Đang tải... (xem toàn văn)
Đề tài Nguyên lý sáng tạo trong phát triển sản xuất ô tô trình bày 40 nguyên lý sáng tạo cơ bản trong khoa học. Các nguyên lý sáng tạo trong phát triển sản xuất ô tô, lịch sử phát triển ngành ô tô, ứng dụng các nguyên lý sáng tạo trong phát triển sản xuất ô tô.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỚP CAO HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KHÓA 22 ____________________ BÀI THU HOẠCH MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Đề tài: Nguyên lý sáng tạo trong phát triển sản xuất ô tô Giảng viên hướng dẫn: GS.T SKH Hoàng Kiếm Học viên thực hiện: Nguyễn Huỳnh Trí Cương Mã số học viên: 1212003 Tp. Hồ Chí Minh, 12/2012 GVHD: GS.TSKH Hoàng Kim CH1212003-Nguyn Huỳnh Trí Cng 2 Bài thu hoch môn Phng pháp nghiên cu khoa hc MỤC LỤC I. CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO CƠ BẢN 5 1. Nguyên tắc phân nhỏ: 5 2. Nguyên tắc tách khỏi: 5 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ: 5 4. Nguyên tắc phản đối xứng: 5 5. Nguyên tắc kết hợp: 6 6. Nguyên tắc vạn năng: 6 7. Nguyên tắc chứa trong: 6 8. Nguyên tắc phản trọng lượng: 6 9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ: 7 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ: 7 11. Nguyên tắc dự phòng: 7 12. Nguyên tắc đẳng thế: 7 13. Nguyên tắc đảo ngược: 8 14. Nguyên tắc cầu hóa: 8 15. Nguyên tắc linh động: 8 16. Nguyên tắc “thiếu” hoặc “thừa”: 8 17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác: 9 18. Sử dụng các dao động cơ học: 9 19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ: 9 20. Nguyên tắc liên tục t ác động có ích: 9 21. Nguyên tắc vượt nhanh: 10 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi: 10 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi: 10 24. Nguyên tắc sử dụng trung gian: 10 25. Nguyên tắc tự phục vụ: 10 26. Nguyên tắc sao chép: 10 27. Nguyên tắc rẻ thay cho đắt: 11 28. Thay thế sơ đồ cơ học: 11 29. Sử dụng các kết cấu lỏng và khí: 11 30. Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng: 11 31. Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ: 12 GVHD: GS.TSKH Hoàng Kim CH1212003-Nguyn Huỳnh Trí Cng 3 Bài thu hoch môn Phng pháp nghiên cu khoa hc 32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc: 12 33. Nguyên tắc đồng nhất: 12 34. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần: 12 35. Thay đổi các thông số hóa lý của đối tượng: 12 36. Sử dụng chuyển pha: 13 37. Sử dụng sự nở nhiệt: 13 38. Sử dụng các chất oxy hóa mạnh: 13 39. Thay đổi độ trơ: 13 40. Sử dụng các vật liệu phức hợp: 13 II. CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN ÔTÔ: 14 1. Sơ lược về lịch sử phát triển của ôtô: 14 2. Ứng dụng các nguyên tắc sang tạo trong quá trình hình thành và phát triển ôtô: 16 III. KẾT LUẬN: 23 IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 LỜI MỞ ĐẦU GVHD: GS.TSKH Hoàng Kim CH1212003-Nguyn Huỳnh Trí Cng 4 Bài thu hoch môn Phng pháp nghiên cu khoa hc Ngày nay, khi khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển, các phát minh sáng chế liên tục xuất hiện hàng ngày, hàng giờ trên toàn thế giới. Có những phát minh, sáng tạo là do sự tình cờ nhưng phần đa các phát minh sáng chế là do cả một quá trình nghiên cứu, tìm hiểu và miệt mài lao động mà ở đó việc nắm vững những nguyên lý về phát minh, sáng chế sẽ giúp tăng cường hiệu quả công việc, rút ngắn thời gian và giảm thiểu chi phí sản xuất. Do vậy việc nghiên cứu bộ môn Phương pháp luận nghiên cứu khoa họcgiúp trang bị cho ta một hệ thống các nguyên lý, các kĩ năng và phương pháp để có thể giải quyết các vấn đề khoa học một cách có hiệu quả nhất. Nội dung bài thu hoạc trình bày các nội dung chính sau: Trình bày sơ lược, khái quát về 40 nguyên lý sáng tạo cơ bản Ứng dụng của một số nguyên lý sáng tạo cơ bản trong lịch sử quá trình hình thành và phát triển ô tô cũng như của cả ngành công nghiệp sản xuất ô tô Xin chân thành cảm ơn thầy Hoàng Kiếm đã tận tình truyền đạt và giới thiệu những kiến thức mới lạ cũng như chia sẽ những kinh nghiệm quý báu qua môn học này. