Стандарт № 4 «решение изобретательских задач на перемещение, напряжение и обработку неферромагнитных объектов»

Формула стандарта

1. Если нужно привести в движение или затормозить объект, состоящий из неферромагнитного вещества, или включающий его, и если этот объект мал по размерам и неудобен для манипуляции или состоит из многих частей, или расположен в труднодоступном месте, задача решается применением управляемого магнитного поля или электрического, в введением второго, ферромагнитного, вещества, преимущественно в виде ферромагнитного порошка.

2. Аналогично решаются задачи, в которых дан ферромагнитный объект, не взаимодействующий с вводимым магнитным полем.

3. Аналогично решаются задачи, в которых надо привести в движение часть объекта.

4. Аналогично решаются задачи, в которых надо обеспечить напряженное состояние объекта или его части.

5. Аналогично решаются задачи, в которых нужно изменить состояние, например, обработать вещество объекта.

6. Аналогично решаются задачи, в которых перемещение объекта или изменение его состояния (пористости, вязкости и т.д.) нужны не сами по себе, а для управления состоянием или перемещением третьего объекта.

Пример

А.с.350758: "Способ очистки вод от масла и смол путем адсорбции их порошком, гидрофобизированным кремнийорганическими соединениями с последующим отделением порошка вместе с адсорбированными маслами и смолами, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что, с целью удешевления процесса, в качестве адсорбента используют магнитовосприимчивый порошок, например, магнетит, и отделение порошка ведут магнитным сепаратором".

 

СТАНДАРТ № 5 «РЕШЕНИЕ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧНА ИНТЕНСИФИКАЦИЮ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ»

Формула стандарта

1. Если нужно увеличить технические показатели системы (вес, размер, скорость и т.п.), и это наталкивается на принципиальные препятствия (запрет со стороны законов природы, отсутствие в современной технике необходимых материалов, веществ, мощностей и т. п.), система должна войти в качестве подсистемы в состав другой, более сложной системы. При этом развитие исходной системы приостанавливается, заменяясь более интенсивным развитием сложной системы.

2. Аналогично решаются задачи, в которых необходимость интенсифицировать процесс наталкивается на принципиальные трудности и ограничения.

Пример

Задача: нужно предложить холодильный костюм для горноспасателей. Костюм должен весить не более 8 кг, и защищать человека от воздействия внешней среды с температурой 150оС.

За 2 часа теплоприток составит примерно 1500 ккал (тепловыделение организма и внешний теплоприток). Если использовать в качестве холодильного вещества лед (плавление и нагревание до температуры 20оС), то вес его составит 15 кг. «Объект должен весить не более 8 кг и объект в тех же условиях должен весить не менее 15 кг» - это нарушает закон сохранения вещества.

Решение задачи состоит в объединении двух систем – холодильной и дыхательной – на основе единого вещества, жидкого кислорода (а.с. 111144). Дыхательный аппарат (респиратор) – весит 12 кг, поэтому система может весить 12 + 8 = 20 кг. Холодильным веществом должен быть жидкий кислород. Его испарение и нагрев обеспечат охлаждение, а нагретый кислород должен идти в дыхательный аппарат. Кислорода надо взять не менее 15 кг, но теперь это возможно, поскольку допустимые весовые пределы увеличены до 20 кг.

2.4. Объединение двух систем в надсистему происходит в две стадии: объединяемые системы (или одна из них) изменяются, а потом измененные системы объединяются в надсистему.

Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ-85В)- методика создания изобретений высокого уровня

Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) – раздел теории решения изобретательских задач – ТРИЗ, предназначенный для решения нестандартных (с точки зрения ТРИЗ) задач повышенной сложности. (С понятием "стандартные" и "нестандартные" задачи можно ознакомиться в статье "Структура и фукнции ТРИЗ").

АРИЗ разработан Генрихом Альтшуллером и представляет собой алгоритмическую программу для детального анализа задачи с пошаговым продвижением к решению.

Название "алгоритм решения изобретательских задач" (см. история развития АРИЗ) впервые использовано в приложении к "Экономической газете". Аббревиатура АРИЗ впервые применена в книге "Алгоритм изобретения" 1969 г. [4][11]. В дальнейшем модификации АРИЗ включали указание на год создания, например, АРИЗ-71, АРИЗ-77... Последняя модификация АРИЗ, разработанная Г. С.Альтшуллером - АРИЗ-85-В.

АРИЗ включает три основные компоненты:

- программу,

- информационное обеспечение,

- методы управления психологическими факторами.

Программа АРИЗ представляет собой последовательность операций по выявлению и разрешению противоречий (см. основную линию решения задач по АРИЗ), анализу исходной ситуации и выбору задачи для решения, синтезу решения, анализу полученных решений и выбору наилучшего из них, развитию полученных решений, накоплению наилучших решений и обобщению этих материалов для улучшения способа решения других задач. Структура программы и правила ее выполнения базируются на законах и закономерностях развития техники.

