Методологические и правовые основы инженерного творчества

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ 
И ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ 
ИНЖЕНЕРНОГО
ТВОРЧЕСТВА

 
Москва 
Красноярск
 
ИНФРА-М 
СФУ

2019

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Допущено 
Учебно-методическим объединением 
вузов Российской Федерации по образованию 
в области прикладной геологии в качестве учебного пособия 
для студентов высших учебных заведений, обучающихся 
по специальности 21.05.04 «Технология геологической разведки» 
направления подготовки  21.00.00 «Прикладная геология»

Второе издание

В.В. НЕСКОРОМНЫХ
В.П. РОЖКОВ 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Сибирский федеральный университет

УДК 550.81:608ю3(075.8)
ББК 30уя73
 
Н55

Нескоромных В.В.
Методологические и правовые основы инженерного творчества : учеб. пособие / В.В. Нескоромных, В.П. Рожков. — 
2-е изд. — М. : ИНФРА-М ; Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 
2019. – 318 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — www.
dx.doi.org/10.12737/5728.

ISBN 978-5-16-010187-3 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-102044-9 (ИНФРА-М, online)
ISBN 978-5-7638-2810-8 (СФУ)

На высоком научно-методическом уровне, достаточно полно освещены 
вопросы развития технических систем, теории решения изобретательских 
задач, освещены вопросы патентоведения. Оригинально изложены вопросы истории и перспектив развития буровой техники, алгоритм и методы решения изобретательских задач, даны авторские примеры развития 
технических систем в различных отраслях, таких как автомобилестроение, 
искусство, военное дело, геологоразведка, бурение. 
Предназначено для студентов, обучающихся по горно-геолоогическим 
специальностям, в частности специальности «Технология геологической 
разведки», специализация «Технология и техника разведки месторождений 
полезных ископаемых», а также направлению подготовки «Нефтегазовое 
дело», профиль «Бурение нефтяных и газовых скважин». 
Может быть полезно бакалаврам, студентам, магистрантам и аспирантам технических специальностей горно-геологического профиля, преподавателям и исследователям. 

УДК 550.81:608ю3(075.8)
ББК 30уя73

Н55

© Сибирский 
 
федеральный
 
университет, 2015

ISBN 978-5-16-010187-3 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-102044-9 (ИНФРА-М, online)
ISBN 978-5-7638-2810-8 (СФУ)

Р е ц е н з е н т ы:
С.Я. Рябчиков — д-р техн. наук, профессор кафедры «Бурение скважин» Национального исследовательского Томского политехнического университета;
П.С. Пушмин — канд. техн. наук, доцент кафедры «Технология геологической разведки» 
Национального исследовательского Иркутского государственного технического университета;
В.В. Гусев — генеральный директор ЗАО «Красноярская буровая компания»

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

Еще не все колеса изобретены: мир 
слишком удивителен, чтобы сидеть 
сложа руки.

Ричард Брэнсон (британский 

предприниматель, миллиардер, основатель 

корпорации Virgin, Великобритания)

ВВЕДЕНИЕ

Одним из недостатков в подготовке выпускников инженерных 

специальностей 
является 
неумение 
самостоятельно 
ставить 
 
новые 

технические 
задачи, 
заниматься 
поиском
новых 
конструкторско
технологических решений, обеспечивающих повышенное качество продукции,
интенсификацию технологических и иных процессов, их оптимизацию и 
экономию ресурсов. Это, возможно, связано с тем, что в настоящее время 
учебный процесс основан на приеме  решения теоретических и практических 
задач, для которых уже имеется готовая трактовка задачи, даны примеры 
решения и, как ни странно, продиктован ответ. Поэтому решение таких задач 
превращается в работу, не требующую серьезных творческих размышлений. 
Считается, что студент хорошо овладел дисциплиной, если он умеет работать в 
пределах программы стандартными методами, но производственная или, тем 
более, научная работа требуют от специалиста гораздо большего. Иногда 
выход из затруднительного производственного положения мог бы заключаться 
в 
разработке 
эффективного 
рационализаторского 
предложения 
или 

несложного изобретения, но поскольку навыки и знания, необходимые для 
этого выходят за пределы стандартных программ, обучающийся сталкивается 
со значительными проблемами, преодоление которых подчас не позволяет 
реализовать его творческий потенциал.