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kim CH1212003-Nguyn Huỳnh Trí Cng 5 Bài thu hoch môn Phng pháp nghiên cu khoa hc I. CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO CƠ BẢN 1. Nguyên tắc phân nhỏ: Nội dung: - Chia nhỏ đối tượng thành các phần độc lập - Làm đối tượng trở nên tháo lắp được - Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng Thủ thuật này thường được dùng trong những trường hợp khó làm trọn gói, nguyên khối, một lần. Khi đó ta phải phân nhỏ cho vừa sức, cho dễ thực hiện, cho phù hợp với những phương tiện hiện có. 2. Nguyên tắc tách khỏi: Nội dung: - Tách phần gây "phiền phức" hay ngược lại, tách phần duy nhất "cần thiết" ra khỏi đối tượng. Đối tượng có nhiều đặc điểm, tính chất, chức năng.Trong khi đó ta chỉ thực sự cần một trong những số đó. Do đó, ta không nên dùng cả đối tượng vì sẽ tốn thêm chi phí không cần thiết. Tương tự, ta nên tách khỏi thành phần gây phiền phức để khắc phục nhược điểm có trong đối tượng. 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ: Nội dung: - Chuyển đối tượng (hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài) có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất. - Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khác nhau. - Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất của công việc. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ phản ánh khuynh hướng phát triển: từ đơn giản sang phức tạp, từ đơn điệu sang đa dạng. 4. Nguyên tắc phản đối xứng: Nội dung: GVHD: GS.TSKH Hoàng Kim CH1212003-Nguyn Huỳnh Trí Cng 6 Bài thu hoch môn Phng pháp nghiên cu khoa hc - Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng, làm giảm bậc đối xứng của đối tượng. Ta có thể coi nguyên tắc phản đối xứng là trường hợp riêng của nguyên tắc phẩm chất cục bộ: làm tăng tính tương hợp giữa các phần của hệ với nhau và với môi trường bên ngoài, nhằm thực hiện chức năng một cách tốt nhất. 5. Nguyên tắc kết hợp: Nội dung: - Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động kế cận. - Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận. Đối tượng mới được tạo nên do sự kết hợp thường có những tính chất, khả năng mà từng đối tượng riêng rẽ trước đây chưa có. 6. Nguyên tắc vạn năng: Nội dung: - Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của đối tượng khác. Nguyên tắc vạn năng là trường hợp riêng của nguyên tắc kết hợp: kết hợp về mặt chức năng trên cùng một đối tượng. 7. Nguyên tắc chứa trong: Nội dung: - Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba. - Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác. Nguyên tắc chứa trong là trường hợp riêng, cụ thể hoá của nguyên tắc phẩm chất cục bộ. Điều này thể hiện ở chỗ, nếu trước kia không phân biệt "trong" và "ngoài" thì nay "trong" và "ngoài" có các phẩm chất, chức năng riêng. 8. Nguyên tắc phản trọng lượng: Nội dung: GVHD: GS.TSKH Hoàng Kim CH1212003-Nguyn Huỳnh Trí Cng 7 Bài thu hoch môn Phng pháp nghiên cu khoa hc - Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng khác, có lực nâng. - Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động. Nếu hiểu theo nghĩa đen, nguyên tắc phản trọng lượng là cụ thể hoá của nguyên tắc kết hợp: kết hợp đối tượng cho trước với đối tượng khác hoặc với môi trường bên ngoài, có lực nâng, để bù trừ với cái có hại là trọng lượng của đối tượng cho trước. 9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ: Nội dung: - Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc (hoặc gây ứng suất trước để khi làm việc sẽ dùng ứng suất ngược lại). 10.Nguyên tắc thực hiện sơ bộ: Nội dung: - Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối tượng. Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất, không mất thời gian dịch chuyển. 11.Nguyên tắc dự phòng: Nội dung: - Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn . 12.Nguyên tắc đẳng thế: Nội dung: - Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng. Tinh thần chung của nguyên tắc này là phải đạt được kết quả cần thiết với năng lượng, chi phí ít nhất. