Для студентов технических специальностей



страница1/6
Дата29.06.2015
Размер1,19 Mb.
  1   2   3   4   5   6
ББК30у

М 69


УДК 658.572
Михайлов В. А. Решение учебных задач по ТРИЗ: Учеб. пособие. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 1992. 92 с. ISBN5-7677-0077-x
Обоснована необходимость изучения ТРИЗ; приведены методы решения изобретательских задач, основанные на законах развития технических систем.

Эти методы помогут эффективно использовать общие и специальные знания при поиске новых технических решений и разработке изобретений. Приведены также изобретательские задачи разной сложности , показан ход решения некоторых из них.

Для студентов технических специальностей.

Утверждено Редакционно-издательским советом университета.

Научный редактор канд.техн.наук, доцент С.Н. Стоменский.

Рецензенты:

кафедра эксплуатации МТП и ремонта машин Чувашского сельскохозяйственного института;

доцент А.И. Купрюхин (Новосибирский электро-технический институт).

I. ВВЕДЕНИЕ


Что такое ТРИЗ ?

ТРИЗ - теория решения инженерно-изобретательских задач. Основные положения ТРИЗ:объекты техники - устройства и способы являются системами;технические системы развиваются по объективно существующим законам, их можно выявить - эти законы познаваемы. Законы развития технических систем можно и нужно использовать для сознательного решения изобретательских задач. Существующий метод поиска таких решений опирается на психологическую инерцию специалистов - привычку решать задачи обычными приемами данной отрасли техники, на случайный перебор вариантов - метод проб и ошибок. Такой метод лежит в основе созданий всего многообразия объектов техники. Эффективность метода зависит от сложности задач, возникающих при развитии техники и общественных потребностей. Он прост и пригоден, когда задача может быть решена путем перебора вариантов в пределах данной или близких ей отраслей техники. Такие технические решения определим как решения первого (до 10 проб и ошибок) и второго (до 100 проб и ошибок ) уровней.

История изобретательства показывает, что метод проб и ошибок не только не эффективен при решении сложных задач, когда нужно перебрать от тысяч до миллионов вариантов – при поиске решений третьего (до 1000 проб), четвертого (до 100 000 проб) уровней, но и затрудняет их постановку. Обычно задача ставится в случайной, неточной формулировке, зачастую без необходимой информации. Когда задача проясняется, оказывается, что её решение запоздало на десятки лет. А само направление проблемы отодвигается на сотни лет. Неэффективность поиска новых технических решений перебором вариантов - методом проб и ошибок при решении сложных задач – давно стали компенсировать увеличением числа людей, работающих над проблемой. Но к середине XX века стало ясно, что даже самое полное использование людских ресурсов, ведущих поиск решения древним методом проб и ошибок, не может обеспечить необходимых темпов поиска и разработки новых технических решений, изобретений. С этой целью ныне предложено свыше полусотни [1, 12-18] различных методов поиска новых технических решений и ускорения этого поиска. Среди них есть и полезные для определенных условий и задач, но есть и непроверенные, надуманные, искусственно формализованные, не дающие никакого практического выхода. Все эти методы можно разделить на две группы: 1) основанные на учете объективных законов развития технических систем и 2) не учитывающие их.
Технические системы ( ТС ) материальны - это очевидно. Столь же очевиден и факт их развития, который зафиксирован историей техники и в патентном фонде, содержащем описания десятков миллионов изобретений. Каждое изобретение является этапом эволюции техники. Совокупность описаний изобретений показывает, что жизнеспособны из них только такие, которые изменяют исходную систему в направлении, предписываемом законами развития ТС, на которых основана ТРИЗ. Знание закономерностей дает возможность резко сузить зону поиска, заменить угадывание (метод проб и ошибок) научным подходом (ТРИЗ). Практически единственной методологией поиска новых технических решений является ТРИЗ [1-6, 15-22, 25,28]. Методы, основанные на ТРИЗ, дают стабильные положительные результаты при решении самых разных технических задач, они доступны для массового изучения и использования в производственных условиях и не вредны для психики человека [5, 25].

Теоретическим фундаментом ТРИЗ являются законы развития ТС, выявленные путем анализа больших массивов и классификации ее по уровням решений,- это сотни тысяч изобретений высоких уровней, изучения истории и логики развития многих ТС. ТРИЗ строится как точная наука, она имеет свою область исследования, свои метода, свой язык и свои инструменты. Основными механизмами совершен-ствования и синтеза новых ТС в ТРИЗ служат системы: 1) приемы разрешения технических противоречий, 2) стандарты решения изобре-тательских задач, 3) алгоритм решения изобретательских задач. ТРИЗ располагает собственным методом анализа и записи преобразований систем - вепольным анализом [1, 2, 17]. Особое значение в ТРИЗ имеет упорядоченный информационный фонд, постоянно пополняемый на основе анализа патентных данных: указатели применения физических, химических и геометрических эффектов, банки приемов и принципов разрешения технических и физических противоречий.



