Эвристические приемы (ЭП). Межотраслевой фонд эвристических приемов (ЭП)

Межотраслевой фонд эвристических приемов (ЭП)

1. Преобразование формы
1.1. Использовать круговую, спиральную древовидную, сферическую или другую компактную форму.
1.2. Сделать в объекте (элементе) отверстия или полости. Инверсия приема.
1.3. Проверить соответствие формы объема законам симметрии. Перейти от симметричной формы и структуры к ассиметричной. Инверсия приема.
1.4. Перейти от прямолинейных частей, плоских поверхностей, кубических и многогранных форм (особенно в местах сопряжений) к криволинейным, сферическим и обтекаемым формам. Инверсия приема.
1.5. Объекту (элементу), работающему под нагрузкой придать выпуклую (более выпуклую) форму.
1.6. Компенсировать нежелательную форму сложением с обратной по очертанию формой.
1.7. Выполнить объект в форме:
- другого технического объекта, имеющего аналогичное название или назначение;
- животного, растения или их органа;
- человека или его органов.
1.8. Сделать объект (элемент) приспособленным к форме человека или его органов.
1.9. Использовать в аналогичных условиях работы природный принцип формирования в живой или неживой природе.
1.10. Сделать рациональный (оптимальный) раскрой листового или объемного материала; внести изменения в форму деталей для более полного использования материала.
1.11. Выбрать конструкцию деталей, в наибольшей мере приближающуюся к форме и размерам выпускаемого проката и другим профильным заготовкам.
1.12. Найти глобально-оптимальную форму объекта.
1.13. Найти наибольшую цельную форму объекта (зрительное выделение главного функционального элемента, устранение или прикрытие многих ненужных деталей и т.д.).
1.14. Использовать различные виды симметрии и ассиметрии, динамические и статические свойства формы ритма (чередования одинаковых или схожих элементов), нюансов и контраста.
1.15. Осуществить гармоническую увязку форм различных элементов (выбор масштабов и соотношений между объектами и окружающей предметной средой, использование эстетически предпочтительных пропорций).
1.16. Выбрать (придумать) наиболее красивую форму объекта и его элементов.

2. Преобразование структуры
2.1. Исключить наиболее напряженный (нагруженный) элемент.
2.2. 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».
2.3. 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.
2.4. Присоединить к базовому объекту дополнительное специализированное орудие труда, инструмент и т.п.
2.5. Заменить связи (способ или средства соединения) между элементами; жесткую связь сделать гибкой или наоборот.
2.6. Заменить источник энергии, тип привода, цвет и т.д.
2.7. Заменить механическую систему электрической, тепловой, оптической или электронной.
2.8. Существенно изменить компоновку элементов; уменьшить компоновочные затраты.
2.9. Сосредоточить органы управления и контроля в одном месте.
2.10. Объединить элементы единым корпусом, станиной или изготовить объект цельным.
2.11. Ввести единый привод, единую систему управления или энергоснабжения.
2.12. Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты.
2.13. Объединить в одно целое объекты, имеющие самостоятельное назначение, которое сохраняется после объединения в новом комплексе.
2.14. Использовать принцип агрегатирования. Создать базовую конструкцию (единую раму, станину), на которую можно навесить различные (в различных комбинациях) рабочие органы, агрегаты, инструменты.
2.15. Совместить или объединить явно или традиционно несовместимые объекты, устранив возникающие противоречия.
2.16. Выбрать материал, обеспечивающий минимальную трудоемкость изготовления деталей и обработки заготовок.
2.17. Использовать раздвижные, раскладные, сборные, надувные и другие конструкции, обеспечивающие значительное уменьшение габаритных размеров при переводе ТО из нерабочего состояния в рабочее.
2.18. Найти глобально-оптимальную структуру.
2.19. Выбрать (придумать) наиболее красивую структуру.

