Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế và vận dụng trong việc phát triển các dòng sản phẩm điện thoại Blackberry

Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế và vận dụng trong việc phát triển các dòng sản phẩm điện thoại Blackberry

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

- -

BÀI THU HOẠCH

TRONG TIN HỌC

Đề tài: Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh,

sáng chế và vận dụng trong việc phát triển các dòng sản phẩm điện thoại Blackberry

Học viên thực hiện : NGUYỄN THỊ DIỆU ANH

MSHV : C1101064

Giảng viên hướng dẫn : GS TSKH Hoàng Văn Kiếm

MỞ ĐẦU

Con người - với khả năng tư duy sáng tạo không ngừng nghỉ, không giới hạn ngày càng chinh phục nhiều thách thức, vấn đề trong cuộc sống Sự thay đổi các chế

độ xã hội chung quy lại cũng từ sự thay đổi về công cụ và phương thức sản xuất, từ

đó đưa xã hội con người phát triển từng bước lên một bậc cao hơn

Ngành Tin học ra đời là một sự tất yếu phục vụ nhu cầu trao đổi lượng thông tin khổng lồ giữa người và người, giải quyết các bài toán mang tính đột phá và sáng tạo Những thành quả lĩnh vực CNTT mang lại có vai trò to lớn trong việc thúc đầy các ngành khoa học khác phát triển Hầu hết các lĩnh vực hiện nay đều ứng dụng CNTT, có thể nói CNTT đã là công cụ không thể thiếu để mang lại hiệu quả tối ưu, tiết kiệm thời gian và công sức, tạo ra giá trị lao động vượt bậc đối với công cuộc phục vụ nhu cầu đời sống con người

Vì vậy, việc nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực Tin học cần có phương pháp cụ thể để giải quyết các bài toán đặt ra có hiệu quả nhất Trong phạm vi bài thu hoạch này tôi xin trình bày các phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế và việc vận dụng nó trong quá trình phát triển dòng máy điện thoại BlackBerry - một sản phẩm trong lĩnh vực công nghệ

Chân thành cảm ơn GS – TSKH Hoàng Văn Kiếm, người Thầy đã tận tâm truyền đạt những kiến thức nền tảng và chia sẻ những kinh nghiệm quý báu, những bài học từ thực tế một cách sâu sắc Giúp chúng tôi nhìn nhận được vấn đề và tiếp cận khoa học công nghệ thông tin một cách có phương pháp, có tư duy Đồng thời, tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô thuộc Phòng Sau đại học - Trường Đại học Công nghệ thông tin đã tạo điều kiện giúp đỡ cho các học viên có điều kiện học tập, nghiên cứu thuận lợi nhất

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .2

I KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1 Khoa học .4

2 Nghiên cứu khoa học 4

3 Vấn đề khoa học 5

4 TRIZ .5

II CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ THEO KHOA HỌC VỀ PHÁT MINH, SÁNG CHẾ 1 Vepol và phân tích Vepol 7

2 Hệ thống các chuẩn 8

3 40 nguyên tắc sáng tạo 9

4 Mô hình hoá bài toán bằng Những người tí hon 11

5 Algorit giải các bài toán sáng chế 12

III VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CÁC DÒNG ĐIỆN THOẠI BLACKBERRY 1 Sơ lược về quá trình phát triển điện thoại Blackberry 13

2 Các nguyên tắc sáng tạo phát triển điện thoại Blackberry của RIM 15

IV KẾT LUẬN .20

TÀI LIỆU THAM KHẢO 21

I KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1 Khoa học

Khoa học là quá trình nghiên cứu nhằm khám phá ra những kiến thức mới, học thuyết mới,…về tự nhiên và xã hội Những kiến thức hay học thuyết này tốt hơn, có thể thay thế dần những cái cũ, không còn phù hợp