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kim CH1212003-Nguyn Huỳnh Trí Cng 8 Bài thu hoch môn Phng pháp nghiên cu khoa hc 13.Nguyên tắc đảo ngược: Nội dung: - Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hãy hành động ngược lại (ví dụ: không làm nóng mà làm lạnh đối tượng). - Làm phần chuyển động của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động. - Lật ngược đối tượng 14.Nguyên tắc cầu hóa: Nội dung: - Chuyển những phần thẳng của đối tượng thành cong , mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu. - Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn. - Chuyển sang chuyển động quay, sử dụng lực ly tâm. 15.Nguyên tắc linh động: Nội dung: - Cần thay đổi các đặt trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc. - Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau. 16.Nguyên tắc “thiếu” hoặc “thừa”: Nội dung: - Nếu như khó nhận được 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc nhiều hơn. Khi đó bài toán có thể trở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn. Quá trình phát triển thường đi từ đơn giản đến phức tạp, từ dễ đến khó, từ chưa hoàn thiện đến hoàn thiện. Tinh thần chung của nguyên tắc này là không nên quá cầu toàn, chờ đợi các điều kiện lý tưởng; giảm bớt yêu cầu để bài toán dễ giải hơn mặc dù kết quả không thật hoàn toàn như ý muốn nhưng chấp nhận được. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kim CH1212003-Nguyn Huỳnh Trí Cng 9 Bài thu hoch môn Phng pháp nghiên cu khoa hc 17.Nguyên tắc chuyển sang chiều khác: Nội dung: - Những khó khăn do chuyển động (hay sắp xếp) đối tượng theo đường (một chiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên mặt phẳng (hai chiều). Tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển động (hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hoá khi chuyển sang không gian (ba chiều). - Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng. - Đặt đối tượng nằm nghiêng. - Sử dụng mặt sau của diện tích cho trước. - Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trước. 18.Sử dụng các dao động cơ học: Nội dung: - Làm đối tượng dao động. Nếu đã có dao động, tăng tầng số dao động (đến tầng số siêu âm). - Sử dụng tầng số cộng hưởng. - Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện. - Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ. 19.Nguyên tắc tác động theo chu kỳ: Nội dung: - Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung). - Nếu đã có tác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ. - Sử dụng khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác. 20.Nguyên tắc liên tục tác động có ích: Nội dung: - Thực hiện công việc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tượng cần luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải). - Khắc phục vận hành không tải và trung gian. - Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kim CH1212003-Nguyn Huỳnh Trí Cng 10 Bài thu hoch môn Phng pháp nghiên cu khoa hc 21.Nguyên tắc vượt nhanh: Nội dung: - Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn. - Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết. 22.Nguyên tắc biến hại thành lợi: Nội dung: - Sử dụng những tác nhân có hại (thí dụ tác động có hại của môi trường) để thu được hiệu ứng có lợi. - Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác. - Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa. 23.Nguyên tắc quan hệ phản hồi: Nội dung: - Thiết lập quan hệ phản hồi. - Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó. 24.Nguyên tắc sử dụng trung gian: Nội dung: - Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp. 25.Nguyên tắc tự phục vụ: Nội dung: - Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa. - Sử dụng phế liệu, chát thải, năng lượng dư. Nguyên tắc tự phục vụ phản ánh khuynh hướng phát triển: đối tượng dần tiến đến tự động thực hiện công việc hoàn toàn. 26.Nguyên tắc sao chép: Nội dung: [...]