<<
>>

Уровни изобретений

Изобретения, сделанные в результате решения изобретательских задач, можно разделить на пять уровней — в зависимости от степени новизны.

Первый уровень — мельчайшие изобретения («неизобретательские изобретения»), не связанные с устранением технических противоречий.

Задача и средства ее решения лежат в пределах одной профессии, поэтому задача под силу каждому специалисту. Варианты, которые надо рассматривать, немногочисленные, обычно их не более десяти. Примером может служить изобретение по а. с. № 313047: «Способ крепления газовых баллонов в вертикальном положении, отличающийся тем, что с целью повышения надежности баллоны попарно связаны гибким шнуром». Еще один пример: «Вкладыш к поддону для изложницы, устанавливаемой в ее гнезде перед разливкой стали, отличающийся тем, что с целью надежной приварки к слитку он выполнен из пористого металлического материала» (а. с. № 542412, 20 авторов).

Такие изобретения, незначительно меняя объект, никак не отражаются на иерархии систем.

Задача 2. В трубе движется жидкость. Для очистки жидкости на первых циклах нужен керамический фильтр. Выполнен он в виде плоского круглого диска. После очистки жидкости фильтр бесполезно увеличивает гидравлическое сопротивление системы. Как избежать этого?

Эта задача была предложена группе из 18 человек с разной технической подготовкой. Каждый решал задачу отдельно, причем испытуемые были предупреждены, что надо записывать все возникающие варианты. Всего (во всех записях) оказалось шесть вариантов, наибольшее их число в одной работе — три. Контрольный ответ у всех одинаков: после окончания фильтрации поворачивать диск плоскостью вдоль течения. Типичная задача, решаемая на первом уровне, хотя итог решения считается патентоспособным изобретением и даже приведен в качестве примера в журнале «Вопросы изобретательства» (1969, № 3, с. 28).

Второй уровень — мелкие изобретения, полученные в результа

те устранения ТП способами, известными в данной отрасли (например, машиностроительная задача решается способами уже известными в машиностроении, но применительно к другим техническим системам).

При этом меняется (частично) только один элемент системы. Для получения изобретения второго уровня обычно приходится рассмотреть несколько десятков вариантов решения.

Задача 3. В              трубе, по              которой движется              газ, установлена поворотная заслонка. Иногда              температура газа              неконтролируемо ме

няется (повышается на 20—30°). С повышением температуры уменьшается плотность газа, падает количество газа, проходящего через трубу в единицу времени. Нужно обеспечить постоянный расход газа (для каждого угла поворота заслонки).

Задача была предложена той же группе испытуемых. Максимальное время на решение — 42 минуты, всего предложено 26 вариантов, наибольшее количество вариантов в одной записи—12. Контрольных ответов только — 6 (а. с. № 344199: «Дроссельная заслонка              с              поворотным              диском,              закрепленным              на оси, отличающаяся              тем,              что в диске              с целью              компенсации изменения расхода

газа в зависимости от температуры выполнено сквозное отверстие, а на диске установлен биметаллический чувствительный элемент, перекрывающий отверстие»). Анализ вариантов показал, что сначала почти все (15 человек из 18) пытались идти наиболее очевидным путем: предлагали измерять температуру и регулировать положение заслонки в зависимости от изменения температуры. Это решение явно противоречило условиям задачи (изменение температуры неконтролируемо) и конструктивно оказывалось довольно сложным. Возникла вторая серия идей: использовать для саморегулирования тепловое расширение. Оно характеризуется малым изменением размеров при сравнительно больших перепадах температуры. При этом выгоднее использовать биметаллические пластины, способные значительно менять свою форму (изгиб) даже при небольших изменениях температуры.

Третий уровень — средние изобретения. Противоречие преодолевается способами, известными в пределах одной науки (механическая задача решается механически, химическая задача — химически и т.

д.). Полностью меняется один из элементов системы* Количество возможных вариантов измеряется сотнями.

Задача 4. Существует специальный вид фотографирования с использованием взрывного затвора: с помощью сильного электрического разряда уничтожают шторку, перекрывающую путь световому потоку. Решено было использовать этот принцип при киносъемке. Но при киносъемке нужно снимать один кадр за другим непрерывно. Возникает проблема: каким образом быстро менять шторку, уничтоженную взрывом?

