Методы инженерного творчества

В.И. Аверченков 

Ю.А.Малахов 

МЕТОДЫ 

ИНЖЕНЕРНОГО 

ТВОРЧЕСТВА 

Учебное пособие 

5-е издание, стереотипное

Рекомендовано учебно-методическим объединением 

по образованию в области автоматизированного машиностроения 

в качестве учебного пособия 

для студентов высших учебных заведений 

Москва 

Издательство «ФЛИНТА» 

2021

УДК 621.002(075.8)
ББК  34 
         А19 

Н а у ч н ы й   р е д а к т о р 

В.Б. Ильицкий 

Р е ц е н з е н т ы: 

кафедра «Механическая технология древесины» 

Брянского технологического института; 

А.Т. Тищенко 

Аверченков В.И. 

А19     Методы инженерного творчества : учеб. пособие / В.И. Аверченков, 
Ю.А. Малахов. – 5-е изд., стер. – Москва : ФЛИНТА, 2021. – 78 с. – 
ISBN 978-5-9765-1268-9. – Текст : электронный.

Рассмотрены 
вопросы 
повышения 
активизации 
творческого

процесса человека за счет применения методов инженерного творчества, 
приведена их классификация. Раскрыты вопросы теории технического
творчества, ее применение при постановке и решении изобретательских
задач. Предложены рекомендации начинающему изобретателю по
составлению заявки на изобретение. Имеются обучающие примеры и
задачи для самостоятельного решения. 

Учебное пособие предназначено для студентов всех форм обучения

специальности 120100 – «Технология машиностроения», 120200 – 
«Металлорежущие 
станки 
и 
инструменты», 
а 
также 
может

использоваться инженерно-техническими работниками. 

УДК 621.002(075.8)
ББК  34 

ISBN 978-5-9765-1268-9 
© Аверченков В.И., Малахов Ю.А., 2016
© Издательство «ФЛИНТА», 2016 

- 3 
ОГЛАВЛЕНИЕ 

П Р Е Д И С Л О В И Е.................... ..............................………………… 4 
В В Е Д Е Н И Е..............................................................…..…………….. 5 

Глава 1. ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНОГО ТВОРЧЕСТВА ………………… 6 

1.1. Виды инженерной деятельности...................………………… 6 
1.2. Требования к инженерной деятельности .....………………… 9 
1.3. Теория творчества и ее применение.............………………… 13 
1.4. Постановка и анализ творческих задач........………………… 19 
1.5. Классификация методов инженерного творчества ………… 
22 

Глава 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЕКТНЫХ СИТУАЦИЙ… 25 

2.1. Формулирование задач поиска технических решений 
……. 25 

2.2. Поиск литературы...........................................………………… 25 
2.3. Интервьюирование потребителей.................………………… 26 
2.4. Анкетный опрос..............................................………………… 26 
2.5. Накопление и свертывание данных..............………………… 27 

Глава 3. МЕТОДЫ ПОИСКА НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИИ 28 

3.1. Метод «проб и ошибок» ................................………………… 28 
3.2. Метод эвристических приемов .....................………………… 30 
3.3. Метод контрольных вопросов.......................………………… 40 
3.4. Методы мозговой атаки .................................………………… 41 
3.5. Синектика........................................................………………… 45 
3.6. Морфологический анализ..............................………………… 48 
3.7. Алгоритм решения изобретательских задач ………………… 51 
3.8. Метод десятичных матриц ............................………………… 55 

Глава 4. МЕТОДЫ АНАЛИЗА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ 
…… 58 

4.1. Контрольные перечни ....................................………………… 58 
4.2. Функционально-стоимостной анализ технических объектов . 59 
4.3. Выбор метода проектирования………………………………. 61 

Глава 5. ОСНОВЫ ПАТЕНТОВЕДЕНИЯ...................………………… 63 

5.1. Открытия и изобретения: Основные понятия. Стратегия  

изобретательской деятельности................................................ 63 

5.2. Поиск патентной информации......................………………… 65 
5.3. Оформление заявки на выдачу патента на изобретен……… 
67 

5.4. Рекомендации изобретателю.........................………………… 71 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ И РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 76 
ПРИЛОЖЕНИЕ …………………………………………..……..……….. 77 

- 4 
 
ПРЕДИСЛОВИЕ 

Предмет «Основы инженерного творчества», введенный сравнительно недавно в ряде 

высших учебных заведений, является нетрадиционным курсом. Если большинство учебных 
курсов, начиная с математики, механики и кончая специальными дисциплинами, дают знания и 
навыки решения четко определенных инженерных задач (например, вычисление объема тела 
сложной формы, расчета вала на прочность, выбор технологического оборудования и другие), то 
курс по методам инженерного творчества призван давать знания и прививать навыки в постановке 
и решении изобретательских задач, возникающих в процессе проектно – конструкторских 
разработок при техническом освоении новых изделий, их эксплуатации, ремонте и так далее. 

