руктора.

Метод генерирования идей – поиск и выработка новых идей и решений
по определенному виду техники на основе систематизации и логического
анализа данных его развития в прошлом и выявления направлений его раз-
вития в будущем. При генерировании идей эффективна разработка и исполь-
зование диаграмм и матриц идей, функционально-структурных классифика-
ций, примеры которых прилагаются. Эти документы могут быть составлены
как по функционально-структурным признакам, так по признаку технико-
экономической эффективности практически по любому виду оборудования.
В конструкторских коллективах эффект приносят «мозговые штурмы», про-
ведение конкурсов.
Логические методы могут и должны тесно сочетаться с эвристически-
ми. К простым эвристическим методам относят:
1) метод элементарных вопросов – выработка решений путем получе-
ния ответов на вопросы: почему так и не иначе, для чего, как, на что похоже?
2) метод наводящих вопросов – поиск рациональных решений ведется в
режиме «вопрос-ответ» в заданной цепи вопросов по причинно-
следственным признакам: дороже или дешевле и почему, быстрее или мед-
леннее и почему, подойдет или не подойдет и почему?
К методам аналогий относят методы подражания объектам живой и
неживой природы.
Методы подражания объектам живой природы в прошлом и настоя-
щем:
биомеханика – воспроизведение в механических устройствах и произ-
водственных процессах движений насекомых, птиц и животных;
биоархитектура – создание монолитных и сотовых конструкций соору-
жений, емкостей и ограждений в подражание термитам, пчелам, паукам, пти-
цам и т. д.;
палеобионика – использование принципа работы двигательных органов
гигантских вымерших животных при создании шагающих экскаваторов,
стреловых кранов и манипуляторов и т. д.;
антропоморфизация – придание создаваемым объектам внешней фор-
мы, аналогичной человеческому облику (роботы);
биокинетика – разработка устройств с функциями, аналогичными
функциям человеческого мозга: системы автоматического управления и ре-
гулирования, САПР, АСУ.
Методы подражания объектам неживой природы:
репродукция (воспроизведение очертаний, форм, пропорций и др. осо-
бенностей объектов подражания);
копирование;
модификация (замена отдельных узлов и деталей с целью повышения
надежности или приспособления изделия к более суровым условиям);
конвертирование (например, замена эксплуатационных материалов –
перевод двигателей с бензина или дизтоплива на газ, компрессоров с аммиака
на фреон и т. д.);
реинтеграция (создание нового сложного объекта по подобию с отно-
сительно простым объектом (ракетные двигатели подобны паяльной лампе,
ковши экскаваторов – лопате, буровые коронки – сверлу и т. д.).
Методы альтернативного поиска – конструирование с образованием
альтернативных пар вида «прием-антиприем»:
1) увеличение- уменьшение (например, числа функций или главных па-
раметров, блоков и модулей, пространственное совмещение или разделение).
Площадь опорных поверхностей изделий увеличивают с целью снижения
удельных нагрузок или уменьшают для снижения металлоемкости. Создают
многоступенчатые и многосекционные конструкции (турбобуры, лопастные
насосы, ракеты и т. д.) или простые одноступенчатые и односекционные ло-
пастные конструкции (гидромуфты, гидротрансформаторы, турбины и т. д.);
2) гиперболизация-миниатюризация (метод масштабных преобразова-
ний): предельное развитие параметрических рядов изделий данного принци-
па действия в сторону его увеличения или, наоборот, предельное увеличение
или уменьшение главного параметра, крупномасштабное воспроизведение
технического объекта традиционного принципа действия (гигантские экска-
ваторы, самолеты, корабли, самосвалы и т. д.) или мелкомасштабное воспро-
изведение (мини-экскаваторы, мини-автомобили, мини-ЭВМ и т. д.).
Методы инверсии (от латинского inversion – перестановка, обращение)
заключаются в поиске решений в направлениях, противоположных традици-
онным, принимаемым при конструировании данного объекта.
метод инверсии заключается в перестановке,
обращении функций, форм и расположений конструируемых объектов с це-
лью улучшения их использования по назначению. Инвертирование функций
деталей может заключаться в превращении ведущей детали в ведомую,
направляющей – в направляемую, подвижной – в неподвижную, охватываю-
щей – в охватываемую деталь.
Инвертирование форм деталей – замена внутреннего конуса на наруж-
ный конус, выпуклой сферической поверхности на вогнутую поверхность
и т. д.
Инвертирование расположения деталей – перемещение шпонки с вала
на ступицу, бойка с рычага на толкатель и т. д.
Примеры использования методов инверсии можно найти во многих
нефтепромысловых машинах: в исполнении приводов штанговых насосов, в
насосах, в конструкциях винтовых забойных двигателей (ВЗД) и т. д. В ряде
случаев можно использовать совокупность нескольких методов. В частности,
в ВЗД можно увидеть сочетание видов инверсии 3, 5, 7, 9 и 11 (см. табл. 1.3).
Методы комбинирования (методы сочетаний, перестановок, размеще-
ния и перемещения) – успешно реализуются при применении САПР и заклю-
чаются в системном анализе основных признаков изделия: параметров, эле-
ментов и связей между ними, и синтезе новых решений.
Метод сочетаний – осуществляется перебор множества признаков объ-
екта с образованием ряда разновидностей объекта с тем же общим числом
признаков М, из которых часть Мо обновляется.
Если Мо изменяется в пределах 0 меньше или равно Mo меньше или равно M , то число теоретически
возможных признаков составит N = 2м . Из этого числа отбираются для по-
следующего анализа варианты, соответствующие исходным условиям задачи
и лишенные внутренних противоречий.
Метод перестановок – заключается в переборе множества признаков
объекта с сохранением самих этих признаков, но с изменением порядка их
расположения попарно.
Метод размещения – заключается в упорядочении исходного множест-
ва признаков с использованием двух предыдущих методов.
Метод перемещения – совокупность приемов конструирования с пере-
мещением компонента технического объекта в его рамках или на другой объ-
ект с сохранением или изменением первоначальных функций. Например, пе-
ремещение на другой объект с сохранением функций сервомеханизма с гид-
ротурбины на автомобиль; газовая турбина, перемещенная на локомотив,
и т. д.; использование центрифуг, центробежных насосов, вентиляторов и др.
оборудования в различных объектах разных отраслей промышленности с пе-
ремещением с других объектов.
На различных стадиях разработок конструктору приходится решать за-
дачи исследовательского характера, экспериментальной проработки отдель-
ных решений на макетах, моделях, опытных образцах или путем машинного
эксперимента на ЭВМ. Для реализации этих задач используются:
математические средства (методы вычислений, математические тео-
рии);
логические и языковые средства, применяемые для фиксации ожидае-
мых результатов и способов их получения, образования новых понятий, сим-
волов и их систем;
материальные средства (технические и программные).
К техническим относят средства для вычислительных, чертежно-
графических и множительных работ, а также используемые для эксперимен-
тальных исследований – стендовые установки для изучения свойств
и параметров материалов, узлов и агрегатов, ЭВМ для машинных экспери-
ментов. При использовании технических средств конструирования могут вы-
полняться операции:
по непосредственному решению творческих задач;
нетворческого характера (подготовка исходных данных, выполнение и
оформление текстовых и графических конструкторских документов и т. п.)