Главная    Конференция     Решение вторичных задач при выполнении верификационных проектов
"ТРИЗ-Конференция - 2007" Список участников и тематика выступлений

РЕШЕНИЕ ВТОРИЧНЫХ ЗАДАЧ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ВЕРИФИКАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ

Бахрах М.Н., Герасимов О.М., Васильев В.П. Россия



Инструментарий ТРИЗ и ФСА, используемый для совершенствования технических систем, позволяет получить нетривиальные идеи, на первый взгляд решающие поставленные задачи, однако, при реализации этих идей в виде конструкций или технологий возникают "вторичные задачи". Без решения этих задач полученные идеи, как правило, неработоспособны. Решение "вторичных задач" позволяет получить работоспособную конструкцию, которая, часто значительно отличается от исходной идеи. Решение "вторичных задач" может осуществляется и чисто инженерными методами, однако, как показала практика, применение инструментов ТРИЗ значительно сокращает трудозатраты на разработку и позволяет усовершенствовать ТС на любом этапе её развития.


Совершенствование технических систем (ТС) включает в себя ряд этапов. На первом этапе с помощью инструментария ФСА проводится анализ ТС и выявляются ее недостатки. На втором этапе ставятся задачи по ликвидации этих недостатков. На третьем этапе работы с помощью инструментария ТРИЗ решаются выявленные задачи. Найденные решения позволяют разработать концепций. На первый взгляд найденные идеи решают поставленные задачи. Однако при проведении их верификации , возникают так называемые "вторичные задачи". Так вторичные задачи возникают при согласовании параметров частей ТС, подбору соответствующих материалов и формы деталей. Эти задачи зачастую могут быть решены и обычными инженерными методами, однако, как показала практика работы над проектами в ООО Алгоритм, значительно лучших результатов и за более короткое время можно достичь, применяя для решения "вторичных задач" инструментарий ТРИЗ.
Как правило, "вторичных задач" возникает значительно больше, чем первичных идей концепций. При верификации идей концепций приходится решать не только конструкторские, но и технологические задачи. Последовательное решение цепочек вторичных задач позволяет получить работоспособную конструкцию, которая, как правило, значительно отличается от исходной идеи.
Рассмотрим использование инструментария ТРИЗ при решении "вторичных задач" на примерах из конкретных проектов.

Пример 1.
У людей больных тромбофлебитом существует опасность отрыва тромбов и закупорка ими сосудов. Поэтому в вены больных вставляются фильтры - тромболовушки. Эти фильтры устанавливаются на некоторое время, в течении которого они ловят тромбы, а затем их извлекают. Все хорошо, только фильтры под действием тока крови при движении человека мигрируют, что опасно. В результате анализа фильтра было выявлено, что крючки на "ножках" фильтра" плохо его удерживают в вене.

Предложена идея решения этой проблемы: установить дополнительные крючки на "ручках" фильтра. Данная идея позволяет надежно укрепить фильтр в вене. Но возникают проблемы с его установкой в вену. Формулируем техническое противоречие:
ТП1 – Если использовать крючки на руках, то фильтр хорошо крепится к стенке вены, но плохо центрируется
ТП2 – Если не использовать крючки на руках, то фильтр хорошо центрируется, но плохо крепится к стенке вены.
Возникает первая "вторичная задача" - Как обеспечить хорошую центровку фильтра при наличии крючков на руках?

Из этой задачи можно сформулировать физическое противоречие:
ФП - Крючки на ручках должны быть, когда фильтр уже установлен в вене и их не должно быть, в процессе установки фильтра.

Возникает вторая "вторичная задача" - Как обеспечить отгибание крючков на ручках только после установки фильтра в вену?
Данная задача может быть решена использованием фазовых переходов, например, применением материала с памятью формы. В качестве управляющего поля можно использовать тепло крови, которая омывает фильтр.



