При создании новой техники и технологии необходимо решать большое количество задач, связанных с широким кругом теоретических и практических задач, при этом следует значительно больше обращать внимания способам и методам научно-практической деятельности. При этом получение значимого результата самым непосредственным образом зависит от исходной теоретической позиции, от принципиального подхода к постановке проблемы и определения общих путей движения исследовательской мысли [1].

Цель работы - ознакомиться с диалектикой технического творчества и его особенностями, а именно с:

- видами научного познания;

- классификаций технических систем;

- видами противоречий;

- закономерностями развития технических систем;

- оценкой творческой работы;

- ролью коллектива и личности в техническом творчестве.

1. Общие положения

Логика и методология - науки все более превращаются в самостоятельную научную дисциплину.

Можно выделить четыре уровня методологии:

а) философский;

б) общенаучный;

в) конкретно-научный;

г) методика и техника научного исследования.

Методологическую основу технического творчества составляет материалистическая диалектика (1-й уровень) как наука о наиболее общих законах развития природы, общества и мышления и системный подход (2-й уровень) как единое направление в развитии современного научного познания.

2 Виды научного познания

Различают следующие виды научного познания в соответствии с принципами научного описания:

а) Параметрическое описание - это описание свойств, признаков и отношений исследуемого объекта, основанное на эмпирических наблюдениях. Это простейшая форма научного описания и исходный уровень исследования любого объекта;

б) Морфологическое описание - это переход к определению поэлементного состава, строения объекта и взаимосвязи параметров, выявленных на предыдущем уровне, при этом под элементом понимают минимальный, далее неделимый компонент системы или максимальный предел ее расчленения в условиях данной исследовательской задачи, свойств и функций которого определяются его местом в рамках целого;

в) Функциональное описание - это переход к определению функциональных зависимостей между параметрами (функционально-параметрическое описание), между частями как элементами объекта (функционально-морфологическое описание) или между параметрами и строением объекта. Здесь функция - это взаимосвязь, определяющая порядок включения части в целое;

г) Описание поведения объекта - это выявление целостной картины «жизни» объекта и механизмов, обеспечивающих смену направлений и «режимов» его работы (самая сложная форма научного исследования).

Основной принцип системного подхода (концепция целостности) состоит в несводимости сложного к простому, целого к части, наличии у целостного объекта таких свойств и качеств, которые не могут быть присущи его частям.

Все существующие совокупности технических объектов можно разбить на следующие классы:

- неорганизованные совокупности, лишенные внутренней организации (например, куча камней);

- неорганичные и органичные системы.

Последние два класса характеризуются наличием связей между элементами, появлением в целом новых свойств, не присущих элементам в отдельности, и устойчивой структуре.

Органичная система, в отличии от неорганичной, представляет собой саморазвивающееся целое, которое в процессе индивидуального развития проходит последовательно этапы усложнения и дифференциации.

Здесь следует отметить, что любая система - это составленное из частей соединение, а так же это комплекс элементов, находящихся во взаимосвязи.

Приближенно любую техническую систему можно рассматривать как совокупность элементов и совокупность связей, образующих структуру объекта, а так же определенный порядок каких-либо операций, технических процессов.

3 Классификация технических систем

В технике выделяют следующие технические системы:

- естественные и искусственные;

- управляющие и управляемые;

- развивающиеся и лишенные развития;

- стабильные;

- функциональные;

- динамические и т.п.

К техническим системам следует относить:

а) машины и механизмы различных отраслей промышленности, в том числе и оборудование химической и нефтехимической промышленности;

б) вычислительную технику;

в) устройства средств связи;

г) устройства по управлению различными техническими процессами;

д) оборудование электротехнической промышленности и т.п.

