 |
Авторское свидетельство № 177497.
|
|
|
|
Задача о защите антенны. Ионы получают разрушением молекул газа. Нейтральные молекулы восстанавливают, объединяя "осколки" (ионы и электроны).
ЗАДАЧИ НА ПРИМЕНЕНИЕ СТАНДАРТОВ *)
1) Дождевальная машина имеет горизонтально расположенный поливной трубопровод длиной 40 метров, вращающийся вокруг вертикальной оси, проходящей через центр трубопровода. Чтобы трубопровод не сломался, его поддерживает рама из дюралевых балок и стальных тросов - расчалок. В целом
____________________
*) Этот материал опубликован в /12, 18/.
сооружение имеет немалый вес и потому нуждается в сильном двигателе. Какие изменения следует ввести в систему? На каких стандартах основаны эти изменения?
2) Нужно разработать способ изготовления длинных и тонких стальных пружин. Внутренний диаметр пружины 2 мм, толщина проволоки 1 мм, длина пружины 400 мм. В нерастянутом состоянии витки пружины должны прилегать друг к другу.
Какой стандарт следует использовать? Как выглядит конкретное техническое решение?
3) При нагреве стальных заготовок под обработку давлением (прокатка, прессование и т.д.) до температуры 1000-1200° С, начиная с температур, превышающих 800-850° С, поверхность заготовок интенсивно окисляется и обезуглероживается.
Как предотвратить окисление и обезуглероживание поверхности, сохранив способ нагрева заготовок - контактный или индукционный?
Применение для этой цели различного рода обмазок и покрытий нежелательно, а использование защитных атмосфер усложняет технологический процесс.
4) Затонувшие корабли поднимают с помощью понтонов, то есть больших емкостей, прикрепляемых к кораблю. Понтоны наполняют водой, опускают на дно, крепят к кораблю, а потом вытесняют (сжатым воздухом) воду из понтонов. Понтоны всплывают и тянут за собой корабль.
|
|
|
Крепление понтонов осуществляют водолазы. Под кораблем протягивают тросы и с двух сторон крепят понтоны.
Все резко осложняется, если корабль глубоко сидит в иле (так бывает часто). Водолазы не могут работать в иле. Кроме того, ил держит корабль, "цепляясь" за корпус и создавая при подъеме огромную силу, удерживающую корабль на дне. Если слой ила тонкий, его еще можно смыть струей воды, подаваемой под давлением. Но чаще всего слой ила толст (корабль всем корпусом сидит в иле) и плотен. Размыв ила идет медленно (используют землесосные устройства), налетит шторм, взбаламутит море, снова корабль окажется в иле...
Нужен эффективный способ борьбы с вредным действием ила.
5) В экспериментальной установке для очистки загрязнений с внутренних поверхностей труб используют "ерш" - длинный стержень с выступающей во все стороны "щетиной" из тонкой проволоки. "Ерш" передвигают "туда-сюда", постепенно отдирая плотную корку загрязнений со стенок трубы. Работа медленная и тяжелая. Был изготовлен "ерш с вибратором", производительность очистки повысилась незначительно. По условиям задачи нельзя предлагать другие способы и устройства для очистки. Инструментом должен оставаться "ерш" или "ерш с вибратором". Очищаемые трубы жестко прикреплены к громоздкой и сложной аппаратуре. Поэтому в данном случае попытка настроиться на резонансную частоту труб ничего не дает. Какой стандарт надо использовать? Как?
6) При электрококсовании угля воздух подают снизу через слой кускового угля, лежащий на колосниковой решетке. (Схема такая: решетка - крупные куски угля - мелкие куски угля. Крупные куски нужны, чтобы мелкие куски не провалились). Но уголь горюч, крупные куски угля воспламеняются, происходит нежелательный разогрев решетки. Попробовали заменить слой крупного угля защитным слоем из чего-то негорючего (кварциты, фосфориты, углекислый кальций) - перегрева колосников нет, но защитный слой смешивается с получаемым коксом, продукция загрязняется. Как быть? Решите задачу по стандартам.
|
|
|
7) В авторском свидетельстве № 578984 описан способ очистки отработанного масла. По этому способу в качестве фильтрующего материала используют пористый магнитный металло-керамический материал, хорошо улавливающий стальные частицы.
Сформулируйте задачу, связанную с дальнейшим развитием этого способа. Как решается задача?
8) Фонтан - техническая система и, следовательно, должен развиваться. Предложите новую конструкцию фонтана. Речь идет о технической конструкции, не об архитектуре. При этом, кроме новизны, должна быть достигнута и "полезность" - эстетический эффект.
9) Флаг - полотнище, укрепленное на древке. Спрогнозируйте развитие этой системы, используя стандарты.
10) Металлическая баба - тяжелая чушка, которую подымают вверх с тем, чтобы, отпустив, позволить ей упасть под собственным весом, например, на забиваемую сваю. Сделайте следующее изобретение.