Что такое ИМ ?

ТРИЗ и его механизм решения изобретательских задач лежат в основе программы для ПЭВМ [5, с.287] под названием "изобретающая машина" (ИМ). ИМ - это семейство программ интеллектуальных систем поддержки при решении сложных технических задач в любой области техники. Результат диалога с ИМ – патентоспособные идеи новых технических решений. ИМ помогает прогнозировать развитие любого изобретения и получить серию новых решений на основе закономерно-стей развития данной ТС. ИМ включает в себя идеи ТРИЗ, отобранные патенты и методики решения задач.

В ее состав входят системы:

ИМ-П - помогает генерации идей для 1250 типовизобретательских задач,

рекомендуя несколько из 40 (50) приемов разрешения технических

противоречий;

ИМ-С - использует систему 76 стандартов решения сложных задач со

структурным прогнозом развития полученной идеи;

ИМ-Э - содержит сотни рекомендаций по применениюфизических,

химических игеометрических эффектов при решениях задач;

ИМ-ФСА - помогает проводить функционально-стоимостный анализ

заданной ТС с целью снижения себестоимости и повышения качества выпускаемой продукции.

Изучение ТРИЗ и работа с ИМ существенно повышают возможности специалистов при пояске новых технических решений выявленных задач и прогнозировании новых технических задач. ТРИЗ и ИМ нацелены как на лучшее использование фундаментальных и специальных знаний данного специалиста, так: и на обеспечение его мировым изобретательским опытом, базой данных, включающей самые эффективные решения из любой отрасли техники, и современной методикой выявления и разрешения технических и физических противоречий в системах. При изучении ТРИЗ важным подспорьем является применение в учебных занятиях практики решения учебных изобретательских задач, освоение с их помощью непривычной диалектической логики решения задач, логики ТРИЗ. Существенную помощь при изучении ТРИЗ, в освоении техники решения задач с ее помощью оказывают программы для ПЭВМ типа IBM РС/АТи для более простых машин, например, в класса КУВТ-86.
О чем данное пособие ?

В пособии приведено около 80 учебных изобретательских задач из разных отраслей техники, разных уровней сложности, при решении которых учащиеся осваивают разные этапы и методы технического творчества, основанные на ТРИЗ: выявление в задачах технического противоречия, разрешение противоречий с помощью системы 40 приемов, в том числе в классе КУВТ-86; вепольные преобразования в ТС и применение системы 76 стандартов при решениях изобретательских задач;ознакомление с законами развития ТС и с АРИЗ-85В. Приведен ход решения более половины задач. Материалы и темы задач отобраны из практики обучения ТРИЗ и АРИЗ за 1985-1990 годя сотрудниками Общественной лаборатории теории изобретательства (ОЛТИ), руководимой создателем ТРИ3 инженером и писателем Г.С. Альтшуллером, на занятиях в Ленинграде, Кишиневе, Челябинске, Чебоксарах, Тюмени и других городах, Г.С. Альтшуллером, Б.Л. Злотиным, С.С Литвиным, Г.И. Ивановым, Ю.П. Саламатовым и

другими [ 1-3, 24, 25], ряд задач на семинаре, проводимом автором данного пособия в Челябинске, Чебоксарах, Тюмени, на химическом, электротехническом и машиностроительном факультетах Чувашского университета.
ТРИЗ разрабатывалась в СССР со времени первой публикации [11]. С тех пор напечатаны в разных журналах: Техника и наука (ТиН), 1979-1985; Изобретатель и рационализатор (ИР), 1964-1970, 1989-1991 и др. в нашей стране и за рубежом тысячи статей и несколько десятков книг, учебных пособий более ста последователей и учеников Г.С. Альтшуллера, преподавателей и изобретателей [1-10, 14-31, 67]. Более 20 таких книг собрано в библиотеке Чувашского университета- более 500 экземпляров, они рекомендованы в качестве учебных пособий [1-5] по дисциплине «Принципы инженерного творчества» и другим, напечатаны методические указания [ 7-10] к практикумам по качественному совершенствованию систем.

Книги по ТРИЗ переведены и изданы за рубежом: в США, Болгарии, Польше, Германии, Финляндии и др. Но до сих пор ТРИЗ практически не изучают в наших вузах, в некоторых из них проводят экспериментальные и факультативные занятия: в вузах Москвы, Новосибирска, Днепропетровска и др.. Некоторые кафедры включают знакомство с ТРИЗ в отдельные спецкурсы. По-видимому, этого недостаточно.