При проведении исследований технических объектов, которые являются техническими системами, необходимо учитывать следующие особенности:

- вытекающая из понятия целостности необходимость рассмотрения среды (которой противопоставлена данная система), надсистемы и элементов (подсистем);

- понятие связи, конкретизирующее понятие целостности (необходимо наличие в системе двух и более типов связи, например, связей временных, пространственных, функциональных и т.д.);

- понятие структуры и организации системы, к которым приводят совокупность связей;

- характеристика структуры системы как по «горизонтали» (связи между однопорядковыми компонентами системы, например, между деталями или узлами машины), так и по «вертикали» (деталь-узел), что приводит к понятию уровней системы и их иерархии;

- управление - разнообразные по формам способы связей уровней, обеспечивающие нормальное функционирование и развитие системы;

- связанная с наличием управления необходимость установления цели и целесообразного поведения системы;

- присутствие источника преобразования системы или ее функций обычно в самой системе (существеннейшей чертой целого ряда системных объектов является их самоорганизация);

- проблема соотношения «функционирования» и «развития» объекта.

Осуществляя любой творческий процесс нужно помнить, что в основе всех эффективных подходов к поиску новых технических решений, решению изобретательских задач лежит диалектический метод.

Ядро материалистической диалектики - учение о единстве и борьбе противоположностей, раскрывающее источники и движущие силы всякого развития. При поиске новых решений задача состоит не просто в обнаружении противоречий, а в раскрытии особенностей их проявления в техническом прогрессе, выяснении конкретного механизма действия противоречий как внутренних импульсов развития техники.

4 Виды противоречий

Противоречий в любой технической системе (примеры которых приведены, были ранее) много, все они чрезвычайно разнообразны по форме и проявлениям, имеют приходящий, исторический характер, взаимосвязаны и взаимообусловлены. Они возникают между техническими потребностями общества и возможностями данной технической системы (внешние противоречия), между параметрами и элементами технической системы, частями и свойствами элементов (внутренние противоречия). Возникновение и разрешение (преодоление или устранение) противоречий диалектически взаимообусловлено: разрешение одного сопряжено с зарождением другого (в противном случае технический объект прекратил бы свое развитие) [1,3,5,6].

Выявляемые в процессе решения технических задач противоречия можно условно разделить на три типа:

- административные;

- технические;

- физические.

Административными называют такие противоречия, которые присутствуют первоначально в самом факте возникновения изобретательской задачи, когда нужно что-то сделать, но как это сделать - неизвестно. Их эвристическая (подсказывательная) сила равна нулю, но именно они побуждают к техническому творчеству.

Техническими называют такие противоречия, которые возникают между частями и параметрами системы при попытке их изменения: если известными способами улучшать одну часть (параметр), то недопустимо ухудшается другая часть (параметр).

Физическими называют противоречия, заключающиеся в представлении к одной и той же части системы взаимопротивоположных требований. В такой ситуации возникает парадокс, присутствующий всегда в изобретательской задаче.

Физические противоречия являются причиной технических.

Технические противоречия возникают в отдельных объектах и во взаимодействии между ними, между техническими средствами и обрабатываемым предметом, между характеристиками объекта и работающим с ним человеком, а также между техническими потребностями, необходимостью и возможностями. Изучение проблемной ситуации - это прежде всего выявление технических противоречий. Только после этого возможна формулировка определенной задачи.

Рассмотрим некоторые понятия и термины, используемые в процессе анализа проблемной ситуации и выявления технических противоречий.

Техническая потребность - это осознание растущих противоречий между спросом общества на те или иные материалы, источники энергии, средства коммуникации, продукты питания и другое и невозможностью удовлетворить его имеющимися средствами.

Техническая возможность - это комплекс материальных факторов, а также определенных знаний работников производства, обеспечивающих реализацию технической необходимости и удовлетворение технических потребностей общества.

Техническая проблема - это отражение ситуации, складывающейся в процессе изучения соотношения между технологической необходимостью и наличными техническими возможностями. В ее основе лежит противоречие между целью поиска, которая выражает осознание технической потребности и необходимости, и отсутствием или незнанием условий и способов ее достижения при данных возможностях.

Техническая задача - это выражение определенной цели получить тот или иной эффект от искомого технического решения (разрешения противоречия), воплощающего ту или иную идею (принцип, процесс). В структуру технической задачи должно входить: указания на искомый результат, определение условий функционирования будущего объекта, технические условия реализации и указания на предполагаемые пути и способы решения задачи.

Результатом разрешения технического противоречия становится создание технического объекта (системы), представляющего органический синтез нового технического решения и элементов прежних решений в новом целом (это справедливо даже по отношению к радикальнейшим техническим достижениям).

