Задача 1. Алмазный инструмент

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для создания алмазных инструментов.

ТС включает: алмазные кристаллы и металлический порошок — основа.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если связки много, то алмазные кристаллы держатся хорошо, но общая площадь обрабатывающего инструмента получается маленькая.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если связки мало (алмазные кристаллы размещаются вплотную друг к другу), то площадь обрабатывающего инструмента получается большой (максимальной), но алмазы выкрашиваются из инструмента.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить максимальную площадь обработки инструмента, и чтобы алмазные кристаллы не выкрашивались.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — связующий материал.

Изделие — алмазные кристаллы и площадь инструмента (площадь обработки инструментом).

Состояния инструмента:

Состояние 1 — связующего материала много.

Состояние 2 — связующего материала мало.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (связующего материала много).

ТП-2 (связующего материала мало).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — обрабатывающий инструмент создан для обработки, т. е. его площадь должна быть большой.

Выбираем ТП-2 — связки мало.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Алмазные кристаллы расположены вплотную друг к другу, но алмазы выкрашиваются из инструмента.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Связующий материал и алмазные кристаллы и площадь инструмента.

2. Усиленная формулировка конфликта

Кристаллы расположены вплотную, создавая максимальную площадь инструмента, но алмазы выкрашиваются из инструмента.

3. Икс-элемент

Икс-элемент создает условия для хорошего удержания алмазных кристаллов в инструменте, не уменьшая площадь инструмента.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

где

В 1  — кристаллы алмаза;

В 2  — связующий материал;

П — адгезия.

Связующий материал (В 2 ) удерживает алмазы (В 1 ) — прямая стрелка.

Связующий материал (В 2 ) уменьшает площадь алмазов (В 1 ) — волнистая стрелка.

Применение стандарта 1.2.1 (подкласс 1.2. Разрушение веполей), где для разрушения вредного действия между веществами необходимо добавить вещество (В 3 ), которое увеличит общую площадь алмазов (В 1 ).

В качестве В 3 нужно использовать материал, который не уменьшает общую площадь инструмента.

где

В 1  — кристаллы алмаза;

В 2  — связующий материал;

П — адгезия;

В 3  — икс-элемент.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона, окружающая кристалл; зона соприкосновения кристалла и основы.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время работы алмазного инструмента.

Т2 — время изготовления алмазного инструмента.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Металл в виде порошка и расплава, пространство между кристаллами, расположенными вплотную.

б) ВПР изделия.

Кристалл алмаза, его микротрещины и микрополости.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Температура расплавления металла (основы), давление, вибрация.

б) ВПР общие.

Воздух вокруг кристаллов.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Излишки основы.

б) дешевые.

Воздух.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет удерживать кристаллы алмазов в течение ОВ (во время работы инструмента) в пределах ОЗ (окружение кристалла алмаза, соприкосновение кристалла и основы), не мешая кристаллам находиться вплотную.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы кристалла алмаза, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют удерживать кристаллы алмазов в течение ОВ (во время работы инструмента) в пределах ОЗ (окружение кристалла алмаза, соприкосновение кристалла и основы), не мешая кристаллам находиться вплотную.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Кристаллы алмазов должны находиться вплотную друг к другу, чтобы обеспечить максимальную площадь алмазного инструмента, и не должны находиться вплотную, чтобы хорошо удерживаться в инструменте.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частички основы должны находиться между кристаллами, чтобы удерживать их в основе, и не должны находиться между кристаллами, чтобы обеспечить максимальную площадь алмазного инструмента.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

Зона между кристаллами во время работы алмазного инструмента должна сама удерживать кристаллы в основе.

Приходим к выводу, что основы между кристаллами быть не должно («отсутствующая» основа).

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

Для измененной ситуации представим вепольную модель исходной ситуации.

где

В 1  — алмазные кристаллы;

В 2  — «отсутствующая» основа (связующий материал);

П — адгезия.

«Отсутствующий» связующий материал (В 2 ) делает максимальной площадь алмазов (В 1 ) — прямая стрелка.

«Отсутствующий» связующий материал (В 2 ) не удерживает алмазы (В 1 ) — волнистая стрелка.

Применение стандарта 1.2.1 (класс 1.2. Разрушение веполей), где для разрушения вредного действия между веществами необходимо добавить вещество (В 3 ), которое увеличит общую площадь алмазов (В 1 ).

В качестве В 3 нужно использовать материал, который удерживает алмазы.

где

В 1  — алмазные кристаллы;

В 2  — «отсутствующий» связующий материал;

П — адгезия;

В 3  — икс-элемент.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1 Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны пробраться в кристалл (в полости и трещины кристалла) и удерживаться за основу (рис. 3).

Рис. 3. ММЧ

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР .

Кристаллы расположены вплотную и не выкрашиваются при работе.

2. Шаг назад от ИКР .

Кристаллы на микрон отстают друг от друга.

3. Как теперь достичь ИКР .

В это минимальное расстояние помещается что-то, что прекрасно заполняет микротрещины и микрополости кристалла и входит в основу так, что кристаллы и основа становятся одним целым.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Прослойка может быть сделана из смеси высокоплавких металлов.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Задача не решается.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применением смеси этих производных веществ с «пустотой»).

См. шаг 4.3. Прослойку делать из высокоплавких металлов с температурой плавления выше, чем температура плавления основы.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Может быть, воспользоваться электрическим полем для проникновения прослойки в микротрещины и микрополости кристалла?

ШАГ4.7.Введение пары «поле — добавка вещества, отзывающегося на поле».

Задача может быть решена, например, использованием электролиза для покрытия кристаллов необходимым металлом.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

Можно применить стандарт 1.1.3. Переход к внешнему комплексному веполю.

где

В 1  — кристаллы алмаза;

В 2  — связующий материал;

П — адгезия;

В 3  — икс-элемент (дополнительный металл).

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

В качестве задачи-аналога может служить задача о припайке золотых проводников к микросхеме.

Условие задачи

Обычно проводники в интегральных микросхемах (ИМС) делают из золота, имеющего самое малое удельное сопротивление току, но недопустимо плохую адгезию с материалом подложки. Как быть?

Решение

Сначала наносят подслой, имеющий хорошую адгезию с подложкой и с золотом, а затем на него напыляют золото. В качестве подслоя берут никель или титан.

Таким образом, прослойка должна иметь хорошую адгезию с алмазом и с основой.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств в пространстве

Внесение дополнительного очень тонкого слоя между кристаллом и основой. Слой должен быть не больше нескольких микрон.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

В качестве физических эффектов могут применяться, например, расплавление, бомбардировка, диффузионная сварка.

Химический эффект — химическое осаждение металлов при разложении карбонилов металлов.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Наиболее эффективным способом для нанесения покрытия на алмаз оказалось химическое осаждение металлов при разложении карбонилов металлов.

По данному способу покрытие алмаза осуществляют химическим осаждением металлов при разложении карбонилов металлов, сорбированных на подложку из газовой фазы, в реакторе с принудительным цикличным перемещением подложки из зоны сорбции реагента в зону его разложения и обратно путем псевдоожижения, механического или вибрационного перемешивания.

Материал покрытия диффузно связывают со связующим материалом за счет последующего диффузионного отжига сформированного покрытия, т. е. металл покрытия связывают со связующим материалом путем диффузионной сварки, тем самым превращая их в единое целое.

На способ изготовления алмазного инструмента получен патент. Покрытие наносится на абразивное зерно (алмаз) при высокой температуре таким образом, чтобы металл проникал во все поры и трещины на поверхности абразивных зерен максимально глубоко, что создает «корневую» систему, удерживающую металлическое покрытие на поверхности (рис. 4).

Рис. 4. Соединение алмазных зерен 1 — абразивное зерно; 2 — связующий металл; 3 — поры; 4 — трещины; 5 — металл покрытия.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

Решены несколько задач:

1. Как соединить алмаз с основой, чтобы основа не занимала много места и алмаз крепко удерживался основой? Создали прослойку толщиной 2—10 мкн.

2. Как нанести прослойку на алмаз? Использовано химическое осаждение металлов при разложении карбонилов металлов.

3. Как соединить прослойку с основой так, чтобы это составляло единое целое? Диффузионная сварка.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

— Рассмотреть вводимые вещества и поля.

Введено вещество — высокоплавкий металл. Введены поля: химическое поле — химическое осаждение и диффузия.

— Можно ли не вводить новые вещества и поля, использовав ВПР — имеющиеся и производные?

В данном решении вводится новое вещество — прослойка.

— Можно ли использовать саморегулируемые вещества?

В качестве такого вещества использовали материал прослойки.

— Ввести соответствующие поправки в технический ответ.

Поправок вводить не нужно.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1, лишние ресурсы не тратятся. Алмазы практически находятся вплотную (занимают 97% от общей массы инструмента) и прочно держатся в основе — высокая стойкость.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Устранено ФП. Частички основы должны находиться между кристаллами, чтобы удерживать их в основе, и не должны находиться между кристаллами, чтобы обеспечить максимальную площадь алмазного инструмента.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Полученная система содержит управляемый элемент — материал прослойки.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Данное решение может быть использовано в реальных условиях для решения других задач.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Получены патенты.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Решение внедрено и выпускается компанией МонАлиТ.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема не изменяется.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Подобные решения могут быть использованы для нанесения различных покрытий и закрепления различных объектов в основе (см. задачу-аналог, изложенную на шаге 5.2).

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач

См. п. 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ имеется задача-аналог, описанная на шаге 5.2.

 

Задача 2. Безопасный переход

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для безопасного движения автомобиля.

ТС включает: автомобиль, водителя, систему управления, пассажира и пешехода.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если автомобиль управляется водителем, то водитель знает, когда пересекать пешеходный переход, поэтому не теряет лишнего времени на нем, не задерживает себя и пассажира, но может по ошибке совершить дорожно-транспортное происшествие (ДТП) — наезд на пешехода.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если автомобиль управляется только системой управления без водителя, то предотвращается ДТП (наезд на пешехода), но автомобиль может лишнее время задержаться на пешеходном переходе, что задержит пассажира в пути.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить, чтобы автоматически управляемый автомобиль не задерживался лишнее время на пешеходном переходе.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — автомобиль и водитель.

Изделие — пешеход.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — автомобиль с водителем.

Состояние 2 — автомобиль без водителя.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (автомобиль с водителем).

ТП-2 (автомобиль без водителя).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — безопасное движение автомобиля.

Выбираем ТП-2 — автомобиль без водителя.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Автомобиль никогда не совершает ДТП, но очень долго задерживается на пешеходном переходе.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара — автомобиль и пешеход.

2. Усиленная формулировка конфликта — автомобиль никогда не совершает ДТП, но очень долго задерживается на пешеходном переходе.

3. Икс-элемент

Х-элемент позволят автомобилю не задерживаться лишнее время на пешеходном переходе, сохраняя способность беспилотного автомобиля обеспечивать безопасное движение.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

В случае: автомобиль без водителя .

где

В 1  — пешеход;

В 2  — пешеходный переход;

В 3  — автомобиль;

П — движение автомобиля.

Автомобиль (В 3 ) не наезжает на пешехода (В 1 ) — прямая стрелка.

Автомобиль (В 3 ) задерживается лишнее время на пешеходном переходе (В 2 ) — волнистая стрелка.

В случае: автомобиль с водителем .

где

В 1  — пешеход;

В 2  — пешеходный переход;

В 3  — автомобиль;

П — движение автомобиля.

Автомобиль (В 3 ) не задерживается лишнее время на пешеходном переходе (В 2 ) — прямая стрелка.

Автомобиль (В 3 ) наезжает на пешехода (В 1 ) — волнистая стрелка.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона контакта автомобиля с пешеходом.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время ожидания.

Т2 — время до ожидания.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Движение автомобиля, сам автомобиль, его корпус и система управления.

б) ВПР изделия.

Все органы чувств пешехода, возможность двигаться или стоять.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Воздух.

б) ВПР общие.

Воздух.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Выхлопные газы автомобиля.

б) дешевые.

Воздух.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет автомобилю в течение ОВ (во время ожидания) в пределах ОЗ (контакта автомобиля с пешеходом) не терять лишнего времени на пешеходном переходе, обеспечивая безопасность движения.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы автомобиля, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют автомобилю в течение ОВ (во время ожидания) в пределах ОЗ (контакт автомобиля с пешеходом) совсем не терять лишнего времени на пешеходном переходе, обеспечивая безопасность движения.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Автомобиль должен уметь общаться с пешеходом, чтобы не терять лишнего времени на пешеходном переходе, и не должен уметь общаться с пешеходом, чтобы не усложнять систему управления, которая может отказать и совершить наезд не пешехода.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Части автомобиля должны обладать информационными средствами , чтобы общаться с пешеходом, и не должны обладать этими средствами , чтобы не усложнять систему.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

Автомобиль должен иметь информационные средства общения с пешеходом.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

Можно применить стандарт 4.2.1. Синтез измерительного веполя.

Необходимо вводить средства, которые будут информировать пешехода о действиях автомобиля.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1 Применение ММЧ.

Маленькие человечки информируют пешехода о действиях автомобиля.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР .

Автомобиль информирует пешехода о своих действиях без ДТП.

2. Шаг назад от ИКР .

Автомобиль не полностью информирует пешехода о своих действиях, оставаясь безопасным для пешехода.

3. Как теперь достичь ИКР .

Автомобиль зрительно информирует пешехода о своих действиях.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Также задача может быть решена способом применения смеси ресурсных веществ.

В качестве ресурсов может использоваться корпус автомобиля.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Например, когда на корпусе автомобиля появляется изображение, то автомобиль сигнализирует, что пешеходу можно переходить.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применением смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Может быть, можно менять цвет или форму автомобиля, например, автомобиль становится красным, значит, пешеходу нельзя переходить, а когда автомобиль становится зеленым, то можно переходить.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Если автомобиль или его часть покрыть пленкой с жидкими кристаллами, то подавая соответствующий электрический сигнал, можно менять цвет или изображение.

ШАГ4.7. Введение пары «поле — добавка вещества, отзывающегося на поле».

На шаге 4.6 ввели жидкие кристаллы (вещество) и электрический сигнал (поле).

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

Практически мы уже применили стандарт 4.2.2. Переход к комплексному измерительному веполю. В качестве введенного вещества выбрали жидкие кристаллы. По сути — это введение экрана телевизора.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Задачами—аналогами практически являются очень многие измерительные устройства.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств в пространстве

Корпус автомобиля не информационный, а на внешней стороне корпуса сделали экраны.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Использованы жидкие кристаллы.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Компания Google получила патент на технологию, позволяющую беспилотному автомобилю взаимодействовать с пешеходом при помощи нескольких экранов, установленных снаружи кузова (рис. 5).

Рис. 5. Пешеходные уведомления. Патент США 9 196 164

Автомобиль анализирует направление движения людей, находящихся недалеко от автомобиля и предсказывает поведение человека. На основании этого анализа автомобиль на экранах сообщает пешеходу соответствующую информацию.

Подобное решение предложено и компанией Toyota в автомобиле FV2 (рис. 6). Внешняя поверхность автомобиля покрыта жидкокристаллической пленкой и может показывать любую информацию для других водителей и пешеходов.

Рис. 6. Концепция автомобиля Toyota FV

Еще одно решение представляет компания Toyoda Gosei, входящая в Toyota Group — концепт-кар Flesby. На наружном кузове сделаны полупрозрачные вставки, под ними размещены светодиоды, с помощью которых можно будет выводить информацию для других водителей и пешеходов.

Особенность машины в том, что ее наружные кузовные панели сделаны из нового материала e-rubber (англ. «электронная резина»). Он может изменять форму посредством электрических сигналов. Кроме того, этот материал поглощает удары и безопасен для пешеходов при наезде.

Под полупрозрачными вставками будут размещены светодиоды, с помощью которых можно будет выводить информацию для других водителей и пешеходов (рис. 7).

С помощью изменения формы и светодиодов могут выражаться и эмоции водителя.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Описанное решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1. Экран информирует пешехода.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Устранено ФП. Части автомобиля должны обладать информационными средствами , чтобы общаться с пешеходом, и не должны обладать этими средствами , чтобы не усложнять систему.

До этого изобретения был создан и испытан Гугломобиль — беспилотный автомобиль с системой искусственного интеллекта, поэтому добавка экранов существенно не усложнила автомобиль.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Полученная система содержит управляемые элементы — экраны.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Данное решение может быть использовано для массового производства.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Получен патент.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Данное решение не рассчитано на незрячих пешеходов. Необходимо добавить звуковые сигналы, например, такие, как на пешеходном переходе со светофором.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема изменится незначительно — пешеходы должны быть ознакомлены с пиктограммами на автомобиле. Если будут применяться стандартные пиктограммы (знаки дорожного движения), то изменений вообще не будет.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Подобный способ может быть использован в других средствах передвижения для предупреждения об опасностях.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

См. п. 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

 

Задача 3. Испытание нефтепровода

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для лабораторных испытаний нефтепровода.

ТС включает: нефтепровод, поток нефти и измерительную аппаратуру.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если диаметр трубы нефтепровода большой, то точность измерения высокая, но стоимость установки, занимаемый ею объем лабораторного помещения и требуемый расход нефти очень большие.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если диаметр трубы нефтепровода маленький, то стоимость установки, занимаемый объем лабораторного помещения и требуемый расход нефти маленькие, но точность измерения низкая.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить минимальные расходы нефти, материалов и минимальный объем помещения для испытаний и получить точные измерения.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент —труба.

Изделие — материалы трубы, количество нефти и объем помещения.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — диаметр трубы большой.

Состояние 2 — диаметр трубы маленький.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (диаметр трубы большой).

ТП-2 (диаметр трубы маленький).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — лабораторные испытания нефтепровода, т. е. расходы должны быть небольшие.

Выбираем ТП-2 — диаметр трубы маленький.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Очень маленький диаметр трубы обеспечивает очень малый расход материалов и малый объем помещения, но измерения очень неточные.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Диаметр трубы и расход материалов, объем помещения.

2. Усиленная формулировка конфликта

Очень маленький диаметр трубы обеспечивает очень малый расход материалов и малый объем помещения, но измерения очень неточные.

3. Икс-элемент

Икс-элемент обеспечивает точные измерения при малом диаметре трубы.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

В случае большого диаметра трубы.

