Разработка и защита технических решений в строительстве

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Уральский федеральный университет  

имени первого президента России Б. Н. Ельцина

РАЗРАБОТКА И ЗАЩИТА 
ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ 

В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Екатеринбург
Издательство Уральского университета
2020

Рекомендовано методическим советом  
Уральского федерального университета  
для студентов вуза, обучающихся по направлению  
подготовки 08.04.01 — Строительство

Н. И. Фомин, Ю. Д. Лысова

Учебник

УДК 69.003.12(075.8)
ББК 38.2я73
Ф76

Серия «Учебник УрФУ» основана в 2017 году

Редакционная коллегия серии:
канд. техн. наук, доц. Е. В. Вострецова; канд. техн. наук, доц. З. В. Беляева; И. Ю. Плотникова (ответственный редактор серии)

Рецензенты:
кафедра «Строительное производство и теория сооружений» Южно-Уральского 
государственного университета (национального исследовательского университета), завкафедрой, канд. техн. наук Г. А. Пикус;
М. А. Орлов, д-р техн. наук, проф., научный руководитель Академии Модерн ТРИЗ 
(Берлин, Германия);
А. Х. Байбурин, д-р техн. наук, проф. кафедры «Строительное производство и теория сооружений» Южно-Уральского государственного университета (национального исследовательского университета) 

Научный редактор — д-р экон. наук, канд. физ.-мат. наук, доц. Д. Б. Шульгин

Фомин, Н. И.
Разработка и защита технических решений в строительстве : учебник / 
Н. И. Фомин, Ю. Д. Лысова ; Мин-во науки и высш. обр. РФ. — Екатеринбург : 
Изд-во Урал. ун-та. — 156 с. — (Учебник УрФУ).

ISBN 978-5-7996-3011-9

Учебник состоит из трех частей. Первая содержит необходимые сведения по основным способам изобретательского творчества. Вторая включает правила и рекомендации 
по оформлению заявок для выдачи патентов на изобретение и полезную модель. В третьей 
части на конкретных примерах представлено содержание заявок на патенты для различных областей строительства.
Учебник предназначен студентам бакалавриата и магистратуры направления «Строительство», а также молодым ученым и инженерам, работающим в строительной сфере.

Библиогр.: 35 назв. Табл. 13. Рис. 78.
УДК 69.003.12(075.8)
ББК 38.2я73

Иллюстрация на обложке подготовлена авторами издания

ISBN 978-5-7996-3011-9

Ф76

© Уральский федеральный
университет, 2020
© Фомин Н. И., Лысова Ю. Д., 2020

Оглавление

Вспомогательный указатель ............................................................................................. 5

Предисловие  ...................................................................................................................... 6

Глава 1. Основные способы изобретательства в строительстве ..................................7

Метод морфологического анализа ......................................................................................... 8

Пример применения морфологического анализа в строительстве ...........................10

Достоинства и недостатки морфологического анализа ...............................................12

Метод мозгового штурма ........................................................................................................13

Достоинства и недостатки мозгового штурма ...............................................................16

Метод структурного синтеза для создания новых решений. Классическая ТРИЗ ......17

Пример применения ТРИЗ в строительстве .................................................................. 28

Достоинства и недостатки ТРИЗ .....................................................................................32

Метод структурного синтеза для создания новых решений. Модерн ТРИЗ ................33

Принципиальный алгоритм решения изобретательской задачи (АРИЗ)  

в Модерн ТРИЗ ....................................................................................................................35

Применение Модерн ТРИЗ в строительстве на примере реинвентинга ранее  

выполненного решения по методу классической ТРИЗ  .............................................39

Достоинства и недостатки Модерн ТРИЗ .......................................................................41

Вопросы и задания к главе 1 ...................................................................................................41

Глава 2. Патентование объектов интеллектуальной собственности ......................... 43

Общие сведения об интеллектуальной собственности и ее патентовании .................44

Объекты патентного права и интеллектуальной собственности  ..............................44

Характеристика изобретения  ..........................................................................................46

Общий алгоритм выявления изобретения .....................................................................49

Характеристика полезной модели  ...................................................................................51

Этапы процесса получения патента  ................................................................................51

Требования и рекомендации по составлению заявки на выдачу патента ....................56

Состав заявки на выдачу патента  ...................................................................................56

Общие требования к оформлению заявки на выдачу патента  ..................................56

Требования к заявлению о выдаче патента  .................................................................. 58

Требования и рекомендации по составлению описания изобретения  ....................63

Требования и рекомендации по оформлению чертежей в заявке  ........................... 75

Требования и рекомендации по составлению реферата в заявке  ............................ 78

Требования и рекомендации по составлению формулы изобретения .......................... 79

Виды формул и их элементы  ............................................................................................ 79

Общая последовательность составления формулы изобретения  .............................81

Общие рекомендации и возможные ошибки при составлении формулы  

изобретения .........................................................................................................................84

Вопросы и задания к главе 2 .................................................................................................88

Глава 3. Заявки на выдачу патентов ............................................................................... 89

Изобретение: способ ..............................................................................................................90

Изобретение: устройство .......................................................................................................96

Изобретение: способ и устройство  ....................................................................................107

Изобретение: система диагностики ....................................................................................116

Полезная модель: инструмент  ........................................................................................... 126

Полезная модель: конструктивный элемент .................................................................... 136

Полезная модель: устройство ............................................................................................144

Список библиографических ссылок  ............................................................................152

Вспомогательный указатель

На светло-голубом фоне размещена историческая справка.

