 |
РУБРИКИ |
Технический менеджмент - (лекции) |
РЕКОМЕНДУЕМ |
||
|
Технический менеджмент - (лекции)p>Х - химическое поле (взаимодействие) с использованием химических реакций,Э - электрическое поле (электростатическое, поле постоянного и переменного электрического тока), М - магнитное поле постоянного магнита или электрического тока... ---------¬ ---------¬ ---------¬ ¦форсиро- ¦ ¦комплексно-¦ ¦неполный+---->¦ полный +--->¦сложный +--->¦ванный +--->¦форсирован-¦ ¦ веполь ¦ ¦ веполь ¦ ¦ веполь ¦ ¦ веполь ¦ ¦ный веполь ¦ L--------- L--------- L--------- L---------- L----------- 0 Форсирование достигается развитием связей и активизацией элемен тов веполя путем дробления, динамизации, структурирования веществ и полей, согласования ритмики, использования более управляемых полей. Примеры веполей На любом этапе развития вепольная система может образовать би- и полисистемы, а также переходить на микроуровень : ---------------------------------------------------------------------¬ ¦ надсистема ( образование би- и полисистем ) ¦ L---T--------------T-------------T-------------T---------------T----- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -----+---¬ -----+---¬ -----+---¬ -----+----¬ ------+-----¬ ¦неполный+---->¦ полный +--->¦сложный +--->¦форсиро- ¦ ¦комплексно-¦ ¦ веполь ¦ ¦ веполь ¦ ¦ веполь ¦ ¦ванный +--->¦форсирован-¦ L----T---- L----T---- L----T---- ¦ веполь ¦ ¦ный веполь ¦ ¦ ¦ ¦ L----T----- L-----T----- ----+--------------+-------------+-------------+---------------+-----¬ ¦ М И К Р О У Р О В Е Н Ь ¦ L-------------------------------------------------------------------- 0 ¦¦Стандарты - это правила синтеза и преобразования ТС вытекающие ¦¦из законов развития ТС. Именно поэтому их применение гарантирует ¦¦не только получение высокоэффективных решений, но и прогноза ¦¦дальнейшего развития ТС. В отличие от приемов решения ТП, которые указывают довольно об ширную область нахождения решения, стандарты указывают конкретные действия по улучшению работоспособности ТС. Кроме того, стандарты дают сочетание приемов на основе физического эффекта. Все стандарты нацеле ны на преодоление ТП и ФП или, в крайнем случае, на их обход. Основные особенности стандартов заключаются в том, что : - в их состав входят не только приемы, но и физические эффекты, - они выстроены в определенной последовательности, соответствующей ЗРТС, - система стандартов направлена на устранение ТП и ФП, типичных для задач данного класса. В настоящее время принята система 77 стандартов, которая разбита на пять классов: 1. 1. 1. Построение веполя : если дан объект, плохо поддающийся нужным изменениям, и условия задачи не содержат ограничений на введение ве ществ и полей, то задачу решают синтезом веполя, вводя недостающие элементы : П Другой пример (а. с. 283885) : способ деаэрации порошкообразных ве ществ ОТЧСЦ интенсификации процесса, деаэрацию производят под действи ем центробежных сил. П Еще пример (а. с. 461722) : спиленное дерево (В1) и гравитационное поле (П) не образуют веполя : нет вещества, поэтому поле не обрабаты вает дерево. Согласно а. с. падающее дерево встречает на своем пути но жевое устройство, которое срезает сучья К этому же стандарту : для дозированной подачи сыпучих и жидких ве ществ их наносят ровным слоем на легкоудаляемый материал (т. е. перехо дят от одного вещества к двум, а потом основу удаляют полем - механи ческим, химическим или тепловым). Другой пример : для выполнения операций с тонкими или хрупкими, или легкодеформирующимися объектами эти объекты соединяют с твердым и прочным веществом, которое затем удаляют полем (растворением, испаре нием и т. д. ). 1. 1. 2. Если дан плохо изменяемый веполь, в который можно вводить до бавки, задачу решают переходом (постоянным или временным) к внутренне му комплексному веполю, вводя в В1 или В2 добавки, которые улучшают управляемость веполя. Пример : (а. с. 265068) способ проведения массообменных процессов с вязкой жидкостью, которую предварительно газируют. Другой пример : введение в вещество люминофора для обнаружения неплотностей в корпусе сосуда (агрегата холодильника). 1. 1. 3. Если имеется плохо управляемый веполь и вводить добавки нельзя, то задачу решают переходом (постоянным или временным) к внешнему комп лексному веполю, присоединяя к В1 или В2 внешнее вещество В3, которое улучшает управляемость веполя. Пример : если в агрегат холодильника нельзя вводить люминофор внутрь, то вещество-обнаружитель может быть расположено на наружной поверхности агрегата (а. с. 311109). 1. 1. 4. Если дан плохо управляемый веполь и вводить добавки в В1 и В2 или присоединять В3 нельзя, то веполь достраивают, используя в качес тве В3 имеющуюся внешнюю среду. Пример : саморазгружающаяся баржа (а. с. 163914) ОТЧСЦ повышения устойчивости баржи после разгрузки и опрокидывания баржа выполнена с балластной килевой цистерной, имеющей отверстия в наружных стенках. Нужно иметь тяжелый киль и нельзя его иметь. Выход : сделать киль из воды. В воде он ничего не весит, а при крене баржи он оказывается в воздухе и приобретает вес. К этому же стандарту : если нужно менять вес движущегося тела, а менять его нельзя, то телу надо придать форму крыла и, меняя форму крыла, получить дополнительную силу, направленную вверх или вниз. Примеры : в скоростном автомобиле нужна сила, направленная вниз, а при спуске корабля в воду - сила, направленная вверх. 1. 1. 5. Если внешняя среда не содержит веществ для построения веполя по стандарту 1. 1. 4, то необходимо заменить внешнюю среду, разложить ее или ввести в нее добавки. Пример : (а. с. 796500) в опорном узле скольжения смазку (внешняя среда) газируют, разлагая ее электролизом. 1. 1. 6. Если трудно обеспечить необходимый минимальный (дозированный, оптимальный) режим работы, то нужно использовать максимальный режим, а избыток убрать. При этом избыток поля убирают веществом, а избыток ве щества - полем. Пример : (а. с. 242714) для получения тонкого слоя краски на изде лие наносят избыточное покрытие, опуская его в краску, а затем его вращают, и центробежные силы сбрасывают избыток краски. 1. 1. 7. Если нужен максимальный режим действия на вещество, а он недо пустим, надо направить максимальное действие на другое вещество, свя занное с первым. Пример : (а. с. 120909) При изготовлении предварительно напряженно го железобетона для растяжения железных стержней их нагревают до 700__o__‘. ‘в “м ¬®¦® ЈаҐў вм в®“мЄ® ¤® 400__o__‘, Ё зҐ ® ®в¦ЁЈ Ґвбп Ё 㬥ми Ґв Їа®з®бвм. ЏаҐ¤“®¦Ґ® ЈаҐў вм Ґа бе®¤гҐ¬л© ¦ а®Їа®зл© бвҐа¦Ґм, Є®в®ал© ®в ЈаҐў 㤓ЁпҐвбп Ё ў в Є®¬ ўЁ¤Ґ ᮥ¤ЁпҐвбп б Їа®ў®“®Є®©. Ће“ ¦¤ пбм, бвҐа¦Ґм гЄ®а зЁў Ґвбп Ё а бвпЈЁў Ґв е®“®¤го Їа®ў®“®Єг. 1. 1. 8. …б“Ё 㦥 Ё§ЎЁа ⥓м®-¬ ЄбЁ¬ “мл© аҐ¦Ё¬ (¬ ЄбЁ¬ “мл© аҐ¦Ё¬ ў ®ЇаҐ¤Ґ“Ґле §® е ЇаЁ б®еа ҐЁЁ ¬ЁЁ¬ “м®Ј® ०Ё¬ ў ¤агЈЁе §® е), Ї®“Ґ ¤®“¦® Ўлвм : “ЁЎ® ¬ ЄбЁ¬ “мл¬ - в®Ј¤ ў места, где нужно минимальное действие, вводят защитное вещество, либо минимальным - тогда в места, где необходимо максимальное действие, вводят В, дающее локальное поле, например, термитные составы или ВВ. Примеры : (а. с. 264619) для запайки ампулы с лекарством горелку включают на максимальный режим, а избыток пламени отсекают, погрузив корпус ампулы в воду; (а. с. 743810) в зазор между свариваемыми деталями закладывают экзотермическую смесь, выделяющую при сварке тепло... В этот подкласс входят стандарты на разрушение веполей и устране ние или нейтрализацию вредных связей в них. Наиболее сильная идея это го подкласса - использование имеющихся ВПР. Примеры : (а. с. 937726) при взрывном уплотнении стенок скважины взрывные газы приводят к образованию трещин в стенках. Предложено оку тать шнуровой заряд оболочкой из пластилина : давление передается, трещин нет; (а. с. 724242) предложить способ гибки ошипованной трубы на радиус меньше ЗДн трубы. Ответ: шипы при намотке погружают в слой эластичного материала, например, полиуретана; (а. с. 880889) существует способ упаковки и консервации изделий со сложно-рельефной поверхностью окунанием их в расплав полимера. Предложить способ, облегчающий осво бождение от упаковки. Ответ: перед окунанием в расплав на изделие на носится подслой, содержащий парообразующее вещество. 1. 2. 