Khoa học bao gồm một hệ thống tri thức về quy luật của vật chất và sự vận động của vật chất, những quy luật của tự nhiên, xã hội và tư duy Hệ thống tri thức này hình thành trong lịch sử và không ngừng phát triển trên cơ sở thực tiễn

xã hội

Phân biệt hai hệ thống tri thức: Tri thức kinh nghiệm và tri thức khoa học

Tri thức kinh nghiệm: là những hiểu biết được tích luỹ qua hoạt động sống

hằng ngày trong mối quan hệ giữa con người với con người, con người với thiên nhiên Tri thức kinh nghiệm chưa đi sâu vào bản chất của sự vật hiện tượng, nhưng là cơ sở cho sự hình thành tri thức khoa học

Tri thức khoa học: là những hiểu biết được tích luỹ một cách có hệ thống nhờ

hoạt động nghiên cứu khoa học, các hoạt động này có mục tiêu xác định và sử dụng phương pháp khoa học Tri thức khoa học được tổ chức trong khuôn khổ các ngành và bộ môn khoa học như: triết học, sử học, kinh tế học, toán học, văn học,…và tin học

2 Nghiên cứu khoa học

Nghiên cứu khoa học là một hoạt động tìm kiếm, xem xét, điều tra, hoặc thử nghiệm Dựa trên những số liệu, tài liệu, kiến thức,…đạt được từ các thí nghiệm NCKH để phát hiện những cái mới về bản chất sự vật, về thế giới tự nhiên và xã hội, và để sáng tạo phương pháp và phương tiện kỹ thuật mới cao hơn, giá trị hơn

Nghiên cứu khoa học xuất phát từ nhu cầu nhận thức và cải tạo thế giới Bao gồm các chức năng cơ bản:

 Mô tả (định tính, định lượng)

 Giải thích (thuộc tính, nguồn gốc, quan hệ, …)

 Dự đoán

Nghiên cứu khoa học có những đặc điểm sau:

Nghiên cứu khoa học có các loại hình sau:

- Nghiên cứu cơ bản: phát hiện bản chất, quy luật Mang tính thuần tuý, định

hướng theo nền tảng và chuyên đề → phát minh

- Nghiên cứu ứng dụng: vận dụng các qui luật từ nghiên cứu cơ bản đến các

nguyên lý về giải pháp (công nghệ, vật liệu, tổ chức, quản lý…) → sáng chế

- Nghiên cứu triển khai (R&D): Các hình mẫu mang tính khả thi về kỹ thuật

theo 3 mức độ triển khai: Labo, Pilot, ∀

3 Vấn đề khoa học

Vấn đề khoa học, hay còn gọi vấn đề nghiên cứu hoặc câu hỏi nghiên cứu:

là câu hỏi được đặt ra khi người nghiên cứu đứng trước mâu thuẫn giữa tính hạn chế của tri thức khoa học hiện có với yêu cầu phát triển tri thức đó ở trình

 Không có vấn đề Không có nghiên cứu

 Giả vấn đề Không có vấn đề Không có nghiên cứu

Nảy sinh vấn đề khác Nghiên cứu theo hướng khác

4 TRIZ

Lý thuyết giải các bài toán sáng chế, tên tiếng anh là “Theory of inventive

problem solving” hay tên viết tắt quốc tế là TRIZ.Tác giả của TRIZ là nhà

sáng chế, nhà văn viết truyện khoa học viễn tưởng người Nga, ông Genrikh Saulovich Altshuller(1926 - 1998) Ông đã nghiên cứu và bắt đầu xây dựng

lý thuyết giải các bài toán sáng chế từ năm 1946

TRIZ được phương Tây đón nhận muộn màng nhưng ứng dụng của nó lại nhanh chóng và sâu sắc Hiện nay khá nhiều các công ty, tổ chức danh tiếng

sử dụng TRIZ để giải quyết các vấn đề của mình như: 3M, General Motors, Samsung, Intel, Kodak, Motorola