Задачу решала группа из 14 человек. На решение было затрачено приблизительно 2—3 часа, в записях много одинаковых вариантов, в одной из записей — 22 варианта (и нет правильного

ответа). Большинство предложений связано с различными способами замены одной «взорванной» шторки другой. Многие идеи выходят за рамки ограничений, поставленных условиями задачи (вместо сохранения взрывного затвора предлагают различные механические затворы). Контрольный ответ — а. с. № 163487: «Способ перекрытия светового пучка с использованием взрывного затвора, например, при скоростной киносъемке, отличающейся тем, что с целью многократного использования одного и того же прерывателя светового пучка взрыв и искровой разряд производят в жидкости, помещенной между двумя защитными стеклами так, чтобы ее свободная поверхность в спокойном состоянии касалась светового канала оптической системы». В записях лишь двух членов испытуемой группы есть приближение к контрольному ответу: предложение заранее сломать и измельчить шторку, т. е. сделать шторку из порошка.

Четвертый уровень — крупные изобретения. Синтезируется новая техническая система. Поскольку эта система не содержит технических противоречий, иногда создается впечатление, что изобретение сделано без преодоления ТП. На самом же деле ТП было, однако относилось оно к прототипу — старой технической системе. В задачах четвертого уровня противоречия устраняются.средствами, подчас далеко выходящими за пределы науки, к которой относится задача (например, механическая задача решается химически).

Число вариантов, среди которых «прячется» правильный ответ, измеряется тысячами и даже десятками тысяч.

Задача 5. На заводе, выпускающем сельскохозяйственные машины, был небольшой полигон для испытания машин на трогание с места и развороты. Завод получил заказ на поставку продукции в 40 стран. Выяснилось, что нужно проводить испытания на 150 видах почв. Чем больше полигонов — тем надежнее испытания. Но с увеличением числа полигонов резко возрастает стоимость испытаний и, следовательно, стоимость продукции.

В 1973—1977 гг. эта задача предлагалась многим учебным группам изобретателей, но контрольного ответа не поступило. Он опубликован ранее: почвой на полигоне служит ферромагнитный порошок, удерживаемый магнитным полем. Меняя силу тока, можно легко менять механические характеристики «почвы»[3].

Пятый уровень — крупнейшие изобретения. Число вариантов, которое необходимо перебрать для решения, практически не ограничено. Изобретения пятого уровня создают принципиально новую систему 7—9 рангов, она постепенно обрастает изобретениями низших уровней и превращается в систему 4 или даже 3 ранга, при этом нередко создается новая отрасль техники. Примерами могут служить самолет (изобретение самолета положило начало авиа

ции), радио (радиотехника), киносъемка (кинотехника), лазер (квантовая оптика).

Задача 6. Нужно предложить подземоход, способный передвигаться в земной коре со скоростью до 10 км/ч при запасе хода в 300—400 км.

В этом -примере хорошо видна характерная особенность задач пятого уровня: к моменту постановки подобных задач средства их решения лежат за пределами современной науки. Неизвестны те физические эффекты, явления, принципы, на основе которых может быть создан подземоход (а вместе с ним новая отрасль техники— глубинный транспорт).

Условия задачи пятого уровня обычно не содержат прямых указаний на противоречие. Поскольку системы-прототипа нет, то нет и присущих этой системе противоречий. Противоречия возникают в процессе синтеза принципиально новой системы. Так, предположим, что решено обеспечить продвижение подземохода путем расплавления горных пород. Сразу образуется узел сложнейших противоречий: расплавляя окружающие породы, мы облегчаем движение машины, но резко увеличиваем расход энергии, создаем гигантский теплоприток внутрь подземного корабля, затрудняем использование известных навигационных средств, следовательно, лишаем машину управления.

<< | >>
Источник: А. Б. Селюцкий. Дерзкие формулы творчества. 1988

Еще по теме Уровни изобретений:

  1. Технические изобретения
  2. 2. Объекты изобретений
  3. 3. Объекты, не признаваемые изобретениями
  4. ИЗОБРЕТЕНИЕ ПОРОХА
  5. § 6. ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ФОНД ИЗОБРЕТЕНИЙ РОССИИ
  6. ИЗОБРЕТЕНИЕ ПОДВИЖНОГО ШРИФТА
  7. Изобретение — результат преодоления технического противоречия
  8. § 30. Научные открытия и изобретения
  9. § 1. ПОНЯТИЕ И ПРИЗНАКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Общие положения
  10. ОТ ИЗОБРЕТЕНИЯ БУМАГИ К КНИГОПЕЧАТАНИЮ