Рассматривая диалектику технических систем и закономерности их развития, необходимо иметь в виду, что техника является общественной материальной системой. Она служит проводником преобразующей деятельности людей, инструментом познания и использования сил, свойств, законов развития природы, человека и общества, средством управления естественными и социальными процессами при удовлетворении общественных потребностей. Техника возникает, функционирует и развивается как специфическое общественное явление в системе общества. Свои основные функции она выполняет будучи средством трудовой деятельности людей в материальном и духовном производстве.

На развитие техники решающее воздействие оказывают социальные (субъективные) факторы и внутренние факторы в системе других объективных факторов.

Жизнь технической системы (как и других систем) можно изобразить в виде S - образной кривой или ломаной (рисунок 1), показывающей, как меняются во времени главные показатели системы (мощность, производительность, скорость и т.д.) [1].

Рисунок 1 - Изменение главных показателей технических систем во времени.

Несмотря на индивидуальные особенности, присущие разным техническим системам, эта зависимость имеет характерные участки, общие для всех систем.

В «детстве» (участок 1) техническая система А развивается медленно. Но наступает пора «возмужания» и «зрелости» (участок 2), когда она быстро совершенствуется: начинается массовое ее применение. Затем темпы развития идут на спад (участок 3) - приходит «старость» (система исчерпывает себя). Далее техническая система А либо деградирует сменяясь принципиально другой системой Б, либо на долгое время сохраняет достигнутые показатели (участок 4).

Сопоставление «жизненной кривой» технической системы, показанной на рисунке 2,а, с изменением во времени показателей технического творчества (изобретательской деятельности) дает возможность выявить ряд интересных закономерностей.

Рисунок 2 - Изменение во времени основных показателей технической системы (а) и связанных с ее развитием показателей; качества изобретений (б), творческого уровня изобретений (в) и средней эффективности одного изобретения (г).

На графике, изображенном на рисунке 2,б, первый пик количества изобретений соответствует периоду перехода к массовому применению системы, второй - обусловлен стремлением продолжить жизнь системы.

Первые изобретения, создающие основу технической системы, всегда высокого уровня. Постепенно этот уровень снижается. Пик на графике, изображенном на рисунке 2,в, соответствует изобретениям, которые обеспечивают системе возможность массового использования. За этим пиком - спад: уровень их неуклонно снижается, приближаясь к нулю (тем временем появляются другие изобретения высокого уровня, относящиеся к новой системе, сменяющей данную). Несмотря на высокий уровень, первые изобретения не дают прибыли, так как техническая система существует пока на бумаге или в единичных образцах, в ней много недостатков, несовершенств и недоработок.

Прибыль начинает появляться после перехода к массовому применению системы, что видно из рисунка 2,г. В этот период даже небольшое усовершенствование приносит большой эффект.

Знание особенностей «жизненных кривых» технических систем необходимо для выяснения резервов их развития и определения целесообразности совершенствования или создания принципиально новых решений.

Выявление закономерностей развития технических систем (объектов) может быть основано на предварительном формировании требований к ним, выражаемых четырьмя правилами:

- измеримости (закономерности должны допускать возможность количественной проверки объектов);

- исключение (к закономерностям относят такие, исключение которых позволяет найти другие пути развития техники или останавливает его);

- общности (к нему относят закономерности, действующие на протяжении всей истории развития техники и по отношению почти к любому техническому объекту);

- выводимости (входят закономерности, которые не могут быть выведены логически из других).

В результате такого подхода были выявлены следующие принципы (закономерности) развития технических систем и что явилось одной из первых попыток научного изучения диалектики технических объектов.

Эту попытку сделал отечественный ученый, изобретатель и писатель Альтшуллер Г.С. [3,4,5].

5 Закономерности развития технических систем

1.Избыточности технических решений: в любое время для реализации любой функции число созданных технических решений на уровне изобретений, чертежей, макетов, моделей и опытных образцов всегда больше числа серийно реализованных.

2.Соответствия между функциями и техническими решениями: каждая функция из множества всех имеющихся и возможных технических решений выделяет определенное подмножество, реализующее эту функцию.

3.Относительно самостоятельного существования функций и технических решений: функции более долговечны, чем технические решения объектов, выполняющие эти функции.