Trước TRIZ có rất nhiều công cụ thông dụng nhằm tư duy sáng tạo giải quyết vấn đề và ra quyết định Ví dụ: phương pháp não công (Brainstorming Method) được A Osborn đưa ra năm 1938; phương pháp các câu hỏi kiểm tra (Method of Control Question hoặc Checklist Method) gồm nhiều loại danh sách các câu hỏi kiểm tra do nhiều tác giả lập ra để giải quyết các vấn đề với những lĩnh vực tương ứng, vv… Tuy nhiên các phương pháp này chủ yếu dựa trên cách tiếp cận tâm lý hoặc kinh nghiệm TRIZ được nhiều tập đoàn, nhiều nhà sáng tạo, khoa học ưa chuộng và sử dụng bởi vì tính khoa học – công nghệ hoá lĩnh vực tư duy sáng tạo giải quyết vấn đề và ra quyết định, coi nó tương tự như các môn khoa học khác, như toán học, vật lý, hoá học, quản trị kinh doanh…

PGS.TSKH Phan Dũng (Giảng viên trường Đại học Khoa học tự nhiên) là

một trong những người Việt Nam có cơ hội tiếp cận và được GS Altshuller đào tạo về TRIZ, khoá học đầu tiên 1971 – 1973 Sau khi về nước, với những tâm huyết của mình thầy Phan Dũng đã nỗ lực không ngừng để phổ biến, quảng bá và đào tạo, đưa bộ môn khoa học mới mẻ này tới những người quan tâm trong nhiều ngành nghề, lĩnh vực Góp phần hữu ích không nhỏ cho những ai quan tâm, học tập, nghiên cứu và làm việc với khoa học sáng tạo Giờ chúng ta sẽ cùng tìm hiểu một số lý thuyết cơ bản về phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh sáng chế

II CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ THEO KHOA HỌC VỀ

PHÁT MINH, SÁNG CHẾ

1 Vepol và phân tích Vepol

Dựa trên hai khái niệm “sáng chế” và “phát minh”, các bài toán có thể phân thành hai loại:

 Các bài toán có mục đích thay đổi một hệ thống nào đó gọi là các bài

toán thay đổi hệ

 Các bài toán có mục đích phát hiện định tính, đo định lượng một đại

lượng (thông tin) của một hệ nào đó gọi là các bài toán phát hiện, đo hệ

a Bài toán thay đổi hệ:

Hệ thống cần được thay đổi gọi là “sản phẩm” và ký hiệu là C 1

Bộ phận làm việc trực tiếp tương tác với sản phẩm để tạo ra sự thay đổi

muốn có gọi là “công cụ” và ký hiệu là C 2

Trong trường hợp chung, năng lượng để cung cấp công cụ (C2) và sản phẩm (C1) tương tác với nhau, bao gồm cả năng lượng mang thông tin điều

khiển hoạt động của chúng gọi là “trường năng lượng”, ký hiệu là T

b Bài toán phát hiện, đo hệ:

Hệ thống cần được phát hiện, đo theo một đại lượng nào đó gọi là

“sản phẩm” và ký hiệu là C 1

Bộ phận thu thông tin về đại lượng quan tâm, bộ phận biến đổi thông tin đầu vào thành thông tin đầu ra và bộ phận cung cấp năng lượng điều khiển các bộ phận khác hoạt động được tạo thành hệ thống phát hiện, đo và được

gọi là “công cụ”, ký hiệu là C 2

Năng lượng mang thông tin cuối cùng, tương hợp với năm giác quan của con người phản ánh đại lượng cần phát hiện, đo của sản phẩm gọi là

“trường” và kí hiệu là T

c Vepol

Trong trường hợp tổng quát thì Vepol là mô hình của hệ thống đơn giản nhất hoạt động trong thực tế gồm hai chất (C1, C2) và một trường T

 Đối với bài toán thay đổi hệ: T

 Đối với bài toán phát hiện, đo hệ:

T

Vepol là một thuật ngữ về tam giác kỹ thuật gọi là tam giác Vepol mô tả

mô hình kỹ thuật của bài toán theo chất và trường năng lượng Theo đó, mọi lời giải bài toán có thể biểu diễn thành hệ thống các Vepol