где

В 1  — точность измерения;

В 2  — расход нефти, материалов и объем помещения;

В 3  — труба;

П — сигнал, подаваемый для измерения.

Точность измерения (В 1 ) хорошая — прямая стрелка.

Расход нефти, материалов и объем помещения (В 2 ) большие — волнистая стрелка.

В случае маленького диаметра трубы.

Расход нефти, материалов и объем помещения (В 2 ) малые — прямая стрелка.

Точность измерения (В 1 ) плохая — волнистая стрелка.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это внутренний и наружный диаметры трубы.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время проведения испытаний.

Т2 — время до проведения испытаний (разработка макета).

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Материал трубы и ее размеры.

б) ВПР изделия.

Количество нефти, материалов и объем трубы.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Воздух и сигналы измерения.

б) ВПР общие.

Воздух вокруг трубы.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Излишки нефти.

б) дешевые.

Воздух.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет точно измерить поток нефти в течение ОВ (во время измерения) в пределах ОЗ (внутреннего диаметра трубы) при малом диаметре трубы.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Описанные ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют точно измерить поток нефти в течение ОВ (во время измерения) в пределах ОЗ (внутреннего диаметра трубы) при малом диаметре трубы.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Труба должна быть большого диаметра, чтобы измерения были точны, и должна быть малого диаметра, чтобы не расходовать лишние материалы и не увеличивать объем лабораторного помещения.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частички икс-элемента должны делать так, чтобы проходил большой объем нефти для того, чтобы измерение было точное, и делать так, чтобы проходил малый объем нефти для того, чтобы не расходовать много нефти.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ должна сама создавать большой объем нефти, не увеличивая расход нефти.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

Пока еще не достаточно информации для применения стандартов.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1 Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны увеличить поток нефти.

Шаги 4.2—4.7 не дают решения.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

Можно применить стандарт 3.1.1. Переход к бисистемам и полисистемам.

Используем много трубочек, по которым протекает нефть.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

В качестве задачи-аналога может использовать задачу «укол».

Суммарный поток будет большой.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств в пространстве и структуре

В зоне измерения вместо одной трубы находится пучок трубок, соединенных последовательно гибкими шлангами. Нефть в зоне измерения проходит через трубки многократно. Трубка закольцована, поэтому нефть совсем не расходуется, а общий поток получается большим.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Этот шаг не дает решения.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Решение описано на шаге 5.3.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

— Рассмотреть вводимые вещества и поля.

Введены много трубочек малого диаметра.

— Можно ли не вводить новые вещества и поля, использовав ВПР — имеющиеся и производные?

Ввели трубочки и гибкие шланги.

— Можно ли использовать саморегулируемые вещества?

В данном случае нет.

— Ввести соответствующие поправки в технический ответ.

Поправок вводить не нужно.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1, лишние ресурсы не тратятся.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Устранено ФП. Частички икс-элемента должны делать так, чтобы проходил большой объем нефти для того, чтобы измерение было точное, и делать так, чтобы проходил малый объем нефти для того, чтобы не расходовать много нефти.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Система закольцованных трубок является хорошо управляемым элементом.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Данное решение может быть использовано в реальных условиях для решения других задач.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Патент не подавался.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи — изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Решение внедрено.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема не изменяется.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Подобные решения могут быть использованы в других системах.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач

См. п. 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ имеется задача-аналог, описанная на шаге 5.2.

 

Задача 4. Атерина грунион

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Система:

Система для размножения рыбы грунион.

Система включает: самца и самку, икринки, мальки, песок на берегу моря, море, приливы и отливы.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если самка отложит икринки в песок далеко от моря и глубоко (на 5 см), то они останутся в безопасности (никто их не съест) и сохраняется необходимая влажность для созревания мальков, но малькам будет трудно выбраться из песка и преодолеть большое расстояние до моря.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если самка отложит икринки в песок близко от моря, то малькам будет легко выбраться из песка (песок будут омывать волны) и не нужно будет преодолевать пространство до моря, но икринки могут съесть морские обитатели.

Если самка отложит икринки в песок неглубоко, то малькам будет легко выбраться из песка, но не будет сохраняться необходимая влажность для созревания мальков.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить условия для созревания мальков, безопасность икры и возможность мальков добраться до моря.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — глубина расположения икринок и расстояние от моря.

Изделие — икринки и мальки.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — икринки, а в дальнейшем и мальки, находятся глубоко в песке и далеко от моря.

Состояние 2 — икринки, а в дальнейшем и мальки, находятся неглубоко в песке и близко от моря.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (икринки находятся глубоко в песке и далеко от моря).

ТП-2 (икринки находятся неглубоко в песке и близко от моря).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — размножение рыбы грунион, т. е. хорошие условия для созревания мальков и их безопасность.

Выбираем ТП-1 — икринки глубоко в песке и далеко от моря.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Икринки очень глубоко в песке и очень далеко от моря.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Икринки, мальки, глубина и расстояние от моря.

2. Усиленная формулировка конфликта

Икринки очень глубоко в песке и очень далеко от моря.

3. Икс-элемент

Х-элемент не нарушая хорошие условия для созревания мальков и их безопасности, помогает малькам выбраться из песка и добраться до моря.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

В случае большой глубины залегания икринок в песке и большого расстояния до моря.

где

В 1  — икринки (мальки);

В 2 —глубина залегания икринок в песке и расстояние до моря.

Большая глубина залегания икринок и большое расстояние от моря (В 2 ) обеспечивают хорошие условия созревания и безопасности икры и мальков (В 1 ) — прямая стрелка.

Малькам при этом трудно выбраться из песка и добраться до моря (В 1 ) — волнистая стрелка.

Применение стандарта 1.1.1. Синтез веполя — добавить поле (П).

Х-элемент будет полем. Необходимо подобрать такое поле, которое будет осуществлять действия, описанные на шаге 1.6.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона от места залегания икринок до поверхности песка и пространство до моря.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время закладки икринок.

Т2 — время созревания мальков.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

На данной глубине сохраняется влага, необходимая для созревания мальков и обеспечивается их безопасность.

б) ВПР изделия.

Созревший малек.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Песок, морская вода, приливы и отливы.

б) ВПР общие.

Вода в море и песок.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Оставшаяся часть икринки, морская вода.

б) дешевые

Морская вода, песок, приливы и отливы.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет малькам в течение ОВ (время, когда они появились) в пределах ОЗ (расстояние до моря) выйти из песка и добраться до моря.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Глубина залегания икры, песок, морская вода, приливы и отливы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет малькам в течение ОВ (время, когда они появились) в пределах ОЗ (расстояние до моря) выйти из песка и добраться до моря.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Икринки должны быть на большой глубине в песке и на большом расстоянии от моря, чтобы обеспечить их безопасность и хорошие условия созревания мальков, и должны быть на малой глубине в песке и на малом расстоянии от моря, чтобы малькам было легко выбраться из песка и легко добраться до моря.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частички песка должны располагаться плотно друг к другу, чтобы сохранить влагу, необходимую для созревания мальков, и не должны располагаться плотно друг к другу, чтобы мальки могли легко выбраться.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

Указанные на шаге 3.2 ресурсы должны сами выполнить условия

ИКР-1.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

Применили стандарт 1.1.1. Необходимо подобрать поле.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1 Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны обеспечить нужные действия в нужный момент. Они должны в момент появления мальков разрыть песок и перенести их в море.

В качестве маленьких человечков следует использовать описанные выше ресурсы (человечки песка; человечки морской воды; человечки, перемещающие морскую воду — волны, приливы и отливы).

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР .

Мальки выбираются из песка и сразу попадают в море.

2. Шаг назад от ИКР .

Мальки не до конца выбрались из песка и не до конца перебрались в море.

3. Как теперь достичь ИКР .

Нужно использовать ресурсы, которые помогли бы малькам это сделать до конца.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Задача также может быть решена путем применения смеси ресурсных веществ, где в качестве ресурсов могут выступать морская вода, песок, приливы и отливы.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Задача не решается.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применением смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Не дает решения.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Задача не решается.

ШАГ 4.7. Введение пары «поле — добавка вещества, отзывающегося на поле».

Не дает решения.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

Применения стандартов:

Применили стандарт 1.1.1. Нужно из имеющихся ресурсов подобрать поле. В качестве поля могут использоваться волны и приливы/отливы.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Задач аналогов не обнаружено.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств во времени

В момент появления мальков вода должна размыть песок и унести мальков в воду.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Использовать биологические эффекты — природные явления: приливы и отливы.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Следующий большой прилив будет через 14 дней. Значит, к этому времени должны появиться мальки.

Так и сделано в природе. Нерест осуществляется в полнолуние (рыба выбрасывается приливом далеко от моря), а мальки созревают в момент нарождения луны (мальки вымываются из песка водой и отливом приносятся в море).

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Использованы ресурсы: приливы и отливы и время появления мальков, согласованное с циклом приливов и отливов.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1. Все выполняется само.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

ФП разрешено полученным решением.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Управляемые элементы: время нереста и время появления мальков. Это время согласовано с циклом приливов и отливов.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Данное решение годится не для одной пары рыб, а для всех рыб грунион. Идет массовый нерест.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Новизна принадлежит природе.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при разработке полученной идеи?

Все подзадачи природа решила.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистему не нужно изменять. Все сделано идеально.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Подобное решение может быть использовано в других системах.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач

а) Сформулировать в обобщенном виде полученный принцип решения.

Полученный принцип решения состоит в том, что какой-то объект за счет ресурсов доставляется на место, где удобнее его изготовлять (приспособленное место со всем необходимым), в момент, когда изделие будет готово, те же ресурсы доставляют его в необходимое место.

б) Рассмотреть возможность прямого применения полученного принципа при решении других задач.

Данный принцип может быть использован на конвейере, в строительстве, возможно, в медицине и т. д.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ данные для сравнения отсутствуют.

 

Задача 5. Реализация проектов

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

Техническая система (ТС) для продажи проектов/оборудования.

ТС включает в себя компанию-продавца, компанию-покупателя (заказчика), ресурсы компании-продавца в виде инженерных ресурсов (понимают техническую задачу компании-заказчика, готовят техническое решение) и ресурсов продавцов (готовят коммерческое предложение, контракт, отвечают за реализацию проекта).

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если продавец затрачивает большие ресурсы, то он получает большую прибыль (реализуются 100% проектов), но при этом проект делается более дорогим и увеличивается время на реализацию (продажу).

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если продавец не тратит ресурсы, то проект не дорогой, не увеличивается время на продажу, но отсутствует прибыль для продавца (реализуется часть проектов или ни один из проектов).

Необходимо при минимальных изменениях в системе:

Получить 100% реализацию (продажу проектов, над которыми работает компания-продавец) при минимальных затратах ресурсов.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — продавец.

Изделие — заказчик.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — продавец тратит ресурсы на проект.

Состояние 2 — продавец не тратит ресурсы на проект.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (продавец тратит ресурсы).

ТП-2 (продавец не тратит ресурсы).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — получение прибыли.

Выбираем ТП-1 — продавец тратит ресурсы.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Продавец тратит очень много ресурсов (все имеющиеся ресурсы тратятся на один проект).

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Продавец (ресурсы компании) и заказчик.

2. Усиленная формулировка конфликта

Продавец тратит все свои ресурсы и получает максимальную прибыль, но проект получается очень дорогим и на продажу тратится очень много времени.

3. Икс-элемент

Х-элемент не мешает получению максимальной прибыли и сокращает время на продажу.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

где

В 1  — компания-продавец;

В 2  — заказчик;

П — информационное поле (поле, в котором взаимодействуют компания-продавец с его ресурсами и заказчик).

Тратим ресурсы (В 2 ) получаем прибыль (В 1 ) — прямая стрелка.

Тратим ресурсы (В 2 ) недостаток ресурсов (В 1 ) — волнистая стрелка.

Применение стандарта 1.2.1 Устранение вредной связи введением постороннего вещества. Для разрушения вредного действия между веществами необходимо добавить вещество (В 3 ), которое устранит недостаток ресурсов (В 1 ).

где

В 1  — компания-продавец;

В 2  — заказчик;

П — информационное поле, в котором взаимодействуют продавец с его ресурсами и заказчик;

В 3  — икс-элемент.

В качестве В 3 можно использовать виртуальные ресурсы компании-продавца, которые нейтрализуют недостаток ее локальных ресурсов компании продавца. Также в качестве ресурсов компании-продавца могут быть использованы ресурсы компаний-партнеров (и/или интеграторов) — это тоже будет добавление нового вещества.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

Цепочка принятия решения (ЦПР) у заказчика (или может быть неформальная цепочка принятия решения — НЦПР). У компании-заказчика, как правило, есть люди, которые принимают решение о реализации проекта: выделяют деньги, подписывают контракт, принимают решение о выборе того или иного поставщика, ведут контроль за выполнением проекта и так далее. Эти люди составляют цепочку принятия решения в компании.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — цикл продажи (время продажи).

Т2 — подписание контракта (время до продажи, может быть и до подписания договора).

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

В качестве вещества используются инженеры и продавцы компании-продавца; в качестве полей используются информационное поле — здесь выступает информация о проекте, заказчике и его потребностях, информация о конкурентах, психология взаимодействия продавца и заказчика и так далее; финансовое поле — информация о бюджете заказчика, курсах валют (так как зачастую производители оборудования привязывают свои затраты и прибыль к доллару США. Это связано с тем, что Главные офисы многих производителей оборудования находятся в США, а производство в разных странах: Китай, Тайвань и так далее).

б) ВПР изделия.

В качестве вещества используются Лица, принимающие решение, то есть люди, которые подписывают договор на покупку и поставку оборудования; в качестве полей также используются информационное (например, информация о выходе Британии из Европейского союза сильно повлияла на готовность государственных организаций тратить запланированный бюджет на проекты, так как ожидалось изменение курса валют), финансовая информация и особенности психологии, представляющие собой поле (это может быть способность продавца быстро найти общий язык с заказчиком, находить и удовлетворять скрытые потребности и так далее).

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Здесь в качестве вещества выступает рынок информационных технологий, где непосредственно существуют продавец и заказчик; в качестве полей — политическое и экономическое (например, подписание долгосрочного инвестиционного контракта с Китаем может сильно повлиять на конъюнктуру рынка, так как существует преференция в сторону китайского производителя).

б) ВПР общие.

Здесь в роли вещества могут выступать рынок информационных технологий, партнер-интегратор (партнер-интегратор — это компания, которая поставляет оборудование от компании-производителя заказчику, и отвечает за внедрение и настройку данного оборудования), конкурент. В качестве поля могут выступать: экономическая и политическая информация, представляющие собой поле; традиции; психология и менталитет (менталитет очень сильно влияет на продажи, например, некоторые народы очень любят торговаться, и если попытаться обойти этот процесс, продажа может просто не состояться, а некоторые любят получить конечное предложение сразу, без торга).

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

В качестве вещества выступают шаблоны и планы по работе с заказчиками и партнерами; в качестве полевых ресурсов — это нереализованные проекты, связи с новыми ЛПРами, новые решения и так далее.

б) дешевые.

Текущие сотрудники, помещения офисов, технические лаборатории и так далее. Наработанные ранее решения и шаблоны проведения и подготовки сделок.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, не допускает траты лишних ресурсов в течение ОВ (цикла продажи) в пределах ОЗ (неформальной цепочки принятия решений — НЦПР), сохраняя получение прибыли.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Продавец, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, не допускает траты ресурсов в течение ОВ в пределах ОЗ, сохраняя способность продавца получать прибыль.

— ВПР внешней среды (рынок информационных технологий, политическое и экономическое поля) абсолютно не усложняют систему и не вызывают вредных явлений, не допускают траты ресурсов в течение ОВ в пределах ОЗ, сохраняя способность продавца получать прибыль;

— Побочные ВПР (компании-партнеры) абсолютно не усложняют систему и не вызывают вредных явлений, не допускают траты ресурсов в течение ОВ в пределах ОЗ, сохраняя способность продавца получать прибыль.

Заказчик, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, не допускает траты ресурсов (своих и продавца) в течение ОВ в пределах ОЗ, сохраняя способность получать прибыль компанией-продавцом.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Для получения большой прибыли необходимо затрачивать большие ресурсы, что делает проект более дорогим и увеличивает время на его реализацию (продажу), и не нужно затрачивать ресурсы, чтобы уменьшить себестоимость проекта и время на его реализацию.

Тратим ресурсы — не тратим ресурсы (в данном случае, ресурсы — это работа инженеров).

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Под микроуровнем будем понимать только компанию продавец.

В оперативной зоне (НЦПР) должны быть сконцентрированы большие ресурсы компании-продавца в лице инженеров и продавцов, которые обеспечат 100%-ю реализацию проекта и получение прибыли, и не должны быть сконцентрированы эти ресурсы для уменьшения себестоимости проекта и времени на его реализацию.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

НЦПР заказчика (ОЗ) в течение выполнения проекта (ОВ) сама обеспечивает 100%-ю реализацию проекта и получение прибыли компании-продавцу при отсутствии затрат ее ресурсов.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

См. шаг 1.7.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1 Применение ММЧ.

а) Схема конфликта:

Маленькие человечки — это ресурсы компании-продавца. Ресурсы тратятся на выполнение проекта, а именно — на создание решения, которое полностью удовлетворит персональную и бизнес-потребность ЛПР в ЦПР. На каждого конкретного человека в цепочке тратится разное количество ресурсов. Основное количество ресурсов тратится на технических людей, которые принимают решение о выборе производителя оборудования и решения. Это как раз и указано на диаграмме, где основные ресурсы тратятся на технического директора и главного инженера. Также часто бывает, что ресурсы должны быть задействованы одновременно и на технического директора, и на инженера, и на генерального директора. Таким образом, затрачивается очень много ресурсов. Так как ресурсы для компании-продавца стоят денег, здесь и возникает конфликт — для реализации потребностей ЛПР необходимо тратить большие ресурсы на реализацию проекта, причем нет гарантии того, что проект состоится.

б) Схема, в которой МЧ не вызывают конфликта:

Конфликт исчезает, если стоимость ресурсов МЧ будет равна 0 и/или будут потрачены лишь минимальные ресурсы компании.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

НЦПР сама понимает, что ей нужно, и использует любые свободные ресурсы заказчика и/или свои внутренние ресурсы (например, для разработки технического решения и других необходимых документов).