ТРИЗ и ИМ предоставляют каждому студенту, инженеру, рабочему, научному сотруднику возможность на пути к достойной, гуманной цели создавать технические идеи самого высокого уровня при наиболее полном использовании ресурсов систем и их веществ, при более эффективном использовании научно-технических знаний по общим и специальным дисциплинам. База ДАННЫХ ТРИЗ и ИМ содержит опыт всех поколений лучших творцов научно-технических идей мира. Каждый учащийся получает уникальную возможность стать активным творцом нового, научиться применять этот опыт в своей будущей деятельности. Каждый получает возможность повысить свои качества для участия в наступающем рынке специалистов.
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Определения систем

Характерная особенность современной науки - системный подход: изучение объекта как целостности и элементов объекта как частей системы и как подсистем, выявление вида связей между этими частями и самого объекта с другими. Если технический объект - система (ТС), состоящая из взаимодействующих элементов, а его элементы – подсистемы (ПС) из частей таких элементов, то совокупность взаимодействующих: ТС – это надсистема (НС)

Схема системного подхода Пример системного подхода

Системный подход к развитию техники - один из принципов ТРИЗ - означает умение видеть, воспринимать, представлять ТС как единое целое во всей ее сложности, со всеми связями и их изменениями, сочетая разные, но взаимодополняющие подходы: компонентный, изучающий состав системы (НС, ТС, ПС); структурный, изучающий взаимное расположение ПС в пространстве и времени, связи между ними; функциональный, рассматривающий функции ТС и ее ПС, НС , роль ТС в НС; генетический, изучающий становление ТС, этапы ее развития и замену одной системы другой.


Генетическая схема – многоэкранная схема мышления

Изобретательское системное видение, характерное для талант-ливых инженеров, можно представить как многоэкранную схему мышления - это серия экранов, на которых наблюдаются сама ТС, все ее ПС и НС, в которую ТС входит, а также их прошлое и будущее - тенденции развития. Как показал опыт обучения ТРИЗ, при соответствующей тренировке этой схемой мышления может овладеть каждый. Большинство из элементов представляют собой части этой схемы, ее "развертки".

Системой назовем некоторое множество связанных элементов, обладающее свойствами, не сводящимися к сумме свойств отдельных ее частей. Системное свойство может быть полезным для человека или вредным, побочным эффектом создания ТС с некоторым полезным свойством. Часто появление вредного системного свойства оказывается неожиданным. Так, при параллельной работе нескольких электрических машин могут возникнуть вредные резонансные явления. Неожиданное системное свойство может быть и полезным - назовем егосверхэффектом. Такое дополнительное системное свойство получают без введения специальных элементов, только за счет того, что при объединении в ТС нужное свойство усиливается, а вредное компенси­руется.

Понятие “система” является условным, зависит от точки зрения специалиста, выбранной им системы отсчета.: так, осколки потерпев-шей аварию машины не являются системой для пользователя этой ма-шины, но являются системой для исследователя этой аварии.

Элементы, составляющие ТС, оказываются подсистемами (ПС) - они состоят из каких-то частей, которые могут рассматриваться как под-подсистемы (ППС). ТС «электрическая система» состоит из ПС: статор, ротор и т.д. ПС «статор» имеет свои ППС: обмотку, сердечник, выводы и т.д. Каждая ТС вхоит в некоторую НС. Например, ТС «электрическая машина» входит в НС "привод", который в свою очередь входит в сис-тему более высокого уровня - наднадсистему (ННС): НС «привод» входит в ННС "станок" или "технологическая линия".

Таким образом, ПС, ТС и НС образуют иерархию систем – рас-положение частей в порядке от низшего квысшему. Возможно и дру­гое строение - сетчатое (ретикулярное), в которой все ПС связаны друг с другом сложными обратными связями, влияют друг на друга, и невозможно однозначно выделить какую-то иерархию.

ТС может состоять из элементов ПС, каким-либо образом расположенных в пространстве и связанных между собой (устройств или веществ, машин, передач, сплавов) либо из ПС, связанных между собой во времени (технологий, операций, процессов, способов). Целью су­ществования систем, развернутых в пространстве (устройств или веществ) является проведение какого-либо действия, процесса. Соответственно ТС, развернутая во времени, создается для производства, обработки веществ, устройств. Оба вида ТС неразрывно связаны, дополняют друг друга - между ними множество аналогий в развитии.

Любая ТС создается для выполнения некоторого множества общест-венно полезных функций, достижения определенного результата. Среди них можно выделить основные функции, для выполнения которых, собственно, и создана ТС;второстепенные,отражающие побочные цели ТС; вспомогательные, обеспечивающие выполнение основных; вредные, мешающие применению ТС. Например, основная функция пылесоса - сбор пыли, второстепенные - использование при покраске помещений, в качестве табуретки и т.д., вспомогательные - подача электроэнергии, сигнализация уровня запыленности, очищение пылесборника и др., вредные функции - вибрация при работе, шум. Все эти функции неразрывно связаны между собой.