Целью данного учебного пособия является ознакомление студентов с методами инженерного 

творчества, формирование у них знаний, умений и навыков по использованию методов поиска 
новых технических решений, активизирующих творческую деятельность разработчиков новой 
техники и технологии применительно к машиностроению. 

Учебное пособие включает введение, пять глав, приложение. Первая глава посвящена 

вопросам теории технического творчества, в ней дается описание основных видов инженерной 
деятельности: 
изобретательства, 
проектирования 
и 
конструирования; 
приводится 

классификационная схема методов инженерного творчества. 

Во второй, третьей и четвертой главах подробно рассмотрены методы проектирования и 

активизации инженерного творчества, позволяющие системно изучить проектную ситуацию, 
исследовать структуру проблемы и обеспечить новаторский подход к решению поставленной 
задачи с последующей ее оценкой. Показана возможность выбора наиболее эффективного метода 
проектирования при поиске новых технических решений. В пятой главе раскрыты общие вопросы 
патентоведения, описаны стратегия изобретательской деятельности и порядок проведения 
патентных исследований, даны рекомендации начинающему изобретателю по составлению заявки 
на изобретение. 

По 
тексту 
учебного 
пособия 
приводятся 
обучающие 
примеры 
и 
задачи 
для 

самостоятельного решения. В конце учебного пособия даются ответы по отдельным задачам. 

Изучая это учебное пособие, вы сможете улучшить свои способности в решении творческих 

задач. 

Как работать с учебным пособием? Рекомендуется сначала бегло прочитать все учебное 

пособие в целом, чтобы иметь полное представление об изучаемом материале. Но при этом не 
торопитесь смотреть ответы задач! Затем на основе общей теории творчества приступайте к 
поочередному углубленному изучению рассматриваемых методов проектирования и активизации 
творческого процесса. В этом вам помогут приведенные поясняющие примеры и задачи для 
самостоятельного решения, многие из которых взяты в работах [8,15]. Как показал опыт их 
решения обучающимися, они позволяют развить творческие способности человека. 

После изучения отдельных глав проверьте свои знания по контрольным вопросам. Стремитесь 

подобрать для себя наиболее подходящие приемы, методы решения творческих задач и 
углубляйте их знание. 

Особое внимание в пособии обращается на примеры решения изобретательских задач в 

области технологии машиностроения. С этой целью приведен целый ряд изобретений, авторами 
которых являются ученые и специалисты Брянского института транспортного машиностроения. 

Высшей ступенькой освоения материала учебного пособия является умение из поставленной 

перед вами проблемы сформулировать конкретную задачу и решить ее с использованием 
предложенных методов инженерного творчества и практических советов, оформив свою идею 
заявкой на изобретение. 

В учебном пособии по тексту приведены высказывания и отдельные мысли изобретателей, 

писателей, 
философов, 
выдающихся 
инженеров, 
затрагивающих 
вопросы 
творческой 

деятельности человека. 

Авторы выражают большую признательность и благодарность инженеру – программисту 

Мерзляковой Татьяне Викторовне за огромную помощь в подготовке и оформлении учебного 
пособия. 

- 5 
                                                        ВВЕДЕНИЕ 

Человек рождается не для того, чтобы  
влачить печальное существование в 
бездействии, а чтобы работать над 
великим и грандиозным делом. 

Н. Энкельманн 

Процесс развития 
человеческого общества на земле – это история создания и 

совершенствования различных изделий и технологий, в основе, которой лежит изобретательская 
деятельность человека. Путь, который прошло человечество от технологии добывания и 
применения огня, возникшей примерно 100 тысяч лет назад, лука и стрел с кремниевыми 
наконечниками, появившихся около 10 тыс. лет назад, до токарного станка, телевизора, 
вычислительной машины, космического аппарата и искусственного сердца – все это результат 
удивительного мучительного и величественного процесса, называемого творчеством [15]. Так, до 
создания современного велосипеда было подано 100 тысяч изобретений, легкового автомобиля – 1 
миллион изобретений. 