... như phát minh sáng tạo đòi hỏi phải trải qua một giai đoạn tìm tòi, nghiên cứu cộng với quá trình lao động m iệt mài và nghiêm túc với những phương pháp cụ thể Vận dụng các nguyên lý sáng tạo đóng vai trò quan trọng trong quá trình sáng chế ra các sản phẩm mới Ngành công nghiệp ô tô là một ngành công nghiệp lâu đời và đến nay vẫn không ngừng phát triển Ở đó việc vận dụng các nguyên lý về sáng tạo đã... dung: - Thay không khí thường bằng không khí giàu ôxy Thay không khí giàu ôxy bằng chính ôxy Dùng các bức xạ ion hoá tác động lên không khí hoặc ôxy Thay ôxy giàu ôzôn (hoặc ôxy bị ion hoá) bằng chính ôzôn 39.Thay đổi độ trơ: Nội dung: - Thay môi trường thông thường bằng môi trường trung hoà - Đưa thêm vào đối tượng các phần, các chất , phụ gia trung hoà - Thực hiện quá trình trong chân không 40.Sử dụng... chiếc xe này Đó là chiếc xe tô 4 bánh đầu tiên trên thế giới Ngày 29 tháng 09 năm 1888 sau khi Daimler cấp phép sản xuất trên thị trường nước Mỹ, nhà sản xuất đàn Piano William Steinway đã thành lập công ty Daimler Motor tại Long Island, New York Mặc dù George Selden chưa bao giờ sản xuất tô nhưng bằng sáng chế đầu tiên về tô lại được trao cho George B Selden vì ông ta là người đầu tiên đệ đơn... George B Selden được trao bằng sáng chế của Hoa Kỳ cho một động cơ ô tô hai thì (Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 549.160) Bằng sáng chế này gây trở ngại nhiều hơn là góp phần phát triển tô ở Mỹ Các tô dùng động cơ hơi nước, điện và xăng đã cạnh tranh với nhau trong nh iều thập kỷ, cuối cùng động cơ xăng đốt trong đã giành ưu thế áp đảo trong thập niên 1910 15 Bài thu ho ch môn Ph ng phá p nghiên c u khoa... được một chiếc tô Trước khi động cơ đốt trong ra đời, người ta đã thử chế tạo ô tô bằng động cơ hơi nước nhưng những cỗ máy kồng kềnh đó chưa bao giờ được sản xuất bởi nó quá chậm chạp và nặng nề so với một chiếc xe ngựa Tính khả thi của tô chỉ có được cho đến khi động cơ đốt trong ra đời dựa trên nguyên tắc sử dụng sự nở nhiệt Động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt, tạo ra công cơ học bằng... Nguyên tắc tự phục vụ phản ánh khuynh hướng phát triển: đối tượng dần tiến đến tự động thực hiện công việc hoàn toàn Ứng dụng trong quá trình phát triển ô tô: Nguyên tắc tự phục vụ được ứng dụng trong quá trình phát triển các hệ thống tự động trên ô tô Ví dụ như hệ thống đ iều kh iển hành trình thông minh của Ford: Để giúp lái xe trở nên nhàn và thoải mái trong các hành trình dài và tránh xảy ra va... ngành công nghiệp ô tô không thể không nhắc đến Henry Ford, người được xem như là cha đẻ của nền sản xuất ô tô hiện đại, mà phát minh quan trọng nhất của ông là “dây chuyền sản xuất .Henry nhận ra rằng, việc mỗi người công nhân riêng lẻ phải lắp ráp tất cả các bộ phận của một chiếc xe khiến quá trình lắp ráp diễn ra rất chậm chạp và thiếu hiệu quả Ứng dụng nguyên tắc phân nhỏ, Henry đã chia qui trình sản. .. năng lượng, chi phí ít nhất Ứng dụng trong quá trình phát triển ô tô: Trong dây chuyền sản xuất ô tô của Henry Ford như đã nói ở phần trên, quy trình sản xuất tiếp tục được phát triển cao hơn bằng việc áp dụng hình thức băng chuyền Các bộ phận và khung xe được đặt lên băng chuyền và chuyển thẳng tới từng công nhân Thời gian và công sức vận chuyển trong nội bộ phân xưởng gần như được giải phóng hoàn... (composite) 13 Bài thu ho ch môn Ph ng phá p nghiên c u khoa h c GVHD: GS.TSKH Hoàng Ki m CH1212003-Nguy n Huỳnh Trí C ng II CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRI ỂN ÔTÔ: 1 Sơ lược về lịch sử phát triển của tô: Năm 1806, Fransois Isaac de Rivaz, đã thiết kế ra chiếc động cơ đốt trong đầu tiên Năm 1860, Etienne Lenoir đã chế tạo thành công một động cơ đốt trong đứng yên.Khoảng tới năm... GS.TSKH Hoàng Ki m CH1212003-Nguy n Huỳnh Trí C ng Dây chuyền sản xuất ô tô lớn bắt đầu được Oldsmobile đưa ra năm 1902, sau này được Henry Fordphát triển thêm trong thập kỷ 1910 Kỹ thuật ô tô phát triển nhanh chóng, một phần nhờ sự cạnh tranh lẫn nhau giữa hàng trăm nhà sản xuất nhỏ nhằm giành được sự quan tâm của thế giới Những phát triển quan trọng gồm hệ thống đánh lửa và tự khởi động điện (cả