11) Красивые гранитные плиты - это бывшие каменные глыбы, распиленные и отполированные. Камнерезный станок дает грубую поверхность, сразу ее не отполируешь: слишком большой припуск нужно снять. Поверхность камня предварительно обрабатывают ультразвуком в какой-нибудь среде. Но дело это медленное, ультразвук едва справляется с твердой холодной поверхностью камня. Пытались обрабатывать камень ультразвуком в горячей среде, но тогда обработка идет слишком интенсивно, и камень даже растрескивается. То есть время, сэкономленное на обработке, приходится тратить на тщательный контроль поверхности, а для этого процесс обработки приходится часто прерывать. Как быть?
12) Прототип изобретения: "Способ резки стекла, включающий нанесение надреза на поверхность стекла и образование сквозной трещины путем сообщения акустических колебаний..." Какими должны быть дальнейшие изобретения, если учесть общую схему развития системы? Каким стандартам соответствуют эти изобретения?
13) Ответственные детали приборов и механизмов хранят упакованными в пластиковую пленку. После снятия необходимо убедиться, что на приборе или механизме не осталось ни малейших кусочков налипшей пленки. Как это сделать?
|
|
|
14) Известен способ бестраншейной прокладки трубопроводов продавливанием (например, под шоссе или полотном железной дороги). Для уменьшения сопротивления между боковыми стенками трубы и грунтом в скважину подают воду (это соответствует стандарту 1.2.1). Как усилить действие воды?
15)
 |
В робототехническом штамповочном комплексе при вырубке на штампе металлических или пластмассовых заготовок в рабочую зону для предотвращения возникновения заусенцев подается масло. Перед подачей заготовок на дальнейшую штамповку их полагается мыть. Однако моют не очень хорошо, к тому же не всегда. Заготовки подают обмасленными в кассету, откуда робот присоской должен их достать и нести на дальнейшую штамповку (см. рис.). Из-за слипания деталей робот иногда захватывает две детали, что приводит к поломке штампа. Сдвигать верхнюю заготовку относительно края кассеты, чтобы
Рис 2.51.
отлепить ее от нижней, недопустимо, поскольку детали могут быть разной толщины, а перестройка робота при этом исключается. Как быть?
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СИСТЕМЫ
CТАНДАРТОВ *)
1) В простейшем случае стандарты можно применять "индивидуально" (не в системе). При пользовании стандартами (или после 3 – 4 - кратного прочтения текста) многие стандарты запоминаются и - при ознакомлении с задачей - нужный стандарт невольно "всплывает" в памяти. Это, конечно, не самый лучший способ их применения: требуемый стандарт может и не вспомниться, а главное – не используются возможности системы стандартов. Но управлять памятью трудно, памяти не прикажешь, и, если вспомнился подходящий стандарт, можно им воспользоваться. При решении простых задач это вполне допустимо.
2) Разумеется, целесообразнее использовать стандарты в совокупности с АРИЗ-85-В. В тексте АРИЗ есть шаги, указывающие, когда именно надо
|
|
|
____________________
*) Этот материал опубликован в /12, 18/.
задействовать систему стандартов. При анализе задачи по АРИЗ ее условия претерпевают значительные изменения: так, модель задачи весьма существенно проясняет первоначальные смутные, а иногда просто неверные условия. И потому применение стандартов к модели задачи заведомо сильнее, чем применение их к необработанной изобретательской ситуации–есть гарантия того, что решение начато с мини-задачи (направлено на минимальное изменение исходной системы).
Еще более упрощается задача (а значит, и применение стандартов для ее решения) после уточнения вещественно-полевых ресурсов (ВПР). Учет и использование ВПР дает решения близкие к ИКР.
3) Независимо от того, каким образом решена задача (по стандартам или по АРИЗ), к решению ее - для форсирования и дальнейшей идеализации - необходимо применить стандарты как систему. Расположение стандартов не хаотично, оно согласуется с общей схемой развития систем. Поэтому систему стандартов следует использовать и как прогностический инструмент, даже в том случае, когда в условиях задачи нет такого требования.
Итак, в общем случае последовательность действий подчинена простой логике:
· надо без спешки, грамотно и четко построить модель задачи,
· определить вещественно-полевые ресурсы,
· затем подобрать подходящий стандарт (обходя - если надо - запреты на введение добавок),
· форсировать измененную систему (даже если это не требуется условиями задачи),
· убрать "лишние" поля и вещества и, наконец,
· максимально использовать полученный принцип.
КОНТРОЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ
1) Авторское свидетельство № 304913, БИ № 18, 1971.
2) Авторское свидетельство № 222322, БИ № 23, 1968.
3) Авторское свидетельство № 321195, "Пионерская правда", 1985, 4 мая.
4) Дж. Н. Гору. Подъем затонувших кораблей. Л.: Судостроение, 1978, с.337.