1. ИКР .

Компания-продавец выполняет 100% своих проектов, не тратит лишних ресурсов и получает высокую прибыль.

2. Шаг назад от ИКР .

Компания-продавец выполняет 99% своих проектов, тратит немного имеющихся ресурсов и при этом получает необходимую прибыль.

3. Как теперь достичь ИКР .

Необходимы незначительные дополнительные дешевые ресурсы.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Задача может быть решена способом применения смеси ресурсных веществ, где в качестве ресурсов могут быть прежние решения по ранее выполненным проектам, ресурсы компании-партнера и свои виртуальные ресурсы.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Задача не решается.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Задача решается производной от ресурсных веществ, в данном случае можно сказать, что производной выступают виртуальные ресурсы (их можно условно назвать и «пустотой» — они не вещественны, а отсутствие вещества — это пустота) (пересмотреть предыдущий шаг).

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Не дает решения.

ШАГ4.7. Введение пары «поле‒добавка вещества, отзывающегося на поле».

Задача может быть решена введением пары «поле‒добавка вещества», где в качестве поля может выступать информационное поле (например, компания-партнер узнала о новом проекте, где можно выступить в консорциуме для предложения решения «под ключ») и добавляет свои ресурсы (инженерные) для решения задач заказчика.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

При решении задачи были применены стандарты 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества. Для разрушения вредного действия между веществами необходимо добавить новое вещество, которое устранит недостаток ресурсов. Таким новым веществом стали виртуальные ресурсы компании-продавца, к которым в первую очень относятся специализированное программное обеспечение и базы решений. Кроме того, это может быть база специалистов, которая может дать консультации.

Так же для решения задачи был применен стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ. В качестве ресурсов можно использовать виртуальные ресурсы.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Аналогом может послужить обычный продуктовый магазин или магазин любых товаров (например, бытовой техники), где нет продавца на каждый отдельный продукт, и покупатель сам выбирает понравившийся ему продукт. С помощью некоторых маркетинговых уловок (например, расположение определенных товаров на уровне глаз/взгляда покупателя) некоторые продукты больше рекламируются покупателю, но все-таки решение он принимает сам, исходя из своих потребностей и возможностей. Так как продавцов недостаточно, существуют виртуальные продавцы-консультанты, которые стоят гораздо дешевле продавцов в самом магазине, но которые оказывают качественную услугу.

Таким образом, принцип виртуализации ресурсов можно использовать при решении различных задач, где существует нехватка ресурсов и времени.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Принцип разделения свойств:

— в пространстве

Можно использовать виртуальные ресурсы.

— во времени

Ресурсы тратятся заранее, до получения заказа. Подготавливаются решения для типичных заказов.

— по условию

Решение разрабатывается из заранее подготовленных типовых решений, возможна небольшая адаптация.

— в структуре

Создается база данных с готовыми решениями, откуда инженер берет готовое решение и не тратит свое время.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Не применимо.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Необходимо подключать виртуальные ресурсы и сформировать базу данных типовых задач.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Главная задача с недостатком ресурсов решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Рассмотреть вводимые вещества и поля.

Для решения задачи было введено дополнительное вещество — виртуальные ресурсы, которые экономят собственные ресурсы компании-производителя оборудования.

Можно ли не вводить новые вещества и поля, использовав ВПР — имеющиеся и производные?

Можно использовать существующие ВПР — ресурсы партнеров и решения, которые используют другие компании и даже конкуренты. При этом могут быть использованы производные ВПР, например виртуальные ресурсы компаний-партнеров и так далее.

Можно ли использовать саморегулируемые вещества?

Виртуальные ресурсы могут быть саморегулируемые.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1, лишние ресурсы не тратятся. Виртуальные ресурсы сами готовят необходимые решения согласно потребностям ЛПР.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Устранено ФП, при котором компания-продавец одновременно тратит и не тратит свои ресурсы.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Полученная система содержит управляемый элемент — виртуальные ресурсы, которыми можно управлять с помощью системы управления ресурсами (специализированное программное обеспечение) и базы решений.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Данное решение может быть использовано в реальных условиях для решения других задач (уже используется на практике в нашей компании).

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Проведен анализ информации по данному вопросу — полученное решение не найдено, т. е. имеется формальная новизна.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Идея переноса всех ресурсов в виртуальную среду. Необходимо создать базу решений — уже создана и поддерживается, в том числе создана группа по изобретению новых решений и пополнения базы решений.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема не изменяется.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Подобное решение может быть использовано другими компаниями-продавцами и отдельными продавцами.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач

а) Сформулировать в обобщенном виде полученный принцип решения.

Полученный принцип решения состоит в том, что нехватка локальных ресурсов у компании-продавца компенсируется дешевыми виртуальными ресурсами;

б) Рассмотреть возможность прямого применения полученного принципа при решении других задач.

Данный принцип может быть использован при решении других задач. Например, при нехватке ресурсов у компании-партнера, разработке новых решений и так далее;

в) Рассмотреть возможность использования принципа, обратного полученному.

Использован принцип виртуализации ресурсов.

Разработаны шаблоны решений.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

Применение виртуальных ресурсов на практике значительно сократило расходы и время на реализацию проекта, при увеличении прибыли компании-продавца.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ данные для сравнения отсутствуют.

 

Задача 6. Столкновение

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для смягчения удара, нанесенного внешнему объекту автомобилем.

ТС включает: автомобиль, его корпус и внешней объект (пешеход, животное, велосипед и т. д.).

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если корпус автомобиля жесткий, то это улучшает ходовые качества автомобиля, но наносит тяжелые увечья человеку при столкновении с ним (не смягчается удар).

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если корпус автомобиля мягкий, то автомобиль снижает тяжелые последствия при столкновении с человеком (смягчается удар), но ухудшает ходовые качества автомобиля.

Необходимо при минимальных изменениях в системе предотвратить нанесение тяжелых увечий человеку при столкновении с автомобилем, не снижая ходовые качества автомобиля.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — корпус автомобиля.

Изделие — пешеход и автомобиль.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — корпус автомобиля жесткий.

Состояние 2 — корпус автомобиля мягкий.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (жесткий корпус автомобиля).

ТП-2 (автомобиль без водителя).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — смягчение удара.

Выбираем ТП-2 — корпус автомобиля мягкий.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Корпус автомобиля очень мягкий.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Очень мягкий корпус автомобиля и пешеход и автомобиль.

2. Усиленная формулировка конфликта

Очень мягки корпус смягчает удар, но обладает плохими ходовыми качествами автомобиля.

3. Икс-элемент

Х-элемент создает хорошие ходовые качества автомобиля, не мешая мягкому корпусу снижать удар.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

В случае мягкого корпуса автомобиля.

Где

В 1  — пешеход;

В 3  — корпус автомобиля;

В 2  — автомобиль;

П — движение.

Мягкий корпус автомобиля (В 3 ) снижает удар пешеходу (В 1 ) — прямая стрелка.

Мягкий корпус автомобиля (В 3 ) снижает ходовые качества автомобиля (В 2 ) — волнистая стрелка.

В случае жесткого корпуса автомобиля.

Где

В 1  — пешеход;

В 3  — корпус автомобиля;

В 2  — автомобиль;

П — движение.

Жесткий корпус автомобиля (В 3 ) не снижает ходовые качества автомобиля (В 2 ) — прямая стрелка.

Жесткий корпус автомобиля (В 3 ) не снижает удар пешеходу (В 1 ) — волнистая стрелка.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона контакта корпуса автомобиля с пешеходом и с окружающей средой (воздухом).

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время столкновения.

Т2 — время до столкновения.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Движение автомобиля, сам автомобиль, его корпус.

б) ВПР изделия.

Пешеход, возможности автомобиля.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Воздух, дорога.

б) ВПР общие.

Воздух.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Выхлопные газы автомобиля.

б) дешевые.

Воздух.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет корпусу автомобиля в течение ОВ (до столкновения) в пределах ОЗ (зона контакта корпуса автомобиля с воздухом) делать корпус автомобиля жестким, обеспечивая безопасность движения при столкновении с пешеходом.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы автомобиля, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют автомобилю в течение ОВ (до столкновения) в пределах ОЗ (контакт автомобиля с воздухом) делать корпус автомобиля очень жестким, мешая ему быть мягким и смягчать удар при столкновении с пешеходом.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Корпус автомобиля должен быть мягким, чтобы смягчать удар, и должен быть жестким, чтобы не ухудшать ходовые качества автомобиля.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частички корпуса автомобиля должны быть жестко связаны между собой, чтобы обеспечить жесткий корпус, и не должны быть жестко связаны между собой, чтобы обеспечить мягкий корпус.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ должна быть мягкой, чтобы смягчать удар, и должна быть жесткой, чтобы не ухудшать ходовые качества автомобиля.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

Можно применить стандарт 2.2.4. Динамизация веполя.

Необходимо сделать корпус автомобиля, меняющий свою жесткость.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1 Применение ММЧ.

Для жесткого корпуса маленькие человечки крепко держатся друг за друга.

Для мягкого корпуса маленькие человечки лишь слегка держатся друг за друга.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР .

Автомобиль делает корпус мягким, когда встречается с пешеходом.

2. Шаг назад от ИКР .

Автомобиль делает корпус мягким за мгновение до встречи с пешеходом.

3. Как теперь достичь ИКР .

За это мгновение автомобиль перестраивает корпус.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Задача не решается.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Например, автомобиль создает в месте контакта с пешеходом воздушный мешок.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Задача не решается.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Задача не решается.

ШАГ4.7. Введение пары «поле‒добавка вещества, отзывающегося на поле».

Частицы корпуса и способ изменения связей между ними.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

Мы уже применили стандарт 2.2.4. Динамизация веполя.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Задача—аналог антенна Куликова.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств в пространстве, во времени и структуре

Частички корпуса автомобиля меняют жесткость связи друг с другом в зависимости от того, имеется ли столкновение или нет.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

При использовании принципа антенны Куликова меняется натяжение троса.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Компания Waymo получила патент на корпус автомобиля, снижающего жесткость его поверхности. Детали корпуса удерживаются вместе с помощью «натяжных элементов» (тросов, стержней или пружин). Натяжение может ослабляться или усиливаться, регулируя «внешнюю жесткость» автомобиля.

Эта система предназначена для беспилотных автомобилей (робомобилей). Натяжение меняется, когда система управления прогнозирует столкновение с другим объектом. При прогнозировании столкновения с другим автомобилем корпус робомобиля останется жестким, а в случае столкновения с человеком — будет смягчаться. Высчитывается точное место столкновения и именно в этом месте будет уменьшаться натяжение элементов, уменьшая жесткость этого участка корпуса.

Пример изменения жесткости бампера показан на рис. 8. Натяжение может осуществляться с помощью тросов (рис. 8а и рис. 8б) или с помощью стержня (рис. 8в). Кроме того, бампер может быть гофрированным (рис. 8б).

Рис. 8. Система натяжения бампера. Патент США 9 725 060

10 — бампер; 30 — трос; 32 — лебедка; 60 — стержень; 62 и 64 — сегменты стержня.

Натяжение может осуществляться по принципу антенны Куликова (рис. 9). Принцип действия антенны Куликова был изложен ранее в учебнике предыдущего уровня.

Рис. 9. Система натяжения корпуса автомобиля по принципу

антенны Куликова. Патент США 9 725 06018 и 18» — стойки; 70 и 80 — трос; 72 и 82 — блоки; 74 — гибкая трубка; 84 — выступающая часть; 86 — приемная часть.

Отдельные части (блоки) 72 на рис. 9а и 82 на рис. 9б соединяются посредством натяжения троса 70 и 80, соответственно.

Еще одно решение представляет компания Toyoda Gosei, входящая в Toyota Group — концепт-кар Flesby II, описанный выше в задаче 3 (рис. 7). Особенность машины в том, что ее наружные кузовные панели сделаны из нового материала e-rubber (англ. «электронная резина»), который может изменять форму посредством электрических сигналов. Этот материал поглощает удары и безопасен для пешеходов при наезде.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Описанное решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1. Тросы и стержни натягивают или ослабляют корпус автомобиля, делая его жестким или мягким.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Устранено ФП. Частички корпуса автомобиля должны быть жестко связаны между собой, чтобы обеспечить жесткий корпус, и не  должны быть жестко связаны между собой, чтобы обеспечить мягкий корпус.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Полученная система содержит управляемые элементы — тросы и стержни.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Данное решение может быть использовано для массового производства.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Получен патент.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Данное решение частично решает проблему безопасности человека при столкновении с автомобилем. Человек от удара может упасть и удариться о твердые предметы, автомобиль по инерции может протащить человека по дороге и т. д.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема не изменяется.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Подобный способ может быть использован для уменьшения тяжелых последствий при других видах столкновений.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

См. п. 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

 

Задача 7. Ледокол

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для разрушения льда (освобождение ото льда участка водного пространства для прохождения судов).

ТС включает: водное пространство, покрытое льдом, и устройство, ломающее (разрушающее) лед (ледокол). В дальнейшем будем его называть «ледолом».

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если ледолом имеет большой вес и большую мощность, то он способен разрушить толстый лед, но при этом тратятся большие средства на его постройку и эксплуатацию.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если ледолом имеет малый вес и маленькую мощность, то не тратятся большие средства на его постройку и эксплуатацию, он не способен разрушить толстый лед.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить, чтобы ледолом малой мощности и малого веса разрушал толстый лед.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — ледолом.

Изделие — лед.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — большая мощность и вес.

Состояние 2 — малая мощность и вес.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (большая мощность и вес).

ТП-2 (малая мощность и вес).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

Уточним ГПП. Нам необходимо осуществить разрушения льда с малыми затратами

ГПП — разрушать лед с малыми затратами.

Выбираем ТП-2 — малая мощность и вес.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Выбираем очень малую мощность и вес.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Очень малая мощность и вес ледолома.

2. Усиленная формулировка конфликта

Ледолом с очень малым весом и мощностью не требует больших средств на постройку и эксплуатацию, но он не способен разрушить толстый лед.

3. Икс-элемент

Х-элемент позволяет разрушать толстый лед ледолому с очень малым весом и мощностью.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

В случае большой мощности и веса ледолома.

где

В 1  — лед;

В 2  — ледолом;

В 3  — затраты;

П 1  — сила разрушения (механическое поле и поле гравитации, которые позволяют ледолому двигаться и создавать давление на лед).

Большая сила разрушения (П 1 ) — большая мощность и вес ледолома (В 2 ) разрушает толстый лед (В 1 ) — прямая стрелка.

Большая сила разрушения (П 1 ) — большая мощность и вес ледолома (В 2 ) требует больших затрат (В 3 ) — волнистая стрелка.

В случае малой мощности и веса ледолома.

где

В 1  — лед;

В 2  — ледолом;

В 3  — затраты;

П 1  — сила разрушения (механическое поле и поле гравитации).

Малая сила разрушения (П 1 ) — малая мощность и вес ледолома (В 2 ) не требует больших затрат (В 3 ) — прямая стрелка.

Малая сила разрушения (П 1 ) — малая мощность и вес ледолома (В 2 ) не разрушает толстый лед (В 1 ) — волнистая стрелка.

Воспользуемся стандартами подкласса 1.2. Разрушение веполей.

Стандарт 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества

где

В 1  — лед;

В 2  — ледолом;

В 3  — затраты;

В 4  — икс-элемент;

П 1  — сила разрушения (механическое поле и поле гравитации).

Стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ

где

В 1  — лед;

В 2  — ледолом;

В 3  — затраты;

В 4  — икс-элемент;

В « 1  — видоизмененный лед;

В « 2  — видоизмененный ледолом;

В « 3  — видоизмененные затраты;

П 1  — сила разрушения (механическое поле и поле гравитации).

Стандарт 1.2.3. Оттягивание вредного действия поля

где

В 1  — лед;

В 2  — ледолом;

В 3  — затраты;

В 4  — икс-элемент;

П 1  — сила разрушения (механическое поле и поле гравитации).

Стандарт 1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля

где

В 1  — лед;

В 2  — ледолом;

В 3  — затраты;

П 1  — сила разрушения (механическое поле и поле гравитации);

П 2  — икс-элемент.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона контакта ледолома со льдом.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время разрушения льда.

Т2 — время до разрушения льда.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Ледолом, его мощность и вес; силы, создаваемые ледоломом.

б) ВПР изделия.

Лед и его свойства.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Воздух, вода, температура воздуха и воды, другие свойства воздуха и воды.

б) ВПР общие.

Воздух, вода, лед и их свойства.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Разломанный лед.

б) дешевые.

Воздух, вода, лед и их свойства.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет ледолому с очень маленьким весом и мощностью разрушать толстый лед в течение ОВ (во время разрушения льда) в пределах ОЗ (контакта ледолома со льдом), не увеличивая вес и мощность ледолома.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют ледолому с очень маленьким весом и мощностью разрушать толстый лед в течение ОВ (во время разрушения льда) в пределах ОЗ (контакта ледолома со льдом), не увеличивая вес и мощность ледолома.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Сила воздействия ледолома на лед должна быть большой, чтобы ломать толстый лед, и должен быть малой, чтобы не тратить большие средства на эксплуатацию.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частички ледолома должны создавать большую силу воздействия на лед, чтобы ломать толстый лед, и не должны создавать большой силы воздействия на лед, чтобы не тратить большие средства на эксплуатацию.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ в течение ОВ должна создавать условия для разрушения толстого льда с помощью ледолома очень малого веса и мощности.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

См. шаг 1.7.

Раз говорится о создании дополнительной силы, то, скорее всего, нужно воспользоваться стандартом 1.2.4. Нужно найти способы создания дополнительной силы воздействия на лед, чтобы малой мощностью и весом ледолома можно было бы разрушить толстый лед.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1.Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны создавать условия воздействия на лед, позволяя его разрушать с меньшими усилиями.

Маленькие человечки могут воздействовать на лед:

— со стороны воздуха;

— со стороны воды;

— внутри льда.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР .

Лед ломается малыми усилиями.

2. Шаг назад от ИКР .

Лед надламывается.

3. Как теперь достичь ИКР .

Использовать наличие надломанного льда.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Если бы это был пароход, то можно было бы использовать золу для создания условий растаивания льда.

Имеются много других способы разрушения льда, например:

1. Использование воды для создания дополнительного веса.