2. Устранение вредной связи введением видоизмененных В1 и (или)В2. Вепольная формула та же самая. Если между двумя веществами возникают напряженные (полезное и вредное) действия, а использовать посторонние вещества нельзя, вводят между двумя веществами третье, являющееся их видоизменением. В част ности, В3 может быть "пустотой", пузырьками, пеной и т. д. Примеры : (а. с. 416062) предложить способ предупреждения кавитаци онной эрозии гидродинамических профилей, например, подводных крыльев, покрытие их защитным слоем. Ответ: для снижения гидродинамического сопротивления профиля защитный слой создают беспрерывным намораживани ем на поверхность корки льда; (а. с. 483154) предложить способ транспо ртирования пульпы по трубопроводу, снижающий износ стенок трубопрово да. Ответ: наружную стенку охлаждают до образования на внутренней по верхности слоя замороженной пульпы; (а. с. 553309) при осаждении метал лов электролизом из водных растворов необходимо отделять осадок (про - 2 дукцию) от катода (инструмента). Трудоемкая операция - "сдирка". От вет: между катодом и слоем металла вводят прослойку - легкообразующую ся, электропроводную, легкоразрушающуюся: губчатый слой того же ме талла, который образуется при предельном токе. 1. 2. 3. Оттягивание вредного действия : для устранения вредного дейс твия поля на вещество вводится второй элемент, оттягивающий на себя вредное действие поля. Примеры : (а. с. 152492) для защиты подземных кабельных линий от повреждений морозобойными трещинами в грунте заранее прорывают узкие прорези в стороне от кабеля. Или : для защиты труб от разрывов при за мораживании в трубу вставляют пластмассовую вставку (шланг). Замерзая, вода расширяется и сдавливает мягкую вставку, а труба остается целой. 1. 2. 4. Противодействие вредным связям с помощью П2. Когда в веполе между В1 и В2 возникает сопряженное действие, причем взаимодействие В1 и В2 необходимо сохранить, задачу решают переходом к двойному веполю, в котором П1 дает полезное действие, а П2 нейтрализу ет или преобразует в полезное второе действие. Примеры : (а. с. 755247) для опыления цветок обдувают воздухом, но цветок от ветра закрывается. Предложено раскрывать цветок воздействием электростатического поля; (а. с. 589482) автоматическая система с обрат ной связью возбуждает в фундаментных опорах колебания, равные по вели чине, но противоположные по направлению колебаниям от работы техноло гического оборудования. Для разрушения веполя с магнитным полем применяют физэффекты, "отклю чающие" ферромагнитные свойства вещества, например, при ударе или наг - 3 Примеры : (а. с. 397289) способ контактной приварки с помощью фер ропорошков, которые перед подачей в зону сварки нагревают до точки Кю ри, чтобы они не выталкивались магнитным полем. 2. 1. Переход к сложным веполям - цепным и двойным. При этом появ ляются новые качества и улучшается управляемость ТС. 2. 1. 1. Цепные веполи. Для повышения эффективности вепольной системы од ну из частей веполя превращают в независимо управляемый веполь с обра зованием цепного веполя. Примеры : (а. с. 428119) устройство для заклинивания содержит клин и клиновую прокладку с нагревательным элементом, ОТЧСЦ облегчения раз борки клиновая прокладка выполнена из двух частей, одна из которых легкоплавная; (а. с. 1052351) сборный инструмент с корпусом из двух вту лок с натягом. Для гарантии натяга втулки выполнены из материалов с разными коэффициентами линейного расширения. Перемещение центра тяжести системы обеспечивают введением в объ ект вещества, управляемо движущегося внутри объекта и вызывающего пе ремещение центра тяжести ТС. Примеры : (а. с. 271763) самоходный кран с подвижным противовесом; (а. с. 329441) качающийся дозатор имеет ковш и противовес. Когда ковш заполняется, дозатор наклоняется и выливает жидкость. Однако дозатор слишком рано поднимается : ковш опорожняется не полностью. В про тивовесе делают канал со стальным шаром, который смещает центр тяжести противовеса и удерживает ковш дозатора в наклонном состоянии; - 4 (а. с. 508427) трактор с подвижным центром тяжести для работы на крутых склонах. Цепной веполь можно образовать и при развертывании связей в вепо ле. В этом случае связь В1----В2 встраивается в звено П2----В3 : П1 П1 П2 (Патент Англии 824047) : муфта для передачи вращения с одного ва ла на другой содержит два ротора один внутри другого с магнитной жид костью в зазоре между роторами. При включении наружного электромагнита магнитная жидкость твердеет и передает усилия с вала на вал. 2. 1. 2. Двойные веполи. Для повышения эффективности плохо управляемого веполя без замены его элементов строят двойной вепооль путем введения второго поля, хорошо управляемого. Пример : (а. с. 275331) способ регулирования расхода жидкого метал ла, в котором гидростатический напор поддерживают в отверстии постоян ным вращением металла электромагнитом. Общая идея шести стандартов этого подкласса - увеличение эффектив ности веполей форсированным использованием имеющихся ВПР. 2. 2. 1. Переход к более управляемым полям: замена гравитационного поля механическим, механического - электрическим и т. д. Пример : (а. с. 989386) способ определения поверхностного натяжения жид кости методом максимального давления, при котором силу тяжести заменя ют центробежной силой, вращая капилляр, из которого выдавливается кап ля. 2. 2. 2. Дробление В2 : эффективность системы может быть повышена путем увеличения степени дробления вещества, играющего роль инструмента. - 5 Стандарт 2. 2. 2. отражает одну из основных закономерностей разви тия ТС - измельчение инструмента или его части, взаимодействующей с изделием. Примеры : воздушная подушка, якорь-морозильник, сетка газоочистки. 2. 2. 3. Переход к капиллярно-пористым веществам - особый случай дробле ния по линии : (сплошное вещество -6 сплошное вещество с одной по лостью -6 сплошное вещество со многими полостями -6 капиллярно-пористое В -6 капиллярно-пористое В со структурой пор). Увеличивается возмож ность размещения в полостях жидкого В и использования физических эффе ктов. Примеры : (а. с. 243177) - устройство для передачи усилий от опоры копра на фундамент в виде плоского замкнутого сосуда с жидкостью; (а. с. 878312) - огнепреградитель из легкоплавких гранул, 2. 2. 4. Динамизация: эффективность вепольной системы может быть повыше на путем перехода к более гибкой, быстро меняющейся структуре системы: /\ /\ Динамизация В2 идет по линии : разделение на шарнирные части -6 много шарниров -6 гибкое В2. Динамизация П идет переходом от постоянного П к импульсному. Пример : (а. с. 324990) опору для шпалерных насаждений в виде стол ба с проволокой выполняют шарнирной для осеннего пригибания ветвей. - 6 Эффективную динамизацию ТС можно получить, используя фазовые пе реходы или эффект "памяти формы": сигнализатор оттаивания вечной мерз лоты, компенсатор для натяжения проводов на ЛЭП. 2. 2. 5. Структуризация полей : эффективность вепольной системы можно повысить переходом от полей однородных или неупорядоченных к полям не однородным или имеющим определенную структуру. Примеры : (а. с. 715341) для быстрого смешивания порошков их заря жают разноименным электричеством и перемещают в неоднородном электри ческом поле. Для придания определенной структуры веществу процесс следует вес ти в поле, имеющем требуемую для В структуру : Пример : а. с. 536874) способ профилирования прутков наложением на заго товку УЗ-колебаний с пучностями и узлами, соответствующими выступам и впадинам профиля. 2. 2. 6. Структуризация веществ : эффективность вепольной системы повы шают переходом от веществ однородных или неупорядоченной структуры к веществам неоднородным или имеющим определенную пространственную структуру. Пример : (а. с. 713146) в способе изготовления пористых огнеупоров для создания направленной пористости используются выгорающие шелковые нити. Многослойные сосуды вместо монолитных. Стандарты этого подкласса предусматривают изменения частот, раз меров, массы - достижение нового эффекта при минимальных изменениях системы. 2. 3. 1. Согласование ритмики П и В1(или В2) : ритмики поля с ритмикой (собственной частотой) изделия. Примеры : (а. с. 614794) массаж синхронно с ударами сердца в ванне; (а. с. 317797) ослабление угольного пласта импульсами с частотой, равной частоте собственных колебаний пласта. 2. 3. 2. Согласование ритмики П1 и П2 в сложных вепольных системах. Примеры : (а. с. 865391) способ обогащения тонкоизмельченных магнитных руд синхронным воздействием бегущим магнитным полем и вибрациями; (а. с. ) : способ разборки двух цилиндров импульсным током и током соленоида. 2. 3. 3. Согласование несовместимых или ранее независимых действий : ес ли изменение и измерение несовместимы, то одно действие осуществляют в паузах другого. Пример : (а. с. 778981) способ электрохимической обработки деталей им пульсным током с индукционным прогреванием их в паузах между импульса ми рабочего тока. 2. 