Схемафункций технической системы и пример :




Любую ТС можно рассматривать как преобразователь действия на входе в действие на выходе - электротока в сбор пыли или, для систем, развернутых во времени, состояния на входе в состояние на выходе - сырья (смеси веществ) в однородный расплав.

Место данной ТС в техносфере в целом можно определить через по-нятие "экологическая ниша системы" - как совокупность выполняемых функций и комплекс условий, необходимых для создания, существования и развития ТС. Система может быть полной, если она имеет все необходимое для выполнения своих функций без участия человека. В этом смысле подавляющее число известных ныне ТС неполно.

За реализацию полезных функций ТС необходимо расплачиваться: это затраты на создание, эксплуатацию и утилизацию системы, создаваемые ТС вредные функции.
ТС развиваются - происходит их переход из одного состояния в другое, качественно более совершенное, от простого к сложному, от низшего к высшему. Их развитие можно определить как увеличение от-ношения суммы полезных функций к сумме факторов расплаты [25].

Что такое техническое противоречие ?

Самым первым в ТРИЗ выявлен закон о неравномерном развитии частей технических систем – о технических противоречиях [ 11]. В развитии ТС происходит чередование этапов количественного роста и качественных скачков. В процессе количественного роста происходит неравномерное развитие характеристик ТС и появляются противоречия. Всякое изменение - улучшение, усиление - выбранного объекта сказывается, чаще всего отрицательно, на других объектах, на ТС в целом или на ПС, из которых данный объект состоит. Возникает техническое противоречие (ТП): выигрыш в одном сопровождается проигрышем в чем-то другом.

Например, увеличение крейсерской скорости самолета требует уменьшение площади крыла, а сохранение хороших взлетно-посадочных. характеристик - ее увеличения. На начальных этапах развития ТС, когда различия требований относительно невелики, а ТС обладает достаточными ресурсами, такие противоречивые требования решаются путем компромисса – отыскивают варианты конструкций, способы, обеспечивающие приемлемые значения обеих конкури-рующих характеристик. Но количественный рост продолжается, происходит накопление и обострение ТП. Это противоречие разрешается в результате качественных скачков - новых технических решений, исключающих ТП. Так, например, появились самолеты с изменяемой геометрией крыла.

В самом факте возникновения изобретательской задачи уже присут-ствует противоречие: нужно что-то сделать, устранить нежелательный эффект, возникающий в ТС, а как это сделать – неизвестно. Назовем такое противоречие административным. Как правило, такие противоречия лежат на поверхности. Они подсказывают наличие общественной потребности, но не имеют эвристической силы – не подсказывают, в каком направлении искать решение.

Если известными способами улучшать одну часть, характеристику, один параметр ТС, устранить нежелательный эффект первый (НЭ-1), то недопустимо ухудшится другая часть, характеристика, другой параметр этой ТС. Правильно сформулированное техническое противоречие (ТП) обладает определенной эвристической ценностью, хотя и не дает указания на конкретный ответ. Оно позволяет сразу отбросить множество «пустых» вариантов – заведомо не годны все варианты решений, в которых выигрыш в одном сопровождается проигрышем в другом. Например, если изменять геометрию крыла самолета его выдвижением-втягиванием в корпус, то можно создавать нужную геометрию при каждой фазе полета, но конструкция сложная.

Каждое ТП обусловлено конкретными физическими причинами: к одной и той же части объекта, элемента ТС предъявляются взаимно противоположные требования - требования несовместимых физических свойств. Такую ситуацию назовем физическим противоречием (ФП). Оно составляется по схеме:объект (часть объекта) должен обладать свойством (С) и вместе с тем иметь противоположное - анти-С. Например, крыло самолета должно быть жестким, чтобы выполнять свою несущую функцию, и должно быть мягким, чтобы изменять свою геометрию.

При анализе технических задач по поиску новых технических реше-ний следует в соответствии с ТРИЗ формулировать два ТП, основанных на противоположных подходах; выбрать главное из них, усилить его до предела [ 1, 4]. Если инженер-конструктор ищет оптимальное решение путем компромисса между противоречивыми техническими требованиями, составляющими суть ТП, то изобретателю следует пытаться усилить про- тиворечие до предела, обусловленного физическими принципами элементов ТС. Такой подход включает следующие этапы-шаги анализа задачи:

- описать назначение ТС и перечень его основных частей;

- описать НЭ-1 – главный нежелательный эффект, недостаток ТС;

-описать СУ – средство устранения известным способом НЭ-1;

- описать НЭ-2 – новый нежелательный эффект, недопустимое ухудшение другой части, характеристик, другого параметра ТС;

