Файл: Алгоритм решения изобретательских задач.pdf

2. СТРУКТУРА АРИЗ

конфликтующая пара, изделие, инструмент, оперативные параметры и т.д.

Решение задачи во многом зависит от ее первоначальной постановки. Иногда задачу ставят достаточно кратко, излагая сущность технической системы или процесса, четко выделяя достоинства и недостатки или нежелательный эффект, например, в виде поверхностного противоречия (ПП): надо устранить вредное действие (свойство) или получить полезное действие (свойство), которого не хватает. Часто при постановке задачи не только отсутствует достоинства и недостатки, но и дается указание о направлении решения, сбивающее с толку и "решателя" и "задачедателя". Как правило, такое предписание уводит от истинного решения. Такая постановка задачи обладает неопределенностью формулировки, и в ТРИЗ получила название ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОЙ СИТУАЦИЕЙ.

Задача 1.16. Вода в топливном баке

Первоначальная постановка задачи была следующей. Необходимо найти способ надежного контроля появления воды в топливных баках самолета41. В топливных баках находится не только керосин, но и атмосферный воздух, который содержит влагу. На больших высотах при отрицательной температуре за бортом эта влага конденсируется на стенках баков и стекает в керосин. Так как вода тяжелее керосина, она опускается вниз и постепенно накапливается. Баки как бы понемногу "сосут" воду из атмосферного воздуха.

Сама по себе вода большой опасности для полетов не представляет, но опасна отрицательная температура при полете на больших высотах. Проходя по охлажденным трубопроводам, вода замерзает и, в виде кристаллов льда, попадает в топливные фильтры. Фильтры, забитые льдом, перестают пропускать керосин.

Двигатели без поступления топлива, как известно, останавливаются, со всеми вытекающими последствиями.

Накопившуюся в топливных баках воду нужно периодически сливать. Если это делать часто, то воды в баках не будет ни капли, но обслуживание самолетов удлинится и станет значительно дороже (сливается с водой и керосин). На самолетах десятки баков, многие из

41 Изобретатель и Рационализатор, № 12, 1985, с.27.

1.5. Вспомогательные понятия АРИЗ

них расположены в крыльях на высоте пяти - шести метров, добраться до них не так просто. А если слив производить редко, то можно довести дело до остановки двигателей в полете. В дальнейшем была определена истинная потребность заказчика. Необходимо было исключить влияние атмосферной влаги на надежность подачи топлива из баков к двигателям. Кроме того, заказчик хотел, чтобы не увеличивался срок обслуживания самолетов. После этого уточнили постановку задачи, что позволило получить комплекс (веер) задач, решение которых может привести к удовлетворению истинной потребности заказчиков. В этот комплекс вошли:

•обеспечение контроля и своевременный слив воды (так задачу в последствии и сформулировал заказчик);

•исключение попадания атмосферного воздуха в баки;

•исключение попадания сконденсированной воды в керосин;

•обеспечение равномерного распределения воды в керосине (эмульгированная смесь не нарушает работоспособности топливной системы);

•предотвращение замерзания воды.

Таким образом, из изобретательской ситуации получен ряд конкретных задач.

Существует специальная методика превращения исходной ситуации в комплекс задач42. Суть этой методики в нашей интерпретации следующая:

1. Составляется функциональная цепочка всех имеющихся в системе (включая надсистему и внешнюю среду) элементов и их воздействий друг на друга. Это может осуществляться в виде таблицы взаимодействий (табл. 1.1) или графа (рис. 1.14 и 1.15).

2.Выявляются вредные, ненужные и лишние взаимодействия и элементы.

42 Впервые эту методику в 1974 году изложил Борис Голдовский. В дальнейшем она была видоизменена и использована для решения исследовательских задач Волюславом Митрофановым и Борисом Злотиным. В последствие эта методика была использована для формулирования задач в компьютерной программе IWB, а для определения непредвиденных аварийных ситуаций и причин брака в программе AFD фирмы Ideation International Inc.

2.СТРУКТУРА АРИЗ

3.Используя, оператор отрицания получают список задач. Оператор отрицания, последовательно исключает элементы и связи между ними. Таким образом, определяют, как не допустить или устранить вредные действия; сократить или убрать полностью ненужные или лишние операции; как туже самую функцию, элемент или связь можно выполнить другим (альтернативным) путем.

Таблица 1.1.

Где: Zi - элемент

1, 2, 3…n – номера элементов, Сik – связи между элементами, i - номер строки,

k - номер столбца.

Под связями понимается:

1. наличие или отсутствие связи,

2.название связи,

3.направление связи (от элемента "i" к элементу "k" и обратное от элемента "k" к элементу "i"),

4.вид связи (вид воздействия):

•полезные,

•вредные,

•ненужные или лишние.

1.5. Вспомогательные понятия АРИЗ

2. СТРУКТУРА АРИЗ

На рисунке 1.15 показана иерархическая элементов и связи между ними. Связи могут быть как между элементами одного уровня, так и между элементами высшего и несшего рангов. Обозначения на рис. 1.15:

ZSi – элемент s-ранга, с номером i. m – количество рангов,

Тогда связи можно обозначить СSRik,

где S и R – номер ранга, между которыми имеется связь

i и k - номера элементов в ранге, между которыми имеется связь.

Итак, изобретательская ситуация, факт возникновения которой констатируется в виде ПП, на тот или иной недостаток: нет такого-то нужного свойства или, наоборот, возникающие при решении изобретательских задач, обусловлены попытками сразу осилить ситуацию - без обоснованного перехода от "вороха" задач в ситуации к одной конкретной задаче.

Ситуация в АРИЗ переводится в максимальную (макси-)

или минимальную (мини-) задачи.

Вмакси-задаче: требуется принципиально новая техническая система (ТС) для такой-то цели.

У мини-задачи другая цель: необходимо сохранить существующую систему, но обеспечить недостающее полезное действие или убрать имеющееся вредное свойство.

Вобоих случаях суть должна излагаться просто и ясно, чтобы все было понятно неспециалисту. Если задача понятна школьнику, то это значит, что ее понимает и сам "задачедатель".

Мини-задача имеет ряд особенностей:

1. "Мини-" не означает размеры (маленькая) задачи. При решении мини-задачи надо получить результат при минимальных изменениях имеющейся технической системы. Чаще всего решить мини-задачу оказывается труднее макси-задачи из-за дополнительных ограничений в формулировке задачи - (при минимальных изменениях).