4. 1. "Протофеполи" : эффективность вепольной системы может быть по вышена путем использования ферромагнитного вещества и магнитного поля. П Пмаг В этом стандарте ферромагнетики предполагаются не в измельченном состоянии, это еще не феполь, а "полуфеполь". Пример : (а. с. 794113) способ укладки дренажа с заделкой стыков труб фильтрующим материалом ОТЧСЦ устранения взаимного смещения труб по верхность труб и фильтрующий материал покрывают слоем ферромагнетика и намагничивают. 2. 4. 2. Феполи : эффективность вепольной системы повышают увеличивая степень дробления феррочастиц по линии : гранулы - порошок - мелкодис персионные частицы или дробления вещества по линии : твердое вещество - зерна - порошок - жидкость. Переход к феполям можно рассматривать как совместное применение стандартов 2. 4. 1. и 2. 2. 1. Вообще все феполи повторяют развитие веполей в стандартах 2. 1 -2. 3. Они выделены в отдельную группу только из-за своего практического значения - феполи отличаются очень высокой управ ляемостью и эффективностью. Пример : (а. с. 708108) способ временного перекрытия трубопровода путем закачки в качестве герметизирующего тампона дисперсионного ферромагне тика. 2. 4. 3. Эффективность феполей повышают используя магнитные жидкости коллоидные феррочастицы, взвешенные в керосине, силиконе или воде. Стандарт 2. 4. 3. можно рассматривать как предельный случай развития по стандарту 2. 4. 2. Пример : (а. с. 438829) заглушка в виде стакана под уплотнитель с элект ромагнитной катушкой, а уплотнитель - ферромагнитная жидкость. 2. 4. 4. Эффективность феполей повышают использованием капиллярно-порис той структуры. Пример: (а. с. 1013157) устройство для пайки в виде магнитного цилиндра, покрытого слоем ферромагнитных частиц - удаляет излишки припоя и од новременно подает флюс из внутренней полости цилиндра. 2. 4. 5. Если замена вещества феррочастицами невозможна, то переходят к феполю вводя добавки в одно из веществ. Пример : (а. с. 751778) способ переноса немагнитных деталей электромаг нитом путем засыпки в них мягких магнитных сыпучих материалов. 2. 4. 6. Если нельзя заменять вещество и вводить добавки, то феррочасти - 3 цы вводят во внешнюю среду и, меняя магнитным полем параметры среды, управляют системой. Пример : (а. с. 469059) способ гашения механических колебаний перемеще нием ферромагнитного элемента между полюсами электромагнита в среде магнитной жидкости с изменением напряженности поля пропорционально амплитуде колебаний. Если применяют поплавки, можно менять кажущуюся плотность жидкос ти, вводя в нее феррочастицы и действуя магнитным полем. 2. 4. 7. Управляемость фепольной системы повышают использованием физэф фектов. Например, используя частицы с определенной точкой Кюри. 2. 4. 8. Эффективность фепольной системы повышают ее динамизацией, т. е. переходом к гибкой, меняющейся структуре Пример : (а. с. 792080) имитация почвы для испытания рабочих органов сельхозмашин : вводят в почву феррочастицы и регулируют напряженность электромагнитного поля. 2. 4. 9. Структуризация магнитного поля : переход от однородного или неупорядоченного к неоднородному или упорядоченному полю. Примеры : (а. с. 545479) магнитная формовка термопластов пуаксоном из ферропорошка с использованием теплового поля, превышающего в местах наибольшей вытяжки точку Кюри; Пример: (а. с. 587183) способ получения ворса на термопластическом мате риале : вводят в поверхностный слой феррочастицы, затем нагревают до плавления и вытягивают их электромагнитом. 2. 4. 10. Повышение эффективности фепольной системы согласованием ритми ки. Пример : (а. с. 698663) вибромагнитная сепарация материала путем синхро низации реверса вращающегося магнитного поля с вибрациями. 2. 4. 11. Эполи - системы, в которых вместо ферромагнитных частиц дей ствуют и взаимодействуют токи. Пример : (а. с. 1033417) способ захвата и удержания металлических немаг нитных изделий пропусканием через них электротока в направлении, пер пендикулярном магнитным силовым линиям. 3. 1. 1. Системный переход 1а - объединение системы с другой системой в би- или полисистему. (а. с. 722624) : перемещение слябов по рольгангу пакетом с целью сохранения тепла до подачи в клеть. (Пат. США 3567547) : тонкие стеклянные пластинки при механической обработке склеивают в моноблок. 3. 1. 2. Повышение эффективности би- и полисистем развитием связи эле ментов в этих системах. Ужесточение связей между тремя подъемными кранами, поднимающими один груз и динамизация связей между корпусами катамарана. 3. 1. 3. Системный переход 1б - повышение эффективности увеличением раз личия между элементами системы по линии : одинаковые - со сдвинутыми характеристиками - разные - противоположные (инверсионные). Пример - многослойные сосуды : одинаковые слои - с разными меха ническими характеристиками (сдвинутые) - с разной коррозионной стой - 5 костью - с противоположными коэффициентами теплопроводности. 3. 1. 4. Повышение эффективности свертыванием би- и полисистем прежде всего сокращением вспомогательных систем. (а. с. 111144) : холодильный костюм спасателя, в котором холодиль ная и дыхательная системы (жидкий кислород) объединены в одну. 3. 1. 5. Системный переход 1в - повышение эффективности распределением несовместимых свойств между системой и ее частями. (а. с. 510350) : рабочая часть тисков для зажима деталей сложной формы : каждая часть твердая, а в целом зажим податливый и может ме нять форму. 3. 2. 1. Системный переход 2 : повышение эффективности переходом с макро на микроуровень 5 систему или ее часть заменяют веществом, способным во взаимодействии с полем выполнять требуемое действие. 4. 1. 1. Вместо обнаружения или измерения изменить ТС так, чтобы отпала необходимость в этом. (а. с. 471395) : индукционная печь с тигелем из материала с точкой Кюри равной заданной температуре. 4. 1. 2. Заменить непосредственную операцию над объектом операциями над его копией или снимком. Измерение бревен по снимку. Контроль числа просверленных отверс тий по желтому изображению и синему эталону : на зеленом фоне возника ют желтые (недосверлено) или синие (лишние отверстия) пятна. 4. 1. 3. Перевод задачи на последовательное обнаружение изменений. Контроль глубины оттаивания грунта. 4. 2. 1. Если невепольная система плохо поддается обнаружению или изме - 6 рению, достраивают простой или двойной веполь с полем на выходе. П' (а. с. 269558) : обнаружение момента начала кипения жидкости изме рением ее электрического сопротивления : пузырьки его резко увеличива ют. 4. 2. 2. Если система (или ее часть) плохо поддается обнаружению или из мерению, преходят к внутреннему или внешнему комплексному веполю, вво дя контролируемые добавки. (а. с. 110314) : способ определения фактической площади контакта поверхностей окрашиванием поверхностей люминисцентной краской. 4. 2. 3. Если нельзя вводить добавки в объект, то их вводят во вненшнюю среду, по изменению состояния которой судят об изменении объекта. (а. с. 260249) : контроль износа двигателя по количеству "стершего ся" металла, которое поступает в масло : предложено в масло добавлять люминофоры - металлические частицы гасят их свечение. 4. 2. 4. Если добавки нельзя вводить и во внешнюю среду, то их получают, изменяя саму среду разложением или изменением агрегатного состояния. Измерение скорости потока введением искусственной кавитации. 4. 3. Форсирование измерительных веполей. 4. 3. 1. Использование физэффектов для повышения эффективности обнаруже ния изменений в ТС, в веполе. (а. с. 170739) : исчезновение люминисцентных свойств у некоторых веществ в присутствии очень небольшого количества влаги. В частности, желательно, чтобы вещества в веполе образовывали термопару. (а. с. 715838) : подшипник скольжения, в котором термопара образо вана обоймой и корпусом. 4. 3. 2. Использование резонанса измеряемого объекта : если нет возмож ности пропустить сквозь ТС поле, то измеряют изменение частоты возбуж денных резонансных колебаний. (а. с. 271051) : способ измерения массы вещества в резервуаре путем возбуждения в системе жидкость-корпус резонансных колебаний и измере ния изменения их частоты. 4. 3. 3. Измерение изменения частоты возбуждаемых колебаний в объекте, связанном с ТС (например, во внешней среде). (а. с. ) : способ измерения количества вещества в кипящем слое по измерению амплитуды автоколебаний газа над кипящим слоем. 4. 4. 1. Переход от веполей с немагнитными полями к "протофеполям" - ве ществам с магнитными свойствами. (а. с. 222892)) : обнаружение герметизируемых отверстий в подводной части корабля с помощью магнитных заглушек и магнитометра. 