2. На ледоломе в носовой части создается дополнительная цистерна в которую нагачивается забортная вода. Емкость можно сделать из эластичного материала, чтобы не занимала много места (Патент США 3 130 701).

3. Использование подводных судов: патенты РФ 2 551 322, 2 550 862, 2 570 916.

4. Использзование полупогруженных судов) патент РФ 2 535 346.

5. Ломать лед с двух сторон (патент США 3 670 681).

6. Разрушать лед типа угольного комбайна для добычи угла.

7. И т. д.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Пустота в виде разряжения подо льдом.

Разряжение можно создавать за счет отсоса воды подо льдом

Разрушение льда с помощью судов на воздушной подушке, предложенный д. т. н. В. М. Козиным. Но этот способ годится только для относительно тонкого льда, который можно вовлечь в волновой изгиб.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Это описано на шаге 4.4 (патент РФ 2 230 000).

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Использование электрогидравлического удара (эффект Юткина).

Лед взрывается ударной волной, образующейся при высоковольтном разряде.

Использование сверхвысокочастотной энергии.

Способ заключается в облучении толщи морского льда сверхвысокочастотной энергией, которая воздействует на жидкость, содержащуюся в виде капсул в толще морского льда. Под действием этой энергии жидкость мгновенно испаряется и образовавшиеся пары жидкости, расширяясь, своим давлением разрушают кристаллы льда.

ШАГ4.7.Введение пары «поле‒добавка вещества, отзывающегося на поле».

В каждом из описанных выше изобретений свои пары.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

См. шаг 3.6. Может быть, можно применить стандарт 2.2.4. Динамизация веполя и стандарты класса 5, например, 5.1.2. Разделение изделия на взаимодействующие части, 5.2.1. Использование поля по совместительству, 5.2.2. Использование поля внешней среды, 5.2.3. Использование веществ-источников полей, 5.5.1. Получение частиц вещества разложением.

Описанные выше изобретения подходят под данные стандарты.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Задача—аналог

В качестве задачи аналога можно использовать резку стекол. Стекло надрезают стеклорезом, делая неглубокую царапину, и прикладывают разламывающее усилие. Трещина углубляется и стекло разрезается.

Можно надрезать лед, а затем создавать механические усилия ледоколом, тогда не понадобится больших усилий и можно будет воспользоваться более легкими и менее мощными ледоколами.

Такие надрезы предложили делать лазером.

Надрезы льда можно делать и с помощью очень тонкой струи воды под давлением 6000 атм.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств

— в пространстве

Надламывается только часть льда (см. шаг 5.2).

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Выше описывали использование эффекта Юткина, сверхвысокочастотной энергии и лазер.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

См. шаг 5.2.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Решение использовать луч лазера для надрезания льда удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1. Устройство для разрушения льда с помощью создания поверхностных надрезов, например лазером, позволяет использовать ледоколы меньшей мощности и веса.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Сила воздействия ледолома на лед должна быть большой, чтобы ломать толстый лед, и должна быть малой, чтобы не тратить большие средства на эксплуатацию.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

В данном изобретении это лазер.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Годится.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Способ разрушения ледяного покрова путем осуществления надрезов льда лазером защищен патентами.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Возникает задача создания промышленной установки.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема может быть изменена — не нужно будет использовать тяжелые и мощные ледоколы.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Решение используется для резки стекол для смартфонов.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

См. шаг 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

 

Задача 8. Игра на бирже

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Система:

Система для сокращения рисков при краткосрочном снижении цены (потери денег, вложенных в акцию).

Система включает: акцию, держателя акции, рыночную цену акции.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если покупать акцию на долгосрочный период, то акция будет расти, но на короткий срок может быть снижение цен и продать акцию будет нельзя.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если покупать акцию на краткосрочный период, то ее можно продать в любой момент и не потерять на изменении цены, но невозможно получить прибыль от роста акции.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить рост акции в долгосрочный период и возможность ее продать в краткосрочный период.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — период, на который покупают акцию.

Изделие — акция.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — долгосрочный период.

Состояние 2 — краткосрочный период.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (долгосрочный период).

ТП-2 (краткосрочный период).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — сокращение рисков снижения цены акции.

Выберем вариант с минимальным риском.

Выбираем ТП-2.

Если акция куплена на краткосрочный период, то ее можно продать в любой момент и не потерять на цене акции, но невозможно получить прибыль от роста акции.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Акция покупается на самый короткий срок, мы сокращаем риск потерять на понижении цены акции, но прибыль от долгосрочной покупки акции совсем не получим.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Период покупки акции и сама акция.

2. Усиленная формулировка конфликта

Покупая акцию на самый короткий срок, мы сокращаем риск потерять на понижении цены акции, но совсем не получим прибыль от долгосрочной покупки акции.

3. Икс-элемент

Х-элемент помогает получить прибыль за долгосрочный период, не мешая продавать акцию в любой момент.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

В случае долгосрочного периода.

где

В 1  — прибыль;

В 2  — акция;

В 3  — возможность подать акцию;

П 1  — период, на который покупают акцию.

Акция (В 2 ), купленная на долгосрочный период (П 1 ), будет расти в цене, т. е. будет прибыль (В 1 ) — прямая стрелка.

Акцию (В 2 ), купленную на долгосрочный период (П 1 ), будет невозможно продать (В 2 ) — волнистая стрелка.

В случае краткосрочного периода.

где

В 1  — прибыль;

В 2  — акция;

В 3  — возможность продать акцию;

П 2  — период, на который покупают акцию.

Акцию (В 2 ), купленную на краткосрочный период (П 2 ), будет возможно продать (В 3 ) — прямая стрелка.

Акция (В 2 ), купленная на краткосрочный период (П 2 ), не будет давать прибыль (В 1 ) — волнистая стрелка.

Стандарт 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества

где

В 1  — прибыль;

В 2  — акция;

В 3  — возможность продать акцию;

В 4  — икс-элемент;

П — период, на который покупают акцию.

Стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ

где

В 1  — прибыль;

В 2  — акция;

В 3  — возможность продать акцию;

В 4  — икс-элемент;

В « 1  — видоизмененная прибыль;

В « 2  — видоизмененная акция;

В « 3  — видоизмененная возможность продать акцию;

П — период, на который покупают акцию.

Стандарт 1.2.3. Оттягивание вредного действия поля

где

В 1  — прибыль;

В 2  — акция;

В 3  — возможность продать акцию;

В 4  — икс-элемент;

П — период, на который покупают акцию.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

Этот шаг не применим к данной задаче.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — реальное время.

Т2 — время в момент покупки акции.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Период, на который покупают акцию, и условия продажи акции.

б) ВПР изделия.

Акция.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Рынок акций, изменение цены акции на рынке.

б) ВПР общие.

Рынок

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Нет.

б) дешевые.

Нет.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет не потерять прибыль от долгосрочной акции в течение ОВ в пределах ОЗ, не мешая продавать акцию в любой момент.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют не потерять прибыль от долгосрочной акции в течение ОВ в пределах ОЗ, не мешая продавать акцию в любой момент.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Период, на который покупают акцию, должен быть большой (долговременный), чтобы получить прибыль, и должен быть маленький (кратковременный), чтобы акцию можно было продать в любой момент.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Этот шаг не актуален для данной задачи.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ в течение ОВ должна сохранить возможность получения прибыли от акции за длительный период.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

В дополнении к использованию стандартов, описанных на шаге 1.7, можно использовать стандарты 1.1.7. Максимальный режим действия на вещество и 1.1.8. Избирательно-максимальный режим (1.1.8.1. Избирательно-максимальный режим: поле максимальное и 1.1.8.2. Избирательно-максимальный режим: поле минимальное).

Стандарты 1.1.7. Максимальный режим действия на вещество

где

В 1  — прибыль;

В 2  — акция;

В 3  — возможность продать акцию;

В 4  — икс-элемент;

П max  — максимальный срок, на который покупают акцию.

В качестве В 4 может использоваться в соответствии со стандартом 1.1.1 дополнительное вещество, а в соответствии со стандартом 1.1.2 — имеющиеся вещества и их видоизменения.

Стандарт 1.1.8.1. Избирательно-максимальный режим: поле максимальное.

По этому стандарту в необходимое место вводят какую-то добавку, которая усиливает поле в нужный момент в нужном месте.

Стандарт 1.1.8.2. Избирательно-максимальный режим: поле минимальное.

По этому стандарту используют максимальное поле, а нежелательный эффект отводят другим вводимым полем.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1.Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны снижать риск от снижения цены на акцию — не допустить или компенсировать потери.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР .

Риск от снижения цены на акцию сводится к нулю.

2. Шаг назад от ИКР .

Потери имеются, но незначительные.

3. Как теперь достичь ИКР .

Иметь возможность подавать акцию в любой момент.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Использовать другие рынки, другие контракты, способные компенсировать потери.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Данный шаг для данной задачи не пригоден.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Изменить условия продажи акции

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Данный шаг для данной задачи не пригоден.

ШАГ 4.7. Введение пары «поле‒добавка вещества, отзывающегося на поле».

Срок действия акции (поле), отзывчивой на прибыль (вещество).

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

См. шаг 3.6. Может быть, можно применить стандарт 2.2.4. Динамизация веполя и стандарты класса 5, например 5.1.2. Разделение изделия на взаимодействующие части, 5.2.1. Использование поля по совместительству, 5.5.1. Получение частиц вещества разложением.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Задача-аналог — поставка пшеницы.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств

— во времени

В момент покупки акции купить возможность ее продажи в любой момент.

— в структуре

Изменить условия продажи акции.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Шаг не применим для данной задачи.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Вы покупаете опцион с правом на продажу (англ. put option) акции по определенной цене. Если вдруг ваши опасения станут реальностью, и рыночная цена акции опустится ниже оговоренной в опционе цены (англ. strike price), то вы просто продадите акцию по этой оговоренной в опционе цене.

Эта операция называется хеджирование (англ. hedging).

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Описанное решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1. Снижается риск.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Период, на который покупают акцию, должен быть большой (долговременный), чтобы получить прибыль, и должен быть маленький (кратковременный), чтобы акцию можно было продать в любой момент.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Дополнительный контракт — покупка опциона.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Это распространенная операция, которая используется в различных видах сделок.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Решение не новое.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Дополнительных задач не возникает.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема не изменится

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

В любых видах сделок.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

См. шаг 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

 

Задача 9. Танкер

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для перевозки нефти морским путем.

ТС включает: танкер, вода, воздух и способ торможения.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Большое судно перевозит много нефти, но имеет большой тормозной путь.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Малое судно имеет малый тормозной путь, но перевозит мало нефти.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить малый тормозной путь судна, не уменьшая объем перевозимой им нефти.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — танкер.

Изделие — тормозной путь, количество перевозимой нефти.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — большой.

Состояние 2 — маленький.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (большой).

ТП-2 (малый).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — перевозка нефти морским путем.

Выбираем ТП-1 — большой танкер.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Очень большой танкер — супертанкер.

Примечание.

В связи с тем, что мы выбрали супертанкеры, возникает новая задача. Супертанкеры имеют большую длину и, следовательно, большую площадь корпуса и большое гидродинамическое сопротивление. Поэтому у современных танкеров стараются максимально снизить гидродинамическое сопротивление.

Следует переформулировать технические противоречия.

Техническое противоречие 1.1 (ТП-1.1):

Судно с малым гидродинамическим сопротивлением имеет хорошие мореходные качества, но большой тормозной путь.

Техническое противоречие 2.1 (ТП-2.1):

Судно с большим гидродинамическим сопротивлением имеет небольшой тормозной путь, но плохие мореходные качества.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить малый тормозной путь судна, не ухудшая мореходные качества судна.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — судно.

Изделие — тормозной путь, мореходные качества.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — большое гидродинамическое сопротивление.

Состояние 2 — малое гидродинамическое сопротивление.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1-1 (малое сопротивление).

ТП-2-1 (большое сопротивление).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1.1 и ТП-2.1) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

Переформулируем ГПП1

ГПП1 — уменьшить тормозной путь.

Выбираем ТП-2.1 — большое сопротивление.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Очень большое сопротивление.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Тормозной путь и мореходные качества судна с очень большим гидродинамическим сопротивлением.

2. Усиленная формулировка конфликта

Очень большое сопротивление судна значительно уменьшает тормозной путь, но очень ухудшает мореходные качества.

3. Икс-элемент

Х-элемент должен улучшить мореходные качества судна, не мешая очень большому гидродинамическому сопротивлению значительно уменьшать тормозной путь.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

В случае большого танкера.

где

В 1  — танкер с очень большим гидродинамическим сопротивлением;

В 2  — тормозной путь;

В 3  — мореходные качества судна;

П 1  — движение (механическое поле).

Движение (П 1 ) танкера (В 1 ) создается за счет вращения гребных винтов, двигателем посредством гребного вала.

Большое гидродинамическое сопротивление танкера (В 1 ) позволяет значительно сократить тормозной путь (В 2 ) — прямая стрелка.

Большое гидродинамическое сопротивление танкера (В 1 ) значительно ухудшает мореходные качества судна (В 3 ) — волнистая стрелка.

Воспользуемся стандартами подкласса 1.2. Разрушение веполей.

Стандарт 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества

где

В 1  — танкер с очень большим гидродинамическим сопротивлением;

В 2  — тормозной путь;

В 3  — мореходные качества судна;

В 4  — икс-элемент;

П 1  — движение (механическое поле).

Стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ

где

В 1  — танкер с очень большим гидродинамическим сопротивлением;

В 2  — тормозной путь;

В 3  — мореходные качества судна;

В « 1  — видоизмененный танкер;

В « 2  — видоизмененная длина тормозного пути;

В « 3  — видоизмененные мореходные качества судна;

В 4  — икс-элемент;

П 1  — движение (механическое поле).

Стандарт 1.2.3. Оттягивание вредного действия поля

где

В 1  — танкер с очень большим гидродинамическим сопротивлением;

В 2  — тормозной путь;

В 3  — мореходные качества судна;

В 4  — икс-элемент;

П 1  — движение (механическое поле).

Стандарт 1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля

где

В 1  — танкер с очень большим гидродинамическим сопротивлением;

В 2  — тормозной путь;

В 3  — мореходные качества судна;

П 1  — движение (механическое поле);

П 2  — икс-элемент.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона контакта танкера с окружающей средой (вода и воздух).

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время торможения танкера.

Т2 — время до торможения танкера.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Танкер, его габариты, вес, форма.

б) ВПР изделия.

Перевозимый груз, тормозной путь, мореходные качества судна и его характеристики.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Воздух, вода, характеристики океана.

б) ВПР общие.

Воздух, вода.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Нефть (только в случае ее разлития).

б) дешевые.

Воздух, вода.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет судну обеспечить хорошие мореходные качества в течение ОВ в пределах ОЗ, не мешая судну значительно сократить тормозной путь.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют судну обеспечить хорошие мореходные качества в течение ОВ в пределах ОЗ, не мешая судну значительно сократить тормозной путь.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Гидродинамическое сопротивление судна должно быть малым, чтобы обеспечить хорошие мореходные качества судна, и должно быть большим, чтобы уменьшить тормозной путь.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Площадь поперечного сечения танкера должна быть большой, чтобы создавать большее гидродинамическое сопротивление движению при торможении, и маленькой при движении.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ в течение ОВ должна уменьшать тормозной путь, не ухудшая мореходные характеристики судна.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

См. шаг 1.7. Так как сопротивление объекта в воде в 1000 раз больше сопротивления движению в воздухе, то для торможения следует использовать только водную среду.

В качестве В 4 , видимо, следует взять ширину судна.

В качестве П 2 , видимо, следует взять движение в противоположную сторону.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1.Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны создать максимальное сопротивление движению судна при торможении или даже тащить судно в противоположную сторону, не мешая судну все остальное время иметь хорошие мореходные качества.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

Шаг не применим к данной задаче.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

В качестве ресурса использовать периметр судна. Судно имеет фальшборт, который при экстренном торможении раскрывается и образует площадь сопротивления движению воды по длине более, чем две длины судна, а по ширине (глубине) — более величины его осадки.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Использовать надувные конструкции.

Вдоль борта с наружной стороны располагается валик, который представляет собой мешок, свернутый в виде спирали. В центре спирали трос — это ось, на которой будет вертеться спираль, разматываясь. Мешок накачивается водой. Верхняя часть развернутого мешка представляет собой поплавок, например рукав, заполненный воздухом. Нижняя часть — грузило. В экстренной ситуации валик разворачивается, в него накачивают забортную воду. За счет силы тяжести грузил и воды мешок опускается вниз, достигает поверхности воды и начинает тонуть. Верхнюю часть опускают на поверхность воды. За счет рукава с воздухом (поплавка) верхняя часть мешка держится на поверхности, а нижняя максимально заглубляется.

Часть, прикрепленная к носу судна, соединена с носом системой разворачивающихся тросов-лент. Мешок занимает практически перпендикулярное положение по отношению к корпусу. Ленты-тросы тоже создают дополнительное сопротивление.

Ширина (глубина) конструкции может достигать нескольких десятков метров, поэтому вся конструкция будет иметь очень большую площадь, оказывающую значительное гидродинамическое сопротивление.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Можно использовать реверсированный поток воды. Это могут быть трубы в виде буквы U, разворачивающие поток на 180о.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействие двух электрических полей.

Шаг не применим к данной задаче.

ШАГ4.7. Введение пары «поле‒добавка вещества, отзывающегося на поле».

См. шаги 4.3—4.5.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

См. шаг 3.6. Может быть, можно применить стандарт 2.2.4. Динамизация веполя и стандарты класса 5, например 5.1.2. Разделение изделия на взаимодействующие части, 5.2.1. Использование поля по совместительству, 5.2.2. Использование поля внешней среды, 5.2.3. Использование веществ-источников полей.

См. шаги 4.3‒4.5 и шаг 5.3.

ШАГ 5.2.Применение задач-аналогов.

Задачи-аналоги.

1. Задача «шасси самолета».

2. Задача «очистка железнодорожных путей».

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств

— в пространстве

1. Корпус судна становится широким в носовой части.

В Гданьском политехническом институте предложили носовую часть судна делать раскрывающейся, подобно створкам ворот. При этом, по их данным, тормозной путь сокращается на 35%.