Понятие «техника» тесно связано с понятием «инженер», что в переводе с латинского означает 

«творить», «создавать», «внедрять». То есть инженер – это, прежде всего творец новых 
прогрессивных технических идей и решений. Начиная с середины XX века, отмечается особенно 
высокий рост объема работ по инженерному творчеству (за каждые 10 лет он возрастает не менее 
чем в 10 раз). В связи с этим возрастают требования к подготовке инженерных кадров, развитию у 
них навыков самостоятельного технического творчества, системного анализа технико – 
экономических проблем, умение находить эффективные решения. 

Следует также отметить, что в условиях роста цен на сырье и энергоресурсы увеличение 

выпуска продукции при снижении ее себестоимости возможно, в частности, за счет 
совершенствования производства, оснащения его новым, более эффективным, производительным 
оборудованием. Поэтому одним из требований к современному инженеру является умение 
пользоваться богатством информации для изыскания новых более совершенных технических 
устройств, проявление изобретательских способностей. Кроме этого, отсутствие у инженера или 
научного работника знаний в области изобретательской деятельности приводит к значительному 
снижению эффективности их труда, а иногда к потере приоритета нашей страны в новых 
разработках. 

Патентные 
исследования 
способствуют 
повышению 
эффективности 
научно 
– 

исследовательских, опытно-конструкторских и проектно – конструкторских работ и создают 
предпосылки для научно обоснованного планирования этих работ, освоения в производстве 
технических новинок, предотвращения дублирования разработок, а также обеспечивают правовую 
защиту конкурентоспособных технических решений и осуществление эффективных патентнолицензионных операций. 

- 6 
Глава 1. ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНОГО ТВОРЧЕСТВА 

Благо людей в жизни, 

а жизнь – в работе. 

Н. Энкельманн. 

1.1. ВИДЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ. 

Основными 
видами 
творческой 
деятельности 
инженера 
является 
изобретательство, 

проектирование и конструирование, которые находятся в определенном соотношении между 
собой. В соответствии с тремя видами продуктов любой деятельности – предметы (материальные 
вещи) в пространстве, процессы во времени и идеи в сознании – можно рассматривать три 
основных продукта инженерной деятельности: принцип, систему (или схему) машины и ее 
конструкцию. Первый этап инженерной деятельности составляет создание общего плана, то есть 
творчество, дающее идею, замысел (общий принцип систем данного типа) – это акт 
изобретательский. Второй этап – выработка из этого плана полной схемы или системы, модели 
(представления) машины, отвлеченной от вещественной формы, – собственно проектировочный. 
Третий этап – разработка схемы детально до рабочих чертежей включительно – состоит в 
конструировании деталей, отдельных частей машины, окончательной их выработке. Это 
собственно конструкторский акт. Здесь отрабатывается один из выработанных на предыдущем 
этапе конструктивных вариантов системы (машины). 

Структурная схема развитой инженерной деятельности показана на рис. 1. [14]. 
Изобретательство. Во время изобретательской деятельности на основе научных знаний и 

технических достижений создаются новые принципы действия, способы реализации этих 
принципов или конструкции инженерных объектов или же отдельных их компонентов. Сложности 
в изготовлении, конструировании и техническом обслуживании существующих технических 
систем, а также необходимость в принципиально новых инженерных объектах требует создания 
соответствующих изобретений, закрепляемых в виде патентов, авторских свидетельств и так 
далее. 

Этот вид инженерной деятельности мы рассмотрим более подробно в следующих разделах 

учебного пособия. 

Лучшее наслаждение, самая высокая радость жизни - чувствовать себя близким 

и нужным людям. 

- 7 
Рис.1. Структура развитой инженерной деятельности 

Инженерное проектирование. Проектировать – это творить, создавать что-то новое. 

Инженерное проектирование – это непрерывный процесс, в котором научная и техническая 
информация используются для создания новой системы, нового устройства или процесса, 
приносящих обществу определенную пользу. 

Умение проектировать – это одновременно и наука и искусство. 
Так, науку проектирования можно постигнуть путем систематических занятий, накопления 

опыта и решения проблем. Как искусство, проектирование требует полной отдачи от тех, кто 
стремится овладеть им. 

Проектирование предшествует конструированию и представляет собой поиск научно 

обоснованных, технически осуществимых и экономически целесообразных инженерных 
решений. 
Результатом 
проектирования 
является 
проект 
разрабатываемого 
объекта. 