4. 4. 2. Переход к феполям заменой одного из веществ ферромагнитными частицами (или добавкой частиц). (а. с. 754347) : гидроразрыв пласта производят введением жидкости - 8 под давлением в горную породу. Для контроля за распространением жид кости в нее вводят ферропорошок и производят магнитный каротаж. 4. 4. 4. Введение феррочастиц во внешнюю среду, если нельзя вводить их в вещество. Например, для изучения характера волн, обтекающих модель корабля, в воду вводят ферропорошок. 4. 4. 5. Использование физэффектов для повышения эффективности фепольной системы (точка Кюри, эффкеты Гопкинса и Баркгаузена). Точка Кюри - температура, после которой магнитные свойства падают, Эффект Гопкинса - в районе точки Кюри незначительное изменение температуры вызывает резкое изменение магнитной проницаемости. Эффект Баркгаузена - скачкообразное нарастание магнитных свойств при плавном изменении магнитного поля. (а. с. 115128) : способ измерения температуры индуктивным датчиком, при котором магнитопровод разогревают до температуры, близкой к точке Кюри. (а. с. 504944) : способ измерения усилия, при котором изменяется микроструктура - изменение микроструктуры переводится в электрический сигнал, в котором регистрируют число скачкообразных изменений микрост руктуры. 4. 5. 1. Эффективность измерительной системы на любом этапе развития мо жет быть повышена переходом к бисистеме и полисистеме. Измерение температуры тела маленького жука-долгоносика : собирают много жуков и измеряют обычным термометром. 4. 5. 2. Измерительные системы развиваются в направлении : измерение функции - измерение 1 производной функции - измерение 2 производной функции. (а. с. 998754) : способ определения НС горного массива, при котором измеряют не электросопротивление породы (как раньше), а скорость изме нения электросопротивления. 5. 1. 1. Обходные пути. Если нужно ввести в систему вещество, а это зап рещено условиями задачи или по условиям работы ТС, то используют об ходные пути : АС 245425 : тензометрическую сетку внутри модели из прозрачного материала делают из тонких медных нитей. Чтобы они не искажали поле напряжений, их удаляют кислотой - возникают цилиндрические каналы. 2. Вместо вещества вводят поле. АС 500464 : для измерения степени вытяжки нити на ходу на нее на носят электрические заряды и измеряют изменение линейной плотности за ряда. АС 360540 : для измерения толщины стенок керамического сосуда в него заливают жидкость с высокой электропроводностью, подводят к ней один электрод, а снаружи - другой электрод омметра. 5. Малые дозы обычной добавки располагают концентрировано в от дельных частях объекта. Чтобы сделать полимер электропроводным в нем располагают ферро частицы в виде отдельных нитей. АС 458422 : способ бесконтактной магнитной ориентации полых дета лей предварительным введением внутри них ферромагнитного тела. 7. Вместо объекта используют его копию (модель), в которую допус тимо введение добавок. АС 499577 : способ получения множества сечений в наборе моделей с помощью горизонтальной поверхности жидкости, введенной в прозрачную модель. 8. Добавку вводят в виде химического соединения, из которого она затем выделяется. АС 345761 : для пластификации поверхности древесины аммиаком в процессе работы поверхности трения пропитывают солями (NH4)2CO3, кото рые разлагаются при температуре от трения. 9. Добавку получают разложением внешней среды или самого объекта (например, электролизом или изменением агрегатного состояния). 5. 1. 2. "Раздвоение" вещества : если ТС плохо поддается нужным измене ниям и нельзя заменять инструмент или вводить добавки, то вместо инс трумента используют изделие, разделяя его на части, взаимодействующие друг с другом. Примеры : раздвоение потоков газов, жидкости или порошков при сушке, получении порошков, при сжигании; использование встречных или разнои менно заряженных потоков. 5. 1. 3. Самоустранение отработанных веществ : введенное в ТС вещество, отработав, должно исчезнуть или стать частью системы или внешней среды. При индукционной плавке окиси бериллия (или алюминия) в качестве проводника вводят металлический бериллий, который обеспечивает прием индукционного поля и нагрев окиси, а, сгорая, превращается в окись бе риллия (или алюминия). АС 013709 : корпус льдохранилища из теплоизоляционного материала в виде тугоплавкого льда из смели воды с метаном. 5. 1. 4. Введение больших количеств вещества. Если нужно ввести большое количество вещества, а это недопустимо, то используют "пустоту" в виде надувных конструкций или пены. АС 320102 : перемещение аварийных самолетов с помощью надувных емкостей, которые устанавливают на тележках под крыльями. 5. 2. 1. Использование полей по совместительству : если в вепольную сис тему надо ввести поле, следует использовать уже имеющееся поле. Закрутка потока жидкости и газа в вихревом парогенераторе. 5. 2. 2. Введение полей из внешней среды : следует использовать поля, имеющиеся во внешней среде. АС 414354 : удаление влаги с проезжей части моста тягой от эжек тора, опущенного в реку. 5. 2. 3. Использование веществ в качестве источников полей : если нельзя ввести поле по ст. 5. 2. 1. и 5. 2. 2. , то используют поля, источниками ко торых являются вещества, имеющиеся в ТС или внешней среде. АС 356489 : систему обрабатываемая деталь - резец можно исполь зовать как термопару для измерения температуры резания. 5. 3. 1. ФП1 : замена фаз. Эффективность применения вещества без введе ния добавок повышается заменой фазового состояния имеющегося вещества. АС 252262 : энергоснабжение пневмосистем в шахтах на основе сжи женного (а не сжатого ) газа. 5. 3. 2. ФП2 : двойственное фазовое состояние обеспечивается использо ванием веществ, способных изменять фазовое состояние в зависимости от условий работы. Парокомпрессионные холодильные установки : газ сжимают компрессо ром, он конденсируется, поступает в камеру с низким давлением, где ки пит с поглощением тепла и т. д. 5. 3. 3. ФП3 : использование явлений, сопутствующих ФП для повышения эф фективности ТС. АС 601192 : устройство для перемещения мороженых грузов с опорными элементами в виде кусков льда для снижения трения за счет таяния. 5. 3. 4. ФП4 : переход к двухфазному состоянию для обеспечения двойс твенных свойств системы. Патент США 3589468 : глушение шума инструмента с помощью пены : она проницаема для инструмента и непроницаема для звука. Пена - это жидкость + газ. 5. 3. 5. Взаимодействие фаз : эффективность ТС, полученных по ст. 5. 3. 4. повышают введением взаимодействия (физического или химического) между частями или фазами ТС. АС 224743 : двухфазное рабочее тело для холодильников из газа и мелкодисперсионного порошка, который является сорбентом, т. е. обладает поглотительной способностью. 5. 4. 1. Самоуправляемые переходы : если объект должен периодически находиться в разных физических состояниях, то переход следует произво дить самим объектом за счет использования обратных физических превра щений (например, фазовых переходов, ионизации-рекомбинации, диссоциа ции-ассоциации). АС177497 : молниеотвод в виде газоразрядной трубки сам включается при попадании молнии : газ ионизируется, становится проводником, а по том ионы сами рекомбинируют и молниеотвод не проводит тока и не дает радиотени. 5. 4. 2. Усиление поля на выходе : поле приводится в состояние близкое к критическому, энергия запасается в веществе, а входной сигнал играет роль "спускового крючка". АС 416586 : испытание на герметичность по пузырькам в жидкости, которую держат в состоянии перегрева для повышения чувствительности. 5. 5. 1. Получение частиц вещества разложением вещества более высокого структурного уровня. АС 741105 : способ создания в/д водорода электролизом водородосо держащих соединений в герметичном сосуде. 5. 5. 2. Получение частиц вещества соединением (достройкой, объединени ем) частиц более низкого структурного уровня. АС 314493 : для снижения гидродинамического сопротивления при движении судов применяли высокомолекулярные составы. Это связано с большим расходом полимеров. Предложено создавать комплексы из молекул воды действием электромагнитного поля. 5. 5. 3. При применении ст. 5. 5. 1. простейший путь - разрушение ближайше го вышестоящего "целого" уровня, а при применении ст. 5. 5. 