабжения.

Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты.

Объединить в одно целое объекты, имеющие самостоятельное назначение, которое сохраняется после объединения в новом комп­лексе.

Использовать принцип агрегатирования. Создать базовую конструкцию (единую раму, станину), на которую можно «навесить» различные (в различных комбинациях) рабочие органы, агрегаты, инструменты.

Совместить или объединить явно или традиционно несов­местимые объекты, устранив возникающие противоречия.

Выбрать материал, обеспечивающий минимальную трудо­емкость изготовления деталей и обработки заготовок.

Использовать раздвижные раскладные сборные надувные и другие конструкции, обеспечивающие значительное уменьшение га­баритных размеров при переводе ТО из рабочего состояния в нерабочее.

Найти глобально-оптимальную структуру.

Выбрать (придумать) наиболее красивую структуру.

3.         Преобразования в пространстве.

3.1.      Изменить традиционную ориентацию объекта в пространстве:
горизонтальное положение на вертикальное или наклонное;
положить на бок;

повернуть низом вверх; повернуть путем вращения.

3.2.      Использовать «пустое пространство» между элементами объек-
та. Один элемент проходит сквозь полость в другом элементе.

3.3; Объединить известные порознь объекты (элементы) с размеще­нием одного внутри другого по принципу «матрешки».

Размещение по одной линии заменить размещением по не­скольким линиям или по плоскостям. Инверсия приема.

Заменить размещение, по плоскости размещением по несколь­ким плоскостям или в трехмерном пространстве; перейти от одноэтаж­ной (однослойной) компоновки к многоэтажной (многослойной). Ин­версия приема.

Изменить направление действия рабочей силы или среды.

Перейти от контакта в точке к контакту по линии; от кон­такте по линии к контакту по поверхности; от контакта по поверхности к объемному (пространственному). Инверсия приема.

Осуществить сопряжение по нескольким поверхностям.

Приблизить рабочие органы объекта к месту выполнения ими "своих функций без передвижения самого объекта.

Заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее удобного места и без затрат времени нз их до­ставку.

Перейти от последовательного соединения элементов к па­раллельному или смешанному. Инверсия приема.

-3.12. Разделить объект на части так, чтобы приблизить каждую из них к тому месту, где она работает.

Разделить объект на две части — «объемную» и «необъем­ную»; вынести «объемную» часть за пределы, ограничивающие объем.

Вынести элементы, подверженные действию вредных фак­торов, за пределы их действия.

Перенести (поместить) объект или его элемент в другую среду, исключающую действие вредных факторов.

Выйти за традиционные пространственные ограничения или габаритные размеры.

4.         Преобразования во времени

Перенести выполнение действия на другое время. Выполнить требуемое действие до начала или после окончания работы.

Перейти от непрерывной подачи энергии (вещества) или не­прерывного действия (процесса) к периодическому или импульсному. Инверсия приема.

Перейти от стационарного во времени режима к изменяюще­муся.

Исключить бесполезные («вредные») интервалы времени. Ис­пользовать паузу между импульсами (периодическими действиями) для осуществления другого действия.

По принципу непрерывного полезного действия осуществлять работу объекта непрерывно, без холостых ходов. Все элементы объекта должны все время работать с полной нагрузкой.

Изменить последовательность выполнения операций.

Перейти от последовательного осуществления операций к па­раллельному (одновременному). Инверсия приема.

Совместить технологические процессы или операции. Объеди­нить однородные или смежные операции. Инверсия приема.

5.         Преобразование движения и силы

Изменить направление вращения.

Заменить поступательное (прямолинейное) или возвратно-поступательное движение вращательным. Инверсия приема.

Устранить или сократить холостые, обратные и промежуточ­ные ходы и движения,

Существенно изменить направление движения, в том числе на противоположное.

Заменить традиционную сложную траекторию движения пря­мой или окружностью. Инверсия приема.

Заменить изгиб растяжением или сжатием. Заменить сжатие растяжением.

Разделить объект на две части — «тяжелую» и «легкую», передвигать только «легкую» часть.

Изменить условия работы так, чтобы не приходилось подни­мать или опускать обрабатываемый объект.

Заменить трение скольжения трением качения. Инверсия при­ема.

Перейти от неподвижного физического поля к движущемуся. Инверсия приема.

Разделить объект на части, способные перемещаться отно­сительно друг друга. Сделать движущиеся элементы неподвижными, а неподвижные движущимися.