-формулирование ТП-1 в соответствии со следующей формулой: если применить СУ (сделать А), то устранится НЭ-1- улучшится параметр В, но появится НЭ-2 – недопустимо ухудшится параметр С;

-составить ТП-2 по схеме: если не-А, то сохранится С, но плохо В; невыполнения действия А не ухудшает С, но не устраняет ухудшения В;

- выбрать главное противоречие задачи - чаще всего ТП-2- по признаку достижения главной полезной функции ТС;

-усилить выбранное ТП до предела – довести ТП до «абсурда»; (ТРИЗ устанавливает: чем труднее противоречие, тем легче его разрешение);

-определить модель задачи на основе усиленного ТП и описания главного назначения ТС: что нужно сохранить или устранить, улучшить, обеспечить и т.д.



- определить идеальное решение задачи - ИКР - идеальный конечный результат.

Самым первым методическим приемом, разработанным в ТРИЗ еще в 60-70-е годы [ 1, 7, 15-17], первым инструментом решения задач стала система 40 приемов разрешения ТП на основе выбора пары противоречивых параметров ТС из их списка в 39 параметров-ключей. Анализ 40 000 изобретений позволил отобрать эти 40 основных приемов разрешения ТП или до 100 подприемов, составить таблицу выбора приемов из этого списка, которые, как показал опыт лучших изобретателей мира, являются предпочтительными для выбранной пары параметров. Такая таблица разрешения ТП позволяет решать 1250 типов изобретательских задач на основе выдаваемых ею методических рекомендаций [ 7, 15]. В настоящее время такой подход к решению задач включен в алгоритм работы программ ИМ-п, в пакете ИМ для ПЭВМ и MIP для класса КУВТ-86. Работа на ПЭВМ помогает в усвоении понятий ТП и его использованию при решении изобретательских задач. Программа ИМ-п содержит описания всех приемов и иллюстраций к каждому подприему по 5-10 примеров формул изобретений – всего приведено более 300 примеров и сотни рисунков к ним. (В программе МИП для можно просмотреть описания и статические и динамические схемы к приемам.)

Опытный изобретатель обычно владеет 2-3 приемами решения задач. Система приемов разрешения ТП в ТРИЗ, в том числе основанная на применении программ для ПЭВМ, усиливает возможности изобретателя в 10-20 раз. Пользоваться системой приемов можно двумя способами: 1) просматривая все приемы подряд, подбирая наиболее подходящие для решения задачи; 2) обратиться к таблице использования приемов разрешения ТП [ 7, 25], включая программы ИМ-п и MIP для ЭВМ.

При применении таблицы выбора приемов нужно в перечне параметров ТС найти тот, который нужно улучшить. Затем, опираясь на известные способы улучшения этого параметра, определить, какой параметр при том недопустимо ухудшится. Таким путем, собственно, ТП задачи раскладывается на две части, которые означают номера строки и колонки таблицы использования приемов: на пересечении записаны, как правило, от 1 до 4 рекомендуемых приемов разрешения ТП. Опираясь на эти приемы, а чаще всего их комбинации и физические или химические эффекты, можно найти принцип преодоления противоречия задачи.


3. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ С ПОМОЩЬЮ МИКРОЭВМ
Алгоритм решения задач по программе MIP

В классе КУВТ-86 на ЭВМ учащегося размещается программа объемом 10 К, а на диске ЭВМ преподавателя находятся 39 блоков-строк таблицы использования приемов разрешения ТП и 40 блоков-описаний этих приемов - общий объем блока данных 40 К. Здесь приведены алгоритм МIP и описания приемов разрешения ТП с введенными в них дополнениями. по учету роли химических эффектов. Сама таблица использования приемовприведена в литературе [ 7, 15, 25].



Алгоритм MIP, его блок ТPROT включает:

Номер Действие Ответ пользователяПримечания

1. ТС для (назначение). . . . . . . . . . . . . описание роли ТС

2. включает . . . . . . . . . . . . . перечислить эл-ты системы

3. НЭ-1:. . . . . . . . . . . . . основной недостаток ТС

4. СУ (средство устранения): . . . . . . . . . .как устраняют НЭ-1

5. НЭ-2:. . . . . . . . . . . . .описание НЭ-2

6. Хотите исправить описание задачи (да - 1, нет - 7) ?

7. ТП-1: если (сделать А) . . . . . . . . . . . . . описание СУ

8. * то хорошо (В) . . . . . . . . . . . . . устранение НЭ-1

9. ** но плохо (С) . . . . . . . . . . . . . возникновение НЭ-2

10. ТП-2: если (не-А). . . . . . . . . . . . . без СУ

11. * то (нет С) . . . . . . . . . . . . . нет НЭ-2

12. ** но плохо (В) . . . . . . . . . . . . . есть НЭ-1

13. Нужно ли исправить ТП (да - 7, нет - 14) ?