Phân tích Vepol là một bộ phận hợp thành của TRIZ, nghiên cứu các tính

chất, các hình thức biến đổi và phát triển của cấu trúc Vepol nhằm tăng năng suất, hiệu quả và tính định hướng của quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và

ra quyết định

Nhờ tính khái quát cao của Vepol và phân tích Vepol tạo nên công cụ mới giúp tìm nguyên nhân làm nảy sinh bài toán Nhờ tính khái quát cao nên các nhà nghiên cứu phát hiện được sự giống nhau giữa các bài toán thuộc lĩnh vực khác nhau và sự giống nhau của các lời giải bài toán đó Từ đó người ta đưa ra khái niệm “Chuẩn”, là tổ hợp đặc biệt mạnh của các thủ thuật dùng để giải một số dạng bài toán nhất định được gọi là các bài toán chuẩn

2 Hệ thống các chuẩn

Hệ thống các chuẩn là một trong những bộ phận hợp thành của TRIZ, dùng để giải các bài toán sáng chế Việc phân loại và hệ thống hoá các chuẩn được thực hiện dựa trên phân tích Vepol Có các loại chuẩn như sau:

a Chuẩn loại 1: Dựng và phá các hệ Vepol

b Chuẩn loại 2: Sự phát triển các hệ Vepol

c Chuẩn loại 3: Chuyển sang hệ trên và sang mức vi mô

d Chuẩn loại 4: Các chuẩn dùng để phát hiện, đo hệ thống

e Chuẩn loại 5: Các chuẩn dùng để sử dụng các chuẩn

3 40 nguyên tắc sáng tạo

Quá trình sáng tạo của con người diễn ra rất chậm và phải trải qua nhiều kiểm nghiệm, nhiều phép thử sai trong thực tế mới đưa ra được kết quả có giá trị cuối cùng Qua nghiên cứu hàng ngàn bằng độc quyền và bằng phát minh sáng chế, dựa trên kinh nghiệm riêng, GS Altshuller cùng các cộng sự của

ông đã đưa ra “40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản” giúp cho quá trình sáng tạo

rút ngắn thời gian lựa chọn và số lượng các phương án thử Các nguyên tắc này được hiểu là các thao tác tư duy đơn lẻ, có tính định hướng nhất định Sau đây là nội dung 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản:

9 Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ

10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ

11 Nguyên tắc dự phòng

12 Nguyên tắc đẳng thế

13 Nguyên tắc đảo ngược

14 Nguyên tắc cầu (tròn) hoá

15 Nguyên tắc linh động

16 Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”

17 Nguyên tắc chuyển sang chiều khác

18 Nguyên tắc sử dụng dao động cơ học

19 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ

20 Nguyên tắc liên tục tác động có ích

21 Nguyên tắc vượt nhanh

22 Nguyên tắc biến hại thành lời

23 Nguyên tắc quan hệ phản hồi

24 Nguyên tắc sử dụng trung gian

25 Nguyên tắc tự phục vụ

26 Nguyên tắc sao chép (copy)

27 Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt”

28 Thay thế sơ đồ cơ học

34 Nguyên tắc phân huỷ hoặc tái sinh các phần

35 Thay đổi thông số hoá lý của đối tượng

B1 Chọn đối tượng tiền thân (có thể có nhiều đối tượng tiền thân)

B2 So sánh đối tượng cho trước với đối tượng tiền thân

B3 Tìm “tính mới”

B4 Trả lời câu hỏi: “Nhờ nguyên tắc (hoặc tổ hợp nguyên tắc) nào người

giải có thể biến đổi các đối tượng tiền thân thành đối tượng cho trước?”