2. Судно можно сделать из двух половин, которые раскрываются при экстренном торможении. В кормовой части половинки судна соединены шарнирно. Половинки удерживаются тросами-лентами (рис. 10).

— во времени

Вовремя экстренного торможения ширина судна резко увеличивается.

— в структуре

Структура судна меняется во времени. Судно раздваивается во время экстренного торможения.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Шаг не применим к данной задаче.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

См. шаг 5.3.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Описанное решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1.

Сокращается тормозной путь танкера, а перевозимый объем нефти не уменьшается.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Площадь поперечного сечения танкера должна быть большой, чтобы создавать большее сопротивление движению при торможении, и маленькой при движении.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Да. См. шаги 4.3, 4.4, 5.3.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Годится.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Патентная чистота не проверялась.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Задачи, связанные с проектированием, изготовлением и испытанием предложенных решений.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема не изменится.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Пока не известно.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

Пока не известно.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

 

Задача 10. Железнодорожное колесо

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для обточки железнодорожных колес.

ТС включает: железнодорожное колесо, рельсовый транспорт и токарный станок.

Техническое противоречие (ТП-1):

Если снимать колесную пару с железнодорожного транспорта и обтачивать колеса на токарном станке, то колесо приобретает нужную форму, что предотвращает сход транспорта с рельс, но процесс снятия колесных пар с транспорта и их последующий монтаж требует дополнительных усилий и приводит к простою транспорта.

Техническое противоречие (ТП-2):

Если не снимать колесную пару с железнодорожного транспорта и не обтачивать колеса, то возможен сход транспорта с рельс, но не нужно снимать колесные пары с транспорта для их обточки и их последующего монтажа, т. е. не будет простоя транспорта.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить обточку колес без их снятия с транспорта.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — колесо.

Изделие — токарный станок и транспорт.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (снимают колесную пару).

ТП-2 (не снимают колесную пару).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — обточка колес без простоя транспорта.

Выбираем ТП-2 — не снимать колеса для обточки.

Следовательно, необходимо токарный станок установить на транспорт.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Колесная пара не снимается с транспорта, но для обточки колес на транспорт необходимо установить токарный станок, который занимает очень много места.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара (конфликтующие элементы)

Колесо, токарный станок и транспорт.

2. Формулировка конфликта

Токарный станок необходимо установить на транспорте для обеспечения обточки колес без их снятия, что предотвращает простой транспорта и исключает дополнительную работу, но места для установки токарного станка на транспорте нет.

3. Икс-элемент

Х-элемент обеспечивает обточку колес без их снятия.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

Шаг не применим для данной задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона контакта резца токарного станка и колеса.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время обточки колеса.

Т2 — время до обточки колеса.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Токарный станок и его компоненты: резец, механизм подачи резца, двигатель, вращающий изделие (колесо), патрон, зажимающий изделие.

б) ВПР изделия.

Колесо, транспорт, движение транспорта.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Транспорт (вагон или тепловоз), пространство в них, воздух, поток воздуха.

б) ВПР общие.

Транспорт (вагон или тепловоз), пространство в них, воздух, поток воздуха.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Нет.

б) дешевые.

Воздух, пространство в транспорте.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет обеспечить обточку колес в течение ОВ в пределах ОЗ без снятия колес с транспорта.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют обеспечить обточку колес в течение ОВ в пределах ОЗ без снятия колес с транспорта.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Для обточки колеса необходимы привод (двигатель), патрон и устройство подачи резца, которые имеют большие габариты, а чтобы не снимать колеса с транспорта, привод и устройство подачи резца должны быть очень маленькие, чтобы их можно было разместить на транспорте.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Части токарного станка, имеющие большие габариты (привод и патрон), должны быть, чтобы обтачивать колеса, и их не должно быть, чтобы не снимать колеса, а обтачивать их прямо на транспорте.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ в течение ОВ должна обеспечивать обтачивание колес без их снятия с транспорта.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

Шаг не применим для данной задачи.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1.Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны помочь резцу обточить колесо, не снимая его с транспорта.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

Шаг не применим к данной задаче.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

В качестве ресурса можно использовать крепление колес к транспорту и их вращение во время хода.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Шаг не применим к данной задаче.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Шаг не применим к данной задаче.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Шаг не применим к данной задаче.

ШАГ4.7. Введение пары «поле‒добавка вещества, отзывающегося на поле».

См. шаги 4.3.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

Можно использовать стандарт 5.2.1. Использование поля по совместительству.

Можно использовать вращение колес во время хода транспорта.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Задач-аналогов не обнаружено.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств

— во времени и в структуре

Функцию привода исполняет движение транспорта (колесо вращается), а функцию патрона выполняют крепления колесной пары к транспорту.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Шаг не применим к данной задаче.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Разработано приспособление для обточки железнодорожных колес, крепящееся на колесе. Оно содержит механизм подачи резца и резец. Во время хода транспорта колесо обтачивается при прохождении 150—200 м.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Описанное решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1.

Колесо обтачивается во время хода транспорта без его снятия.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Патрон и привод токарного станка должны быть, чтобы обтачивать колесо и их не должно быть, так они занимают много места.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Да. Вращение колеса и крепление его к транспорту.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Годится.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Имеется патент.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Приспособление испытано и используется, поэтому никаких других задач не возникает.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема не изменится.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Пока не известно.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

Пока не известно.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

 

Задача 11. Авария танкера

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для предотвращения утечки нефти из танкера.

ТС включает: танкер, нефть, море.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Двойные борта и дно танкера предотвращают разлив нефти при авариях, но уменьшают грузоподъемность танкера.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Танкер с одним дном и бортами имеет максимальную грузоподъемность, но разлив нефти при авариях не предотвращается.

Необходимо при минимальных изменениях в системе увеличить грузоподъемность танкера, предотвратив при этом разлив нефти при авариях.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — цистерна танкера.

Изделие — нефть.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — танкер с двойным дном и двойными бортами.

Состояние 2 — танкер с одним дном и бортами.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (танкер с двойным дном и двойными бортами).

ТП-2 (танкер с одним дном и бортом).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — предотвращение утечки нефти из танкера.

Выбираем ТП-1 — танкер с двойным дном и двойными бортами.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Танкер с большим количеством доньев и бортов.

Примечание.

Расстояние между наружной и внутренней обшивкой не может быть очень маленьким. Оно должно включать высоту набора на каждой из обшивок плюс зазор около 0,5м, чтобы мог протиснуться человек, осуществляющий осмотр или ремонтные работы.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара (конфликтующие элементы)

Цистерна, нефть и море.

2. Формулировка конфликта

Судно с большим количеством доньев и бортов предотвращает разлив нефти, но сильно уменьшает грузоподъемность танкера.

3. Икс-элемент

Х-элемент позволяет получить максимальную грузоподъемность танкера исходя из его габаритов, сохраняя при этом способность предотвращать разлив нефти.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

Рассматривается случай многих бортов и доньев

где

В 1  — нефть;

В 2  — цистерна со многими стенками;

П 1  — воздействие силы — разрушение цистерны (механическое поле).

Воздействие силы (П 1 ) на цистерну (В 2 ) приводит к разрушению одного из слоев цистерны, но нет утечки нефти (В 1 ) — прямая стрелка.

Цистерна (В 2 ) с большим количеством слоем уменьшает объем перевозимой нефти (В 1 ) — волнистая стрелка.

Воспользуемся стандартами подкласса 1.2. Разрушение веполей.

Стандарт 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества

Где

В 1  — нефть;

В 2  — цистерна;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — воздействие силы — разрушение цистерны (механическое поле).

Стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ

В 1  — нефть;

В 2  — цистерна;

В 3  — икс-элемент;

В « 1  — видоизмененная нефть;

В « 2  — видоизмененная цистерна;

П 1  — воздействие силы — разрушение цистерны (механическое поле).

Стандарт 1.2.3. Оттягивание вредного действия поля

Где

В 1  — нефть;

В 2  — цистерна;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — воздействие силы — разрушение

цистерны (механическое поле).

Стандарт 1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля

где

В 1  — нефть;

В 2  — цистерна;

П 1  — воздействие силы — разрушение

цистерны (механическое поле);

П 2  — икс-элемент.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1. Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона контакта нефти с цистерной и цистерны с водой (или зона разгерметизации цистерны).

ШАГ 2.2. Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время повреждения (разгерметизации) цистерны.

Т2 — время до повреждения цистерны.

ШАГ 2.3. Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Цистерна и ее характеристики.

б) ВПР изделия.

Нефть и морская вода.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Вода и воздух.

б) ВПР общие.

Вода и воздух.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Вытекшая нефть.

б) дешевые.

Вода и воздух, пространство в цистерне.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, способствует созданию максимальной грузоподъемности танкера исходя из его габаритов, сохраняя способность предотвращать разлив нефти в течение ОВ в пределах ОЗ.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, способствуют созданию максимальной грузоподъемности танкера исходя из его габаритов, сохраняя способность предотвращать разлив нефти в течение ОВ в пределах ОЗ.

ШАГ 3.3. Формулировка ФП на макроуровне.

Танкер должен иметь большое количество доньев и бортов, чтобы предотвращать разлив нефти и должен иметь однослойные дно и борта, чтобы иметь максимальную грузоподъемность танкера, исходя из его габаритов.

ШАГ 3.4. Формулировка ФП на микроуровне.

Частиц обшивки должно быть много, чтобы предотвращать разлив нефти, и должно быть мало, чтобы иметь максимальную грузоподъемность танкера, исходя из его габаритов.

ШАГ 3.5. Формулировка ИКР-2.

ОЗ в течение ОВ способствует созданию максимальной грузоподъемности танкера, исходя из его габаритов, сохраняя способность предотвращать разлив нефти.

ШАГ 3.6. Применение стандартов.

Скорее всего, следует примерить стандарты 1.2.1 и 1.2.4.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР.

ШАГ 4.1.Применение ММЧ.

Маленькие человечки не допускают нефть к месту разгерметизации.

ШАГ 4.2. Шаг назад от ИКР.

1. ИКР .

Максимальная грузоподъемность танкера исходя из его габаритов и предотвращение разлива нефти.

2. Шаг назад от ИКР .

Нефть подходит почти вплотную к однослойному борту и дну.

3. Как теперь достичь ИКР .

Минимальное пространство между бортом цистерны и нефтью предотвращает разлив нефти.

ШАГ 4.3. Применение смеси ресурсных веществ.

В качестве ресурса можно использовать давление воды снаружи цистерны.

ШАГ4.4. Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Шаг не применим к данной задаче.

ШАГ4.5. Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Шаг не применим к данной задаче.

ШАГ4.6. Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Шаг не применим к данной задаче.

ШАГ4.7. Введение пары «поле‒добавка вещества, отзывающегося на поле».

См. шаги 4.3.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

По стандарту 1.2.1 вводится вещество, которое не позволяет нефти вылиться, а по стандарту 1.2.4 используется давление воды за бортом цистерны — это также использование стандарта 5.2.1.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Задача-аналог — самозаклеивающаяся шина.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств

— во времени

Во время разгерметизации цистерны забортная вода создает давление на вещество между цистерной и водой.

— в структуре

Структура судна меняется во времени (во время аварии его структура меняется).

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Шаг не применим к данной задаче.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1. Переход от физического ответа к техническому.

1. Шведские кораблестроители сконструировали танкер с водной рубашкой. Сверху донизу вдоль бортов танкера свешиваются толстые резиновые или пластмассовые листы. Сначала в цистерну наливают немного воды, а потом нефть. Под тяжестью нефти вода из донного слоя передавливается в пространство между стенкой и резиновой завесой, образуя водяную рубашку. При повреждении корпуса танкера вода не выливается наружу, ее уровень лишь несколько падает — до уровня моря за бортом. Не выливается и нефть.

2. В корпусе танкера подвешивают вкладные танки внутри грузовых трюмов на горизонтальных тросах, концы которых закреплены на переборках или бортах корпуса. Тросы пропущены через отверстия в стенках вертикальных ребер жесткости танков и корпуса.

3. Внутри односторонней цистерны помещают набор эластичных емкостей. Внешний слой емкостей «одет в кольчугу», чтобы предотвратить ее повреждения в случае получения пробоины, так как обычно получается рваная дыра с острыми краями, загнутыми внутрь судна, а емкость находится близко от наружной обшивки. Между емкостью и бортом наливают жидкость, так же как в решении шведских кораблестроителей.

ШАГ 6.2. Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ 6.3. Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ 6.4. Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ 7.1. Контроль ответа.

Описанное решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ 7.2. Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1.

Нефть не утекает.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Отсутствует

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

См. шаг 6.1.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Годится.

ШАГ 7.3. Проверка формальной новизны.

Решения 1 и 2, описанные на шаге 6.1, запатентованы. Решение 3 предложено В. Петровым и не запатентовано.

ШАГ 7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Испытать и внедрить эти способы.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ 8.1. Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема не изменится.

ШАГ 8.2. Новое применение системы (надсистемы).

Пока не известно.

ШАГ 8.3. Использование полученного ответа при решении других задач.

Пока не известно.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ 9.1. Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ 9.2. Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

 

Задача 12. Антенна беспроводной связи

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для приема-передачи данных.

ТС включает: антенна, приемопередатчик, радиоволны.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если антенна часто ищет наилучшее направление, то выбирается направление с наилучшими характеристиками, но во время поиска не осуществляется прием-передача данных, что снижает среднюю скорость их передачи.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если антенна редко ищет наилучшее направление, то прием-передача данных осуществляется в течение большего времени, но не выбирается направление с наилучшими характеристиками и скорость передачи данных снижается.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить постоянную прием-передачу данных на максимально возможной скорости, т. е. в направлении с наибольшим уровнем сигнала.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — антенна.

Изделие — прием-передача данных (время, доступное для приема-передачи) и канал связи (уровень сигнала).

Состояния инструмента:

Состояние 1 — частый поиск.

Состояние 2 — редкий поиск.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (частый поиск).

ТП-2 (редкий поиск).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — прием-передача данных.

Выбираем ТП-1 — частый поиск.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Все время тратится на поиск.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Антенна, прием-передача данных и канал связи.

2. Усиленная формулировка конфликта

Если на поиск наилучшего канала тратится все время, то времени на передачу и прием данных не остается, но канал связи всегда наилучший.

3. Икс-элемент

Х-элемент позволяет выбрать наилучший канал, не мешая приему-передаче данных.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

Шаг не актуален для данной задачи

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона всех каналов связи (все возможные направления луча антенны).

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время поиска канала связи (то есть наилучшего направления луча).

Т2 — время до поиска канала связи.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Антенна и ее возможности.

б) ВПР изделия.

Канал связи и время приема-передачи данных.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Каналы связи, протокол связи.

б) ВПР общие.

Каналы связи, протокол связи.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Время приема-передачи.

б) дешевые.

Каналы связи, протокол связи — они уже имеются.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет антенне выбрать наилучший канал связи в течение ОВ в пределах ОЗ, не занимая время приема-передачи данных.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют антенне выбрать наилучший канал связи в течение ОВ в пределах ОЗ, не замедляя процесс приема-передачи данных.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Антенне нужно тратить время на поиск наилучшего канала связи, чтобы создать наилучшие условия для приема-передачи данных, и ненужно тратить время на поиск наилучшего канала связи, чтобы все время передавать и принимать данные.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частички системы приема-передачи данных должны тратить время на поиск наилучшего канала связи, чтобы создать наилучшие условия для приема-передачи данных, и не должны тратить это время, чтобы оно все уходило на прием и передачу данных.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ в течение ОВ должна создавать условия для выбора наилучшего канала связи, не мешая антенне в это время принимать и передавать данные.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

Можно использовать стандарт 2.3.3. Согласование несовместимых или ранее независимых действий.

Одно действие осуществляется в паузах другого.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

Шаги 4.1 и 4.2 — не актуальны для данной задачи.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Для дальнейшего решения задачи требуется более детально разобраться в работе системы.

По протоколу первоначально система распознает адресные данные.

Это время можно использовать для поиска наилучшего канала связи.

Шаги 4.4—4.7 не актуальны для данной задачи.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

См. шаг 3.6. Может быть, можно применить стандарты 2.2.4. Динамизация веполя и 5.2.1. Использование поля по совместительству

Описанные выше изобретения подходят под данные стандарты.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Задачи-аналоги, использующие видоизмененный стандарт 2.3.3.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств во времени

Сканирование каналов (всех направлений в пространстве) лучом антенны осуществляется в период распознания адреса (см. шаг 4.3).

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Шаг в данной задаче не применим.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Антенна оптимизируется вообще без затрат полезного времени — во время служебной преамбулы при приеме каждого пакета данных. Преамбула необходима для распознавания адресата данных; в ней также передается прочая служебная информация, необходимая для приема данных и «склеивания» их из разных пакетов, так как при передаче данные пакетируются и на приемной стороне нужна обратная операция. Стандартом WiFi в преамбуле предусмотрен небольшой отрезок времени для выбора одной из двух всенаправленных антенн (diversity antennas), которыми часто снабжаются устройства WiFi. Именно этот отрезок и предложено использовать для настройки умной антенны, которая на этом временном интервале, все равно не занятом данными, успевает переключиться на каждый из имеющихся у нее лучей и оценить уровень сигнала, после чего переключается на тот луч, который обеспечивает максимум сигнала и осуществляет прием данных, содержащихся в теле пакета, следующего за преамбулой. Эта процедура повторяется при приеме каждого пакета данных, так что каждый пакет всегда принимается с наилучшим качеством, которое может обеспечить умная антенна.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1.

Антенна выбирает наилучший канал связи, не замедляя процесс приема-передачи данных.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Частички системы приема-передачи данных должны тратить время на поиск наилучшего канала связи, чтобы создать наилучшие условия для приема-передачи данных, и не должны тратить это время, чтобы оно уходило на прием и передачу данных.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

В данном изобретении это умная антенна с управляемым лучом. Сканирование пространства и выбор наилучшего направления луча осуществляется в промежутке времени, предназначенном для передачи служебной информации (во время преамбулы пакета данных).

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Годится.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Способ и устройство, реализующие это решение, защищены патентами.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Работающие образцы устройства были изготовлены и успешно испытаны в системах WiFi.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистему менять не нужно.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Пока не известно.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

См. шаг 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

 

Задача 13. Измерение магнитного поля

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для измерения магнитного поля.

ТС включает: датчик, ток, электромагнит, магнитное поле.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Большой измерительный ток обеспечивает необходимую чувствительность датчика, но искажает однородность магнитного поля (что нарушает работу ЭП).