4.Перехода через «предел»: каждый технический объект с постоянной функцией эволюционирует в направлении улучшения своих основных показателей следующими наиболее вероятными путями (циклами):

а) неизменный принцип действия и конструкции улучшает параметры технического объекта до приближения к глобальному экстремуму по параметрам;

б) в цикле «а» происходит переход на более рациональную конструкцию, после чего развитие идет опять по «а» (циклы «а» и «б» повторяются до приближения к глобальному экстремуму по конструкциям);

в) в цикле «б» происходит переход на более рациональный принцип действия, после чего развитие идет как по циклу «а» -- «б» (циклы «а», «б», «в» повторяются до приближения к глобальному экстремуму по принципам действия).

5.Начало конструктивной эволюции: любая техническая система является звеном эволюционной цепи конструктивных изменений, в которой изобретению первого технического решения обязательно предшествовало появление (изобретение) новой функции.

6.Предпочтения: при переходе на новые принципы действия или при изобретении новых функций и соответственно созданий новых технических объектов вероятность использования конкретных физических эффектов тем выше, чем позднее они были открыты.

7.Переноса решений: новые рациональные принципы действия и конструкции, апробированные в одних технических объектах, переносят в другие технические объекты при условии существенного совпадения их функций или функций их элементов.

8.Пропорциональности между важностью функций и затратами: чем важнее функция для общества, тем больше затраты на совершенствование технического объекта для выполнения этих функций и тем выше темпы конструктивной эволюции.

9.Инерции производства: число серийно выпускаемых технических объектов увеличивается от нуля по восходящей кривой, вначале с отставанием от спроса, затем кривая достигает максимума, при котором наступает перепроизводство, после чего производство снижается до стабилизированного уровня или до нуля в случае появления лучшего технического объекта для выполнения данной функции.

10.Механизации и автоматизации: в любом «дереве» конструктивной эволюции, начинающемся от конкретной функции, имеет место последовательное появление технических объектов, уменьшающих степень участия человека в выполнении этой функции.

Указанная классификация закономерностей развития технических систем является одной из первых попыток научного изучения диалектики технических объектов. Безусловно, что в будущем исследователей ждут новые открытия, касающиеся особенностей и законов развития техники, которые необходимы для планирования творческой деятельности и прогнозирования ее результатов.

При проведении творческой работы необходимо давать оценку уровням творческой деятельности.

Отличительными признаками тех предметов, процессов, решений задач, идей, которые принято называть творческими, являются, как правило, новизна или уникальность, полезность, технических решений.

6 Оценка творческой работы

При проведении творческой работы допустимо говорить о низшем и высшем уровнях творчества. Низший уровень состоит в использовании уже существующих знаний - расширении области их применения. Так было, к примеру, с изобретением книгопечатания: уже известный ранее способ размножения рисунков был использован для размножения текстов.

Творчество высшего уровня связано с созданием какой-то совершенно новой, не имеющей аналога, концепции, идеи, в большей или меньшей степени революционизирующей науку и технику (примером может служить созданием А. Эйнштейном теории относительности).

В бывшем СССР, да и у нас, на Украине, решения в области научно-технического творчества признавались открытием, изобретением или рационализаторским предложением.

Открытие - это установление неизвестных ранее объективно существующих закономерностей, свойств и явлений материального мира, вносящих коренные изменения в уровень познания.

Изобретение - это новое и обладающее существенными отличиями техническое решение в любой области промышленности или обороны страны, дающее положительный эффект. Согласно закону Украины «Об охране прав на изобретения и полезные модели», который введен в действие с 1 июля 1994года, изобретениями считаются технические решения, которые не противоречат интересам граждан, принципам гуманности и морали, являются новыми, имеющие патентоспособность, то есть они являются частью уровня техники. Причем уровень техники включает все сведения, ставшими общедоступными в мире до даты подачи заявки на изобретение в Госпатент Украины. Рационализаторское предложение - это техническое решение, являющееся новым и полезным для конкретного предприятия, организации или учреждения, которому оно подано, и предусматривающее изменения технологии производства или конструкции изделий, применяемой техники или состава материала. Из этих определений ясно, что отличия форм (уровня) творчества зависят от степени новизны, полученного того или иного решения. Формы творчества в той или иной мере присущие различным видам деятельности по созданию новой техники, характеризуются своим научно-техническим содержанием и соответствует разным уровням новизны.