Среди 
большинства 
людей 
почему-то
сложилось 
мнение, 
что 

первоисточником величайших достижений и открытий во всех сферах 
культуры, науки, техники и искусства является внезапное и без видимой 
причины возникающее озарение. Это и есть творчество. Подобные взгляды 
часто присущи даже людям, много сделавшим в науке и технике. Тем не 
менее, с таким мнением трудно согласиться, так как все в природе познаваемо. 
Об этом говорит весь большой опыт творческого созидания. Поэтому и над 
созданием науки о решении творческих задач (эвристики) люди начали 
заниматься ещё в античные  (Папп, живший около 300 г. н.э.) времена.

Не вдаваясь в дискуссию о том, что же такое инженерное творчество, –

озарение или планомерная научная работа, основанная на объективных законах, 
отметим волнующую важность первого и объективную необходимость второго. 
Но если первое венчает сознательный,  а иногда бессознательный поиск, то 
второе, безусловно, готовит первое. 

Наравне с приобретением знаний по решению стандартных задач

будущий инженер обязан овладеть знаниями и навыками решения творческих 

инженерных задач, в которых нет готовой постановки, не известен способ 
решения, нет близких примеров решения аналогичных задач, а преподавателю 
– не известен ответ, обычно имеющий несколько вариантов. 

Подтверждением всеобщей познаваемости является тот факт, что за 

период  50–80-е г.г. ХХ в. в Советском Союзе сформировалась оригинальная 
теория решения изобретательских задач (ТРИЗ), основным инструментом 
которой стал алгоритм  решения  изобретательских задач (АРИЗ).
Названная теория, её инструментарий постоянно совершенствуются, на деле 
показывая свою эффективность и прозорливость в вопросах развития 
технических и технологических объектов.

Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) – наука, позволяющая 

развивать творческое (изобретательское) мышление и решать творческие 
задачи, прежде всего в области совершенствования технических систем. 

Автор 
ТРИЗ 
–
Генрих 
Саулович 
Альтшуллер
(Альтов). 

В 80 городах в прошлом столетии в СССР работало около  100 

институтов и школ, в которых разрабатывали и развивали ТРИЗ, а тысячи 
научных работников, инженеров, студентов изучали последние достижения в 
этой области. Во многих из упомянутых общественных институтов и школ 
обучение заканчивалось дипломными работами на уровне изобретений.

Появление АРИЗ и ТРИЗ продиктовано самой жизнью, так как новые 

машины, оборудование, приборы и технологические процессы по своим 
технико-экономическим показателям всегда должны превосходить лучшие 
отечественные 
и 
мировые 
образцы. 
Высокий 
технический 
уровень 

производства можно обеспечить лишь при постоянном внедрении результатов 
открытий и изобретений. В осуществлении этих задач ведущая роль 
принадлежит научно-техническому творчеству и особенно его высшей форме 
– изобретательству.

ТРИЗ, созданная как методика решения задач технического прогресса, в 

настоящее время существенно расширила своё применение и используется для 
решения широкого круга задач. Это, прежде всего, следующие из них.

1. Творческие 
и изобретательские задачи любой сложности и 

направленности. 

2.
Задачи
по 
проблемам 
развития 
технических 
систем,  

прогнозирование развития технических систем.

3. Максимально эффективное использование ресурсов природы и 

техники. 

4.Развитие 
творческого 
воображения 
и 
мышления.

ТРИЗ все больше завоевывает умы во всем мире.
Появились компьютерные программы, проводятся международные 

конференции по ТРИЗ. 

ТРИЗ, помимо стран бывшего СССР, распространена в США,  странах 

Европы,  Израиле, 
Австралии, Японии, странах Юго-Восточной Азии и 

Южной Америки. 

Компании, специализирующиеся на применении и развитии ТРИЗ,

работают в США, Канаде, Германии, Англии, Франции, Швеции, Швейцарии, 
Голландии, Финляндии, Италии, Израиле, Чехии, Японии, Южной Корее, 
России и других странах. 

Курс ТРИЗ читается в ряде университетов Америки, Канады, Франции, 

Англии, 
Германии, 
Швейцарии, 
Израиля, 
Японии, 
России. 

Распространена консультационная деятельность для промышленных 

фирм для решения производственно-технических и научных проблем  с целью 
получения перспективных решений.

Наиболее успешны в консультационной деятельности американские 

компании Pragmatic Vision, Inc. и Ideation International Inc. 

Несколько фирм разрабатывают и продают компьютерные программы по 

ТРИЗ. 

Среди компаний, разрабатывающих и продающих компьютерные 

программы, наиболее успешны Invention Machine Corp. и Ideation International 
Inc. Эти компании имеют многомиллионные обороты.

В странах бывшего СССР создано несколько кафедр ТРИЗ в 

университетах, защищаются диссертации.

ТРИЗ
справедливо 
считают 
наукой 
XXI 
века!