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Маленький измерительный ток не искажает однородность магнитного поля, но не обеспечивает необходимую чувствительность датчика.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить необходимую чувствительность датчика, не искажая однородность магнитного поля.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — ток.

Изделие — датчик и электромагнит.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — большой ток.

Состояние 2 — маленький ток.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (большой ток).

ТП-2 (маленький ток).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — измерение магнитного поля. Для измерения необходима хорошая чувствительность датчика.

Выбираем ТП-2 — большой ток.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Очень большой ток.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Очень большой ток и датчик, электромагнит.

2. Усиленная формулировка конфликта

Очень большой ток обеспечивает очень хорошую чувствительность датчика, но полностью нарушает однородность магнитного моля.

3. Икс-элемент

Х-элемент позволяет сделать магнитное поле однородным, не ухудшая чувствительность датчика.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

где

В 1  — датчик;

В 2  — электромагнит;

П 1  — измерительный ток;

П 2  — магнитное поле;

П 3  — измеряемый сигнал.

Большой ток (П 1 ) воздействует на датчик (В 1 ), который вырабатывает хороший сигнал (П 3 ), — прямая стрелка.

Кроме того, электромагнит (В 2 ) вырабатывает магнитное поле (П 2 ), воздействующее на датчик Холла (В 1 ) — прямая стрелка.

Датчик (В 1 ) воздействует на магнитное поле (П 2 ) и делает его неоднородным — волнистая стрелка.

Пока не понятно, какой стандарт стоит использовать.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона вокруг датчика.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время обработки сигналов эхо-процессором.

Т2 — время до обработки сигналов эхо-процессором.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Большой ток, время воздействия.

б) ВПР изделия.

Датчик, электромагнит, магнитное поле.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Магнитное поле.

б) ВПР общие.

Магнитное поле.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Нет.

б) дешевые.

Магнитное поле.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет обеспечить необходимую чувствительность датчика в течение ОВ в пределах ОЗ, не искажая однородность магнитного поля.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют обеспечить необходимую чувствительность датчика в течение ОВ в пределах ОЗ, не искажая однородность магнитного поля.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Измерительный ток должен быть большим, чтобы обеспечить достаточную чувствительность датчика, и должен быть маленьким, чтобы не искажать однородность магнитного поля.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Шаг не актуален для данной задачи.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

Измерительный ток в ОЗ в течение ОВ обеспечивает необходимую чувствительность датчика, не искажая однородность магнитного поля.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

Можно использовать стандарт 2.3.3. Согласование несовместимых или ранее независимых действий.

Одно действие осуществляется в паузах другого.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

Шаги 4.1 и 4.7 — не актуальны для данной задачи.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

См. шаг 3.6. Может быть, можно применить стандарт 2.2.4. Динамизация веполя.

Описанные выше изобретения подходят под данные стандарты.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Задачи-аналоги, использующие видоизмененный стандарт 2.3.3.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств во времени

Измерение поля осуществляется в период времени до обработки сигналов эхо-процессором.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Шаг в данной задаче не применим.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Измерительный ток делается очень большим, но импульсным и подается только в промежутках между циклами обработки радиоимпульсов, когда однородность магнитного поля не нужна. Большая амплитуда измерительного тока обеспечивает высокую чувствительность датчика Холла, а его импульсы не оказывают никакого влияния на работу эхо-процессора, если эти импульсы подавать в правильные моменты времени.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1.

Обеспечивается необходимая чувствительность датчика и не искажается однородность магнитного поля во время работы ЭП.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Измерительный ток должен быть большим, чтобы обеспечить достаточную чувствительность датчика, и должен быть маленьким, чтобы не искажать однородность магнитного поля.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

В данном изобретении это промежуток времени подачи импульса большого тока.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Годится.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Устройство защищено патентом.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Устройство было использовано в работающих образцах ЭП.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистему менять не нужно.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Пока не известно.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

См. шаг 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

 

Задача 14. Очистка труб

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для очистки труб.

ТС включает: трубу, грязь, поток воды.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Сильный поток воды под давлением хорошо очищает трубы от грязи, но при этом расходуется много воды.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Слабый поток воды с незначительным давлением не расходует много воды, но плохо очищает трубы от грязи.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить минимальный расход воды и хорошую очистку труб от грязи.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — поток воды.

Изделие — загрязнение и вода.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — сильный поток.

Состояние 2 — слабый поток.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (сильный поток).

ТП-2 (слабый поток).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — очистка труб.

Выбираем ТП-1 — сильный поток.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Очень сильный поток.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Очень сильный поток, грязь, вода.

2. Усиленная формулировка конфликта

Очень сильный поток воды очень хорошо очищает трубу от грязи, но происходит очень большой расход воды.

3. Икс-элемент

Х-элемент уменьшает расход воды, сохраняя способность очень сильного потока хорошо очищать трубу.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

Где

В 1  — вода;

В 2  — грязь;

П 1  — поток воды (давление).

Давление (П 1 ) воздействует на воду (В 1 ), создавая поток воды, который очищает грязь (В 2 ), — прямая стрелка.

Сильный поток (П 1 ) воды (В 1 ) приводит к ее большому расходу — волнистая стрелка.

Воспользуемся стандартами подкласса 1.2. Разрушение веполей.

Стандарт 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества

Где

В 1  — вода;

В 2  — грязь;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — поток воды (давление).

Стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ

Где

В 1  — вода;

В 2  — грязь;

В « 1  — видоизмененная вода;

В « 2  — видоизмененная грязь;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — поток воды (давление).

Стандарт 1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля

Где

В 1  — вода;

В 2  — грязь;

В « 1  — видоизмененная вода;

В « 2  — видоизмененная грязь;

П 1  — поток воды (давление);

П 2  — икс-элемент.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона загрязнения.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время очистки.

Т2 — время до очистки.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Сильный поток воды.

б) ВПР изделия.

Вода, грязь.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Вода, воздух.

б) ВПР общие.

Вода.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Грязь и грязная вода.

б) дешевые.

Вода.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет уменьшить расход воды в течение ОВ в пределах ОЗ, осуществляя хорошую очистку трубы от грязи.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют уменьшить расход воды в течение ОВ в пределах ОЗ, осуществляя хорошую очистку трубы от грязи.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Поток воды должен быть сильным, чтобы очистить трубу от грязи, и должен быть слабым, чтобы был малый расход воды.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частицы потока воды должны двигаться с большой скоростью, чтобы очистить трубу от грязи, и должны двигаться с малой скоростью, чтобы был малый расход воды.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ в течение ОВ должна создавать сильный поток воды, без лишнего ее расхода.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

См. шаг 1.7. Может быть, можно применить стандарты 2.2.4. Динамизация веполя, 5.2.1. Использование поля по совместительству, 5.2.2. Использование поля внешней среды, 5.2.3. Использование веществ-источников полей, 5.4.2. Усиление поля на выходе.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1.Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны сужать поток воды и направлять его на грязь.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР .

Сильный поток воды с большой скоростью размывает грязь, не расходуя много воды.

2. Шаг назад от ИКР .

Поток воды не очень сильный и с не большой скоростью.

3. Как теперь достичь ИКР .

Поток сужается и за счет этого скорость потока увеличивается.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

В месте образования грязи поток сужается.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Если в поток воды подавать сжатый воздух, то будут образовываться пузыри, которые будут способствовать лучшей очистке.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Пока непонятно.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Использовать электрогидравлический удар (эффект Юткина).

ШАГ4.7. Введение пары «поле‒добавка вещества, отзывающегося на поле».

См. шаги 4.3—4.4, 4.6.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

См. шаг 3.6.

Описанные выше изобретения подходят под данные стандарты.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Задачи-аналога не обнаружено.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств

— во времени

Создаются импульсы сильного потока воды (электрогидравлический удар).

— в пространстве

Поток сильный и с большой скоростью только в месте загрязнения

(шаг 4.3).

— в структуре

Сделать еще что-то, чтобы в месте загрязнения поток становился еще сильнее и тек с еще большой скоростью, т. е. поток должен еще сузиться.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

См. шаг 4.6.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

См. шаги 4.3—4.4, 4.6, 5.3.

Сузить поток можно введя шар (рис. 11) диаметром приблизительно ¾ внутреннего диаметра трубы. Шар задержится в месте засорения и перекроет поток, т. е. поток сузится в три раза, скорость его увеличится, и он размоет грязь.

Рис. 11. Очистка трубы

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1.

Поток воды сильный с большой скоростью, но расход воды небольшой.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Поток воды должен двигаться с большой скоростью, чтобы очистить трубу от грязи, и должен двигаться с малой скоростью, чтобы был малый расход воды.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Сужение потока с помощью шара (шаг 6.1).

См. шаги 4.1—4.7 и 5.3.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Годится.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Не проверялась.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Проектирование, создание опытного образца, его испытание, создание серийного образца и выпуск устройств для удаления грязи в трубах. Нужно также решить задачу удаления шара из трубы после ее прочистки и проверить работоспособность решения для труб разного диаметра.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистему менять не нужно.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Пока не известно.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

См. шаг 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

 

Задача 15. Сушка обуви

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для сушки обуви.

ТС включает: обувь и фен.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Горячий поток воздуха фена быстро сушит обувь, но портит ее.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Негорячий поток воздуха фена не портит обувь, но сушит ее медленно.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить быструю сушку обуви без ее порчи.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — фен (поток воздуха).

Изделие — обувь.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — горячий поток воздуха.

Состояние 2 — негорячий поток воздуха.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (горячий поток воздуха).

ТП-2 (негорячий поток воздуха).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — сушка обуви.

В связи с этим следовало бы выбрать ТП-1 горячий воздух, но при этом портится обувь и ее придется выбросить. Такая сушка никого не устраивает, поэтому необходимо переформулировать ГПП.

ГПП — сушка обуви без ее порчи.

Выбираем ТП-2 — негорячий поток воздуха.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Холодный поток воздуха (например, комнатной температуры).

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Холодный поток воздуха и обувь.

2. Усиленная формулировка конфликта

Холодный поток воздуха не портит обувь, но сушит медленно.

3. Икс-элемент

Х-элемент ускоряет сушку обуви без ее порчи.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

Где

В 1  — обувь;

В 2  — воздух;

П 1  — поток холодного воздуха (давление и температура).

Давление и холодная температура (П 1 ) воздействуют на воздух (В 2 ), создавая поток холодного воздуха, который не портит обувь (В 1 ), — прямая стрелка.

Давление и холодная температура (П 1 ) воздействует на воздух (В 2 ), создавая поток холодного воздуха, который медленно сушит обувь (В 1 ), — волнистая стрелка.

Воспользуемся стандартами подкласса 1.2. Разрушение веполей.

Стандарт 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества

Где

В 1  — обувь;

В 2  — воздух;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — поток холодного воздуха (давление и температура).

Стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ

Где

В 1  — обувь;

В 2  — воздух;

В « 1  — видоизмененная обувь;

В « 2  — видоизмененный воздух;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — поток холодного воздуха (давление и температура).

Стандарт 1.2.3. Оттягивание вредного действия поля

Где

В 1  — обувь;

В 2  — воздух;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — поток холодного воздуха (давление и температура).

Стандарт 1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля

Где

В 1  — обувь;

В 2  — воздух;

П 1  — поток холодного воздуха (давление и температура);

П 2  — икс-элемент.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона контакта воздуха и обуви.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время сушки.

Т2 — время до сушки.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Поток воздуха.

б) ВПР изделия.

Обувь.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Вода.

б) ВПР общие.

Вода.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Грязь.

б) дешевые.

Вода.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, убыстряет процесс сушки обуви в течение ОВ в пределах ОЗ, не портя ее.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, убыстряют процесс сушки обуви в течение ОВ в пределах ОЗ, не портя ее.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Поток воздуха должен быть горячим, чтобы быстрее сушить обувь, и должен быть холодным, чтобы обувь не портилась.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частицы воздуха должны быть горячими и двигаться с большой скоростью, чтобы ускорить процесс высыхания (испарения воды), и должны быть холодными и двигаться с малой скоростью, чтобы не испортить обувь.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ в течение ОВ должна ускорять процесс сушки обуви, не портя ее.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

См. шаг 1.7. Может быть, можно применить стандарты 2.2.4. Динамизация веполя, 5.2.1. Использование поля по совместительству, 5.2.2. Использование поля внешней среды, 5.2.3. Использование веществ-источников полей, 5.4.2. Усиление поля на выходе.

Стандарт 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества — В 3 должно ускорить процесс сушки обуви.

Стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ — В 3 , ускоряющее процесс сушки обуви, должно быть видоизменением обуви или воздуха (потока воздуха).

Стандарт 1.2.3. Оттягивание вредного действия поля — В 3 должно оттягивать влагу от обуви.

Стандарт 1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля — П 2 должно ускорить процесс сушки.

Стандарт 2.2.4. Динамизация веполя — процесс сушки должен быть динамичным.

Стандарт 5.2.1. Использование поля по совместительству — поле, рассматриваемое в стандарте 1.2.4, выбирается из имеющихся полей.

Стандарт 5.2.2. Использование поля внешней среды — вешняя среда воздух.

Стандарт 5.2.3. Использование веществ-источников полей — найти вещества, которые создают поле ускоряющее процесс сушки.

Стандарт 5.4.2. Усиление поля на выходе — на выходе сопла фена создается поле убыстряющее процесс сушки обуви.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1.Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны вынимать частички воды из пор обуви.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

Шаг не применим для данной задачи.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Шаг не дает результата.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Отсасывать поток воздуха из обуви.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

При сушке используется поток воздуха, идущего от фена. Это ламинарный поток. Сушка ускорится, если использовать турбулентный поток воздуха (закрученный воздух — вихри воздуха). Значит необходимо создать устройство, закручивающее поток воздуха.

В сопле фена устанавливают устройство, закручивающее поток воздуха, например в виде неподвижных лопастей вентилятора (рис. 12).

Рис. 12. Система сушки обуви. Патент США 6 606 801

10 — система сушки обуви; 20 — генератор турбулентности; 30 — канал; 32 — конец канала; 35 — начало канала; 40 — поток воздуха; 50 — обувь; 55 — внутренняя поверхность обуви; 60 — выпускное отверстие; 70 — вентилятор; 72 — нагревательный элемент; 110 — завихрения.

Это решение соответствует стандартам 1.2.4, 2.2.4, 5.2.1 и 5.4.2.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Использовать электрокапиллярный эффект.

ШАГ 4.7. Введение пары «поле — добавка вещества, отзывающегося на поле».

См. шаги 4.3—4.6.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

См. шаг 3.6.

Описанные выше изобретения подходят под данные стандарты.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Задачи-аналога не обнаружено.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств

— во времени

Возможно через какие-то промежутки времени подавать ненадолго горячий воздух.

— в пространстве

Возможно горячий воздух ненадолго подавать в отдельные, наиболее влажные места.

— в структуре

Устройство, осушающее обувь, может принимать форму внутренней поверхности обуви, касаясь ее, например, за счет раздувания.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Использовать капиллярные эффекты (ультразвуковой, электро-, термо- и геометрический капиллярный эффекты).

Внутрь обуви помещают капиллярно-пористый материал (КПМ), например бумажные полотенца (рис. 13), силикагель или любой сорбент. Это — В 3 в стандарте 1.2.1.

Рис. 13. Сушка обуви бумажными полотенцами

Вставка для сушки обуви имеет форму носка с отсеками, заполненными сорбентом (рис. 14).

Рис. 14. Система сушки обуви. Патент РФ 2 295 277

1 — область голени носка; 2 — разъем; 3 — фиксатор; 4 — внутренний слой; 5 — внешний слой; 6 — строчки на синтетическом материале; 7 — отсек; 8 — сорбент.

Если на введенный в обувь КПМ подать ультразвук, то процесс сушки значительно ускорится. КПМ может плотно прижиматься к внутренней поверхности обуви, как описано на шаге 5.3. Устройство прижима может содержать на внешней поверхности КПМ.

Найден патент сушки волос ультразвуком и теплом. Для обуви такого патента не найдено.

Устройство прижима с КПМ может подогреваться — использование термокапиллярного эффекта.

Можно подавать разность потенциалов между наружной поверхностью обуви и устройством прижима с КПМ — использование электрокапиллярного эффекта.

Если в устройстве прижима с КПМ капилляры меньшего диаметра, чем в обуви, то это использование геометрического капиллярного эффекта.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

См. шаги 4.3—4.7, 5.3 и 5.4.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1.

Быстрая осушка обуви без ее порчи.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Поток воздуха должен быть горячим, чтобы быстрее сушить обувь, и должен быть холодным, чтобы обувь не портилась.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

См. шаги 4.1‒4.7 и 5.3.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Годится.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Найденные патенты были указаны выше.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Проектирование, создание опытного образца, его испытание, создание серийного образца и выпуск устройств для сушки обуви.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистему менять не нужно.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Пока не известно.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

См. шаг 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

 

Задача 16. Конкуренция

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для продажи продукта.

ТС включает: продукт и его стоимость.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Продукт имеет полный набор функциональных свойств и высокое качество, но имеет высокую себестоимость.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Продукт имеет неполный набор функциональных свойств и невысокое качество, но имеет низкую себестоимость.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить низкую стоимость продукта с полным набором функциональных свойств и высоким качеством.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — продукт.

Изделие — стоимость продукта, его свойства и качество.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — полный набор функциональных свойств и высокое качество.

Состояние 2 — частичный набор функциональных свойств и невысокое качество.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (полный набор функциональных свойств и высокое качество).

ТП-2 (частичный набор функциональных свойств и невысокое качество).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — продажа продукта.

Выбираем ТП-1 — полный набор свойств и высокое качество.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Увеличенный набор свойств и высшее качество.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Продукт и его свойства, качество и стоимость.

2. Усиленная формулировка конфликта

Продукт с увеличенным набором свойств и высшим качеством стоит очень дорого.

3. Икс-элемент

Х-элемент уменьшает стоимость продукта, сохраняя увеличенный набор его свойств и высшее качество.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

Шаг не актуален для данной задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

Шаг не актуален для данной задачи.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Шаг не актуален для данной задачи.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Продукт, процессы его проектирования, изготовления, доставки на склад, хранения и продажи; покупатели.

