Частина 7. Аналіз способу усунення фсп

Головна мета сьомої частини АРВЗ - перевірити якість отри­маної відповіді. Фізична суперечність повинна бути усунена май­же ідеально.

7.1. Контроль відповіді. Розглянути введені речовини і поля. Чи можна не вводити нові речовини і поля, використовуючи РПР? Чи можна використати саморегульовані речо­вини? Ввести відповідні поправки у технічну відповідь.

Примітка.

38. Саморегульовані (в умовах даної задачі) речовини - це такі речовини, які певним чином змінюють свої фізичні параметри при зміні зовнішніх умов, наприклад, втрачають магнітні властивос­ті при нагріванні вище точки Кюрі. Застосування саморегульова­них речовин дозволяє змінити стан системи і проводити з нею ви­мірювання без додаткових пристроїв.

7.2. Провести попередню оцінку одержаного розв'язку. Контрольні запитання:

а) чи забезпечує одержаний розв'язок виконання головної вимоги ІКР-1?

б) яку фізичну суперечність усунено отрима­ним рішенням?

в) чи містить отримана система хоча б один добре керований елемент? Який саме?

Якщо отриманий розв'язок не задовільняє хоча б одне із контрольних запитань, необхідно повернутися до 1.1.

3. Перевірити (за патентними даними) формальну новизну одержаного розв'язку.

Частина 8. Застосування одержаної відповіді

Дійсно, добра ідея не тільки розв'язує конкретну задачу, але й дає універсальний ключ до багатьох інших аналогічних задач. Восьма частина АРВЗ має на меті максимально використати ре­сурси знайденої ідеї.

1. Визначити, як повинна бути змінена надсистема, до якої входить змінена система.

2. Перевірити, чи може змінена система застосовуватись по-новому.

3. Використати одержану відповідь при розв'язуванні ін­ших технічних задач.

Частина 9. Аналіз ходу розв'язування

Кожна вирішена за АРВЗ задача повинна підвищувати твор­чий потенціал людини. Але для цього необхідно ретельно проана­лізувати хід розв'язання. У цьому полягає зміст дев'ятої (завер­шальної) частини АРВЗ.

1. Порівняти ідеальний хід розв'язування задачі з теоретич­ним (по АРВЗ). Якщо є відхилення, записати.

2. Порівняти одержану відповідь з даними інформаційного фонду ТРВЗ (стандарти, прийоми, ефекти).

Увага!

АРВЗ випробуваний на багатьох задачах - практично на всьому фонді задач, що використовуються при вивченні ТРВЗ. Забуваючи про це, іноді "з ходу" пропонуються удосконалення, які базуються на досвіді розв'язання однієї задачі. Для цієї одної задачі запропоновані зміни можливі і добрі, але, по­легшуючи вирішення однієї задачі, вони, як правило, ускладню­ють розв'язання всіх інших...

Будь-яку пропозицію бажано спочатку випробувати поза АРВЗ (так було, наприклад, з методом ММЧ

АРВЗ постійно удосконалюється і тому вимагає притоку но­вих ідей, але ці ідеї спочатку повинні бути ретельно перевірені.

Приклад розв'язування задачі за арвз

Задача про перевезення шлаку

Доменний шлак (при температурі розплаву 1000^оС ) перево­зять до шлакопереробних установок у ковшах, які встановлені на залізничних платформах. Через дію холодного повітря на повер­хні розплаву утворюється кірка твердого шлаку. В кірці доводить­ся пробивати отвір для зливання шлаку, а після зливання вида­ляти кірку, що затверділа. Можна запобігти утворенню кірки, застосувавши теплоізолюючу кришку. Але це суттєво утруднює роботу; потрібно буде знімати і надівати громіздку кришку. Як бути?

Розв'язання:

1.1. Міні-задача. ТС для перевезення розплавленого доменного шлаку включає платформу, ківш, розплавлений шлак.

ТСП-1: якщо ківш має кришку, не утворюється твердої кір­ки шлаку, що застигнув, але обслуговування системи уповільню­ється.

ТСП-2: якщо ківш не має кришки, обслуговування не упо­вільнюється, але утворюється тверда кірка. Необхідно при міні­мальних змінах в системі запобігти утворенню твердої кірки шла­ку.

Пояснення 1. За приміткою 4 слід замінити термін "криш­ка". На перший погляд, цей термін здається безневинним, але він пов'язаний з уявленням про жорстке (або майже жорстке) покрит­тя, яке необхідно відкривати і закривати. При розв'язанні задачі може бути, що кришка рідка або газоподібна і що вона служить один раз, потім, наприклад згорає... Нам потрібна не "кришка", а "теплоутримувач". В даному випадку ми свідомо залиша­ємо слово "кришка", щоб не спрощувати надмірно задачу.

2. Конфліктуюча пара: виріб - розплавлений шлак. Інстру­мент: кришка (присутня, відсутня).