Уже более 10 лет работает Международная ассоциация ТРИЗ, 

президентом которой до последнего дня своей жизни являлся Генрих 
Альтшуллер. Создана Европейская ассоциации ТРИЗ. Имеются региональные 
ассоциации ТРИЗ во Франции, Англии, Голландии, Израиле, в странах бывшего 
СССР и других странах.

В
США создан Институт Альтшуллера
(The Altshuller Institute). 

Выпускается журнал ТРИЗ и в Японии. 

В Internet имеется несколько сотен сайтов, например, trizland.ru и 

несколько тысяч ссылок, посвященных ТРИЗ. Лучший из них сайт Минской 
школы. Среди англоязычных сайтов лучший – Journal TRIZ.

В состав ТРИЗ входят: 
1. Законы развития технических систем;
2. Информационный фонд;
3. Вепольный анализ (структурный вещественно-полевой 

анализ) технических систем;

4. Постоянно развивающийся алгоритм решения 

изобретательских задач – АРИЗ;

5. Методы развития творческого воображения. 
Информационный фонд включает: 

 системы стандартов на решение изобретательских задач (типовые решения 
определенного класса задач); 
 системы технологических эффектов (физических, химических, 
биологических, математических, в частности, наиболее разработанных из них в 
настоящее время - геометрических) и таблицы их использования; 
 системы приемов устранения противоречий и таблицы их применения; 

Цель данного
учебного
пособия, ознакомить студентов с АРИЗ, 

элементами ТРИЗ и показать, как прилагаются эти знания к решению 
изобретательских задач.

При горно-геологическом освоении недр поставленная цель оправдана 

самой жизнью, поскольку для познания геологического строения недр, 
поисков и разведки месторождений полезных ископаемых  в настоящее время 
привлекаются самые разнообразные технические средства. Перечень всех 
видов геологоразведочной техники включает многие тысячи наименований, и 
вряд ли существует другая отрасль народного хозяйства, которая использует 
столь разнообразный арсенал машин, механизмов, приборов, приспособлений, 
технологических процессов и т. д. Создание новых, высокопроизводительных 
орудий труда, прогрессивных материалов, совершенных производственных и 
лабораторных технологий немыслимо без использования изобретений. В 
Министерстве геологии СССР в 70–90-е г.г. XX в. ежегодно их создавалось 
более 500. Именно изобретения являются техническими решениями, которые 
ориентируют отрасль на уровень, превышающий уровень лучших мировых 
образцов. 

В СССР существовала отработанная нормативная база в отношении 

открытий, изобретений и рационализаторских предложений. Со сменой 
общественного строя в стране возникла необходимость в изменении, а по 
отдельным позициям – в корректировке этой нормативной базы. В 1992 г. 
Государственная дума России приняла новый Патентный закон, который 
изменялся и дополнялся и утратил свою юридическую силу с 01.01.2008 г. В 
настоящее 
время 
основные 
положения, 
связанные 
с 
патентованием 

технических решений, изложены в Гражданском кодексе РФ (часть четвертая) 
от 18.12.2006 г. 

Разработка же нормативной базы по рационализаторским предложениям

в соответствии с методическими рекомендациями Правительства России и 
Республиканского Совета ВОИР от 1996 г. передана заинтересованным в них 
предприятиям. 
В 
результате 
каждое 
предприятие 
получило 
право

разрабатывать своё положение, однако большинство из них этого до сих пор 
не сделало, что демонстрирует непонимание руководства этих компаний 
необходимости и эффективности технического развития  производства силами 
своих же инженерно-технических работников
и рабочих. В ведущих 

компаниях мира, например, в Японии, показывающих высочайший уровень 
создаваемой техники и аппаратуры, давно и прочно переняли и развили  
советский опыт рационализаторского движения, которое в настоящее время 
являет пример непрерывного совершенствования выпускаемых технических 
объектов.   

Относительно открытий в настоящее время ещё не принято никаких 

официальных решений.

В то же время выпускникам вузов необходимо иметь научно
технические и нормативные знания по всем трём формам научного и 
технического творчества. Поэтому в данном пособии основные определения и 

сведения  по изобретательству даны в соответствии с российским 
законодательством, а по открытиям – в соответствии с нормами патентного 
права СССР. 

Для закрепления знаний по АРИЗ желательно, чтобы каждый студент 

при работе над курсовым проектом по проектированию технических объектов 
стремился выполнять его на уровне изобретения, хотя бы начального уровня. 
От преподавателя же в этом случае потребуется умение подбирать 
соответствующую тематику проектов, что позволит студенту учиться не 
просто решать отвлечённые изобретательские задачи, а  связывать свои 
изобретательские решения с лучшими инженерными решениями. 