2. простейший путь - достройка ближайшего нижестоящего "нецелого" уровня. АС 177497 : молниеотвод - см. выше. Из схемы видно, что мы ознакомились - я не говорю "изучили" или "освоили". Слова "освоить" или "усвоить" имеют корень "свой" т. е означают "сделать своим", а для этого нужно иметь желание это сделать. Если я это желание разбудил - честь мне и хвала, если нет - я не достиг поставленной цели. Итак мы ознакомились с четырьмя основными элементами ТРИЗа: Законами развития технических систем, приемами устранения ТП, ве польным анализом, системой стандартов. Частично мы познакомились и с фондом физических эффектов. Следует отметить, что решение мо жет возникнуть на любом этапе использования ТРИЗ, но всегда по лезно все же рассмотреть все возможные варианты, используя ТРИЗ полностью. Итак, анализ задачи, использование приемов и стандартов не привели к идее решения задачи. Тогда обращаются к алгоритму реше ния изобретательских задач (АРИЗ). В настоящее время, когда ТРИЗом занимается большая армия исследователей, возникло множество вариантов АРИЗов. Я познакомлю вас с вариантом, который считается пока наиболее эффективным и компактным: АРИЗ-85-В. АРИЗ - инструмент для мышления, а не вместо мышления. Нельзя спешить (срываясь в МПиО), следует тщательно обдумывать формули ровку каждого шага, обязательно записывать на широких полях все соображения, возникающие по ходу решения задачи. Взглянем на АРИЗ с высоты птичьего полета. Он содержит 9 частей: Все части алгоритма взаимосвязаны, часто возникает необходи мость возврата или использования результатов предыдущих частей. Основная цель первой части - переход от расплывчатой изобре тательской ситуации к четкой и предельно простой схеме (модели) задачи. ШАГ 1. 1. Записать условия мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме: ТС для (указать назначение) включает (перечислить основные элементы ТС). ТП1 - (указать). ТП2 - (указать). Необходимо при минимальных изменениях в ТС (указать результат, который должен быть получен). В дальнейшем все шаги АРИЗа будут сопровождаться примечания ми, которые имеют сквозную нумерацию. Примечания являются содежа тельной частью АРИЗа. Все шаги сопровождаются конкретными приме рами. Пример. ТС для приема радиоволн включает антенну радиотелескопа, радиоволны, молниеотводы, молнии. ТП1: если молниеотводов много, они надежно защищают антенну от молний, но поглощают радиоволны. ТП2: если молниеотводов мало, то заметного поглощения радиоволн нет, но антенна не защищена от молний. Необходимо при минимальных изменениях обеспечить защиту антенны от молний без поглощения ра диоволн. (В этой формулировке следует заменить "молниеотвод" сло вами "проводящий стержень" "проводящий столб" или просто "провод ник") 1. Мини-задачу получают из изобретательской ситуации вводя огра ничения: все остается без изменений или упрощается, но при этом появляется требуемое действие (свойство) или исчезает вредное действие (свойство). Переход от ситуации к мини-задаче не означает перехода к ре шению небольшой задачи. Наоборот, требование получить результат "без ничего" ориентирует на обострение конфликта и заранее отре зает путь к компромиссным решениям. 2. При записи шага 1. 1 следует указать не только технические час - 3 ти системы, но и природные, взаимодействующие с техническими. В рассматриваемом примере такими природными частями ТС являются молнии и принимаемые радиоволны. 3. Технические противоречия (что это такое) составляют записывая одно состояние элемента системы: что в нем хорошо и что плохо, а затем противоположное состояние того же элемента с оценкой, что хорошо и что плохо. Когда в условиях задачи дано только изделие (ТС нет), то ТП получают рассматривая условно два состояния изделия, хотя одно из них заведомо недопустимо. Например дана задача: "Как наблюдать невооруженным глазом микрочастицы в прозрачной жидкости, если они так малы, что свет обтекает их? " ТП1: "Если частицы малы, то жидкость остается опти чески чистой, но частицы ненаблюдаемые". ТП2 вроде бы исключается по условиям задачи - изделие менять нельзя! Так и есть, но ТП2 дает дополнительно требование к изде лию: маленькие частицы оставаясь маленькими должны стать большими. 4. Термины, относящиеся к инструменту, к изделию и внешней среде, необходимо заменять простыми словами для снятия психологической инерции. Потому, что термины: - навязывают старые представления о технологии работы инструмента: "ледокол" колет лед, "якорь"- цепляется зубьями; - затушевываются особенности веществ в задаче: "опалубка" - это не просто "стенка", а "железная стенка"; - сужают представления о возможных состояниях вещества: "краска" тянет к жидкому или твердому, а может быть и газообразное. ШАГ 1. 2. Выделить и записать конфликтующую пару: изделие и инс трумент. Если инструмент может иметь два состояния, то надо ука зать оба состояния. Если есть пары однородных взаимодействующих элементов, то достаточно взять одну пару. Пример: Изделия - молния и радиоволны. Инструмент - проводя щие стержни. 6. Инструмент - это элемент, который непосредственно воздействует - 4 7. Один из элементов может быть сдвоенным: или два инструмента одновременно действуют на изделие, мешая друг другу - или два из делия должны обрабатываться одним инструментом и мешают друг дру гу. 8. В таблице приведены схемы типичных конфликтов. Можно использо вать и нетабличные схемы, если они отражают лучше сущность конф ликта. 9. Двухзвенные схемы следует сводить к однозвенным, если считать Б изменяемым изделием или перенести на Б основное свойство А. 2. Сопряженное действие (нагрев сухого вина для испарения спирта) 10. Конфликт рассматривают не только в пространстве, но и во вре мени. Пример - опыление цветов ветром, который закрывает лепест ки. 11. После шагов 1. 2 и 1. 3, уточняющих формулировку задачи, необ ходимо вернуться к шагу 1. 1. ШАГ 1. 4. Выбрать из двух схем конфликта (А и Б) ту, которая обес печивает наилучшее выполнение ГПП (главного производственного процесса). Указать ГПП. Пример о радиоволнах: ГПП - прием радиоволн. Поэтому выбираем ТП2: в этом случае стержни не вредят радиоволнам. 12. АРИЗ требует обострения, а не сглаживания конфликта. Поэтому выбрав одно из двух противоположных состояний инструмента (мало стержней), мы "вцепляемся" в него и добиваемся возникновения по ложительного эффекта, присущего противоположному состоянию инс трумента (молнии хорошо отводятся). 13. В задачах на измерение надо учитывать, что ГПП - это ГПП всей измерительной системы, а не ее измерительной части. ШАГ 1. 5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов. При конфликте "много элементов" -" мало элементов", " мало элементов" усиливают - " ноль элементов". Пример. В ТП2 вместо "малого количества проводников" - "от сутствующий проводник". ШАГ 1. 6. Записать формулировку задачи, указав 1) конфликтную па ру, 2) усиленную формулировку конфликта, 3) что должен делать вводимый для решения задачи икс-элемент (что он должен сохранить, что должен устранить, улучшить и т. д. ) Пример. Даны отсутствующий проводник и молния. Отсутствующий проводник не создает помех, но не обеспечивает защиту от молний. Икс-элемент должен не создавая помех обеспечить защиту от молний. Примечания. 14. В модели задачи выделены только два элемента - остальные под - 7 разумеваются. В этом условность модели задачи. В нашем примере это проводник и молния. 15. После шага 1. 6. возвращаемся к шагу 1. 1. для проверки логики построения модели задачи. Желательно в схемах конфликта указать икс-элемент. 16. Икс-элемент - не обязательно новая вещественная часть системы. Это некое изменение системы, икс вообще. Например, изменение тем пературы системы или агрегатного состояния ее части или внешней среды. ШАГ. 1. 7. Применить систему стандартов для решения модели задачи. Если задача не решена, перейти ко второй части АРИЗ. Если задача решена, можно перейти к 7 части АРИЗ. 17. Анализ по первой части АРИЗ и построение модели проясняет за дачу и позволяет увидеть стандартные черты в нестандартных зада чах, эффективно использовать систему стандартов. Цель второй части АРИЗ - учет имеющихся ресурсов: пространства, времени, вещества, полей. 18. В простейшем случае ОЗ - это пространство, в пределах которо го возникает конфликт, указанный в модели задачи. Пример. В задаче об антенне ОЗ - пространство, ранее занима емое молниеотводом: "пустой" стержень, "пустой" столб. 19. ОВ - имеющиеся ресурсы времени: конфликтное время Т1 и время до конфликта Т2. Конфликт может быть устранен (предотвращен) во время Т2. ШАГ 2. 3. Определить вещественно-полевые ресурсы (ВПР) рассматри ваемой системы, внешней среды и изделия. Составить список ВПР. Примечание. 