3. Преобразование в пространстве
3.1. Изменить традиционную ориентацию объекта в пространстве:
- горизонтальное положение из вертикального или наклонного;
- положить на бок;
- повернуть низом вверх;
- повернуть путем вращения.
3.2. Использовать «пустое пространство» между элементами объекта. Один элемент проходит сквозь полость в другом элементе.
3.3. Объединить известные порознь объекты (элементы) с размещением одного внутри другого по принципу «матрешки».
3.4. Размещение по одной линии заменить размещением по нескольким линиям или плоскостям.
3.5. Заменить размещение по плоскости размещением по нескольким плоскостям или в трехмерном пространстве; перейти от одноэтажной (однослойной) компоновки к многоэтажной (многослойной).
3.6. Изменить направление действия рабочей силы или среды.
3.7. Перейти от контакта в точке к контакту по линии; от контакта по линии к контакту по поверхности; от контакта по поверхности к объемному.
3.8. Осуществить сопряжение по нескольким поверхностям.
3.9. Приблизить рабочие органы объекта к месту выполнения ими своих функций без передвижения самого объекта.
3.10. Заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее удобного места и без затрат времени на их доставку.
3.11. Перейти от последовательного соединения элементов к параллельному или смешанному.
3.12. Разделить объект на части так, чтобы приблизить каждую из них к тому месту, где она работает.
3.13. Разделить объект на две части - «объемную» и «необъемную»; вынести «объемную» часть за пределы, ограничивающие объем.
3.14. Вынести элементы, подверженные действию вредных факторов, за пределы их действия.
3.15. Перенести (поместить) объект или его элемент в другую среду, исключающую действие вредных факторов.
3.16. Выйти за традиционные пространственные ограничения или габаритные размеры.

4. Преобразование во времени
4.1. Перенести выполнение действия на другое время. Выполнить требуемое действие до начала или после окончания работы.
4.2. Перейти от непрерывной подачи энергии (вещества) или непрерывного действия (процесса) к периодическому или импульсному.
4.3. Перейти от стационарного во времени режима к изменяющемуся.
4.4. Исключить бесполезные («вредные») интервалы времени. Использовать паузу между импульсами (периодическими действиями) для осуществления другого действия.
4.5. По принципу непрерывного полезного действия осуществлять работу объекта непрерывно без холостых ходов. Все элементы объекта должны все время работать с полной нагрузкой.
4.6. Изменить последовательность выполнения операций.
4.7. Перейти от последовательного выполнения операций к параллельному (одновременному).
4.8. Совместить технологические процессы или операции. Объединить однородные или смежные операции.

5. Преобразование движения и силы
5.1. Изменить направление вращения.
5.2. Заменить поступательное (прямолинейное) или возвратно-поступательное движение вращательным.
5.3. Устранить или сократить холостые, обратные и промежуточные ходы и движения.
5.4. Существенно изменить направление движения, в том числе на противоположное.
5.5. Заменить традиционную сложную траекторию движения прямой или окружностью.
5.6. Заменить изгиб растяжением или сжатием. Заменить сжатие растяжением.
5.7. Разделить объект на два части – «тяжелую» и «легкую», передвигать только «легкую» часть.
5.8. Изменить условия работы так чтобы не приходилось поднимать или опускать обрабатываемый объект.
5.9. Заменить трение скольжения трением качения.
5.10. Перейти от неподвижного физического поля к движущемуся.
5.11. Разделить объект на части, способные перемещаться относительно друг друга. Сделать движущиеся элементы неподвижными, а неподвижные – движущимися.
5.12. Изменить условия работы так, чтобы опасные или «вредные» моменты осуществлялись на большой скорости.
5.13. Использовать магнитные силы.
5.14. Компенсировать действие массы объекта соединением его с объектом, обладающим подъемной силой.