Изменить условия работы так, чтобы опасные или «вредные» моменты осуществлялись на большой скорости. Инверсия приема.

Использовать магнитные силы.

Компенсировать действие массы объекта соединением его е объектом, обладающим подъемной силой.

6. Преобразование материала и вещества

Рассматриваемый элемент и взаимодействующие с ним эле­менты сделать из одного и того же материала или близкого ему по свой­ствам. Инверсия приема. ~~

Выполнить элемент или его поверхность из пористого мате­риала. Заполнить поры каким-либо веществом.

Разделить объект (элемент) на части так, чтобы каждая из них могла быть изготовлена из наиболее подходящего материала.

Убрать лишний материал, не несущий функциональной на­грузки.

Изменить поверхностные свойства объекта (элемента); упро­чить поверхность объекта; нейтрализовать свойства материала на по­верхности объекта.

Заменить жесткую часть элементами из материала, допускаю­щего изменение формы при эксплуатации; вместо жестких объемных конструкций использовать гибкие оболочки и пленки. Инверсия при­ема.

Изменить физические свойства материала, например, изме­нить агрегатное состояние.

Заменить некоторые объекты среды на объекты с другими физико-механическими и химическими свойствами.

Использовать другой материал (более дешевый, новейший и т. д.).

Использовать детали из материала с последующим отвер­дением.

Отделить вредные или нежелательные примеси от вещества.

Заменить традиционную окружающую среду. Рассмотреть возможность использовать вакуума, инертной, водной, космической или какой-либо другой среды.

Заменить объекты их оптическими копиями (изображениями); использовать изменение масштаба изображения. Перейти от видимых оптических копий к инфракрасным, ультрафиолетовым и другим изо­бражениям*

Дорогостоящий долговечный элемент заменить дешевым, недолговечным.

Заменить разнородные по материалу и форме элементы одним унифицированным или стандартным* элементом.

Выполнить элементы из материалов с различающимися характеристиками, дающими нужный эффект (например, с разным тер­мическим расширением).

Вместо твердых частей использовать жидкие или газообраз­ные (надувные, гидронаполняемые, воздушные подушки, гидростати­ческие, гидрореактивные). Инверсия приема.

Выбрать материалы» обеспечивающие снижение отходов при изготовлении деталей. Например, перейти от применения деталей, из­готовляемых обработкой резанием, к деталям из пластмассы (изготов­ляемых формовкой) или металлокерамики.

Перейти к безотходным технологиям, например, получить отходы материалов в более ценном виде, позволяющем использовать их для изготовления других деталей.

Осуществить упрочнение материалов механической термиче­ской, термохимической, электрофизической, электрохимической, лазер­ной и другими видами обработки.

Использовать материалы с более высокими удельными проч­ностными, электрическими, теплофизическими и другими характери­стиками.

Использовать армированные, композиционные, пористые и другие новые перспективные материалы.

Использовать материал с изменяемыми во времени характери­стиками (жесткостью, прозрачностью и т. д.).

7.         Приемы дифференциации

Разделить движущийся поток (вещества, энергии, информации) на два или несколько.

Разделить сыпучий, жидкий или газообразный объект на части.

Сделать элемент съемным, легко отделяемым.

Дифференцировать привод и другие источники энергии; при-лизить их к исполнительным органам и рабочим зонам.

Сделать автономным управление и привод каждому элементу.

Провести дробление традиционного целого объекта на мелкие однородные элементы с аналогичной функцией. Инверсия приема.

Разделить объект на части, после чего изготовлять, обрабаты­вать, грузить и т. п. каждую часть отдельно, а затем выполнять сборку.

Разделить объект на части так, чтобы их можно было заменять при изменении режима работы.

Разделить объект на части: «горячую» и «холодную»; изоли­ровать одну от другой.

Представить объект в виде составной конструкции; изгото­вить его из отдельных элементов и частей.

Придать блочную структуру объекту; при которой каждый блок выполняет самостоятельную функцию.

Выделить в объекте самый нужный элемент (нужное свой­ство) и усилить его или улучшить условия его работы.

8.         Количественные изменения

Резко изменить (в несколько раз, в десятки и сотни раз) параметры или показатели объекта (его элементов, окружающей среды).

Увеличить в объекте число одинаковых или подобных друг другу элементов (или сделать наоборот), Изменить число одновременно

действующих или обрабатываемых объектов (элементов), например, рабочих машин, их рабочих органов, двигателей и т. д.