14. Выбрать (ТП1/ТП2): . . . . . . . . . . . . . По признаку назначения ТС.

15. Главное ТП: если . . , то . . , но . . . . . . .

18. Усиленное ТП: если . . . . . . . . . . . . . описание предельного

19. * то хорошо В или С. . . . . . . . . . . . .действия

20. ** но очень плохо С или В. . . . . . . . . .недопустимо плохо

21. Необходимо улучшить . . . . . . . . . . . . .название параметра системы

22. * не ухудшая . . . . . . . . . . . . .указать параметр ТС

23. какой номер параметра надо улучшить . . . . . . номер строки таблицы

использования приемов РТП

24. * Как обычно его улучшают СУ . . . . . . . . . .

25.** какой номер параметра недопустимо ухудшается. . . номер колонки

таблицы

26. Нужно ли исправить номера параметров (да - 21/ нет - 27)?



27. В клетке ( . . / . . .) приемы РТП: . . . . . . . . . . . . . из таблицы

использования приемов РТП

28. Прием: ввод номера . . . . . . . . . . . . .

29. * Найдена идея: . . . . . . . . . . . . .ввод идеи решения

30. Прием: номер, назначение, и описание ввод номера приема

31. * Идея: . . . . . . . . . . . . . ввод идеи решения

32. Прием: номер, назначение, и описание ввод номера приема

33. * Идея: . . . . . . . . . . . . . ввод идеи решения

34. Прием: номер, назначение, и описание ввод номера приема

35. * Идея: . . . . . . . . . . . . . ввод идеи решения

36. Итоги: . . . . . . . . . . . ..идеи решения

37. Нужно ли повторить поиск приемов РТП? (да – 23 , нет - 39)

38. подведем итог-2: . . . . . . . . . . . ..ввод итога.

39. ввод названия протокола решения задачи: . . . .

40. Дата: . . . . . . . Исполнитель:. . . . . . . . .
Программа MIP позволяет просмотреть протокол решения на экране дисплея, в случае необходимости внести в него исправления и записать протокол в виде блока данных под именем, заданным исполнителем, на магнитный диск, откуда он может быть распечатан.
Описание блоков данных по приемам РТП к программе MIP от TP1 до TP40:

ТР1. Принцип ДРОБЛЕНИЯ:

а/ разделить объект на независимые части, б/ выполнить разборным,

в/ увеличить степень дробления – вплоть до атомов.

ТР2. Принцип ВЫНЕСЕНИЯ:

Отделить от объекта мешающую часть, свойство, вредную химическую реакцию или выделить нужную часть, свойство, реакцию.

ТР3. Принцип МЕСТНОГО КАЧЕСТВА:

Перейти а/ от однородной структуры к неоднородной, б/ разным частям разные функции,в/ каждую часть перевести в лучшие условия.

ТР4. Принцип АСИММЕТРИИ:

а/ перейти от симметричной формы к асимметричной,

б/ если объект асимметричен, увеличить асимметрию.

ТР5. Принцип ОБЪЕДИНЕНИЯ:

а/ объединить однородные или смежные объекты, б/ объединить во времени однородные или смежные операции, химические реакции.

ТР6. Принцип УНИВЕРСАЛЬНОСТИ:

Объект выполняет несколько разных функций – отпадает необходимость в других объектах.

ТР7. Принцип «МАТРЕШКИ»:

а/ один объект размещен внутри другого, который может быть в третьем,б/ один объект проходит сквозь полости в другом.

ТР8. Принцип «АНТИВЕСА»:

компенсировать массу объекта а/ соединением с другим, имеющим подъемную силу,б/ взаимодействием со средой - аэро-,

гидродинамическими силами.

ТР9. ПринципПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО АНТИДЕЙСТВИЯ:

а/ заранее придать объекту напряжение, противоположное рабочему

действию,б/ заранее совершить антидействие, заранее ввести

"антияд".

ТР.10 Принцип ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ:

а/ заранее выполнить требуемое действие, хотя бы частично,б/ заранее

расставить объекты так, чтобы они сразу вступили в действие с

удобного места.

ТР11.Принцип"ЗАРАНЕЕ ПОДЛОЖЕННОЙПОДУШКИ":

компенсировать невысокую надежность заранее подготовленными

противоаварийными средствами.

ТР12. ПринципЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНОСТИ:

изменить условия работы так, чтобы не поднимать или не опускать объект.

ТР13. Принцип"НАОБОРОТ":

а/ вместо действия по условиям задачи осуществить обратное,б/ сделать

движущуюся часть неподвижной и наоборот,в/ перевернуть объект,

"вверх ногами", вывернуть его.