20. ВПР - это вещества и поля, имеющиеся или легко получаемые. ВПР бывают трех видов : 2. Внешнесистемные (конкретной среды или общие для любой среды) 3. Надсистемные (отходы посторонней ТС или "копеечные"- дешевые посторонние элементы). При решении мини-задачи желательно получить результат при минимальном расходовании ВПР, используя их последовательно по ви дам. При развитии полученного ответа (решении макси-задачи) надо использовать максимум ВПР. 21. Изделия - неизменяемый элемент. Какие ресурсы могут быть в изделии? Оно может: изменяться само, допускать расходование ка кой-то части, переход к надсистеме, использование микроуровневых структур , соединение с "ничем", т. е. с пустотой, допускать изме нение на время. Таким образом, изделие входит в ВПР, когда его можно менять не меняя. 22. ВПР - это имеющиеся ресурсы. Их выгодно использовать в первую очередь. Если их недостаточно, можно привлечь другие вещества и поля. Анализ ВПР на шаге 2. 3. является предварительным. В этой части формируется образ идеального решения и опреде ляется ФП, мешающее достижению ИКР. Икс-элемент, не усложняя систему и не вызывая вредных явле ний устраняет (указать вредное действие) в течении ОВ в пределах ОЗ, сохраняя способность инструмента совершать (указать полезное действие). Пример. Икс-элемент, не усложняя систему и не вызывая вред ных явлений, устраняет в течении ОВ "непритягивание" молний от сутствующим проводящим стержнем, сохраняя способность этого стержня не создавать помех для антенны. 23. Кроме конфликта "вредное действие связано с полезным действи ем" возможны и другие конфликты, например "введение нового полез ного действия вызывает усложнение системы" или "одно полезное действие несовместимо с другим". Поэтому в шаге 3. 1. приведен только образец одной из формулировок ИКР. Общий смысл любых фор мулировок ИКР: приобретение полезного качества не должно сопро вождаться ухудшением других качеств. ШАГ. 3. 2. Усилить формулировку ИКР дополнительным требованием: в систему нельзя вводить новые вещества и поля, необходимо исполь зовать ВПР. 24. При решении мини-задачи в соответствии с примеч. 20 и 21 ВПР рассматривают в такой последовательности: ВПР инструмента, ВПР внешней среды, побочные ВПР, ВПР изделия. Пример. В модели задачи о защите антенны инструмента нет ("отсутс твующий молниеотвод"). Следовательно, в формулировке ИКР-1 надо ввести внешнюю среду, т. е. икс-элемент заменить словом "воздух" или "столб воздуха вместо отсутствующего молниеотвода". Четыре разных варианта ВПР дают 4 линии развития, которые це лесообразно рассмотреть при решении макси-задачи. При обучении АРИЗ последовательный анализ постепенно заменя ется параллельным: вырабатывается так называемое "многоэкранное" мышление или "многоэтажное" мышление: умение одновременно видеть изменения в надсистеме, системе и подсистемах. Одновременно надо уметь проектировать каждое звено в прошлое и будущее. Пример: настоящее: дерево (система), группа деревьев (надсисте ма), лес (наднадсистема), лист, ветки (подсистема), клетка (под подсистема); прошлое: семя, росток (дерево-система), молодая по росль (надсистема), почка (подсистема); будущее: сухостой, дупло, бревно (система), сухой лист, перегной (подсистема), лес, роща, вырубка (надсистема). Пример применения многоэкранного мышления - задача о сборе сока для пальмового сахара с финиковых пальм. В Бангладеш их 13 милли онов, каждая за сезон дает 240 литров сладкого сока. Но надрез надо делать на высоте 20 метров гладкого ствола. Вырубать ступеньки на стволе? Надо сделать до 40 ступеней. Противоречие: много ступеней - дерево погибает, мало - трудно подниматься. Пожарную машину с лестницей - дорого (техника, горю чее). Экран 1 задачу не решает. Система экранов 4-1 уже решает делать зарубки каждый год по мере роста пальмы. Другое решение подсказывает система экранов 1-2. Два дерева образуют почти гото вую лестницу. Какое решение вы можете еще предложить? ШАГ 3. 3. Записать формулировку физического противоречия на макро уровне: ОЗ в течении ОВ должна быть (указать физическое состоя ние), чтобы выполнять (указать одно из конфликтующих действий), и не должна быть (указать это же физическое состояние), чтобы вы полнять (указать другое конфликтующее действие). 25. ФП называют противоположные требования к физическому состоя - 2 26. Если составление полной формулировки ФП затруднительно, то составляют краткую формулировку: элемент (или часть элемента в ОЗ) должен быть (указать свойство), чтобы (указать) и не должен быть (указать свойство), чтобы (указать). Пример: Столб воздуха в течении ОВ должен быть электропроводным, чтобы отводить молнию и должен быть неэлектропроводным, чтобы не поглощать радиоволны. Эта формулировка наводит на ответ: столб воздуха должен быть электропроводным при разряде молнии и должен быть неэлектропроводным в остальное время. Закон согласования ритмики: периодичность появления электропроводности должна быть та же, что и периодичность появления молнии. Это, конечно, не весь ответ. Как сделать, чтобы столб воздуха при появлении разря да превращался в проводник, а по окончании разряда проводник ис чезал? При решении задачи по АРИЗ ответ формируется постепенно, как бы проявляется. Не следует прерывать решение при первом же намеке и закреплять его. Решение надо доводить до конца. ШАГ 3. 4. Записать формулировку ФП на микроуровне: в ОЗ должны быть частицы вещества (указать их физическое состояние или дейс твие), чтобы обеспечить (указать требуемое макросостояние) и не должны быть такие частицы, чтобы обеспечить (указать другое мак росостояние). Пример. В столбе воздуха при разряде молнии должны быть свободные заряды, чтобы обеспечить электропроводность и не должны быть в остальное время, чтобы не было электропроводности (из-за которой поглощаются радиоволны). 27. При выполнении шага 3. 4. еще нет необходимости конкретизиро вать понятие "частицы". Это могут быть, например, домены, молеку лы, ионы и т. д. 28. Частицы могут оказаться: а) просто частицами вещества, б) частицами вещества в сочетании с каким-то полем и в) "частицами поля". 29. Если задача имеет решение только на макроуровне, то шаг 3. 4. может не получиться. Тем не менее, попытка составления ФП на мик роуровне полезна, т. к. дает дополнительную информацию - задача ре - 3 Три первые части АРИЗ существенно перестраивают исходную за дачу. Итог перестройки подводит шаг 3. 5. Составляя формулировку ИКР-2, мы одновременно получаем новую задачу - физическую. Имен но эту задачу надо дальше решать. ШАГ 3. 5. Записать формулировку ИКР-2 : ОЗ (указать) в течении ОВ (указать) должна сама обеспечивать (указать противоположные физи ческие макро и микросостояния). Пример. Нейтральные молекулы в столбе воздуха должны сами превра щаться в свободные заряды при разряде молнии, а после разряда молнии свободные заряды должны сами превращаться в нейтральные молекулы. ШАГ 3. 6. Проверить возможность применения системы стандартов к решению физической задачи, сформулированной в виде ИКР-2. Если задача не решена, перейти к четвертой части АРИЗ. Если решена можно перейти к 7 части АРИЗ, хотя рекомендуется, все же продол жить анализ по 4 части. На шаге 2. 3. были определены ВПР, которые можно использовать бесплатно. В четвертой части АРИЗ планомерно увеличиваются ВПР путем минимальных изменений имеющихся ВПР. Шаги 3. 3. -3. 5. начали переход от задачи к ответу на физической основе. Четвертая часть АРИЗ продолжает эту линию. Правило 4. Каждый вид частиц, находясь в одном физическом состоянии должен выполнять одну функцию. Если надо выполнять два действия, то вводят дополнительные частицы Б для выполнения вто рого действия. Правило 5. Введенные дополнительно частицы Б можно разделить на две группы Б1 и Б2, чтобы за счет взаимодействия между ними получить новое третье действие. Правило 6. Разделение частиц на группы выгодно и тогда, ког да в системе должны быть только частицы А: одну группу частиц ос тавляют в прежнем состоянии, а у другой группы меняют главный для этой задачи параметр. Правило 7. Разделенные или введенные частицы после отработки должны стать неотличимыми друг от друга или ранее имевшихся частиц. Примечание 30. Правила 4-7 относятся ко всем шагам четвертой час ти АРИЗ. ШАГ 4. 1. Метод ММЧ: а) используя метод ММЧ (моделирование малень кими человечками), построить схему конфликта; б) изменить схему А, чтобы маленькие человечки действовали не вызывая конфликта; в) перейти к технической схеме. Примечание 31. Метод ММЧ состоит в том, что конфликтующие требо вания схематически представляются в виде условного рисунка ( или нескольких последовательных рисунков), на котором действует боль шое число "маленьких человечков" (группа, несколько групп, "тол па"). Изображать в виде "МЧ" следует только изменяемые части мо дели задачи (инструмент, икс-элемент). В шаге 4. 