б) ВПР изделия.

Набор функциональных свойств, качество и стоимость продукта.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Конструктивные, технологические параметры, способы доставки, хранения и продажи продукта.

б) ВПР общие.

Конструктивные, технологические параметры, способы доставки, хранения и продажи продукта.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Брак производства и порча продукта при доставке, хранении и продаже.

б) дешевые.

Нет.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, снижает стоимость продукта с полным набором функциональных свойств и высоким качеством.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, снижают стоимость продукта с полным набором функциональных свойств и высоким качеством.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Продукт должен обладать полным набором функциональных свойств и высоким качеством, чтобы быть лучшим на рынке, и не должен обладать полным набором функциональных свойств и высоким качеством, чтобы иметь низкую стоимость.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Под частицами будем подразумевать части жизненного цикла продукта (разработка, производство, транспортировка, хранение и продажа).

На этапе проектирования необходимо снижать время на проектирование, чтобы снизить общую цену продукта и время выхода на рынок, и не нужно снижать время на проектирование, чтобы получить продукт с максимальным набором функциональных свойств и наивысшим качеством.

На этапе производства необходимо снижать время на изготовление продукта, чтобы снизить общую цену продукта, и не нужно снижать время на изготовление, чтобы получить продукт с максимальным набором функциональных свойств и наивысшим качеством.

На этапе доставки продукта на склад необходимо снижать время на доставку, чтобы снизить общую цену продукта, и не нужно снижать время на доставку, чтобы доставить продукт с наивысшим качеством (не поврежденный продукт).

На этапе продажи нужно снизить затраты на продажу, чтобы снизить общую цену продукта, и не нужно снижать затраты на продажу, чтобы не ухудшить качество обслуживания.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

Затраты на проектирование, изготовление, доставку и хранение и продукта снижаются так, чтобы снизить общую его стоимость, не снижая его функциональности и качества.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

Данный шаг не актуален для данной задачи.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1.Применение ММЧ.

Данный шаг не актуален для данной задачи.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

Шаг не применим для данной задачи.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Использовать покупателей на этапе продажи.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Продавца заменяют «пустотой» — нет продавца, а продукт продается.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Этот шаг не применим для данной задачи.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Шаг не применим для данной задачи.

ШАГ 4.7. Введение пары «поле — добавка вещества, отзывающегося на поле».

Шаг не применим для данной задачи.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

Шаг не применим для данной задачи.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Задачи-аналога не обнаружено.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств

— во времени

Во время разработки продукта максимально снижают себестоимость продукта с сохранением полной функциональности и высшего качества.

— в структуре

Покупатель без продавца делает нужные ему покупки, поэтому нет затрат на продавцов.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Шаг не применим для данной задачи.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Все магазины и сервисы самообслуживания.

Несколько примеров.

Пример 1. IKEA.

Компания IKEA «переложила на плечи» покупателей транспортировку и сборку мебели. IKEA выставляет продукцию в торговых залах, где покупатели могут ее рассмотреть. После оформления покупки они забирают компактно упакованный товар и дома собирают его собственными силами. Компания экономит колоссальные средства на сбытовых и производственных издержках и повышает свою выручку за счет конкурентных цен на товары — прием «Самообслуживание». Складские расходы также несравнимы с расходами традиционных производителей мебели, поскольку упакованные в плоском виде детали требуют куда меньше места для хранения.

Пример 2. McDonald’s.

Ресторан быстрого питания McDonald’s предлагает стандартное меню из гамбургеров, чизбургеров, курицы, картофеля фри, завтраков, сладких газированных напитков и десертов во всех своих ресторанах в различных странах. В большинстве ресторанов клиенты делают заказ сотруднику за стойкой, сразу же получают еду и переходят к столикам. Там нет официантов, обслуживающих посетителей. В некоторых ресторанах имеются и другие варианты самообслуживания, например возможность заказать еду, не выходя из машины. McDonald’s концентрируется на ключевых услугах, предоставляя недорогое быстрое питание, снижая издержки на официантов. Все перечисленное повышает поток посетителей и прибыль.

Пример 3. Магазин в Японии.

Правительство Японии к 2025 году введёт систему автоматизированных магазинов без продавцов.

Известно, что каждый товар в таких супермаркетах будет оснащён специальным чипом с информацией. Кассовый аппарат считает её автоматически прямо из корзинки покупателя, а затем выдаст сдачу и чек при необходимости. Рядом с кассой установят робота, который поможет сложить покупки в пакет. Весь процесс займёт порядка десяти секунд.

Введение таких магазинов потребует нескольких лет, так как необходимо снизить цену электронных бирок с информацией, чтобы не повышать цену товара.

Пример 4. Магазин в Норвегии.

На юге Норвегии очень много небольших ферм, и при этих фермах есть магазинчики, где продается то, что выращено и произведено на этой самой ферме. Там можно купить свежие яйца, варенье и джемы, овощи и вязаные вещи для детей. И в этих магазинчиках отсутствуют продавцы.

В одном из углов лежит калькулятор, на котором покупатель считает, сколько он должен заплатить, и коробочка, куда следует положить деньги и взять сдачу.

Пример 5. Amazon Go

Американская компания Amazon открыла продуктовые магазины Amazon Go без продавцов, кассового обслуживания и очередей.

Для совершения покупок в Amazon Go покупателям потребуются смартфон и установленное на нем бесплатное приложение. На входе в магазин человек должен активировать личный QR-код, после чего программа начинает автоматически отслеживать с помощью датчиков, какие продукты клиент берет с полок.

Компьютер автоматически определяет, когда продукты берутся с полок или возвращаются назад, отслеживает их в виртуальной корзине.

Закончив выбирать продукты, покупатели могут «просто выйти» из магазина, а деньги спишутся автоматически с карты, привязанной к учетной записи Amazon.

В отличие от других технологий самообслуживания, Amazon Go не требует от клиентов сканировать штрих-коды, вместо этого компания использует искусственный интеллект и компьютерное зрение.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1.

Продукт должен обладать полным набором функциональных свойств, высоким качеством с низкой стоимостью.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Продукт должен обладать полным набором функциональных свойств и высоким качеством, чтобы быть лучшим на рынке, и не должен обладать полным набором функциональных свойств и высоким качеством, чтобы иметь низкую стоимость.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Шаг 6.1.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Годится.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Указанные технологии внедрены.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Нет подзадач.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

В магазинах Amazon Go надсистема изменена.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Использование технологии Amazon Go в любом из сервисов.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

См. шаг 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

 

Задача 17. Вакуумный захват

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для удержания плоских объектов.

ТС включает: объект переноски и вакуумный захват.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Сильное разряжение хорошо удерживает объект, но деформирует его.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Слабое разряжение не деформирует объект, но плохо удерживает его.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить хорошее удержание объекта без его деформации.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — вакуумный захват.

Изделие — объект переноски.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — сильное разряжение.

Состояние 2 — слабое разряжение.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (сильное разряжение).

ТП-2 (слабое разряжение).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — удержание объекта.

Выбираем ТП-1 — сильное разряжение.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Очень сильное разряжение великолепно удерживает объект, но сильно деформирует его.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Очень сильное разряжение и объект.

2. Усиленная формулировка конфликта

Очень сильное разряжение великолепно удерживает объект, но сильно деформирует его.

3. Икс-элемент

Х-элемент не допускает деформации объекта, не мешая захвату удерживать его.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

Где

В 1  — объект;

В 2  — воздух;

П 1  — разряжение (давление).

Очень сильное разряжение (П 1 ) воздействует на воздух (В 2 ), создавая притягивание (удержание) объекта (В 1 ), — прямая стрелка.

Очень сильное разряжение (П 1 ) воздействует на воздух (В 2 ), создавая деформацию объекта (В 1 ), — волнистая стрелка.

Воспользуемся стандартами подкласса 1.2. Разрушение веполей.

Стандарт 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества

Где

В 1  — объект;

В 2  — воздух;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — разряжение (давление).

Стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ

Где

В 1  — объект;

В 2  — воздух;

В « 1  — видоизмененный объект;

В « 2  — видоизмененный воздух;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — разряжение (давление).

Стандарт 1.2.3. Оттягивание вредного действия поля

Где

В 1  — объект;

В 2  — воздух;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — разряжение (давление).

Стандарт 1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля

Где

В 1  — объект;

В 2  — воздух;

П 1  — разряжение (давление);

П 2  — икс-элемент.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона контакта разряженного воздуха и объекта.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время удержания.

Т2 — время до удержания.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Поток разряженного воздуха, сила воздействия на объект.

б) ВПР изделия.

Объект.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Воздух, элементы захвата.

б) ВПР общие.

Воздух, элементы захвата.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Воздух, деформированный объект.

б) дешевые.

Воздух.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, не допускает деформации объекта в течение ОВ в пределах ОЗ, надежно удерживая объект.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, не допускают деформации объекта в течение ОВ в пределах ОЗ, надежно удерживая объект.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Разряжение воздуха должно быть сильным, чтобы надежно удерживать объект, и должно быть слабым, чтобы не деформировать его.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частицы разряженного воздуха должны создавать большое усилие, чтобы надежно удерживать объект, и должны создавать малое усилие, чтобы не деформировать его.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ в течение ОВ должна не допускает деформации объекта, надежно удерживая его.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

См. шаг 1.7. Может быть, можно применить стандарты 5.2.1. Использование поля по совместительству, 5.2.2. Использование поля внешней среды, 5.2.3. Использование веществ-источников полей, 5.4.2. Усиление поля на выходе.

Стандарт 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества — В 3 должно не допускать деформацию объекта.

Стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ — В 3 должно не допускать деформацию объекта с помощью видоизмененного воздуха или видоизмененных частей захвата.

Стандарт 1.2.3. Оттягивание вредного действия поля — не понятно, как.

Стандарт 1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля — П 2 создает силу, противоположную и равную силе удержания (разряжения) объекта — проблематично.

Стандарт 5.2.1. Использование поля по совместительству — см. комментарии к стандарту 1.2.4.

Стандарт 5.2.2. Использование поля внешней среды — см. комментарии к стандарту 1.2.4.

Стандарт 5.2.3. Использование веществ-источников полей — см. комментарии к стандарту 1.2.4.

Стандарт 5.4.2. Усиление поля на выходе — не применимо.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1.Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны воздействовать на объект, не допуская его деформации.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР .

Сильное разряжение надежно удерживает объект, не деформируя его.

2. Шаг назад от ИКР .

Объект деформируется очень незначительно (в рамках допустимого).

3. Как теперь достичь ИКР .

Что-то удерживает объект от деформации (объект не втягивается в захват).

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Конструкция захвата выполнена так, что не позволяет объекту деформироваться.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Пустота уже используется — это разряжение.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Развитие шага 4.3. В захвате (рис. 15) созданы кольцевые ребра 2, которые предохраняют поверхность 9 объекта 10 от деформации, не позволяя объекту 10 втягиваться в корпус 1 захвата. Воздух свободно циркулирует в полости 3 за счет каналов 11, выполненных в ребрах 2, а резиновый обод 4 обеспечивает надежную герметизацию полости 3 во время работы захвата.

Шланг 8 подключается к вакуумной установке, создавая в полости 3 разряжение, за счет которого захват плотно прижимается к поверхности 9 объекта 10.

Рис. 15. Вакуумный захват. А. с. 148 889

1 — металлический каркас; 2 — кольцевые ребра; 3 — торцевая вакуумная полость; 4 — герметизирующий резиновый обод; 5 — наружное металлическое кольцо; 6 — нажимной диск; 7 — патрубок; 8 — шланг; 9 — поверхность объекта; 10 — объект; 11 — канал.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Шаг не применим.

ШАГ 4.7. Введение пары «поле‒добавка вещества, отзывающегося на поле».

См. шаги 4.5 — воздух, втягиваемый за счет вакуума.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

См. шаг 3.6.

Описанные выше изобретения подходят под данные стандарты 1.2.1, 1.2.2.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Задача-аналог — кальмар. У него на щупальцах много маленьких присосок.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств

— в пространстве и структуре

Вся поверхность захвата разбивается на много маленьких участков. На каждом из участков сила притягивания объекта небольшая, а все вместе создают большую силу притягивания. Каждый из участков насколько мал, что деформации не происходит.

Вместо ребер (рис. 15) может быть использована жесткая сетка.

Немного другое решение описано в патенте США (рис. 16). Всасывающая поверхность 16 имеет много отверстий 20, соединенных с камерой всасывания 14.

Рис. 16. Вакуумный захват. Патент США 9 604 367 12 — коробчатый корпус; 14 — камера всасывания; 16 — всасывающая поверхность; 20 — всасывающие отверстия.

В другом патенте США предложено отверстия делать в виде сот (гексагональных клеток), как показано на рис. 17.

Рис. 17. Коврик вакуумного захвата. Патент США 5 259 859

Можно так же, как и у кальмара, иметь много маленьких присосок.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

В данной задаче этот шаг не используется.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

См. шаги 4.5, 4.7 и 5.3.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1.

Сильное разряжение надежно удерживает объект, не деформируя его.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Частицы разряженного воздуха должны создавать большое усилие, чтобы надежно удерживать объект, и должны создавать малое усилие, чтобы не деформировать его.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Ребра и разряжение (шаг 4.5), много отверстий и разряжение (шаг 5.3).

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Годится.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Некоторые из патентов были указаны выше.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

1. Проектирование, создание опытного образца, его испытание, создание серийного образца и выпуск устройств.

2. Возникает задача при удержании листового стекла с дефектами (трещина, отверстие, неровность и т. д.). Работоспособность захвата нарушается из-за разгерметизации присоски. Рассмотрим это как дополнительную задачу.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистему менять не нужно.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Пока не известно.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

См. шаг 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

Покажем краткий разбор задачи, описанной на шаге 7.4

Пробовали применять более мощный вакуумный насос, но при этом существенно увеличиваются габаритные размеры и вес присоски. Располагали мощный насос не на присоске, чтобы не увеличивать ее массу и габариты, но это приводило к увеличению потерь вакуума в соединительном трубопроводе и к дополнительному повышению мощности насоса. К тому же повышенная мощность насоса требовалась редко.

ТП. Удержание листового стекла с дефектами требует увеличения мощности вакуумного насоса, что приводит к увеличения массы и габаритов захвата.

ИКР. Вакуумный захват хорошо удерживает листовое стекло с дефектами без увеличения массы и габаритов захвата.

ФП. В присоске должно создаваться сильное разряжение (сильный отсасывающий поток воздуха), чтобы компенсировать дефекты и надежно удерживать стекло, и должно создаваться слабое разряжение (слабый отсасывающий поток воздуха), чтобы не применять более мощный насос и не увеличивать массу и габариты захвата.

Разделение противоречивых свойств

Разделение потоков в пространстве.

Решение

Поверхность захвата разбивается на много маленьких участков. На каждом из участков сила разряжения небольшая, а все вместе создают большую силу. Кроме того, удержание будет осуществляться на участках без дефектов. Подходят решения, описанные раньше на шаге 5.3.

Имеется и решение, предложенное в патенте РФ (рис. 18).

Рис. 18. Вакуумный захват. Патент РФ 1 623 937

1 — корпус; 2 — вакуумная камера; 3 — вакуумный провод; 4 — захватываемая деталь; 5 — гибкая прокладка; 6 — отверстие; 7 — отверстие; 8 — дефект (углубление) в стекле; 9 — пластина.

За счет малого диаметра (порядка миллиметра) отверстия 6 через него проходит незначительный объем воздуха, образуя перепад давления, изгибающий прокладку 5 в сторону меньшего давления — в сторону вакуумной камеры 2, прижимая ее к стенкам камеры. Оси отверстий 6 и 7 разнесены, предотвращая подсос воздуха через вакуумные камеры 2, находящиеся на выемках 8 захватываемой поверхности. Таким образом, происходит герметизация всего захвата в целом.

В вакуумных камерах 2, в которых нет подсоса воздуха через углубления 8, имеются только поверхностные утечки между прокладкой 5 и гладкой поверхностью 4. Объем воздуха, определяемый данными утечками, много меньше объема воздуха, подсасываемого через углубления 8. Поэтому поверхностные утечки воздуха беспрепятственно происходят через отверстия 6, не приводя к образованию разности давлений на отверстиях 6 и не вызывая прогиба прокладки 5 в соответствующих вакуумных камерах 2.

Еще одно решение приводится в другом патенте РФ (рис. 19).

Рис. 19. Вакуумный захват

1 — корпус; 2 — рабочая полость; 3 — отверстие, связанное с вакуумным насосом; 4 — упругий элемент; 5 и 6 — направляющие; 7 —диск; 8 — губки; 9 — сильфон; 10 — диск; 11 — камера; 12 — отверстие; 13 —изделие; 14 — конфузор;15 — горло; 16 — диффузор; 17 и 18 — направляющие; 19 — сквозное отверстие.

Имеется два варианта — в виде диска или сильфона.

Отверстие или трещина в стекле автоматически прикрывается диском или сильфоном, расположенными в полости присоски соосно с ней. Диск подпружинен относительно корпуса присоски и имеет возможность перемещения вдоль ее оси по дополнительно введенным направляющим.

За счет разности давлений атмосферного на внешней поверхности присоски и пониженного внутри нее диск или сильфон прижимаются к поверхности стекла и закрывают дефект.

 

Задача 18. Оцифровка базы данных

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для выравнивая бумаги.

ТС включает: мятый лист бумаги, пластина подачи (узел выравнивания), сопла с воздухом, приемное устройство сканера.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Сильно разряженный воздух хорошо притягивает лист бумаги к пластине, которая выравнивает его, но из-за сильного прижатия к пластине лист бумаги не может перемещаться к приемному устройству сканера.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Слабо разряженный воздух не препятствуют перемещению листа бумаги к приемному устройству сканера, так как сила прижатия листа к пластине мала, но не выравнивает лист.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить выравнивание листа и его перемещение к приемному устройству сканера.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — поток воздуха и пластина.

Изделие — бумага.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — сильно разряженный воздух.

Состояние 2 — слабо разряженный воздух.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (сильно разряженный воздух).

ТП-2 (слабо разряженный воздух).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — выравнивание бумаги.

Выбираем ТП-1 — сильно разряженный воздух.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Очень сильно разряженный воздух хорошо выравнивает лист бумаги, но не позволяет бумаге перемещаться.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Очень сильно разряженный воздух, пластина и лист бумаги.