Информационное обеспечение питается из информационного фонда, который включает систему стандартов на решение изобретательских задач; технологические эффекты (физические, химические, биологические, математические, в частности, наиболее разработанных из них в настоящее время – геометрические); приемы устранения противоречий; способы применения ресурсов природы и техники.

Методы управления психологическими факторами необходимы вследствие того, что программа АРИЗ предназначена не для компьютера, а задачи решаются человеком. При решении изобретательских задач у решателя возникает [психологическая инерция], которой необходимо управлять. Кроме того, эти методы позволяют развить творческое воображение, необходимое для решения сложных изобретательских задач.

АРИЗ-85-В достаточно сложный инструмент. Не рекомендуется его применять без предварительного изучения основ ТРИЗ и основательной проработки видов противоречий, основной линии решения задач по АРИЗ и логики АРИЗ.

При решении задач по АРИЗ не спешите, тщательно обдумывайте и записывайте формулировку каждого шага. Обязательно записывайте все соображения, возникающие по ходу решения задачи. Помните, что АРИЗ – инструмент для мышления, а не вместо мышления.

Прежде чем приступать к решению задач по АРИЗ, проверьте: может быть, ваша задача решается по стандартам на решение изобретательских задач. АРИЗ - инструмент для решения нестандартных задач.

ЧАСТЬ 1. АНАЛИЗ ЗАДАЧИ

Шаг 1.1. Условия мини-задачи

Шаг 1.2. Конфликтующая пара: изделие и инструмент

Шаг 1.3. Графические схемы ТП-1 и ТП-2

Шаг 1.4. Что является главным производствен. процессом

Шаг 1.5. Усилить конфликт

Шаг 1.6. Формулировка модели задачи

Шаг 1.7. Применение стандартов

Основная цель первой части АРИЗ - переход от расплывчатой изобретательской ситуации к четко построенной и предельно простой схеме (модели) задачи.

ШАГ 1.1. Записать условия мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме:

Техническая система:

для (указать назначение)

включает (перечислить основные части системы).

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

(указать).

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

(указать).

Необходимо при минимальных изменениях в системе

(указать результат, который должен быть получен).

ПРИМЕР

Техническая система

для приема радиоволн

включает антенну радиотелескопа, радиоволны, молниеотводы, молнии.

ТП-1:

если молниеотводов много, они надежно защищают антенну от молний, но поглощают радиоволны.

ТП-2:

если молниеотводов мало, то заметного поглощения радиоволн нет, но антенна не защищена от молний.

Необходимо при минимальных изменениях

обеспечить защиту антенны от молний без поглощения радиоволн.

(В этой формулировке следует заменить термин "молниеотвод" словами "проводящий стержень", "проводящий столб" или просто "проводник").

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

Правило 1. Если инструмент по условиям задачи может иметь два состояния, надо указать оба состояния.

Правило 2. Если в задаче есть пары однородных взаимодействующих элементов, достаточно взять одну пару.

ПРИМЕР

Изделия - молния и радиоволны. Инструмент - проводящие стержни (много стержней, мало стержней).

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

ПРИМЕР

ТП-1: много проводящих стержней

ТП-2: мало проводящих стержней

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

Указать, что является главным производственным процессом.

ПРИМЕР

В задаче о защите антенны радиотелескопа главная функция системы - прием радиоволн. Поэтому выбрать следует ТП-2: в этом случае проводящие стержни не вредят радиоволнам.

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

Правило 3. Большая часть задач содержит конфликты типа "много элементов" и "мало элементов" ("сильный элемент" - "слабый элемент" и т. д.). Конфликты типа "мало элементов" при усилении надо приводить к одному виду - "ноль элементов" ("отсутствующий элемент").

ПРИМЕР

Будем считать, что вместо "малого количества проводников" в ТП-2 указан "отсутствующий проводник".

ШАГ 1.6. Записать формулировку модели задачи, указав:

конфликтующую пару;

усиленную формулировку конфликта;

что должен сделать вводимый для решения задачи икс-элемент (что он должен сохранить и что должен устранить, улучшить, обеспечить и т.д.).

ПРИМЕР

Даны отсутствующий проводник и молния. Отсутствующий проводник не создает помех (при приеме радиоволн антенной), но и не обеспечивает защиту от молний. Необходимо найти такой икс-элемент, который, сохраняя способность отсутствующего проводника не создавать помех (антенне), обеспечивал бы защиту от молний.

ШАГ 1.7. Проверить возможность применения системы стандартов к решению модели задачи. Если задача не решена, перейти ко второй части АРИЗ. Если задача решена, можно перейти к седьмой части АРИЗ, хотя и в этом случае рекомендуется продолжить анализ со второй части.