3. Схема ТСП (див. табл.4.1)

ТСП-1. Кришка є: шлак перевозиться без втрат, але повільно

ТСП-2. Кришки немає: шлак перевозиться з втратами, але швидко

1.4. Вибір ТСП.

Головна мета системи - перевезення шлаку. Вибираємо ТСП-2 ( Шлак перевозиться швидко, але з витратами, оскільки утворюєть­ся кірка)

1.5. Посилення ТСП.

Немає необхідності посилювати, оскільки вже прийнято, що кришка відсутня.

1.6. Модель задачі. Дано розплавлений шлак і відсутня кришка.

Відсутня кришка не уповільнює обслуговування , але і не перешкоджає утворенню кірки. Необхідно знайти такий ікс-елемент, який, не уповільнюючи обслуговування, запобігав би утворенню кірки.

1. Оперативна зона: простір, що раніше займала кришка, тобто "пустий" шар над рідким шлаком.

2. Оперативний час: Ч₁ - час від початку заливки до закін­чення зливання шлаку; Ч₂ - час до заливки ковша.

3. Речовинно-польові ресурси

Джерело ресурсу	Вид ресурсу
	Речовина	Поле
Внутрішньосистемні: інструмент - ,,відсутня кришка” виріб - рідкий шлак, що прилягає до відсутньої кришки Зовнішньосистемні РПР: повітря над ,,відсутньою кришкою” Надсистемні РПР: 1) відходи 2) копійкові ресурси	повітря над шлаком рідкий шлак повітря немає повітря, вода …	тепло рідкого шлаку фонові поля

1. ІКР-1. Ікс-елемент, який абсолютно не ускладнює систе­му і не викликає шкідливих явищ, запобігає протягом 0Ч утво­ренню кірки, зберігаючи здатність відсутньої кришки вільно про­пускати шлак при заповнюванні і спорожнюванні ковша.

2. Посилений ІКР-2. Для посилення формулювання ІКР-1 потрібно замінити "ікс-елемент" словами "шар повітря".

3. М акро ФСП. Шар повітря у 0З повинен бути заповнений нетеплопровідною речовиною, щоб не заважати заливанню і з­ливанню шлаку.

4. Мікро ФСП. Шар повітря у оперативній зоні повинен бути запов­нений частинками, що зв'язані одна з одною, щоб не проходило холодне по­вітря, і не повинен бути заповнений зв'язаними частинками, щоб вільно проходив шлак, який зливають або на­ливають.

5. ІКР-2. Шар повітря у опера­тивній зоні при заливці шлаку пови­нен сам перетворюватися у нетеплопровідну речовину, яка повинна сама зникати при зливанні шлаку.

4.1. Метод ММЧ. В цьому прикладі крок 4.1 пропущений, щоб детальніше розглянути крок 4.2.

4.2. Крок назад від ІКР. Формально у да­ному випадку крок 4.2. слід пропустити: ми не знаємо, якою повинна бути готова система. Але цікаво використати і цей крок.

ІКР: "готова система" включає якусь "кришку", що ідеально (повністю) відокрем­лює холодне повітря від гарячого шлаку (рис.14.1).

Крок назад від ІКР: з'явився наскрізний отвір.

Усунення дефекту: найпростіший, очевидний спосіб - використати "пробку" (рис 14.2).

Перехід до загального розв'язання: "кришка" повинна складати-

с я із багатьох "пробок" (рис 14.3).

Технічне вирішення: "пробки", ви­конані із РПР, тобто із повітря і шлаку, - пористі шлакові гранули, піна.

Головний РПР - повітря, отже, більше всього підходить піна (рис.14.4).

3. З астосування сумішей. Повіт­ря і шлак дають низку структур, що во­лодіють високими теплоізолюючими властивостями: пористі гранули, порож­нисті гранули, піна. Найбільше повітря у піні, а ми перевіряємо "лінію повітря" (крок 3.2). Перша ймовірна відповідь - використання піни як "кришки". Піну утворюють, додаючи невелику кількість води в ківш під час заливання шлаку. Таким чином, ідею реалізують, не вихо­дячи за рамки наявних РПР. Це зумов­лює високу якість вирішення.

4. Застосування "пустоти". Ідея застосування шлакової піни закономір­но з'являється на цьому кроці.

Відповідь - а.с. 400621: при зали­ванні шлаку в ківш створюють покриття із шлакової піни; при зливанні шлак віль­но проходить через таку "кришку".

Кришка виготовлена із шлаку. Між тим, шлак - виріб, а не інструмент або зовнішнє середовище. Застосування шлаку для створення кришки виявилося можливим тому, що витрати шла­ку в даному випадку незначні.

