Владимир Петров История развития алгоритма решения изобретательских задач – ариз информационные материалы Тель-Авив, 200 6 Петров В. История развития алгоритма решения изобретательских задач – ариз (стр. 64 из 70)
Требуется получить необходимую информацию.
9. Нерегулируемое (в частности, избыточное) действиеА действует на Б нерегулируемо (например, постоянно), а нужно регулируемое действие (например, переменное).
Требуется сделать действие А на Б регулируемым (штрихпунктирная стрелка).
Примеры. Задача о сливе стекла из ковша (Техника и наука. 1979. №10); задача об ампуле (Техника и наука. 1981. №9).
РАЗРЕШЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОТИВОРЕЧИЙ
| Принцип | Пример |
| А.с.№256708: Для пылеподавления при горных работах капельки воды должны быть мелкими. Но мелкие капли образуют туман. Предложено мелкие капли окружать конусом из крупных капель. |
| 4. Разделение противоречивых свойств во времени | Стандарт 2.2.3. А.с.№258490: Ширину ленточного электрода меняют в зависимости от ширины сварного шва. |
5. Системный переход 1а: объединение однородных или не однородных систем в надсистему. | Стандарт 3.1.1. А.с.№722624: Cлябы транспортируют по рольгангу впритык один к другому, чтобы не охлаждались торцы. |
6. Системный переход 1б: от системы к антисистеме или сочетанию системы с антисистемой. | Стандарт 3.1.3. А.с.№523695: Способ остановки кровотечения прикладывают салфетку, пропитанную иногруппной кровью. |
| 7. Системный переход 1в: вся система наделяется свойством С, а ее части свойством анти-С. | Стандарт 3.1.5. А.с.№510350: Рабочие части тисков для зажима деталей сложной формы: каждая часть (стальная втулка) твердая, а в целом зажим податливый, способен менять форму. |
8. Системный переход 2: переход к системе, работающей на микроуровне. | Стандарт 3.2.1. А.с.№179479: Вместо механического крана "термо-кран" из двух материалов с разными коэффициентами теплового расширения. При нагреве образуется зазор. |
9. Фазовый переход 1: замена фазового состояния части системы или внешней среды. | Стандарт 5.3.1. А.с.№252262: Способ энергоснабжения потребителей сжатого газа в шахтах - транспортируют сжиженный газ. |
10. Фазовый переход 2: "двойственное" фазовое состояние одной части системы (переход этой части из одного состояния в другое в зависимости от условий работы) | Стандарт 5.3.2. А.с.№958837: Теплообменник снабжен прижатыми к нему "лепестками" из никелида титана: при повышении температуры "лепестки" отгибаются, увеличивая площадь охлаждения. |
11. Фазовый переход 3: использование явлений, сопутствующих фазовому переходу. | Стандарт 5.3.3. А.с.№601192: Приспособление для транспортировки мороженных грузов имеет опорные элементы в виде брусков льда (снижение трения за счет таяния). |
12. Фазовый переход 4: замена однофазового вещества двухфазовым. | Стандарт 5.3.4 и 5.3.5. А.с.№722740: Способ полирования изделий. Рабочая среда состоит из жидкости (расплава свинца) и ферромагнитных абразивных частиц. |
13. Физико-химический переход: возникновение - исчезновение вещества за счет разложения - соединения, ионизации - рекомбинации. | Стандарт 5.5.1 и 5.5.2. А.с.№342761: Для пластификации древесины аммиаком осуществляют пропитку древесины солями аммония, разлагающимися при трении. |
Приложение 1
ЗАДАЧА О ПЕРЕВОЗКЕ ШЛАКА
СИТУАЦИЯ
Доменный шлак (температура paсплава 1000°С) перевозят к шлакоперерабатывающей установке в ковшах, установленных на железнодорожных платформах. Из-за действия холодного воздуха на поверхности расплава образуется толстая корка твердого шлака. Теряется около трети перевозимого жидкого шлака. В корке приходится пробивать отверстия для слива шлака, а после удалять затвердевший шлак. Можно предотвратить образование корки, применив теплоизолирующую крышку. Но это существенно затруднит работу: нужно будет снимать и надевать громоздкую крышку. Как быть?
Решение
Шаг 1.1. Мини-задача
ТС для перевозки расплавленного доменного шлака включает железнодорожную платформу, ковш, расплавленный шлак. ТП-1: если ковш имеет крышку, не образуется твердой корки застывшего шлака, но обслуживание системы замедляется. ТП-2: если ковш не имеет крышки, обслуживание не замедляется, но образуется твердая корка. Необходимо при минимальных изменениях в системе предотвратить образование твердой корки шлака.
Пояснение 1. По примечанию 4 следует заменить термин "крышка". На первый взгляд, этот термин кажется безобидным, но он связан с представлением о жестком (или почти жестком) покрытии, которое необходимо открывать и закрывать. При решении задачи может оказаться, что крышка жидкая или газообразная и что она служит один раз, потом, например, сгорая... Нам нужна не "крышка", а "теплоудержалка"... В этом учебном разборе мы сознательно вставляем слово "крышка", чтобы не упрощать чрезмерно задачу.
