А Гасанов - Учебник по ТРИЗ
Определим техническое противоречие, скрытое в задаче.
ТП-1: Увеличивая свободную поверхность окна, можно улучшить обзорность, но при этом ухудшается безопасность работы.
ТП-2: Уменьшая свободную поверхность окна, мы улучшаем безопасность работы, но ухудшаем обзорность.
Прием № 10. «Принцип предварительного исполнения».
Заранее изучить, куда будет направлен поток дроби при вращении изделия. Открывать смотровые окна с учетом этой информации. Или менять режим обработки изделия с учетом результатов обработки предыдущего.
Прием № 16. «Принцип частичного или избыточного решения».
Получить информацию о характере обработки одного изделия из партии. Проводить обработку всей партии изделий без непосредственного наблюдения.
Прием № 18. «Использование механических колебаний».
Открывать — закрывать заслонки на смотровых окнах так быстро, чтобы дробь не успевала вылететь из камеры.
Прием № 21. «Принцип проскока».
Идея, аналогичная предыдущей. Получать информацию за очень малое время, за которое дробь не успеет вылететь из камеры.
После выявления вариантов устранения выявленного противоречия в подгруппах они обсуждаются совместно. Цель такого обсуждения — поиск идеи конкретного технического устройства.
Возможный вариант решения
В а. с. № 546465 предлагается в смотровом окне дробеструйной камеры установить вращающуюся крыльчатку. При достаточно быстром вращении лопасти станут «прозрачными», а дробь к стеклу не пропустят. Вращать крыльчатку можно отработанным воздухом, удаляемым из камеры или с помощью специального электродвигателя.
Задача 9.2 решалась с помощью четырех «назначенных» приемов.
Как же решать задачу, если придется выбирать из сорока существующих приемов? Мы знаем, что есть таблица выбора таких приемов. Существует и технология работы по выбору приемов с помощью таблицы. Впервые она была подробно раскрыта в пятой части АРИЗ — 71. Рассмотрим приведенную в нем последовательность действий.
Оперативная стадия
В таблице устранения технических противоречий выбрать в вертикальной колонке показатель, который надо улучшить по условиям задачи.
Как улучшить этот показатель, используя известные пути (если не считаться с проигрышем)?
Какой показатель недопустимо ухудшится, если использовать известные пути?
Выбрать в горизонтальном ряду таблицы показатель, соответствующий шагу алгоритма 5-2б.
Определить по таблице приемы устранения технического противоречия (т. е. найти клетку на пересечении строки, выбранной в 5–1 и ряда 5-2б).
Проверить применимость этих приемов.
Основные проблемы, возникающие в процессе применения таблицы:
— если на стадии постановки задачи было нечетко сформулировано противоречие, это приводит к решению псевдозадачи. Таблица требует от решающего дисциплины формулировок;
— необходимость сведения изменяемых характеристик любого из сформулированных противоречий к жестко заданному набору из 39 параметров. В таблице можно просто не найти «свои» характеристики;
— отсутствие понимания принципов, на основе которых строились рекомендации таблицы.
Задача 9.3. В устройствах автоматического регулирования широко применяется регулятор Уатта — два груза, размещенных на шарнирно отклоняющихся тягах, размещенных на вращающемся валу (рис. 9.1). Изменение количества оборотов приводит к росту центробежных сил. Перемещение элементов конструкции в зависимости от изменения количества оборотов позволяет обеспечивать процесс управления. Такие регуляторы используются на паровых машинах, турбинах. Известно, что повышение точности (чувствительности) можно обеспечить, если увеличить массу грузов. В этом случае увеличение скорости вращения на один оборот в минуту вызовет большую тянущую силу. В процессе создания авиационной техники появилась задача создания простого и надежного регулятора Уатта с повышенной точностью и малым весом.
Сформулируем техническое противоречие.
ТП-1: Увеличение веса шаров позволяет обеспечить высокую чувствительность, но недопустимо для применения в авиации.
ТП-2: Шары малого веса позволяют создать легкий регулятор Уатта, но чувствительность такого устройства низка.
Переформулируем противоречие, сведя улучшающуюся и ухудшающуюся характеристики к тем, которые приведены в таблице устранения противоречий. Изменение веса шаров может быть определено нами как цель и такая характеристика в таблице есть.