РАЗДЕЛ 1. ОСНОВЫ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОЙ  ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.

МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ

Прежде чем перейти к изложению сущности АРИЗ и ТРИЗ, необходимо 

рассмотреть ряд вопросов, не совсем к ним относящихся, но имеющих 
большое значение для начинающих изобретателей и понимания содержания  
данного пособия. 

Глава 1. Основные формы

научного и технического  творчества

К основным формам научно-технического творчества, получающим 

правовую защиту, относятся рационализаторское предложение, изобретение и 
открытие.  

1.1. Общие сведения о техническом творчестве.

Понятие технической системы

Научно-технический прогресс (НТП) – обусловленное действием 

объективных экономических законов непрерывное совершенствование всех 
сторон производства, сферы обслуживания, среды пребывания человека на 
основе развития и использования достижений науки и техники с целью 
практического решения стоящих перед  обществом социальных, 
экономических и экологических задач, удовлетворения потребностей 
человека в повышении качества и продолжительности жизни.

Ускорение НТП неразрывно связано с изобретательской деятельностью 

на основе науки и ее достижений. Прогресс в технике и технологиях 
опирается, прежде всего, на научные открытия и фундаментальные пионерные 
изобретения.
Но, безусловно,
важным является также рационализация 

производства, которая «шлифует» технологический процесс и сам объект 
производимой техники «изнутри», в процессе производственной деятельности.

Показателем вклада изобретателей в развитие производства может 

являться:

появление принципиально новой продукции, новых материалов или 

технологий;

- снижение себестоимости выпускаемой ранее продукции, улучшение ее 

качеств (точности, веса, ресурса, затрат
горючего или электроэнергии, 

улучшение экологических характеристик и др.).

Обобщенным показателем оценки эффективности изобретений может 

служить экономический эффект, который дает возможность получения 
дополнительной прибыли как от использования более совершенной продукции 
или 
снижения 
ее 
себестоимости, 
так 
и 
от 
более 
высокой 
ее 

конкурентоспособности.

Все многообразие окружающих и занимающих нас объектов техники 

можно разделить на технические системы (ТС). 

Техническая система
–
искусственно созданное материальное 

единство 
взаимосвязанных 
элементов, 
имеющих 
целью 
своего 

функционирования удовлетворение конкретной потребности человека, 
общества или других технических систем.

Причинами создания ТС являются потребности государства и общества. 

Поэтому главное, что отличает одну ТС от любой другой, – это то, какую 
потребность она позволяет удовлетворить. Технической системе присущи 
определенные и заданные функции.

Функция системы – это ее свойство, которое определяется через 

действие, оказываемое данной системой на внешний по отношению к ней 
объект.

Если сравнивать между собой две системы, выполняющие одну и ту же 

функцию, то в общем случае они будут иметь различные значения однотипных 
показателей. При этом по ряду показателей может доминировать одна система, 
а по ряду других –
вторая. Например, самолет и вертолет – это близко 

функциональные системы, но с точки зрения максимальной скорости полета 
лучше самолет, а с точки зрения длины пробега при взлете или посадке –
вертолет. 
В 
авиации 
подобных 
сопоставимых 
по 
функциональному 

назначению систем несколько. Здесь можно сравнить реактивную скоростную 
авиацию и транспортную авиацию. Реактивную скоростную пассажирскую 
авиацию и авиацию пассажирскую, но с поршневыми двигателями 
внутреннего сгорания и увеличенной площадью крыла.  Можно найти и другие 
примеры.

Какая из  систем лучше в целом? Для обоснования принятия решения в 

подобных случаях используется интегральное свойство системы – показатель 
качества.

Показатель качества системы – это ее свойство, значение которого 

повышается при увеличении положительных и уменьшении отрицательных 
показателей [7]. 

Например,  для самолета и вертолета это сравнение может выглядеть 

следующим образом: если у самолета увеличивать скорость полета за счет 
новых конструктивных решений, то это приведет к увеличению длины пробега 
при посадке и взлете; если пытаться увеличивать скорость полета вертолета, то 
это никак не скажется на длине его пробега при посадке или взлете. В то же 

время повышать скорость вертолета значительно нельзя из-за наличия 
несущих лопастей. Поэтому понятно, почему   соперничество двух близких 
систем  привело к появлению третьей системы – самолета с изменяемым 
направлением тяги, что обеспечило ему вертикальный взлет, посадку и полет с 
максимально возможной скоростью.