Черным полужирным текстом выделены важные термины главы.

Синим полужирным текстом выделены ссылки на схему или другой иллюстративный материал, следующий за выделенным текстом.

Цифрами в рамках в документе обозначены номера комментариев, 
следующих за этим документом.

1

В синих угловых рамках размещены авторские комментарии и отступления.

На голубом фоне (в карточках противоречий и схемах) размещены авторские комментарии 
и отступления.

Синими
голубыми
и
плашками обозначены примеры решения задач и рубрика

«Достоинства и недостатки»

В синих карточках размещены различные пункты и их содержание.

Заголовок пункта

Заголовок шаблона или патента

В таком шаблоне размещены шаблоны и примеры патентов.

Предисловие 

Согласно данным Роспатента [1], за последние пять лет количество технических решений в области строительства и горного дела, защищаемых патентами 
на изобретение, не превышает 2250 единиц в год. Так, в 2018 году это значение 
составило 2241 единицу. При этом количество решений, защищаемых патентами 
на полезную модель, в течение пяти лет постепенно сокращается с 1684 единиц 
в 2014 году до 1107 единиц в 2018 году. Для огромной отрасли, которая по праву 
является одним из локомотивов развития страны, этого явно недостаточно.
Успешное развитие отечественного строительства требует целенаправленного 
совершенствования профессиональных компетенций, связанных с решением 
производственных и научных задач методами инженерного творчества. Эффективность таких специалистов существенно возрастает, если им удается не только 
получить приемлемое решение, но и защитить его соответствующим патентом.
Издание призвано не только изложить возможности основных способов изобретательства в строительной сфере, но и снабдить читателя необходимыми сведениями и информационными шаблонами для самостоятельного составления 
заявки на получение патента. Для наглядности также представлено несколько 
авторских заявок с комментариями.
Учебник предназначен студентам, обучающимся по направлению «Строительство» (квалификации: бакалавр, специалист и магистр техники и технологии). 
Кроме этого, учебник будет полезен аспирантам по направлению «Техника и технологии строительства», а также инженерам-строителям, которые занимаются 
решением нестандартных профессиональных задач.

Благодарим д-ра экон. наук, директора центра интеллектуальной собственно
сти УрФУ Д. Б. Шульгина за методическую поддержку и существенные замечания 
к учебному материалу в целях повышения его качества.
Выражаем глубокую благодарность рецензентам за полезные замечания 
и рекомендации, высказанные при рецензировании рукописи.

Глава 1. Основные 
способы изобретательства 
в строительстве

Глава 1. Основные способы изобретательства в строительстве

Метод морфологического анализа

Морфологический анализ (метод морфологического анализа), также называемый методом морфологического ящика, – метод решения задач, основанный 
на подборе возможных решений для отдельных частей задачи (так называемых 
морфологических признаков, характеризующих устройство) и последующем 
систематизированном получении их сочетаний (комбинировании).
Основная цель метода – создать условия, расширяющие область поиска 
новых идей и решений проблемы исходя из особенности строения (морфологии) 
совершенствуемого объекта [2].

Историческая справка 

Метод создан в 30-е годы XX века Фрицем Цвикки (Fritz Zwicky), швейцарским астрофизиком, 

преподавателем Калифорнийского технологического института.

Цвикки так описал свой метод: «Цель морфологического исследования – увидеть перспек
тиву полного «поля знаний» о предмете. Это может быть поле материальных объектов, поле 

явлений или поле отношений, концепций, идей или теорий».

Известность метод получил в 1942 году для решения технических задач в области ракетных 

разработок (США) [2].

Цвикки подготовил целую серию публикаций, в которых описал разработанный им метод. 

Одной из таких работ является книга «Открытие, изобретение, исследование через морфологи
ческий подход», опубликованная в 1969 году.

Обложка книги «Открытие, 

изобретение, исследование 

через морфологический 

подход», 1969 год [4] 

Cогласно рекомендациям Цвикки реализация метода делится на пять этапов [2], последовательность которых можно представить в виде схемы.

 Фриц Цвикки (Fritz Zwicky)

1898–1974 годы [3]

Этап I. Выбрать объект и точно сформулировать проблему (задачу)

Посмотрите, какие объекты подобного назначения известны и какими могут быть такие 
объекты. Исследуйте проблему.
Основная рекомендация на этом этапе: максимально точная формулировка цели морфологического исследования, возможно, переформулировка или уточнение цели.

Основная рекомендация: никаких оценок вариантов не следует проводить до полного 
оформления морфологического множества.

Этап III. Составить таблицу (матрицу решений), содержащую 
все возможные решения заданной проблемы 

Осями таблицы являются выбранные характеристики и их соответствующие функции.

Основная рекомендация: для каждой строки морфологической таблицы проверить, 
являются ли частные варианты реальными и альтернативными решениями поставленной 
задачи.

Этап IV. Проанализировать полученные сочетания решений 

В клетках таблицы, на пересечении осей, образуются различные варианты решения 
задачи (технической системы).

Этап V. Выбрать и реализовать наилучшие решения

При анализе задач «на устройство» под параметром следует понимать функциональный 
узел этого устройства, при анализе задач «на способ» – операцию, осуществляющую 
достижение той или иной целевой функции.
Основная рекомендация: все параметры должны быть примерно равнозначными с точки 
зрения поставленной цели.

Этап II. Выявить основные характеристики (морфемы)  
объекта исследования и составить их список

Метод морфологического анализа