Изменить габаритные размеры, объем или длину объекта при переводе его в рабочее или нерабочее состояние.

Увеличить степень дробления объекта (или сделать наоборот).

Допустить незначительное снижение требуемого эффекта.

Использовать идею избыточного решения (если трудно по­лучить 100% требуемого эффекта, задаться получить несколько больше).

Изменить (усилить) вредные факторы так, чтобы они перестали быть вредными.

Уменьшить число функций объекта и сделать его более спе--циализированным, соответствующим только оставшимся функциям и требованиям.

Гиперболизировать, значительно увеличить размеры объекта и найти ему применение. Инверсия приема.

Повысить интенсивность технологических процессов с ра­бочей зоной в виде площадки или замкнутого объекта.

Создать местное локальное качество; осуществить локальную концентрацию сил, напряжения и т. п.

Найти глобально-оптимальные параметры ТО по различным критериям развития.

9. Использование профилактических мер

Предусмотреть прикрытие и защиту легко повреждающихся элементов. Экранировать объект.

Ввести предохранительные устройства или блокировку.

Разделить хрупкий и часто повреждающийся объект на части.

Выполнить объект (элемент) разборным так, чтобы можно было заменить отдельные поврежденные части.

Для уменьшения простоев и повышения надежности создать легко используемый запас рабочих органов или элементов. Преду­смотреть в ответственных частях объекта дублирующие элементы.

Защитить элемент от воздушной или другой агрессивной среды.

Заранее придать объекту напряжения, противоположные не­допустимым или нежелательным рабочим напряжениям.

Заранее придать объекту изменения, противоположные недо­пустимым или нежелательным изменениям, возникающим в процессе работы.

Заранее выполнить требуемое изменение объекта (полностью или хотя бы частично).

Обеспечить автоматическую подачу смазочных материалов к трущимся частям.

Изолировать объект от внешней среды с помощью гибких оболочек и тонких пленок (поместить объект в оболочку, капсулу, гильзу). Инверсия приема.

Придать объекту новое свойство, например, обеспечить его плавучесть, герметизацию, самовосстановление, сделать его прозрач­ным, электропроводным и т. д.

Сделать объект (элементы) взаимозаменяемым.

Предусмотреть компенсацию неточностей изготовления объекта.

Разделить объект на части так, чтобы при выходе из строя одного элемента объект в целом сохранял работоспособность.

Для повышения надежности заранее подготовить аварийные средства.

9*17. Обеспечить снижение или устранение вибрационных, удар­ных нагрузок и инерционны» перегрузок.

9.1В. Использовать объекты живой и неживой природы в форми­ровании зоны эстетического воздействия.

9Л9» Исключить из окружающей предметной среды объекты, вызывающие отрицательные эмоции (создание зеленой изгороди из деревьев и кустарников, маскировка, мимикрия под предметы, вызы­вающие положительные эмоции и т. д.).

9.201 Исключить шумы и запахи, вызывающие отрицательные эмо­ции; трансформировать их в более эстетические звуки и аромат.

Создать замкнутые безотходные технологии с утилизацией и возвращением в производство загрязнящих веществ в виде сырья й материалов.

Осуществить разработку новых устройств и технологий, обеспечивающих резкое снижение загрязнения и изменения среды (например, геотехнология, приливные гидроэлектростанции и т. д.).

10. Использование резервов

Использовать массу объекта (элемента) или периодически возникающие усилия для получения дополнительного эффекта.

Компенсировать чрезмерный расход энергии получением какого-либо дополнительного положительного эффекта.

Исключить подбор и подгонку (регулировку и выверку) деталей и узлов при сборе объекта.

ГО.4. Устранить вредный фактор (например, за счет компенсации его другим вредным фактором).

10.5. Использовать или аккумулировать тормозную и другую попутно получаемую энергию.

Ю.6. Вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие (например, не охлаждать объект, а нагревать).

10.7. Выполнивший свое назначение или ставший ненужным эле­мент, отходы (энергия, вещество) использовать для других целей.

Г0.8. Использовать вредные факторы (в частности, вредные воз­действия среды) для получения положительного эффекта.

10.9. Выбрать и обеспечить оптимальные параметры (температуру, влажность, освещение и др.).

ШЛО. Уточнить расчетные напряжения в элементах на основе использования более точных математических моделей и ЭВМ.