5) Патент США № 3446666 (использование стоячих волн–концентрация энергии).
6) Авторское свидетельство № 722934, БИ № 11, 1980.
7) Контрольного ответа нет.
8) Изобретатель и рационализатор (журнал) № 10, 1981, с. 16.
9) Авторское свидетельство № 800332, Изобретатель и рационализатор (журнал) № 8, 1981, МИ 0808.
10) Авторское свидетельство № 571608, Изобретатель и рационализатор (журнал) № 6, 1978, МИ 0610.
11) Изобретатель и рационализатор (журнал) № 5, 1981, с. 26.
12) Авторское свидетельство № 996347.
13) Патент США 3422265. В пленку при изготовлении добавляют люминофор. Поиск прилипших кусочков пленки ведут визуально - при дневном свете или облучении ультрафиолетом.
14) Электролизом образуют пузырьки в воде.
Золотухин Н.А. Исследование технологии погружения железобетонных свай с применением электроосмоса. Автореферат диссертации, Харьков, 1971.
|
|
|
15) Между двумя пластинами есть прослойка масла. Ее надо нагреть, превратив в пар, который разъединит пластины. Нагревают за счет индукционного нагрева пластин. Стандарт 1.2.2 в несколько измененном виде. Если пластины пластмассовые, в масло надо заранее ввести тонкоизмельченный ферромагнетик.
ОСНОВНЫЕ ИДЕИ ТРИЗ *)
1. С древнейших времён изобретения делаются методом проб и ошибок. В условиях современной научно-технической революции этот метод неэффективен и связан с огромными потерями времени, сил, средств.
2. Технические системы развиваются по определённым законам, которые могут быть выявлены и использованы для сознательного решения изобретательских задач – без слепого перебора вариантов. Это – основное положение теории решения изобретательских задач (ТРИЗ).
3. Идеальная техническая система – когда системы нет, а её функция выполняется. Стремление к идеальности – один из главных законов развития технических систем.
4. Пытаясь обычными (уже известными) путями изменить техническую систему, инженер, улучшая один показатель, ухудшает другой. Изобретатель обязан преодолеть техническое противоречие: улучшить один показатель системы, не ухудшая других показателей.
5. Разработана и применяется программа планомерного – шаг за шагом - анализа и решения изобретательских задач на основе использования законов развития технических систем. Эта программа получила название алгоритма решения изобретательских задач (АРИЗ).
6. При работе по АРИЗ исходные условия задачи упрощаются по определённым правилам. Затем формулируют идеальный конечный результат (ИКР) для данной задачи, выявляют техническое противоречие, исследуют его, определяя физическое противоречие, т. е. противоположные физические требования, предъявляемые к одной и той же части системы.
7. АРИЗ – программа для работы человека, поэтому АРИЗ включает специальные операции для преодоления психологической инерции и усиления фантазии.
__________________
*) К. Виллимчик. Журнал Militartechnick (Военная техника, ГДР), № 6, 1984 г.
7. Для устранения противоречий, выявленных при анализе задачи, АРИЗ включает фонд приёмов. Создан также фонд физических эффектов. Ведётся разработка фондов химических и геометрических эффектов.*)
9. Регулярное применение АРИЗ развивает диалектическое мышление, помогает преодолевать психологические барьеры, обогащает инженера пониманием закономерностей развития технических систем.
10. Минимальная техническая система (как атом в физике) включает два взаимодействующих вещества и поле (энергию). Такая система получила название веполь. Разработан вепольный анализ, позволяющий записывать
условия и ход решения изобретательских задач (подобно записи химических реакций).
11. По мере развития ТРИЗ накапливаются стандарты – вепольные формулы решения некоторых типовых задач. Это позволяет ряд задач решать не по АРИЗ, а сразу – по формулам. АРИЗ остаётся инструментом решения нестандартных задач.
12. Основные идеи ТРИЗ могут быть перенесены на научное творчество, поскольку научные теории и представления тоже развиваются, преодолевая противоречия.
13. Идеи ТРИЗ могут быть перенесены и в другие виды творчества, например, в искусство. Теория творчества (ТРИЗ) появилась впервые именно в технике только потому, что в технике уже существовал патентный фонд, позволяющий выявить законы развития технических систем. В других видах человеческой деятельности надо сначала создать «патентные фонды».
14. Накоплен успешный опыт обучения техническому творчеству на основе ТРИЗ.
В Советском Союзе работает около 200 школ ТРИЗ. **) Основы ТРИЗ включены в учебные программы ряда вузов.
15. ТРИЗ даёт основу для научной организации всего комплекса проблем технического творчества – от обучения новаторов до внедрения изобретения.
____________________
*) Здесь данные на 1984 год. К настоящему времени фонды химических и геометрических эффектов уже разработаны.
**) Здесь данные на 1984 г.
ГЛАВА 3
|
|
|