Все изобретательские задачи, связанные с созданием новой техники, разделяют условно на пять уровней, а творческий процесс их решения на шесть стадий (А - выбор задачи; Б - выбор поисковой концепции; В - сбор информации; Г - поиск идеи решения; Д - развитие идеи в конструкцию; Е - внедрение), каждая из которых может быть пройдена на одной из пяти уровней [1]. Данные о содержании каждого из уровней и стадий творческого процесса приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Уровни технического творчества и его стадии

Уровни	Стадии творческого процесса
	А	Б	В	Г	Д	Е
5	Найдена новая проблема	Найден новый метод	Получены новые данные, относящиеся к проблеме	Найден новый принцип	Созданы новые конструктивные прин-ципы	Изменена вся систе- ма, в которую вошла новая кон-струкция
4	Найдена новая задача	Найдена новая поисковая концепция	Получены новые данные, относящиеся к задаче	Найдено новое решение	Создана новая конструк-ция	Конструкция приме-нена по-новому
3	Изменена исходная задача	Поисковая концепция изменена примени-тельно к условиям задачи	Собранная информация изменена примени-тельно к условиям задачи	Изменено известное решение	Изменена исходная конструк-ция	Внедрена новая кон-струкция
2	Выбрана одна из несколь-ких задач	Выбрана одна поис-ковая концепция из нескольких	Собраны сведения из нескольких источников	Выбрано одно реше-ние из нес-коль-ких	Выбрана одна из нескольких конструк-ций	Внедрена моди-фикация готовой конструкции
1	Использована готовая задача	Использована готовая поисковая концепция	Использованы имеющиеся сведения	Использовано готовое решение	Использована готовая конструк-ция	Внедрена готовая конструкция
	Выбор задачи	Выбор поисковой концепции	Сбор инфор мации	Поиск идеи реше-ния	Развитие идеи в конструк-цию	Внедрение

Анализируя требования к изобретательским задачам в соответствии с уровнем можно отметить, что для первого уровня можно считать характерным использование готового объекта почти без выбора, второго - выбор одного объекта из нескольких, третьего - частичное изменение выбранного объекта, четвертого - создание нового объекта, или полное изменение исходного и для пятого - создание нового комплекса объектов.

Оценивая путь создания новых технических объектов необходимо отметить, что но протяжении многовековой истории технического творчества изобретатели шли к цели старым, малопроизводительным методом проб и ошибок. Перебирая (часто бессистемно, случайно) большое количество вариантов, они находили нужное решение.

Изобретатель мысленно задавал себе вопрос: «А, что если сделать так? Или так?» и т.д. Причем чем сложнее задача, тем больше возможных вариантов ее решения, тем больше проб нужно совершать. Считают, что для решения задачи первого уровня необходимо сделать несколько проб, а для каждого последующего уровня их количество на порядок увеличивается. Существует явная тенденция к уменьшению количества изобретений и увеличению их трудоемкости (оцениваемой условно по числу проб и ошибок) с ростом их уровня.

Анализ большого количества изобретений, проведенный изобретателем и писателем Г.С. Альтшуллером [3], позволил получить результаты, приведенные на рисунке 3 и в таблице 2.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3 - Зависимость количества изобретений (а) и трудоемкости процесса решения технической задачи (б) от творческого уровня решения.

Таблица 2 - Данные о количестве изобретений в зависимости уровня сложности технической задачи

Уровень сложности

Количество изобретений, %

Количество проб для решения задачи

3,7

0,3

n < 10

n · 10

n · 102

n · 103

n · 104

Из данной таблицы следует, что около 77% зарегистрированных изобретений представляют собой лишь новые конструкции, усовершенствования, для создания которых достаточны знания и навыки, которыми обязан обладать каждый современный инженер. Вместе с тем качественное изменение техники обеспечивают именно решения 3-5 уровней. А они составляют менее одной четвертой от приведенного количества.