Проектирование –это выбор некоторого способа действия, в частном случае – это создание 
системы как логической основы действия, способной решать при определенных условиях и 
ограничениях поставленную задачу. Проект анализируется, обсуждается, корректируется и 
принимается как основа для дальнейшей разработки. В отличие от изобретательской 
деятельности проектирование связано с конструктивной разработкой общего расположения 
(схемы) машины и формы ее деталей, а затем с проведением расчетов и вычислений. Для 
правильного проектирования недостаточно знания одной лишь теории. Здесь необходимы: 

1. Некоторый практический навык (быть знакомым с существующими конструкциями и уметь 

в них разбираться критически). 

2. Знание методов изготовления деталей в производстве и условий работы построенной 

машины в обычной практической обстановке. 

3. Умение конструктора приспосабливаться к производственным условиям при массовом 

способе изготовления деталей. 

4. Умение конкретно воплощать свои идеи в виде конструктивного чертежа, что невозможно 

без развития способности ясного пространственного представления проектируемых частей 
машины во всей их полноте. 

- 8 
Процесс проектирования характеризуется этапами и стадиями разработки: НИР – научно
исследовательская разработка; 

ТЗ – техническое задание; 
АП – аванпроект (техническое предложение); 
ЭП – эскизное проектирование; 
ТП – техническое проектирование; 
РП – рабочее проектирование. 
Различные стадии проектирования отличаются друг от друга объемом выполняемых работ и 

подробностью описания объекта. Кривая М (рис.2) качественно характеризует зависимость объема 
работ описания объекта от стадии разработки, а кривая Т – зависимость трудоемкости 
проектирования на стадии разработки. Таким образом, если при проектировании главными целями 
является сокращение трудоемкости и сроков разработки, то целесообразнее автоматизировать 
последние стадии проектирования (ТП, РП). 

С другой стороны, технико – экономические характеристики проектируемого объекта Z 

определяются главным образом на начальных стадиях разработки (НИР, ТЗ, АП). Кривая Z (рис. 
2) показывает степень влияния решений, принимаемых на различных стадиях, на техникоэкономические характеристики изделия. Поэтому если при автоматизации проектирования 
преследуются цели повышения качества и эффективности разрабатываемого изделия, то наряду с 

автоматизацией заключительных стадий разработки должны 
быть автоматизированы и начальные стадии. 
Это приводит к необходимости создания комплексной 
системы автоматизированного проектирования. 

Продукт проектировочной деятельности в отличие от 

конструкторской  выражается лишь в специфической 
знаковой форме – в виде текстов, чертежей, графиков, 
расчетов, модели в памяти ЭВМ и так далее. И это сближает 
ее с научной деятельностью. Результат же конструкторской 
деятельности должен быть обязательно материализован в 
виде опытного образца, с помощью  которого уточняются 
расчеты, приводимые в проекте, и конструктивно
технические характеристики проектируемого инженерного объекта и составляются рабочие 
чертежи и техническая документация для его изготовления на производстве. 

Конструирование. Недостаточно только сформулировать новую идею, принцип инженерного 

объекта, необходимо сделать новую машину рабочей, способной к долгосрочной службе. Задача 
конструктора – воплощать проекты в жизнь, превращая отвлеченную мысль в реальную 
конструкцию машины, сообразно требованиям жизни. Даже самые глубокие и блестящие проекты 
могут оказаться бесплодными, если нет материалов и инструментов для создания всех частей 
машины. 

При конструировании создается конкретная, однозначная конструкция изделия. Конструкция – 

это устройство, взаимное расположение частей и элементов какого-либо предмета: машины, 
прибора, определяется его назначением. Конструкция предусматривает способ соединения, 
взаимодействие частей, а также материал, из которого отдельные части (элементы) должны быть 
изготовлены. В процессе конструирования создается изображение и виды изделия, рассчитывается 
комплекс размеров с допускаемыми отклонениями, выбирается соответствующий материал, 
устанавливаются требования к шероховатости поверхностей, технические требования к изделию и 
его частям, создается техническая документация. При конструировании уточняются все 
инженерные решения, принятые при проектировании. Создаваемая в процессе конструирования 
техническая документация должна обеспечить перенос всей конструкторской информации на 
изготавливаемое изделие и его рациональную эксплуатацию. 

На основе опытного, единичного образца, в котором инженер-изобретатель установил 

Любой талант раскрывается только в результате деятельности