1. действие б) часто выполняют, совместив на одном рисун ке два изображения: плохое действие и хорошее действие. Если собы тия развиваются во времени, стоит выполнить несколько последова тельных рисунков. Рисунки надо делать хорошо: а) они выразительны и понятны без слов, б) дают дополнительную информацию о физическом противо речии, указывая в общем виде пути его устранения. 32. Шаг 4. 1. - вспомогательный. Он нужен, чтобы нагляднее представить, что должны делать частицы в ОЗ. Метод ММЧ позволяет увидеть, что надо сделать без физики (как это сделать). Снимается психологическая инерция, фокусируется воображение, т. е. метод ММЧ - психологический. Но поскольку он осуществляется с учетом зако нов развития ТС, то нередко приводит к техническому решению зада чи. Прерывать решение не следует - мобилизация ВПР обязательно должна быть проведена. Пример. а) Человечки в столбе и в воздухе не отличаются друг от друга - они нейтральны: держат друг друга за руки б) По правилу 6 делим человечков на две группы: вне столба пусть они останутся без изменений, а в столбе часть будет готова при нять молнию в) Молекула воздуха в столбе оставаясь нейтральной, должна быть более склонной к ионизации, распаду. Простейший прием - уменьше ние давления воздуха внутри столба. Цель мобилизации ВПР при решении мини-задачи не в том, чтобы использовать все ресурсы - наоборот: при минимальном расходе ре сурсов надо получить максимально сильный ответ. ШАГ 4. 2. Шаг назад от ИКР можно сделать, если по условиям задачи известно, какой должна быть готовая ТС. Изображают готовую сис тему , а затем вносят в рисунок минимальное демонтирующее измене ние. Возникает новая микро-задача: как устранить дефект? Ее реше ние часто подсказывает решение общей задачи. ШАГ 4. 3. Определить, решается ли задача применением смеси ресурс ных веществ. 33. Если бы можно было использовать ВПР в исходном состоянии, то не было бы задачи. Обычно нужны новые вещества, что связано с усложне нием системы, появлением вредных факторов и т. д. Суть работы с ВПР в 4 части в том чтобы ввести новые вещества, не вводя их. 34. Шаг 4. 3. состоит в простейшем случае в переходе от двух моно веществ к неоднородному бивеществу. В стандарте 3. 1. 1. переходят от системы к бисистеме или по лисистеме. В веществе объединение 2х - 3х кусков вещества - это просто больше вещества. Поэтому для получения бивещества надо часть вещества видоизменять или вводить новое вещество - в част ности, пустоту. ШАГ 4. 4. Определить, решается ли задача заменой имеющихся ресурс ных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой. Пример. Смесь воздуха и пустоты - это воздух под пониженным дав лением. Из физики для 9 класса известно, что при уменьшении дав - 6 ления газа уменьшается и напряжение, необходимое для возникнове ния разряда. Ответ на задачу А. С. 177497 "Молниеотвод, отличающийся тем, что с целью придания ему свойства радиопрозрачности, он выполнен в виде изготовленной из диэлектрика герметично закрытой трубы, давление воздуха в которой выбрано из условия наименьших газораз рядных градиентов, вызываемых электрическим полем развивающейся молнии". 35. Пустота - очень важный вещественный ресурс: она всегда есть, дешева, хорошо смешивается, образуя пену, пористые структуры и т. д. Это не обязательно вакуум - это может быть для твердого тела - жид кость, для жидкости - газовый пузырек - просто структурой нижних уровней. ШАГ. 4. 5. Определить, решается ли задача применением веществ произ водных от ресурсных (или применением смеси этих производных веществ с "пустотой"). Примечание. 36. Производные ресурсные вещества получаются изменением агрегатного состояния исходного вещества, или разложением вещества или сжиганием его. Правило 8. Если нужны частицы вещества, которые невозможно получить непосредственно по условиям задачи, их надо получать разрушением ве щества более высокого структурного уровня. Правило 9. Если нельзя воспользоваться правилом 8, частицы получают достройкой или объединением частиц более низкого структурного уровня. Правило 10. Правила 8 и 9 применяют, разрушая или достраивая вещес тва ближайшего структурного уровня. 37. Вещество - это многоуровневая иерархическая система. Упрощенно иерархию уровней можно представить так: - минимально обработанное вещество (проволока). - "сверхмолекулы": кристаллические решетки, полимеры, ассоциации мо лекул; - сложные молекулы: -молекулы; - части молекул; - атомы; - части атомов; элементарные частицы; - поля. Правила 8-10 указывают эффективные пути получения производ ных ресурсных веществ и наводят на физический эффект, необходимый в том или ином случае. ШАГ. 4. 6. Определить, решается ли задача введением вместо вещест - 7 ва электрического поля и взаимодействием двух электрических полей. Пример. Известен способ разрыва труб скручиванием (а. с. 182671). При этом в зажимах труба мнется. Предложено крутить трубу с по мощью электродинамических сил (а. с. 342759). 38. Если использование ресурсных веществ и их производных недопус тимо, то надо использовать электроны, которые хорошо управляются полем. ШАГ 4. 7. Определить, решается ли задача применением пары "поле добавка вещества, отзывающегося на поле" (например, магнитное по ле - ферровещество, ультрафиолет - люминофор, тепловое поле - ме талл с памятью формы). 39. На шаге 2. 3. рассмотрены имеющиеся ВПР. Шаги 4. 3-4. 5. исполь зуют производные от имеющихся. Шаг 4. 6. вводит посторонние поля, а 4. 7 - посторонние вещества и поля. То есть мы отходим от мини задачи по мере усложнения задачи. Если 4 часть не привела к решению задачи, надо использовать информационный фонд ТРИЗ. ШАГ 5. 1. Рассмотреть возможность решения задачи ( в формулировке ИКР-2 и с учетом ВПР, уточненных в 4 части) по стандартам. 40. Если задачу невозможно решить в рамках имеющихся ВПР, приходит ся вводить новые вещества и поля. Большинство стандартов относит ся к технике введения полей и веществ. ШАГ 5. 2. Рассмотреть возможность решения задачи ( в формулировке ИКР-2 и с учетом ВПР, уточненных в 4 части) по аналогии с другими нестандартными задачами, ранее решенными по АРИЗ. 41. При бесконечном разнообразии задач число ФП, составляющих суть задачи, невелико. Поэтому используется аналогия. Внешне задачи мо гут быть различными, аналогия выявляется после анализа на уров не ФП. ШАГ 5. 3. Рассмотреть возможность устранения ФП с помощью типовых преобразований (таблица 2 "Разрешение физических противоречий"стр. 9) Правило 11. Пригодны только те решения, которые совпадают с ИКР или очень близки к нему. 42. Разделы "Указателя применения физических эффектов и явлений" опубликованы в журнале "Техника и наука" 1981, N 1-9, 1983, N 3-8, - 8 а также в книге "Дерзкие формулы творчества", Петрозаводск, "Каре лия", 1987г. ---------------------------------T-----------------------------------¬ ¦ Принципы 2 Примеры ¦ +--------------------------------+-----------------------------------+ ¦1. Разделение противоречивых ¦ ¦ ¦свойств в пространстве ¦ ¦ ¦2. Разделение противоречивых ¦ Стандарт2. 2. 3. А. с. 258490: ширину ¦ ¦свойств во времени. ¦ ленточного электрода меняют в за- ¦ ¦ ¦ висимости от ширины сварного шва. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦3. Системный переход 1а: объе- ¦ Стандарт 3. 1. 1. ¦ ¦динения однородных или неодно- ¦ ¦ ¦родных систем в надсистему. ¦ ¦ ¦4. Системный переход 1б: от ¦ Стандарт 3. 1. 3. А. с. 523695. Спо- ¦ ¦системы к антисистеме или со- ¦ соб остановки кровотечения: прик- ¦ ¦четанию системы с антисистемой ¦ ладывают салфетку, пропитанную ¦ ¦ ¦ противогруппной кровью. ¦ ¦5. Системный переход 1в: вся ¦ Стандарт 3. 1. 5. А. с. 510350. Рабо- ¦ ¦система наделяется свойством С, ¦ чие части тисков для зажимов де- ¦ ¦а ее части свойством анти-С. ¦ талей сложной формы: каждая часть ¦ ¦ ¦ тверда, а в целом зажим меняет ¦ ¦ ¦ форму. ¦ ¦6. Системный переход 2: пере- ¦ Стандарт3. 2. 1. А. с. 179479. Термо- ¦ ¦ход к системе, работающей на ¦ кран- из двух материалов с разны- ¦ ¦микроуровне. ¦ ми коэффициентами линейного рас- ¦ ¦ ¦ ширения: при нагреве образуется ¦ ¦ ¦ зазор. ¦ ¦7. Фазовый переход 1: замена ¦ Стандарт5. 3. 1. А. с. 252262- способ ¦ ¦фазового состояния части сис- ¦ снабжения энергией сжатого газа в ¦ ¦темы или внешней среды ¦ шахтах: - транспортируют сжиженный ¦ ¦ ¦ газ. ¦ ¦8. Фазовый переход 2: двойст- ¦ Стандарт5. 3. 