2. Усиленная формулировка конфликта

Очень сильно разряженный воздух хорошо выравнивает лист бумаги, но не позволяет бумаге перемещаться.

3. Икс-элемент

Х-элемент помогает бумаге перемещаться, не мешая очень сильно разряженному воздуху хорошо выравнивать его.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

где

В 1  — бумага;

В 2  — воздух;

П 1  — разряжение.

Очень сильное разряжение (П 1 ) воздействует на воздух (В 2 ), выравнивая бумагу (В 1 ), — прямая стрелка.

Очень сильное разряжение (П 1 ) воздействует на воздух (В 2 ) и препятствует перемещению бумаги (В 1 ) — волнистая стрелка.

Воспользуемся стандартами подкласса 1.2. Разрушение веполей.

Стандарт 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества.

где

В 1  — бумага;

В 2  — воздух;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — разряжение.

Стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ

где

В 1  — бумага;

В 2  — воздух;

В « 1  — видоизмененная бумага;

В « 2  — видоизмененный воздух;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — разряжение.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона контакта воздуха и бумаги.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время выравнивания бумага.

Т2 — время перемещения бумаги и входа ее в приемное устройство сканера.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Всасывающий поток воздуха, пластина.

б) ВПР изделия.

Бумага.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Воздух.

б) ВПР общие.

Воздух.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Воздух.

б) дешевые.

Воздух.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет перемещаться бумаге в течение ОВ (после ее выравнивания) в пределах ОЗ.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы (поток воздуха, пластина, бумага), абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют перемещаться бумаге в течение ОВ (после ее выравнивания) в пределах ОЗ.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Разряжение должно быть сильным, чтобы хорошо выравнивать бумагу, и должно быть слабым, чтобы не мешать перемещать ее.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частицы потока воздуха должны создавать большое усилие, чтобы надежно выравнивать бумагу, и должны создавать малое усилие, чтобы не мешать перемещать ее.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ в течение ОВ должна перемещать бумагу, хорошо выравнивая ее.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

См. шаг 1.7.

Стандарт 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества — В 3, должно позволять перемещать бумагу.

Стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ — В 3, должно позволять перемещать бумагу с помощью видоизмененных воздуха или бумаги. Скорее всего, бумагу видоизменять нельзя, поэтому нужно использовать видоизмененный воздух.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1.Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны удерживать бумагу, чтобы ее выровнять, и отпускать ее, когда бумагу нужно перемещать.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР .

Сильное разряжение хорошо выравнивает бумагу, не мешая ей перемещаться.

2. Шаг назад от ИКР .

Между бумагой и пластиной есть маленький зазор.

3. Как теперь достичь ИКР .

Какие-то силы не позволяют бумаге прижиматься к пластине, и какие-то удерживают бумагу около пластины, чтобы ее выровнять.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

У нас имеются бумага, пластина и воздух. Нужно использовать их смесь. Может быть, между бумагой и пластиной должен быть воздух.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Пустота уже используется — это разряжение (всасывающий поток воздуха).

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Использовать какое-то разряжение и какую-то измененную пластину.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Использовать электростатическое поле для отталкивания бумаги от пластины. Пластину и бумагу заряжать одним знаком.

ШАГ 4.7. Введение пары «поле‒добавка вещества, отзывающегося на поле».

Это могут быть ферромагнитные частицы и магнитное поле, но это очень сильно усложнит процесс.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

См. шаг 3.6.

Описанные выше изобретения подходят под стандарты 1.2.1 и 1.2.2.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Задача-аналог — не выявлена.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств

— в пространстве, во времени и структуре

1. Всасывающий поток, создающий разряжение, разделить не несколько частей, разнесенных по всей плоскости пластины. Потоки включаются по очереди, создавая «волну» разряжения, прижимающую бумагу к пластине и передвигающую ее к входному устройству сканера.

2. Входные валики принимающего устройства сканера сделаны с продольной прорезью или прорезью в виде спирали, через которую подается всасывающий поток воздуха, создающий разряжение. Валики захватывают кончик бумаги, одновременно выравнивают ее и перемещают в сканер.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Можно воспользоваться законом Бернулли: понижение давления при увеличении скорости потока.

Поток воздуха вдувается в промежуток между пластиной и листом бумаги. Статическое давление в зазоре между листом бумаги и пластиной снижается, создавая разряжение, и лист бумаги «притягивается» к пластине. При этом он не «прилипает» к пластине, так как между листом бумаги и пластиной существует воздушная подушка из струи воздуха, и лист бумаги перемещается в горизонтальном направлении без всяких проблем.

Эффект Бернулли фактически идеально разрешает сформулированное физическое противоречие:

1. С одной стороны, давление между пластиной и листом бумаги должно быть низким, чтобы притягивать (удерживать) лист бумаги на пластине. Это обеспечивается снижением статического давления в струе воздуха;

2. С другой стороны, давление должно быть атмосферным. Это условие удовлетворяется за счет сложения статического и динамического давлений, в результате чего получается атмосферное давление.

Это решение было принято и одобрено заказчиком. Оно было внедрено в разработанную конструкцию.

Экспериментальная проверка и внедрение этого решения в готовую конструкцию заняла один день (переделка пластины и замена направления движения потока воздуха).

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

См. шаги 5.3 и 5.4.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1.

Всасывающий поток воздуха выравнивает лист бумаги на пластине, не мешая бумаге перемещаться к входным валикам сканера.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Частицы разряженного воздуха должны создавать большое усилие, чтобы выравнивать бумагу, и должны создавать малое усилие, чтобы позволять бумаге перемещаться.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Разряжение и поток воздуха, осуществляющий эффект Бернулли.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Годится.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Решение не патентовалось.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Решение внедрено.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистему менять не нужно.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Пока не известно.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

См. шаг 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

 

Задача 19. Дозирование тонера

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для дозирования тонера.

ТС включает: тонер и шнековый дозатор.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Быстро вращающийся шнек обеспечивает быстрое дозирование тонера, но уплотняет и нагревает тонер вплоть до его спекания, что выводит оборудование из строя.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Медленно вращающийся шнек не повреждает тонер и оборудование, но не обеспечивает нужную производительность дозирования.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить высокую производительность дозирования, не нарушая работу дозатора.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — дозатор (шнек)

Изделие — тонер.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — высокая скорость вращения шнека.

Состояние 2 — малая скорость вращения шнека.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (скорость вращения шнека высокая).

ТП-2 (скорость вращения шнека низкая).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — высокопроизводительное дозирование тонера.

Выбираем ТП-1 — высокая скорость вращения шнека.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Очень высокая скорость вращения шнека.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Шнек и тонер

2. Усиленная формулировка конфликта

Очень высокая скорость вращения обеспечивает высокую производительность дозирования, но тонер уплотняется и дозатор выходит из строя.

3. Икс-элемент

Х-элемент должен обеспечить высокую производительность дозирования тонера, не снижая надежность работы дозатора.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

В случае большой скорости вращения шнека.

где

В 1  — тонер;

П 1  — вращение.

В 2  — шнек;

Очень большая скорость вращения (П 1 ) шнека (В 2 ) обеспечивает производительную расфасовку тонера (В 1 ) — прямая стрелка.

Очень большая скорость вращения (П 1 ) шнека (В 2 ) уплотняет тонер (В 1 ) и дозатор не работает — волнистая стрелка.

Воспользуемся стандартами подкласса 1.2. Разрушение веполей.

Стандарт 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества.

Где

В 1  — тонер;

В 2  — шнек;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — вращение.

Стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ

Где

В 1  — тонер;

В 2  — шнек;

В « 1  — видоизмененный тонер;

В « 2  — видоизмененный шнек;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — вращение.

Стандарт 1.2.3. Оттягивание вредного действия поля

Где

В 1  — тонер;

В 2  — шнек;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — вращение.

Стандарт 1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля

Где

В 1  — тонер;

В 2  — шнек;

П 1  — вращение;

П 2  — икс-элемент.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона контакта тонера и шнека.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время дозирования.

Т2 — время до дозирования.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Шнек и его скорость вращения.

б) ВПР изделия.

Тонер и его свойства.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Воздух.

б) ВПР общие.

Воздух.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Уплотненный тонер.

б) дешевые.

Воздух.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, не позволяет уплотняться тонеру в течение ОВ в пределах ОЗ при высокой производительности дозирования тонера.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, не позволяют уплотняться тонеру в течение ОВ в пределах ОЗ при высокой производительности дозирования тонера.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Шнек должен вращаться быстро, чтобы обеспечить высокую производительность дозирования тонера, и должен вращаться медленно, чтобы не уплотнять тонер.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частицы тонера должны слипаться (уплотняться), так как быстрое вращение шнека сближает (сталкивает) их, и не должны слипаться (уплотняться), чтобы обеспечить работу дозатора.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ в течение ОВ должна прикладывать силу к частицам тонера, чтобы его расфасовывать, и не должна прикладывать силу к частицам тонера, чтобы он не слипался.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

См. шаг 1.7.

В качестве В 3 пока не понятно, что брать. Не исключено, что стандарты 1.2.1—1.2.3 в данной задаче не применимы.

В качестве П 2 , видимо, следует взять какое-то поле, которое придает частицам движение, но не позволяет им слипаться.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1.Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны перемещать частицы тонера, но не давать им слипаться, т. е. каждую частицу в тонере несет отдельный человечек и частицы не соприкасаются.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР .

Частицы тонера перемещаются, но не слипаются (не уплотняются).

2. Шаг назад от ИКР .

Частички тонера сближаются на очень малое расстояние.

3. Как теперь достичь ИКР .

Сила должна воздействовать на каждую частицу отдельно, а не сразу на все вместе.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Не ясно, как это может помочь. Шнек перемещает сразу всю массу тонера, а не отдельные его частицы.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Между частицами должна быть пустота, чтобы они не слипались.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Что-то должно генерировать «пустоту» или создавать силу, отталкивающую частицы друг от друга.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Электрическое поле не приемлемо по условиям данной задачи.

ШАГ4.7. Введение пары «поле‒добавка вещества, отзывающегося на поле».

Необходимо подобрать поле, которое одновременно перемещает частицы тонера и не дает возможности им слипаться.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

См. шаг 3.6. Может быть, можно применить стандарт 2.2.4. Динамизация веполя.

Стандарт 2.2.4. Динамизация веполя. Каждая частица тонера движется отдельно.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Задачи-аналога не обнаружено.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств

— в пространстве

Частицы тонера должны быть разделены в пространстве одна от другой

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Использовать виброожижение.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Для решения задачи предложено использовать физический эффект — виброожижение мелкодисперсных веществ (порошков, гранул): под действием вибрации эти вещества переходят в псевдожидкое состояние и становятся очень текучими. Виброожиженный тонер не нуждается в шнеке для его перемещения из бункера в картридж — при подаче вибрации тонер сам вытекает из горловины бункера с огромной скоростью.

При этом возникла вторичная задача: как остановить поток виброожиженного тонера, ведь при выключении вибрации быстро вытекающий из бункера порошок, да еще при отсутствии шнека, не сразу уплотняется в горловине бункера и некоторое время продолжает течь. В результате значительная часть тонера неконтролируемо высыпается уже после выключения вибрации, что не позволяет дозировать тонер с требуемой точностью.

Для решения этой задачи предложено использовать прием «обратить вред в пользу» и усилить вредный процесс уплотнения тонера, из-за которого при отсутствии вибрации необходим шнек для выгрузки тонера из бункера. Это достигнуто за счет того, что вибрация подводится к тонеру с помощью перфорированной трубы, открытый конец которой проходит через горловину бункера. При включении вибрации тонер ожижается и легко затекает в трубу через отверстия перфорации, а при выключении вибрации поток тонера быстро уплотняется в этих отверстиях и плотно затыкает их до следующего цикла включения вибрации. Решение показано на (рис. 20).

Рис. 20. Вибрационный дозатор тонера (вариант)

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Описанное решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1.

Тонер производительно дозируется, но не уплотняется (не слипается).

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

ОЗ в течение ОВ должна прикладывать силу к частицам тонера, чтобы его расфасовывать, и не должна прикладывать силу к частицам тонера, чтобы он не слипался.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Да. Вибрация воздействует на частицы тонера.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Годится.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Решение защищено патентами США 5,909,829 и 5,947,169.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Это решение было реализовано в действующих образцах промышленного дозатора, которые были использованы на производстве.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема не изменится.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Пока не известно.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

Пока не известно.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

 

Задача 20. Акустическая система телевизора

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для генерации звука в телевизоре.

ТС включает: телевизор, его экран и динамики.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Большая площадь динамиков обеспечивает хороший звук, но увеличивает размеры телевизора и портит его внешний вид.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Маленькая площадь динамиков не увеличивает размеры телевизора и не портит его внешний вид, но не обеспечивает хороший звук.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить хороший звук, не увеличивая размеры телевизора.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — динамик.

Изделие — телевизор.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — большая площадь динамиков.

Состояние 2 — малая площадь динамиков.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (большая площадь динамиков).

ТП-2 (малая площадь динамиков).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — хорошее качество звука.

Выбираем ТП-1 — большая площадь динамика.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Очень большая площадь динамиков — размером на весь телевизор.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Телевизор с динамиками очень большой площади.

2. Усиленная формулировка конфликта

Очень большая площадь динамиков обеспечивает звук высшего качества, но очень увеличивает размеры телевизора и делает уродливым его внешний вид.

3. Икс-элемент

Х-элемент уменьшает размеры телевизора, не ухудшая качество звука.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

В случае большой площади динамика.

Где

В 1  — телевизор;

В 2  — динамик;

П — сигнал.

Сигнал (П 1 ) воздействует на динамик (В 2 ) большой площади, создает звук высшего качества в телевизоре (В 1 ) — прямая стрелка.

Динамик (В 2 ) большой площади увеличивает габариты телевизора (В 1 ) — волнистая стрелка.

Воспользуемся стандартами подкласса 1.2. Разрушение веполей.

Стандарт 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества

Где

В 1  — телевизор;

В 2  — динамик;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — сигнал.

Стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ

Где

В 1  — телевизор;

В 2  — динамик;

В « 1  — видоизмененный телевизор;

В « 2  — видоизмененный динамик;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — сигнал.

Стандарт 1.2.3. Оттягивание вредного действия поля

Где

В 1  — телевизор;

В 2  — динамик;

В 3  — икс-элемент;

П 1  — сигнал.

Стандарт 1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля

Где

В 1  — телевизор;

В 2  — динамик;

П 1  — сигнал;

П 2  — икс-элемент.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это площадь всего телевизора.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время работы динамика.

Т2 — время до работы динамика.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Динамик, его мембрана, занимаемая ими площадь.

б) ВПР изделия.

Телевизор, его части: экран, электроника, вся поверхность телевизора.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Воздух.

б) ВПР общие.

Воздух.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Нет.

б) дешевые.

Воздух.

Воздух, тепло, генерируемое телевизором в процессе работы.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет не увеличить габариты телевизора в течение ОВ в пределах ОЗ, не мешая динамику издавать высококачественный звук.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы (мембрана динамика, экран телевизора, электроника, вся поверхность телевизора), абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют не увеличить габариты телевизора в течение ОВ в пределах ОЗ, не мешая динамику издавать высококачественный звук.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Динамик должен иметь большую площадь, чтобы обеспечить высококачественный звук, и должен иметь малую площадь, чтобы не увеличивать габариты телевизора.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частицы мембраны динамика должны занимать большую площадь, чтобы обеспечить высококачественный звук, и должны занимать малую площадь, чтобы не увеличивать габариты телевизора.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ в течение ОВ должна генерировать высококачественный звук, не увеличивая габариты телевизора и не ухудшая его внешний вид.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

См. шаг 1.7. Использовать стандарты 1.2.1 и 1.2.2.

В качестве В 3 , видимо, следует взять ресурсы.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1.Применение ММЧ.

Маленькие человечки — это мембрана динамика. Они должны реагировать на сигнал и издавать звук. Чтобы издавать высококачественный звук маленькие человечки должны располагаться на всей поверхности телевизора.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

Шаг не применим к данной задаче.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

В качестве мембраны динамика использовать все части телевизора.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Использовать все пустоты в телевизоре.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

См. шаги 4.3 и 4.4.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Шаг не применим к данной задаче.

ШАГ 4.7. Введение пары «поле — добавка вещества, отзывающегося на поле».

См. шаги 4.3‒4.5.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

См. шаг 3.6.

ШАГ 5.2.Применение задач аналогов.

Задачи-аналоги не обнаружены.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств

— в пространстве

Все части телевизора должны быть мембраной динамика. Из всех частей телевизора нужно выбрать те, которые способны реагировать на сигнал и вибрировать. Такой частью может быть экран, так как сейчас он может быть выполнен гибким (например, экран, выполненный по технологии OLED); может быть корпус телевизора, если он выполнен в виде тонкой пленки или покрыт тонкой пленкой.

— в структуре

Изменить структуру телевизора, чтобы его экран и корпус телевизора могли исполнять роль мембраны динамика.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Может быть использован пьезоэлемент.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

В новых OLED-телевизорах, представленных фирмой SONY на выставке CES-2017, вся поверхность экрана выполняет функцию динамиков (рис. 21): специальные силовые приводы (актуатор), расположенные на задней стенке телевизора, передают акустические колебания на OLED-экран. Таким образом, динамики совсем не занимают места (их по сути вообще нет), а поверхность излучателя значительно увеличилась — до всей площади экрана, что обеспечивает великолепное звучание, недостижимое с помощью обычных динамиков.

Рис. 21. Как работает телевизор со звучащим экраном

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Описанное решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1.

Габариты телевизора не увеличиваются за счет динамика, а даже наоборот — динамик не занимает место, а использует экран.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Динамик должен иметь большую площадь, чтобы обеспечить высококачественный звук, и должен иметь малую площадь, чтобы не увеличивать габариты телевизора.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Да, управляемые элементы — это актуатор и OLED экран.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Годится.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

На данное решение фирмой SONY получен патент.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи — изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Решение внедрено.

Эта технология получила название Acoustic SurfaceTM и используется в телевизорах BRAVIA OLED серии A1.

Похожее решение — динамики на основе гибкого дисплея — запатентовано фирмой Apple.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема не изменится.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Пока не известно.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

Пока не известно.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.