Рис. 9.1
Но оказывается, что в таблице вес встречается дважды — это «вес подвижного объекта» и «вес неподвижного объекта». Какой из вариантов выбрать? Четких правил здесь нет, но есть рекомендации. Если в процессе работы совершенствуемый объект перемещается относительно иных объектов, описанных в условиях задачи, то его следует относить к подвижным.
Какую характеристику взять как аналог интересующей нас чувствительности регулятора? Можно выбрать «точность измерений». Это в целом корректный вариант. Он мог бы полностью нас устроить в ситуации, когда отсутствует информация о том, за счет чего достигается точность измерений. Но в данном случае вариант не самый лучший. Ведь мы знаем, что точность измерений жестко связана с силой, развиваемой вращающимися шарами. Поэтому в качестве второй характеристики для поиска приемов целесообразно выбрать «силу».
Общее правило работы с таблицей: более точно поставленный вопрос позволит получить более детальный ответ. Выбрав обобщенные формулировки требуемого улучшения и возникающих ухудшений, следует переформулировать для себя задачу. Ведь в случае выбора «точности измерений» таблица будет помогать нам решать задачу, общую для очень многих ситуаций, не связанных с требованием увеличения действующей силы с помощью малых масс.
На пересечении выбранных нами осей будут приемы с номерами 8, 1, 37, 16. Их поочередное использование позволяет найти следующие варианты решений:
Прием № 8 «Принцип антивеса» — предлагается выполнить грузы в виде профиля крыла (Рис 9.2). В этом случае при увеличении скорости движения профиля на нем будет создаваться подъемная сила, увеличивающая тянущую силу. Решение можно развить, если профиль сделать с изменяемым углом атаки.
Это позволит подбирать для каждого режима вращения наиболее оптимальную чувствительность.
Рис. 9.2
Прием № 1 «Принцип дробления». Мы можем работать здесь с различными элементами: валом, скоростью его вращения, шарами, рычагами, на которых они закреплены, пружинами. Возьмем для примера шары. Начнем их дробить — представим себе, что их не два, а четыре, причем суммарная масса шаров осталась прежней. Что изменилось? Центр масс шаров несколько удалился от оси вала, а это может дать дополнительный момент при раскручивании шаров.
Доведем процесс дробления до предела — заменим два шара на две части плоского кольца (рис. 9.3).
Для принципа термического расширения и частичного или избыточного решения эффективных вариантов решения пока не найдено.
Рис. 9.3
Задача 9.4. Из поколения в поколение передается легенда о незадачливом изобретателе, который пришел к Эдисону наниматься на работу. При этом он заявил, что работает над универсальным растворителем — веществом, которое сможет растворять буквально все. Собственно легендой стал вопрос Эдисона — «Как же вы собираетесь его хранить?» Говорят, что обескураженный изобретатель немедленно покинул лабораторию Эдисона. Но времена меняются и задача, казавшаяся смешной или абсурдной, вновь становится все более актуальной. Сегодня нам очень нужен универсальный растворитель. Предположим, что создать его можно. Осталось решить, как его хранить.
Рассмотрим эту задачу с помощью таблицы устранения технических противоречий (ТУТП).
ТП: Повышая способность вещества растворять, мы сужаем перечень материалов, из которых можно сделать емкость для его хранения.
Выберем оси из данного нам перечня. Мы улучшаем способность вещества растворять. Такой характеристики системы нет в нашей таблице и поэтому важной задачей является выбор характеристики аналога. К сожалению, отсутствуют точные рекомендации по такого рода переходу. Мы можем выбрать в качества аналога «силу» (№ 10), «универсальность» (№ 35), «производительность» (№ 39). Наиболее подходящей характеристикой будем считать универсальность.
Рассмотрим второй параметр, введенный нами в противоречие. Создав универсальный растворитель, мы получаем ситуацию, в которой портятся все возможные хранилища. При этом можно выбрать в качестве недопустимо ухудшающихся такие параметры, как «ухудшение устойчивости состава объекта» (№ 13), «потери вещества» (№ 23), «вредные факторы, генерируемые самим объектом» (№ 31). Здесь наиболее подходящей характеристикой будут «вредные факторы, генерируемые самим объектом».