2. А. с. 958837: тепло- ¦ ¦венное фазовое состояние части ¦ обменник снабжен прижатыми к нему ¦ ¦системы в зависимости от усло- ¦ лепестками из никелидатитана: при ¦ ¦вий работы. ¦ повышении температуры лепестки ¦ ¦ ¦ отгибаются, увеличивая площадь ¦ ¦ ¦ охлаждения. ¦ ¦9. Фазовый переход 3: исполь- ¦ Стандарт5. 3. 3. А. с. 601192. Транс- ¦ ¦зование явлений, сопутствующих ¦ портировка мороженых грузов на ¦ ¦фазовому переходу ¦ опорах из льда (снижение трения ¦ ¦ ¦ за счет таяния). ¦ ¦10. Фазовый переход 4: замена ¦ Стандарты 5. 3. 4. и 5. 3. 5 А. с. 72740. ¦ ¦однофазового вещества двухфа- ¦ Способ полирования изделий рабо- ¦ ¦зовым. ¦ чей средой из жидкости (расплава ¦ ¦ ¦ свинца) и ферромагнитного абрази- ¦ ¦ ¦ ва. ¦ ¦11. Физико-химический переход: ¦ Стандарты 5. 5. 1. и 5. 5. 2 А. с. ¦ ¦возникновение-исчезновение ве- ¦ 342761. Пластификацию древесины ¦ ¦щества за счет разложения - ¦ аммиаком осуществляют пропиткой ¦ ¦соединения, ионизации-рекомби- ¦ древесины солями аммония, которые ¦ ¦нации. ¦ разлагаются при трении. ¦ L--------------------------------+----------------------------------- 0 В простых задачах ФП преодолевается разделением противоречивых свойств в пространстве или во времени. Решение сложных задач обычно связано с их переосмыслением, снятием психологической инерции (не "ледокол", а "ледоНЕкол"). Процесс решения - это про цесс корректировки задачи, т. к. изобретательские задачи не могут быть поставлены сразу точно. ШАГ 6. 1. Если задача решена, перейти от физического ответа к тех ническому: сформулировать способ и дать принципиальную схему уст ройства, осуществляющего этот способ. ШАГ. 6. 2. Если ответа нет, проверить, не является ли формулировка 1. 1. сочетанием нескольких разных задач. В этом случае следует изменить формулировку 1. 1. ,выделив отдельные задачи для поочеред ного решения. Пример. Задача: "Как запаивать звенья тонких и тончайших зо лотых цепочек? Вес одного метра такой цепочки всего 1 грамм. Надо запаивать в день десятки и сотни метров цепочки". Задача разбивается на ряд подзадач: а) как ввести микродозы припоя в зазоры звеньев? б) как обеспечить нагрев припоя без вре да для цепочки, в) Как убрать излишки припоя? Главная задача внесение микродозы припоя в зазоры. ШАГ 6. 3. Если ответа нет, изменить задачу, выбрав на шаге 1. 4. другое ТП. Пример. При решении задач на измерение и обнаружение выбор другого ТП означает часто отказ от усовершенствования измеритель ной системы и изменения всей системы так, чтобы необходимость в измерении вообще отпала (стандарт 4. 1. 1. ) Пример - индукционный нагрев в тигеле металла Г до температуры плавления. Измерение за меняют на изменения материала тигеля на металл с точкой Кюри рав ной температуре плавления металла Г. ШАГ 6. 4. Если ответа нет, вернуться к шагу 1. 1. и заново сформу лировать задачу, отнеся ее к надсистеме. При необходимости такое возвращение совершают несколько раз - с переходом к наднадсистеме и т. д. Пример: Решение задачи о газотеплозащитном скафандре. Первона чальная задача - создать холодильный костюм. Обеспечить требуемую - 2 защитную мощность при заданном весе системы оказалось невозмож ным. Задача была решена переходом к надсистеме: создан газотепло защитный скафандр, одновременно выполняющий функции и холодильно го костюма и дыхательного защитного прибора. Скафандр работает на жидком кислороде, который сначала испаряется и нагревается, обес печивая теплоотвод, а потом идет на дыхание. Переход к надсистеме позволил в 2-3 раза увеличить допустимый весовой предел. Главная цель этой части - проверка качества полученного от вета. ФП должно быть устранено идеально, "без ничего". Лучше зат ратить несколько часов на получение более сильного ответа, чем много лет бороться за плохо внедряемую слабую идею. ШАГ 7. 1. Контроль ответа. Рассмотреть вводимые вещества и поля. Можно ли не вводить новые В и П, использовав ВПР - имеющиеся и производные? Можно ли использовать саморегулируемые В ? Ввести соответствующие поправки в технический ответ. 43. Саморегулируемые (в данной задаче) В - это такие В, которые определенным образом меняют свои свойства в зависимости от внешних условий. Например, потеря магнитных свойств при нагревании выше точки Кюри. Применение таких веществ позволяет менять состояние системы или проводить в ней измерение без дополнительных устройств. ШАГ 7. 2. Провести предварительную оценку полученного решения. Контрольные вопросы: а) обеспечивает ли полученное решение выпол нение главного требования ИКР-1 ("элемент сам.... ")? в) Содержит ли полученная ТС хотя бы один хорошо управляемый эле мент? Какой? Как осуществить управление? г) Годится ли решение, найденное для одноцикловой" модели задачи для "многоцикловой" работы. Если полученное решение не удовлетворяет хотя бы одному из контрольных вопросов, вернуться к п. 1. 1. ШАГ 7. 3. Проверить по патентным данным формальную новизну полу ченного решения. ШАГ 7. 4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке по лученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные. Цель этой части - максимально использовать ресурсы найденной идеи. ШАГ 8. 1. Определить, как должна быть изменена надсистема, в кото рую входит измененная ТС. ШАГ 8. 2. Проверить, может ли измененная ТС (или надсистема) при меняться по-новому. ШАГ 8. 3. Использовать полученный ответ при решении других задач: а) сформулировать в обобщенном виде полученный принцип решения; б) рассмотреть возможность прямого применения полученного принци па при решении других задач; в) рассмотреть возможность использования принципа, обратного по лученному; г) построить морфологическую таблицу (например, типа "расположе ние частей - агрегатные состояния изделии" или "использованные поля - агрегатные состояния внешней среды") и рассмотреть возмож ные перестройки ответа по позициям этих таблиц; д) рассмотреть изменение найденого принципа при изменении разме ров системы (или ее главных частей): размеры стремятся к нулю, размеры стремятся к бесконечности. 44. Если работа ведется не только ради решения конкретной техни ческой задачи, тщательное выполнение шагов 8. 3. а - 8. 3. д может стать началом разработки общей теории, исходящей из полученного принципа. Каждая решенная по АРИЗ задача должна повышать творческий потенциал человека. И здесь, как в шахматах: класс повышается в результате анализа сыгранных партий. В этом смысл девятой части. ШАГ 9. 1. Сравнить реальный ход решения задачи с теоретическим (по АРИЗ) . Отклонения записать. ШАГ 9. 2. Сравнить полученный ответ с данными информационного фон да ТРИЗ (стандарты, приемы, физэффекты ). Если в информационном фонде нет подобного принципа, записать его в предварительный на копитель. АРИЗ 85-В опробован на многих задачах - поэтому предлагая - 4 изменения в АРИЗ надо иметь в виду, что предлагаемые изменения могут, облегчая решения одних задач, мешать решению других задач. Поэтому любое предложение желательно вначале испытать отдельно опробуя его на 20-25 достаточно трудных задач. Очень полезно построить общую структуру АРИЗ-85-В и связей между его отдельными частями и шагами. Рассматривая построенную структуру, можно отметить несколько особенностей АРИЗ-85-В. 1. АРИЗ использует метод последовательных приближений при анализе и формулировке задачи : мы дважды возвращаемся к шагу 1. 1. в первой части (с шага 1. 3. и с шага 1. 6. ) и трижды возвращаемся к анализу задачи в шестой части : с шага 6. 2. к шагу 1. 1. , с шага 6. 3. к шагу 2. 1. и с шага 6. 4. к шагу 1. 4. Наконец, возможен возврат к шагу 1. 1. из седьмой части АРИЗ. 2. Ариз несколько раз обращается к использованию системы стандартов : на шаге 1. 7. , на шаге 3. 6. , на шагах 4. 6. , 4. 7. и на шаге 5. 1. 3. Полученное на одном из этих шагов решение задачи проверя ется в седьмой части АРИЗ на шаге 7. 2. и при отрицательном ре зультате проверки АРИЗ вновь возвращает нас к анализу задачи на шаг 1. 1. Как видно из общей структуры АРИЗ, главное внимание сосредо точено на анализе задачи (часть 1), модели задачи (часть 2), фор мулировке ИКР и ФП (часть 3), уточнению формулировки задачи (часть 6) и анализу решения (части 7, 8, 9). И только две части АРИЗ - часть 4 (мобилизация и применение ВПР) и часть 5 (примене ние информационного фонда) предназначены для получения конкретных рецептов решения задачи. Таким образом, АРИЗ является мощным аналитическим методом решения творческих задач. __0_$___/_т_0_т____________яA____*. FRMяя________A____*. FRMђ__љ"____И___ ___h___*. MAC___>___ ___M__ђ__њ"]__ђ____d_*. MAC_k__ђ____o__0ё___s__________ |
|
© 2008 |
|