ТР14. Принцип сфероидальности:

а/ перейти от прямых к криволинейным, к сферическим деталям,

б/ использовать ролики, шарики, спирали,в/ применить вращение,

использовать центробежную силу.

ТР15. ПринципДИНАМИЧНОСТИ:

а/ применить подвижность соединений,б/ характеристики объекта или

среды изменить так, чтобы были оптимальными на каждом этапе;

в/ неподвижный объект сделать подвижным, г/ в химии: от

неподвижного слоя реагента перейти к кипящему или "летящему" слою,

применить противоток реагентов.

ТР16.ПринципЧАСТИЧНОГО ИЛИИЗБЫТОЧНОГО ДЕЙСТВИЯ:

если трудно получить точно 100 % требуемого эффекта, надо получить

чуть больше или чуть меньше.

ТР17.ПринципПЕРЕХОДА ВДРУГОЕИЗМЕРЕНИЕ:

а/ от линии к плоскости или пространству,б/ использовать много этажей,

в/ наклонить объект, положить на бок,г/ использовать обратную сторону

данной площади,д/ использовать оптические потоки к. соседней или

обратной площади.

ТР18. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХКОЛЕБАНИЙ:

а/ привести в колебание, б/ увеличить частоту колебаний до УЗ ,

в/ использовать резонанс,г/ применить пьезовибраторы,

д/ применить колебания вместе с электромагнитным полем.

ТР19.Принцип ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ:

а/ перейти от непрерывного к периодическому действию, импульсу,

б/ изменить периодичностьв/ использовать паузы между импульсами.

ТР20.ПринципНЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ:

а/ вести работу непрерывно, все части все время работают с полной

нагрузкой,б/ устранить холостые и промежуточные ходы.

ТР21. ПринципПРОСКОКА:

вести процесс или отдельные его этапы, напримервредныеили

опасные, на большой скорости.

ТР22.Принцип“ОБРАТИТЬ ВРЕД ВПОЛЬЗУ”:

а/ использовать вредное действие для получения положительного

эффекта,б/ устранить вредный фактор, за счет его сложения с

другим,в/ усилить его так, чтобы перестал быть вредным.

ТР23.ПринципОБРАТНОЙСВЯЗИ:

а/ ввести обратную связь, б/ изменить ее, усилить, ослабить.

ТР24. Принцип"ПОСРЕДНИКА":

а/ использовать промежуточный объект, переносящий или передаю-

щий действие,б/ на время присоединить другой, легкоудаляемый

объект,в/ в химии: применить промежуточное соединение.

ТР25.Принцип"САМООБСЛУЖИВАНИЯ":

а/ объект сам выполняет вспомогательные и ремонтные операции,

б/ использовать отходы энергии или вещества.

ТР26.ПринципКОПИРОВАНИЯ:

а/ вместо объекта использовать его упрощенные, дешевые копии,

б/ заменить оптическими копиями,в / изменить масштаб копии,

г/ перейти от видимых копий к копиям в ИК- или УФ-свете.

ТР27. Принцип ДЕШЕВОЙ НЕДОЛГОВЕЧНОСТИ ВЗАМЕН ДОРОГОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ:

применить набор, дешевых объектов.

ТР28.ЗАМЕНАМЕХАНИЧЕСКОЙ СХЕМЫ:

а/ оптической, акустической или запаховой схемы,б/ использовать

электрические, магнитные или электромагнитные поля, в/ перейти

от неподвижных полей к движущимся, меняющимсявовремени,

структурированным полям.

ТР29. ИспользованиеПНЕВМО- И ГИДРОКОНСТРУКЦИЙ:

Вместо твердых, частей использовать газ или жидкость, надувные, гидростатические или гидрореактивные части.

ТР30. ИспользованиеГИБКИХ ОБОЛОЧЕКИПЛЕНОК:

а/ вместо твердых частей использовать оболочки и пленки,

б/ изолировать от внешней среды пленками.

ТР31. Применение ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ:

а/ выполнить объект с отверстиями, увеличить их число,

б/ выполнить его пористым или дополнить таким элементом,

в/ если поры есть, заполнить их каким-то веществом.

ТР32. Принцип ИЗМЕНЕНИЯОКРАСКИ:

а/ изменить окраску объекта или внешней среды,

б/ сделать их прозрачными.

ТР33. Принцип ОДНОРОДНОСТИ:

а/ взаимодействующие объекты сделать из одинакового материала или

близких по свойствам,б/ в химии: использовать в виде реагентов соединения разных валентных форм одного химического элемента.

ТР34. Принцип ОТБРОСА. И РЕГЕНЕРАЦИИЧАСТЕЙ:

а/ ставшая ненужной часть отбрасывается, растворяется, испаряется,

б/ расходуемая часть восстанавливается в ходе работы.

ТР35. ИзменениеФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ:

а/ агрегатного состояния инструмента,б/ концентрации,

в/ степени гибкости,г/ температуры.