В ТРВЗ давно використовується ідея введення у виріб доба­вок - невеликих керованих доз речовини. В задачі про шлак ми стикаємося із застосуванням „антидобавок" - вилучена і застосо­вана невелика доза виробу. Це, мабуть, допустимо у всіх випад­ках, коли виріб "безрозмірний" (наприклад, якщо виріб - потік рідини або газу).

Згідно, вище описаного прикладу, використовуючи таблицю 4.2 розв’язати задачу за АРВЗ - відповідно до свого варіанту.

Таблиця 4.2

Вихідні дані для завдання

варі- ант	№ задачі	варі- ант	№ задачі	варі- ант	№ задачі	варі- ант	№ задачі	варі- ант	№ задачі
1	I	7	III	13	V	19	VII	25	IX
2		8		14		20		26
3		9		15		21		27
4	II	10	IV	16	VI	22	VIII	28	X
5		11		17		23		29
6		12		18		24		30

Задача I.

Дрібний бі­сер виготовляють, розсікаючи ножем на кусочки пучок із де­сятка тонких скляних трубо­чок. При цьому ножі із найкращих твердих сплавів вищерблюються вже через кілька годин роботи. Як підвищити зносостійкість но­жів у кілька разів?

Задача II.

При розпилюванні коштовних каменів і чистих кристалів застосовують дуже тонкі полотна для пиляння. Привод може бути будь-яким (ручна ножівка, механічний верстат, уль­тразвуковий привід тощо). Проблема у тому, що необхідно забезпечити пос­тійну за величиною і направленням силу притискання полотна до дна пропиляного пазу. Як це зробити?

З адача III.

Протирочна машина для виготовлення пасти із овочів, фруктів і ягід включає горизонтальний барабан, що ви­конаний із тонкої міцної сталі, всередині якого обертається шнек, який переміщує вихідний про­дукт вздовж барабана, "втираю­чи" його у сітку. Проб­лема у тому, що коли крок шнека малий (витків багато), то продукт добре протирається але у місці контакту шнека із сіткою вини­кає великий тиск, який розриває сітку. А при великому кроці тиск не виводить сітку із ладу, але велика частина продукту виходить із барабана непротертою. Збіль­шувати довжину барабана не бажано. Як бути?

Задача IV.

Для врятування людини від загибелі, що замер­зла, необхідно її терміново відігріти. Але діяти слід дуже обереж­но, оскільки при зігріванні в першу чергу розширяються судини шкіри, в результаті кров відливає від внутрішніх орга­нів, від мозку, серце не справляється з роботою, що може призвес­ти до смерті. До аналогічного результату приводять і спроби напо­їти потерпілого чимось гарячим. А гаяти час неможливо. Як бути?

Задача V.

Меліоративна система включає основний канал і відвідні канали, що відходять від нього і подають воду безпосе­редньо на поля. Коли рівень води в основному каналі нормальний, зрошення йде добре. Але іноді (після великих дощів) рівень води в основному каналі підвищується і у відвідні канали поступає над­лишок води, що призводить до її перевитрат і розмивання полів. Відомі пристрої, що регулюють потік води на вході у відвідні ка­нали, але вони дорогі і погано працюють. Як бути?

З адача VI.

У паперовому виробниц­тві використовують корувальні машини. Це великі, діаметром у кілька метрів барабани, що обертаються. Ззовні такі барабани охоп­лені кількома обручами, що ле­жать на катках, завдяки яким вони котять­ся. До обручів ставляться протилежні вимо­ги: вони повинні щільно охоплювати бара­бан, щоб не проковзуватися, і повинні при не­обхідності легко зніматися. Як бути?

Задача VII.

На залізницях взимку іноді після відлиги може вдарити сильний мороз і призвести до покриття льодом стрілочних переходів. Це створює перешкоди при переведенні стрілок, що дуже небезпечно. Як бути?

Задача VIII.

Пожежний ставок повинен дозволяти брати із нього воду у будь-який час. Але взимку він покривається льодом. Існують спеціальні пристрої, що забезпечують забір води з-під льоду, але вони дорогі й ненадійні. Запропонуйте просте і дешеве вирішення.

Задача IX.

При обробці посівів колеса трактора незмінно пошкоджують частину рослин, і врожай зменшується на 2-3%. Як зменшити втрати від цього?

Задача X.

Транспортній стрічці особливо погано у зоні завантаження, де вона знаходиться під безперервним бомбарду­ванням сипких і кускових матеріалів. Запропонуйте простий пристрій, що зменшує прогин і витягування стрічки при попаданні матеріалів на неї.

Задача XI.

При обробці посівів рідкими добрива­ми необхідно якимось чином позначити прохід трактора, щоб запобігти повторній обробці одних і тих же ділянок. Звичайно по ходу ма­шини втикають стовпчики або ж поливають грунт фарбою. Щоб втикати стовпчики, потрібен спеціальний робітник, фарба зми­вається дощем, та й видна вона тільки тоді, коли рослини низь­кі. Як бути?