6. Преобразование материала и вещества
6.1. Рассматриваемый элемент и взаимодействующие с ним элементы сделать из одного и того же материала или близкого ему по свойствам.
6.2. Выполнить элемент или его поверхность из пористого материала. Заполнить поры каким-либо веществом.
6.3. Разделить объект (элемент) на части, так чтобы каждая из них могла быть изготовлена из наиболее подходящего материала.
6.4. Убрать лишний материал, не несущий функциональной нагрузки.
6.5. Изменить поверхностные свойства объекта (элемента); упрочить поверхность объекта; нейтрализовать свойства материала на поверхности объекта.
6.6. Заменить жесткую часть элементами из материала, допускающего изменение формы при эксплуатации; вместо жестких объемных конструкций использовать гибкие оболочки и пленки.
6.7. Изменить физические свойства материала. Например, изменить агрегатное состояние.
6.8. Заменить некоторые объекты среды на объекты с другими физико-механическими и химическими свойствами.
6.9. Использовать другой материал (более дешевый, новейший).
6.10. Использовать детали из материала с последующим отвердением.
6.11. Отделить вредные или нежелательные примеси от вещества.

6.12. Заменить традиционную окружающую среду. Рассмотреть возможность использования вакуума, инертной, водной, космической или какой либо другой среды.
6.13. Заменить объекты их оптическими копиями (изображениями); использовать изменение масштаба изображения. Перейти от видимых оптических копий к инфракрасным, ультрафиолетовым и другим изображениям.
6.14. Дорогостоящий долговечный элемент заменить дешевым, недолговечным.
6.15. Заменить разнородные по материалу и форме элементы одним унифицированным или стандартным элементом.
6.16. Выполнить элементы из материалов с различающимися характеристиками, дающими нужный эффект (например, с разным термическим расширением).
6.17. Вместо твердых частей использовать жидкие или газообразные (надувные, гидронаполняемые, воздушные подушки, гидростатические, гидрореактивные).
6.18. Выбрать материалы, обеспечивающие снижение отходов при изготовлении деталей. Например, перейти от применения деталей изготовляемых обработкой резанием к деталям из пластмассы (изготовляемым формовкой).
6.19. Перейти к безотходным технологиям, например, получить отходы материалов в более ценном виде, позволяющим использовать их для изготовления других деталей.
6.20. Осуществить упрочнение материалов механической, термической, термохимической, электрофизической, лазерной обработкой.
6.21. Использовать материалы с более высокими удельными прочностными, электрическими, теплофизическими и другими характеристиками.
6.22. Использовать армированные, композиционные, пористые и другие новые перспективные материалы.
6.23. Использовать материал с изменяемыми во времени характеристиками (жесткостью, прозрачностью и т.д.).

7. Приемы дифференциации
7.1. Разделить движущийся поток (вещества, энергии, информации) на два или несколько.
7.2. Разделить сыпучий, жидкий или газообразный объект на части.
7.3. Сделать элемент съемным, легко отделяемым.
7.4. Дифференцировать привод и другие источники энергии; приблизить их к исполнительным органам и рабочим зонам.
7.5. Сделать автономным управление и привод каждому элементу.
7.6. Произвести дробление традиционно целого объекта на мелкие однородные элементы с аналогичной функцией.
7.7. Разделить объект на части, после чего изготовлять, обрабатывать, грузить и т.п. каждую часть отдельно, а затем выполнить сборку.
7.8. Разделить объект на части так, чтобы их можно было заменять при изменении режима работы.
7.9. Разделить объект на части: «горячую» и «холодную»; изолировать одну от другой.
7.10. Представить объект в виде составной конструкции; изготовить его из отдельных элементов и частей.
7.11. Придать объекту блочную структуру, при которой каждый блок выполняет самостоятельную функцию.
7.12. Выделить в объекте самый нужный элемент (нужное свойство) и усилить его или улучшить условия его работы.