Задачи разных уровней имеют и качественные различия. Если на первом уровне решения задач ищут в пределах одной узкой специальности, то на второй - в одной отрасли техники, в третьем - в других отраслях, на четвертом - не в технике, а в науке с использованием физических и химических эффектов и явлений. Наиболее сложные задачи пятого уровня могут быть решены лишь на основе новых знаний, т.е. после того как сделано открытие.

Понятие «творчество» не есть что-то неизменное: содержание, вкладываемое в него, постоянно меняется - творческая деятельность поднимается на все более и более высокий уровень, одновременно растет количество и сложность задач, требующих разрешений.

7 Роль коллектива и личности в техническом творчестве

В настоящее время научно-техническое творчество стало сферой коллективной деятельности. Поэтому коллективы, где рождаются изобретения, должны представлять собой систему, способствующую творчеству и не исключающую индивидуальную инициативу [9].

Специфика творчества приводит к тому, что в первичных коллективах постоянно появляются люди, занимающие в решении задач различные «ролевые» позиции. Один из сотрудников берет на себя роль генератора идей, другой - критика, третий выполняет организаторскую, четвертый - исполнительскую часть работы, пятый занимается внедрением и т.д. На практике одному работнику приходится выполнять несколько ролей.

Любой творческий коллектив можно считать здоровым, если его состав формулируется на основе принципа паритетности (непрерывности). Считается, что число сотрудников в творческом коллективе не должно превышать 20 человек.

Стабильность деятельности творческого коллектива достигается так же за счет имитации его членами функции друг друга, т.е. подмены любого сотрудника другим.

Чтобы каждый сотрудник работал с максимальной отдачей, необходимо строжайшее соблюдение принципа научного равенства.

Наиболее важными чертами морально - психологического климата научной школы признаются следующими: демократизм; отсутствия «табели о рангах»; дух коллективизма; оценка работника по способностям и сообразно, его мышлению; уважение к критике; высокие моральные качества руководителя; его кропотливая работа с учениками.

Актуальное значение в современном обществе принимают нравственные вопросы творческой деятельности.

Творчество по природе своей предполагает активность, инициативность, свободу духовного и практического самовыражения и самоутверждения человека.

При выполнении творческой работы ее участники должны постоянно руководствоваться такими принципами: любое утверждение, положение, открытие, изобретение и т.п. должно быть всесторонне доказано, обосновано, выведено методами, средствами, способами, взятыми из арсенала науки.

Принцип защиты истины имеет особое значение в этике творчества и предусматривает смелое отстаивание своих убеждений.

Популярностью пользуется афоризм, приписываемый Аристотелю: «Платон мне друг, но истина дороже». Долг каждого ученого, изобретателя поддерживать и развивать демократизм в научной группе, лаборатории.

Выводы

В процессе выполнения контрольной работы мы ознакомились с диалектикой технического творчества и его особенностями, а также с:

- общими положениями;

- видами научного познания;

- классификаций технических систем;

- видами противоречий;

- закономерностями развития технических систем;

- оценкой творческой работы;

- ролью коллектива и личности в техническом творчестве.

Литература

1. Чус А.В., Данченко В.Н. Основы технического творчества.- Киев - Донецк: Вища школа, 1983-183с.

2. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества. - М.: Машиностроение, 1988.-366с.

3. Альшулер Г.С. Алгоритм изобретения. - М.: Московский рабочий, 1973.

4. Альшулер Г.С. Творчество как точная наука. - М.: Советское радио, 1979.

5. Альшулер Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. - Новосибирск: Наука, 1986.

6. Буш Г.Я. Рождение изобретательских идей. - Рига: Лиссма, 1976.

7. Буш Г.Я. Методологические проблемы технического творчества. Тезисы докладов. - Рига: Латвийское РС ВОИР, 1979.

8. Буш Г.Я. Методы технического творчества. Рига: Лиссма, 1972.

9. Антонов А.В. Психология изобретательского творчества. - Киев: Вища школа, 1978.

10. Грамп Е.А. Функционально-стоимостной анализ: сущность, теоретические основы, опыт применения за рубежом. - М.: Информэлектро, 1980.

11. Карпунин М.Г., Майданчик Б.И. Функционально-стоимостной анализ в электротехнической промышленности. - М.: Энергоатомиздат, 1984.

Размещено на http://www.allbest.ru/