А в настоящее время ведутся работы по созданию скоростного 

вертолета. В США фирмы Bell и Boeing, создают конвертоплан, у которого
предусмотрен после взлета наклон несущих лопастей в направлении полета, а 
фирма Sikorsky уже испытывает свой скоростной (скорость 450 км/ч) вертолет. 
В России (фирма «КБ Камов» и завод «Миля») разрабатывают два варианта 
скоростных вертолетов. Ожидается, что скорость полета вертолета увеличится 
с 300 до 550 км/ч.  

 Один из первых вертолетов (геликоптер) разработан в СССР  (ЦАГИ) в 
1926 г. Конструктор - Алексей Михайлович Черемухин – выдающийся 
летчик Первой Мировой войны (7 наград, 140 боевых вылетов). Им 
разработан геликоптер 1-ЭА (экспериментальный аппарат) имел успешные 
полеты, но после аварии проект закрыли. А.М. Черемухин – известен 
также как автор первой в СССР аэродинамической трубы и методики 
испытаний геликоптеров на стенде.

Русский инженер Игорь Иванович Сикорский, создавший до 

революции в России самый мощный самолет своего времени «Илья 
Муромец», во время работы в США, предложил наиболее удачную 
конструкцию вертолета, и с 1938 г. открыл эру вертолетов. Фирма 
И. И. Сикорского доминировала в разработке вертолетов более 30 лет.

При разведке месторождений полезных ископаемых с целью их 

опробования, например, марганца или золотоносных россыпей могут 
использоваться различные способы проходки скважин: например, колонковый 
или 
ударно-канатный. 
 
Первый 
способ 
характеризуется
высокой 

производительностью, но низким уровнем качества опробования полезного 
ископаемого. Второй способ при сравнительно невысокой производительности 
гарантирует качество. Какой способ выбрать для решения задачи? Основной 
показатель в данном случае очевиден – качество опробования, а потому для 
оценки месторождений подобного типа чаще используют станки ударноканатного бурения. Стремление получить высокий показатель качества 
системы при значительной производительности привело к появлению 
гибридных способов
бурения на россыпях 
–
ударно-забивного с 

использованием мощных пневмоударников
и ударно-вращательного с 

опробованием по шламу. 

Приведенные 
примеры 
иллюстрируют 
этапы 
совершенствования 

технических систем в ситуации, когда развитие основных показателей привело 
к обострению противоречий между различными полезными функциями. 
Разрешение этих противоречий осуществляется путем специализации, т. е. за 
счет сужения поля функциональности и появления  главной полезной функции 
системы (ГПФ).   

«Функциональная ниша» делится при этом на несколько более мелких, 

каждую из которых занимает специализированный вариант системы. В 
примере с летательным аппаратом: для самолета ГПФ –
скорость, 

грузоподъемность 
и 
дальность, 

вертолета –
возможность призем
ления на малой площадке и для 
самолета вертикального взлета и 
посадки ГПФ – универсальность по 
скорости и возможности приземления 
на малой площадке.

Понятие ТС – относительное 

понятие, так как в данном случае 
определение технической системы 
зависит от масштаба рассмотрения. 
Например, самолет в полете – ТС, так 
как
функционирует 
совершенно 

самостоятельно 
и 
неделим. 
Но 

самолет в аэропорту –
это лишь 

элемент другой технической системы 
–
ТС «Авиация», гораздо более 

крупной системы направленной на 
решение 
конкретной 
задачи,
–

обслуживание пассажиров и доставка
грузов.

Технические системы, как и любые 

биологические 
или 
социальные 

системы, не вечны: они возникают, 
переживают 
периоды 
становления, 

расцвета, 
упадка 
и, 
наконец, 

сменяются 
другими 
системами. 

Техническая 
система 
может 

изменяться 
путем 
внутреннего 

изменения своей структуры.

На рис. 1, а [1,2] представлена 

типичная история жизни технической 
системы. Точка А на графике –
рождение 
технической 
системы. 

Возникнув, 
техническая 
система 

далеко не сразу находит применение, 
она 
должна 
обрасти 
вспомо
гательными 
изобретениями 
более 

низкого 
уровня, 
чтобы 
быть 

осуществленной. После этого происходит быстрый рост показателя системы. 
Рост показателей системы связан также с вливанием средств, поскольку на 

Рис.1.1. Жизнь ТС: а - в виде роста 

показателя системы , б – в виде числа 

изобретений; в - в виде уровней  

используемых изобретений 

2
3

Время

Уровни 

изобретений

Конфликтный 

период

Время

Показатель системы

А    

Б

Время

1

2

Число изобретений

1

а

б

а