8. Количественные изменения
8.1. Резко изменить (в несколько раз, десятки, сотни раз) параметры или показатели объекта (его элементов, окружающей среды).
8.2. 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.
8.3. Изменить габаритные размеры, объем или длину объекта при переводе его в рабочее и нерабочее состояние.
8.4. Увеличить степень дробления объекта (или сделать наоборот).
8.5. Допустить незначительное снижение требуемого эффекта.
8.6. Использовать идею избыточного решения (если трудно получить 100% требуемого эффекта, задаться получить несколько больше).
8.7. Изменить (усилить) вредные факторы так, чтобы они перестали быть вредными.
8.8. Уменьшить число функций объекта и сделать его более специализированным, соответствующим только оставшимся функциям и требованиям.
8.9. Гиперболизировать, значительно увеличить размеры объекта и найти ему применение.
8.10. Повысить интенсивность технологических процессов с рабочей зоной в виде площадки или замкнутого объекта.
8.11. Создать местное локальное качество; осуществить локальную концентрацию сил, напряжения и т.п.
8.12. Найти глобально-оптимальные параметры ТО по различным критериям развития.

9. Использование профилактических мер
9.1. Предусмотреть прикрытие и защиту легко повреждающихся элементов. Экранировать объект.
9.2. Ввести предохранительные устройства или блокировку.
9.3. Разделить хрупкий или часто повреждающийся объект на части.
9.4. Выполнить объект (элемент) разборным так, чтобы можно было заменить отдельные поврежденные части.
9.5. Для уменьшения простоев и повышения надежности создать легко используемый запас рабочих органов или элементов. Предусмотреть в ответственных частях объекта дублирующие элементы.
9.6. Защитить элемент от воздушной или другой агрессивной среды.
9.7. Заранее придать объекту напряжения, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим напряжениям.
9.8. Заранее придать объекту изменения, противоположные недопустимым или нежелательным изменениям, возникающим в процессе работы.
9.9. Заранее выполнить требуемое изменение объекта (полностью или хотя бы частично).
9.10. Обеспечить автоматическую подачу смазочных материалов к трущимся частям.
9.11. Изолировать объект от внешней среды с помощью гибких оболочек или тонких пленок (поместить объект в оболочку, капсулу, гильзу).

9.12. Придать объекту новое свойство, например, обеспечить его плавучесть, герметизацию, самовосстановление, сделать его электропроводным, прозрачным и т.д.
9.13. Сделать объекты (элементы) взаимозаменяемыми.
9.14. Предусмотреть компенсацию неточностей изготовления объекта.
9.15. Разделить объект на части так, чтобы при выходе из строя одного элемента объект в целом сохранял работоспособность.
9.16. Для повышения надежности заранее подготовить аварийные средства.
9.17. Обеспечить снижение или устранение вибрационных, ударных нагрузок и инерционных перегрузок.
9.18. Использовать объекты живой и неживой природы в формировании зоны эстетического воздействия.
9.19. 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.).
9.20. Исключить шумы и запахи, вызывающие отрицательные эмоции; трансформировать их в более эстетические звуки и ароматы.
9.21. Создать замкнутые безотходные технологии с утилизацией и возвращением в производство загрязняющих веществ в виде сырья и материалов.
9.22. Осуществить разработку новых устройств и технологий, обеспечивающих резкое снижение загрязнения и изменения среды (например, геотехнология, приливные гидроэлектростанции и т.д.).

10. Использование резервов
10.1. Использовать массу объекта (элемента) или периодически возникающие усилия для получения дополнительного эффекта.
10.2. Компенсировать чрезмерный расход энергии получением какого-либо дополнительного положительного эффекта.
10.3. Исключить подгон и подборку (регулировку и выверку) деталей и узлов при сборке объекта.
10.4. Устранить вредный эффект (например, за счет компенсации его другим вредным фактором).
10.5. Использовать или аккумулировать тормозную и другую попутно получаемую энергию.
10.6. 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.
10.8. Использовать вредные факторы (в частности, вредные воздействия среды) для получения положительного эффекта.
10.9. Выбрать и обеспечить оптимальные параметры (температуру, влажность, освещение и др.).
10.10. 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.
10.12. После конструктивного улучшения какого-либо элемента определить, как должны будут изменены другие элементы, чтобы эффективность объекта в целом еще более повысилась.