10.11. Перейти на другие физические принципы действия с более дешевыми или доступными источниками энергии или более высоким КПД.

ЮЛ 2. После конструктивного улучшения какого-либо элемента определить, как должны быть изменены другие элементы, чтобы эффек­тивность объекта в целом еще более повысилась.

1-К Преобразования по аналогии

Применить объект, предназначенный для выполнения а на ло­гичной функции в другой отрасли техники, пользуясь классификато­рами патентов.

Использовать природный принцип повторяемости однотип­ных элементов (пчелиные соты, клетки, листья, кристаллы и т. п.).

Использовать в качестве прототипа искомого технического решения объект неживой или живой природы, близкие или отдаленные облает техники.

1L4. Применить решение, аналогичное имеющемуся: в-ведущей отрасли техники или в древних и прошлых технических объектах;

в неживой природе /'физика, химия, биохимия и др,*); в современных или вымерших живых организмах; в экономике или общественной жиани людей; в научно-фантастической литературе.

Ответить на вопрос, как решаются подобные задачи в указанных областях?

Использовать аналоги свойств других объектов; использовать свойства без самого объекта,

Применить принцип имитации, заключающийся в создании таких объектов, которые по форме, цвету, внешнему виду и другим не­обходимым свойствам аналогичны другому объекту.

Использовать эмпатию: мысленно превратить себя в объект (элемент), с помощью своих ощущений найти наиболее целесообразное решение.

Использовать в качестве прототипа детские игрушки.

Вместо недоступного, сложного, дорогостоящего или хруп-, кого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии, модели, макеты.

12. Повышение технологичности

Упростить форму и конструкцию деталей путем сокращения числа обрабатываемых поверхностей, неплоских и некруговых поверх­ностей, рабочих ходов при обработке.

Выбрать форму и конструкцию элементов, обеспечивающие применение наиболее производительного технологического оборудова­ния, приспособлений и инструмента.

Выбрать конструкцию деталей узлов, обеспечивающую мак­симальное совмещение и одновременное выполнение операций обра­ботки и сборки.

Снизить или исключить пригоночные работы при сборке, Использовать средства компенсации неточности изготовления.

Осуществить технологическую унификацию конструкций, формы и размеров деталей.

Заменить механическую обработку способом обработки без снятия стружки.

Использовать саморегулирующиеся, восстанавливающиеся, самозатачивающиеся элементы и инструменты, сокращающие трудоем­кость профилактического ухода и ремонта.

Максимально применять стандартные элементы, имеющие весьма широкую область применения.

Использовать модульный принцип конструирования, когда из небольшого числа стандартных элементов (универсального набора) можно собрать любое изделие в заданном классе (например, универ­сально-сборные приспособления, универсальная система элементов промышленной пневмоавтоматики).

Максимально использовать в проектируемом объекте ос­военные в производстве узлы и детали.

Максимально использовать заготовки с размерами, близ­кими к размерам готовой детали. Использовать точное литье, штамповку, сварку.

12.42. Выбрать наиболее целесообразное расчленение объекта на блоки, узлы и детали.

12.13 Выбрать материал, обеспечивающий минимальную трудо­емкость изготовления деталей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Агейклн Д. И., Костина Е. Н., Кузнецова Н. Н. Датчики контроля н регулирования/Справочные материалы. М.: Машинострое­ние, 1965. 928 с.

Бернштейн М. Лм Займовскнй В. А. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1979. 496 с.

Борн М., Вольф Э. Основы оптики: Пер. с англ. М.: Наука, 1973. 856 с.

Вонсовский С. В. Магнетизм. М.: Наука, 1971. 1008 с.

Калашников С. Г. Электричество. М.: Наука, 1977, 592 с.

Кнреев П. €• Физика полупроводников. М.: Высшая школа, 1975. 584 с.

Ковюшая Ю. П. Открытия советских ученых. М.: Московский рабочий, 1979. 688 с.

Лнфшнц Б. Г., Крапошин В. С, Липецкий Я. Л[1] Физические свойства металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1980. 320 с.

Ландсберг Г. С. Оптика. М.: Наука, 1976. 926 с.

Савельев И. В. Курс физики, т. 1. М.: Наука, 1982. 432 с.

Ультразвук/Маленькая энциклопедия. М.: Советская энцикло­педия. 1979» 400 с.

Физический энциклопедический словарь. М.: Советская эн­циклопедия, 1983. 928 с.