B5 Lặp lại các bước từ 1 đến 4 để tìm thêm các nguyên tắc có thể có từ đối tượng cho trước

B6 Sắp xếp các nguyên tắc một cách lôgic, phản ánh quá trình suy nghĩ

để có đối tượng cho trước

4 Mô hình hoá bài toán bằng Những người tí hon

a Phép tương tự cá nhân

Là một trong 4 phép tương tự do tác giả W Gordon và nhóm Synectics đưa ra để giải các bài toán sáng chế

Phép tương tự cá nhân (Personal Analogy – Tương tự chủ quan hay phép

nhập thân): Người giải tự biến mình thành đối tượng có trong bài toán để từ

góc độ đó tìm các ý tưởng bài toán

Theo cách này, người giải xem xét bài toán từ trong ra, phát hiện những nghĩa và giá trị mới, có ích Đối với các bài toán mà đối tượng không phải là người, khi người giải nhập thân vào thì sẽ thấy được góc độ tư duy, giác quan, hành động của đối tượng

Tuy nhiên, phép tương tự cá nhân có nhược điểm đối với những bài toán

mà ở đó người giải khi nhập thân khó tưởng tượng, khó thực hiện

b Những người tí hon

Để khắc phục những nhược điểm của phương pháp phép tương tự cá nhân, ông G.S Altshuller đã đề nghị biểu diễn đối tượng có trong các bài toán mà người giải cần nhập thân thành đông đảo những người tí hon với đầy đủ những ưu việt của con người lí tưởng và người giải đóng vao trò người tí hon chỉ huy, điều khiển, lãnh đạo những người tí hon khác Từ đó phát sinh ra ý tưởng giải các bài toán

 Những người tí hon là những người lý tưởng: thông minh, có kiến thức rộng, giàu xúc cảm, mình vì mọi người, tinh thần kỷ luật cao, khéo léo, nhanh nhạy và có nhiều khả năng kì diệu như chịu nóng, lạnh, axit,…

 Người giải là người tí hon chỉ huy cần trải qua các trạng thái, quá trình có trong bài toán như những người tí hon khác; quan sát những ngườ tí hon khác làm việc và lắng nghe họ; đưa ra các mệnh lệnh để tổ chức lại và điều khiển những người tí hon khác nhằm mục đích giải bài toán Là người chỉ huy lý tưởng

 Người tí hon chỉ huy (người giải) và những người tí hon khác tạo thàn một đội làm việc với nhau rất ăn ý, mỗi người vì mọi người, mọi người vì một người nhằm đạt mục đích nêu ra trong bài toán

c Chương trình giải bài toán theo phương pháp mô hình hoá bài toán bằng Những người tí hon

Trên cơ sở những người tí hon, ông G.S Altshuller đã xây dựng phương pháp “Mô hình hoá bài toán bằng những người tí hon” Chương trình gồm 6 bước:

1 Hiểu bài toán

2 Đề ra mục đích cần đạt

3 Biểu diễn những người tí hon ở trạng thái bài toán

4 Phát biểu các ý tưởng bằng ngôn ngữ của những người tí hon

5 Phiên dịch các ý tưởng thu được sang ngôn ngữ bình thường của người giải bài toán

6 Ra quyết định

Trong suốt quá trình cần lưu ý một số điểm:

 Hệ phải thay đổi ít nhất

 Sử dụng các nguồn dự trữ có sẵn trong hệ, đặc biệt các nguồn dự trữ không mất kinh phí

 Sử dụng tư duy hệ thống với không gian hệ thống, ít nhất “màn hình 9 hệ”

và hiệu ứng lan toả của hệ thống

5 Algorit giải các bài toán sáng chế

Algorit (Algorithm) là những chương trình mang tính định hướng, được

kế hoạch hoá, gồm nhiều bước tuần tự, được xây dựng nhằm thực hiện một công việc nào đó một cách hợp lý, tối ưu

Với những công việc quen thuộc, lặp đi lặp lại nhưng khi thực hiện vẫn nảy sinh các vấn đề, do vậy người thực hiện cần xây dựng Algorit thoả mãn theo định nghĩa nêu trên và cần được hoàn thiện theo thời gian để phù hợp hơn với yêu cầu bài toán

Tư duy sáng tạo chính là quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và đưa ra quyết định và là công việc chuẩn, do vậy cần phải thành lập Algorit cho lĩnh vực sáng tạo