Шаг 1.2. Конфликтующая пара
Изделие - расплавленный шлак. Инструмент-крышка (отсутствующий, присутствующий).
Шаг 1.3. Схемы ТП:
ТП-1: Крышка есть
ТП-2: Крышки нет
Шаг 1.4. Выбор ТП
Главная цель системы - перевозка шлака. Выбираем ТП-2 (шлак перевозится быстро, но с потерями, так как образуется корка).
Шаг 1.5. Усиление ТП
Нет необходимости усиливать ТП, поскольку уже принято, что крышка отсутствует.
Шаг 1.6. Модель задачи
Даны расплавленный шлак и отсутствующая крышка. Отсутствующая крышка не замедляет обслуживание, но и не препятствует образованию корки. Необходимо найти такой икс-элемент, который, сохраняя способность отсутствующей крышки не замедлять обслуживание, предотвращал бы образование корки.
Шаг 1.7. Применение стандартов
Пояснение 2.Задача четко решается по стандарту 1.2.2 на устранение вредной связи введением видоизмененных B1 и B2. Но мы рассматриваем анализ этой учебной задачи именно по АРИЗ, поэтому отсылку к стандартам не принимаем во внимание.
Шаг 2.1.Оперативная зона
Пространство, ранее занимаемое крышкой, т. е. "пустой" слой над жидким шлаком.
Шаг 2.2. Оперативное время
Т1 - время от начала заливки до окончания слива шлака.
Т2 - время до заливки ковша.
Шаг 2.3. Вещественно-полевые ресурсы
Внутрисистемные ВПР:
- "отсутствующая крышка", т. е. воздух в пустом слое над шлаком;
- жидкий шлак, прилегающий к отсутствующей крышке;
- тепловое поле изделия, т. е. жидкого шлака.
Внешнесистемные ВПР:
- воздух над "отсутствующей крышкой";
- фоновые поля.
Надсистемные ВПР:
- отходов нет,
- "копеечные" - воздух, вода, земля (почва) и т. п.
Шаг 3.1. ИКР-1
Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, предотвращает в течение 0В образование корки, сохраняя способность отсутствующей крышки свободно пропускать шлак при заполнении и опорожнении ковша.
Шаг 3.2. Усиленный ИКР-1
Для усиления формулировки ИКР-1 надо заменить "икс-элемент" словами "слой воздуха".
Шаг 3.3. Макро-ФП
Слой воздуха в 03 должен быть заполнен нетеплопроводным веществом, чтобы уменьшить охлаждение шлака, и не должен быть заполнен веществом, чтобы не мешать заливу и сливу шлака.
Шаг 3.4. Микро-ФП
Слой воздуха в 03 должен быть заполнен связанными друг с другом частицами, чтобы не проходил холодный воздух, и не должен быть заполнен связанными частицами, чтобы свободно проходил наливаемый и сливаемый шлак.
Шаг 3.5. ИКР-2
Слой воздуха в 03 при заливке шлака должен сам превращаться в нетеплопроводное вещество, которое должно само же исчезать при сливании шлака.
Шаг 3.6. Применение стандартов
См. запись на шаге 1.7 (пояснение 2).
Шаг 4.1. Метод ММЧ
В этой записи учебной задачи шаг 4.1 опущен из тех же соображений, что и шаги 1.7 и 3.6.
Шаг 4.2. Шаг назад от ИКР
Формально в данном случае шаг 4.2 следует пропустить: мы не знаем, какой должна быть готовая система. Но любопытно использовать и этот шаг, хотя бы в учебных целях.
ИКР: "готовая система" включает какую-то "крышку", идеально (полностью) отделяющую холодный воздух от горячего шлака.
Шаг назад от ИКР: появилось сквозное отверстие.
Устранение дефекта: простейший, очевидный способ - использовать "пробку".
Переход к общему решению: "крышка" должна состоять из многих "пробок".
Техническое решение: "пробки", выполненные из ВПР, т. е. из воздуха и шлака, - пористые шлаковые гранулы, пена. Главный ВПР - воздух, следовательно, больше всего подходит пена.
Шаг 4.3. Применение смесей
Воздух и шлак дают ряд структур, обладающих высокими теплоизолирующими свойствами: пористые гранулы, полые гранулы, пена. Больше всего воздуха в пене, а мы проверяем "линию воздуха". Следовательно, первый вероятный ответ - использование пены в качестве "крышки".
Пену образуют, добавляя небольшое количество воды в ковш во время заливки шлака. Таким образом, идею реализуют, не выходя за рамки имеющихся ВПР. Это обусловливает высокое качество решения.
Шаг 4.4. Применение "пустоты"
Идея применения шлаковой пены закономерно появляется и на этом шаге.
Контрольный ответ - а. с. 400621: при заливке шлака создают покрытие шлаковой пены - при сливании шлак свободно проходит через такую "крышку". Задача впервые решена преподавателем ТРИЗ М. И. Шараповым (Магнитогорск) и широко внедрена в металлургической промышленности.