11. Преобразование по аналогии
11.1. Применить объект, предназначенный для выполнения аналогичной функции в другой отрасли техники, пользуясь классификаторами патентов.
11.2. Использовать природный принцип повторяемости однотипных элементов (пчелиные соты, листья, кристаллы и т.п.).
11.3. Использовать в качестве прототипа искомого технического решения объект неживой или живой природы, близкие или отдаленные области техники.
11.4. Применить решение, аналогичное имеющемуся:
- в ведущей отрасли техники или в древних и прошлых технических объектах;
- в неживой природе (физика, химия, биология);
- в современных или вымерших организмах;
- в экономике или общественной жизни людей;
в научно-фантастической литературе.
Ответить на вопрос, как решаются подобные задачи в указанных областях?
11.5. Использовать аналоги свойств других объектов; использовать свойства без самого объекта.
11.6. Применить принцип имитации, заключающийся в создании таких объектов, которые по форме, цвету, внешнему виду и другим необходимым свойствам аналогичны другому объекту.
11.7. Использовать эмпатию: мысленно превратить себя в объект (элемент), с помощью своих ощущений найти наиболее целесообразное решение.
11.8. Использовать в качестве прототипа детские игрушки.
11.9. Вместо недоступного, сложного, дорогостоящего или хрупкого объекта использовать его упрощенные дешевые копии, модели, макеты.

12. Повышение технологичности
12.1. Упростить форму и конструкцию деталей путем сокращения числа обрабатываемых поверхностей, неплоских и некруговых поверхностей, рабочих ходов при обработке.
12.2. Выбрать форму и конструкцию элементов, обеспечивающие применение наиболее производительного технологического оборудования, инструмента, приспособления.
12.3. Выбрать конструкцию деталей узлов, обеспечивающую максимальное совмещение и одновременное выполнение операций обработки и сборки.
12.4. Сократить или исключить пригоночные работы при сборке. Использовать средства компенсации неточности изготовления.
12.5. Осуществить технологическую унификацию конструкций, формы и размеров деталей.
12.6. Заменить механическую обработку обработкой без снятия стружки.
12.7. Использовать саморегулирующиеся, восстанавливающиеся, самозатачивающиеся элементы и инструменты, сокращающие трудоемкость профилактического ухода и ремонта.
12.8. Максимально применять стандартные элементы, имеющие широкую область применения.
12.9. Использовать модульный принцип конструирования, когда из небольшого числа стандартных элементов (универсального набора) можно собрать любое изделие в заданном классе.
12.10. Максимально использовать в проектируемом объекте освоенные в производстве узлы и детали.
12.11. Максимально использовать заготовки с размерами, близкими к размерам готовой детали.
12.12. Выбрать наиболее целесообразное расчленение объекта на блоки, узлы и детали.
12.13. Выбрать материал, обеспечивающий минимальную трудоемкость изготовления деталей.

Алгоритм постановки задачи и ее решения
Предварительная формулировка задачи.
Выбор подходящих ЭП на основе:
конкретного прототипа, который необходимо улучшить;
главного недостатка прототипа, который необходимо устранить;
главного противоречия развития прототипа, которое требуется устранить.
Исходя из этого просматривают таблицу ЭП и отбирают подходящую группу и ЭП.
3. Преобразование прототипа с помощью выбранных ЭП с фиксацией получаемых идей.
4. Получение множества улучшенных решений главного недостатка и других второстепенных.
5. Проведение анализа совместимости полученных на предыдущем этапе решений со смежными и вышестоящими по иерархии технологическими системами (объектами).
6. Выбор решения.

Задача
Снятие гипсовых повязок связано с двумя неудобствами:
при распиливании повязки можно повредить тело;
при разбивании можно причинить боль и повредить слабо сросшуюся кость.
Нужно устранить данные неудобства.
Решение
Для решения задачи подходят два ЭП:
3.6. Изменить направление действия рабочей силы или среды.
3.10. Заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее удобного места и без затрат времени на их доставку.
Решение: Для снятия повязки проволочную пилу помещают в предварительно смазанную трубку, выполненную из полиэтилена, и заранее загипсовывают ее под повязку при ее наложении. Распиливают повязку от тела наружу.