ТР36. Применение ФА3ОВЫХПЕРЕХОДОВ:

использовать явления при фазовых переходах:изменения объема, поглощение или выделение тепла, других свойств вещества.

ТР37. ПрименениеТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ:

а/ использовать тепловое расширение или сжатие материала,

б/ использовать биметалл или несколько материалов с разными коэффициентами теплового расширения.

ТР38. Применение СИЛЬНЫХ ОКИСЛИТЕЛЕЙ:

а/ заменить обычный воздух обогащенным, чистым кислородом,

б/ озонировать или ионизировать воздух или кислород,в/ подобрать

для процесса окисления катализатор,г/ применить синглетный или

атомарный кислород,д/ применить жидкие или твердые сильные

окислители.

ТР39. ПрименениеИНЕРТНОЙ СРЕДЫ:

заменить воздух инертной средой (азотом, углекислым газом, аргоном,

гелием, вакуумом), проводить процесс под слоем жидкости (воды).

ТР40. Применение КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.
Примеры решения задач по программе MIP.

Задача I. Защита пластмассы. Пластмассы "стареют" - окисляются растворенным в них кислородом. Для защиты в них вводят свежеполученный тонкий порошок железа, но поверхность этого порошка окисляется на воздухе - поэтому порошок вводят в инертной атмосфере или вакууме. Это резко усложняет оборудование для изготовления изделий из пластмассы.Как быть?

Ход решения по алгоритму MIР

1.ТСдляизготовления изделий из пластмассы и ее защиты

2. включает мономер-жидкость, форму-штамп для изделий, нагреватель, порошок железа.

2. НЭ- I: железо окисляется на воздухе до введения в пластмассу.

4. СУ:используют герметичное оборудование и инертную атмосферу.

5. НЭ-2: усложняется оборудование.

6. ТП-1: если применить инертную атмосферу,

7. * то железо не окисляется заранее и защитит пластмассу,

8. ** но усложняется оборудование.

9. ТП-2: если процесс обработки изделия из мономера вести на воздухе,

10. * то оборудование простое,

11. ** но железо окисляется и делается непригодным для защиты.

12. ГлавноеТП: ТП-2 (надо сохранить простоту оборудования - это обеспечивает высокую его производительность).

13. Усиленное ТП:если делать изделия из пластмассы на воздухе,то сохраняется имеющееся оборудование,но порошок железа окислен и не защищает пластмассу.

14. Необходимо вводить в пластмассу железо для ее защиты.

15. *не усложняя оборудование.

16. Какойпараметр надо улучшить: 30-вредный фактор, действующий на объект.

17. * Как обычно улучшают:герметизацией, усложнением форм.

18. ** Какой параметр ухудшается: 32-удобство изготовления,

33 -удобство эксплуатации

19. В клетках30-32и30-33приемы РТП: 2, 24, 25, 28,35, 39.

20. Прием 2: ПринципВЫНЕСЕНИЯ.

21. * Идея: мешает в объекте действие воздуха на железо, которого вводится в состав объекта немного - эффективнее защищать его от О2.

22. Прием 24: Принцип ПОСРЕДНИКА.

23. * Идея: на время присоединить к железу другой, легкоудаляемый

объект.


24. Прием 25: принцип САМООБСЛУЖИВАНИЯ.

25. * Идея:объект - органическое вещество, для защиты железа

использовать его органическое соединение;при изготовлении изделия объект нагревают - для выделения железа соединение должно распадаться при таком нагревании.

26. Прием 28: заменаМЕХАНИЧЕСКОЙ СХЕМЫ.

27.* Идея: перейти от механической герметизации железа к химической - ввести его в виде металлорганического соединения.

28. Прием 35: ИзменениеФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХПАРАМЕТРОВ.

29. * Идея: вместо твердого железа применять раствор его

металлорганического соединения в исходной жидкости-мономере.

30. Прием 39: применение ИНЕРТНОЙ СРЕДЫ.

31. * Идея:химическоесвязывание железа обеспечивает требуемую защиту его от кислорода воздуха.

32. Итог: предложено растворить в исходной жидкости-мономере

металлорганическое соединение железа, которое при нагреве для синтеза

пластмассы и изготовления из него изделия выделяет железо (в восстановленной форме), способной при хранении пластмассы связывать кислород. Теперь надо обратиться к специалисту-химику: какие, соединения железа обладают требуемыми свойствами, где имеются ресурсы таких соединений?

Так, например: оксалат железа разлагается при 160°С с образованием Fе, FeO и газов СО и . Доступным ресурсом могут быть отходы его химического производства.

  1   2   3   4   5   6


База данных защищена авторским правом ©zubstom.ru 2015
обратиться к администрации

    Главная страница