Однако крючки начинают отгибаться сразу, как только фильтр попадет в горячую кровь. Формулируем новое физическое противоречие:
ФП - Крючки на ручках должны загибаться под воздействием температуры горячей крови, т.к. материал запрограммирован на заданную температуру, и не должны загибаться под воздействием температуры горячей крови, чтобы хорошо центрироваться в вене.
Возникает третья "вторичная задача" - Как предотвратить раннее отгибание крючков на ручках фильтра?
Данная задача может быть решена использованием приемов: Посредник и Местное качество.
Идея - Разрезать кончик ручки на две половинки, запрограммировать их в отогнутом состоянии, сомкнуть их вместе, обмазать веществом, растворимым в крови, например, кетгутом и высушить.
В крови кетгут растворится и ножки отогнуться.

Решение красивое, но толщина "ручек" фильтра всего 0,3 мм. Тут возникает следующая "вторичная задача", уже технологическая: Как разрезать пополам проволочку такой толщины? Проведя функционально - ориентированный поиск по разделению тонких металлов, находим решение в радиотехнике. При изготовлении печатных плат используют способ травления кислотой.



Таким образом, решив ряд "вторичных задач" были изготовлены фильтры, которые будут надежно удерживаться в вене больного.

Пример 2
Продажа бананов поштучно открыла новый сегмент рынка и в настоящее время стремительно растёт. Для сохранности бананов, их требуется упаковывать в индивидуальную упаковку.



А т.к. бананы растут гроздями (кластерами), то для индивидуальной упаковки их надо сначала разделить. Вручную разрезать кластеры очень долго. Идея концепции - отрезать хвостики бананов в кластере дисковым вращающимся ножом. Процесс высокопроизводительный и обеспечивает заданные характеристики.



Однако черенки бананов растут от ветки, которая изогнута по радиусу в двух плоскостях.. В результате дисковый нож срезает черенки разной длины и получается, что часть бананов имеет длинные черенки, а часть обрезана по самому телу, что недопустимо. Возникают проблемы с равномерным отделением черенков. Формулируем техническое противоречие:
ТП1 – Если разделять кластеры вручную, то черенки бананов обрезаются качественно, но медленно
ТП2 – Если разделять кластеры дисковым вращающимся ножом, то черенки бананов разделяются быстро, но часть из них обрезается вместе с телом банана, что недопустимо.
Возникает первая "вторичная задача" - Как обеспечить качественную обрезку черенков бананов дисковым вращающимся ножом?
Из этой задачи можно сформулировать физическое противоречие:
ФП - Нож должен быть вращающимся дисковым, что бы быстро отрезать черенки бананов и не должен быть дисковым, что бы не обрезать их вместе с телом банана.
Возникает вторая "вторичная задача" - Как сделать вращающийся плоский дисковый нож, плоским, но не дисковым?
Данная задача может быть решена использованием приема - "Переход в другое измерение". Изгибаем плоский вращающийся дисковый нож по радиусу , соответствующему среднему радиусу изгиба банановой ветки и получаем вращающийся плоский цилиндрический нож.
Однако, все кластеры имеют разный размер, а количество бананов в них разное, поэтому забазировать любой банановый кластер перед обрезкой черенков, применяя обычные методы базирования, невозможно. Формулируем новое физическое противоречие:
ФП - Кластеры должны подходить к цилиндрическому ножу с черенками, направленными строго вертикально и не должны подходить с хвостиками направленными строго вертикально, т.к. все кластеры разного размера и массы.
Возникает третья "вторичная задача" - Как подводить разные кластеры с хвостиками направленными строго вертикально к цилиндрическому ножу?
Данная задача может быть решена использованием приема: "Местное качество" и стандарта 1.2.4.
Идея: Навешивать кластеры на струну, проходящую внутри ножа и подавать их к цилиндрическому ножу. Для выравнивания кластера и нейтрализации гравитационного поля использовать транспортерную ленту. Причем скорость ленты должна быть меньше, чем скорость подачи кластера к ножу.
На первом этапе верификации изготавливается макет установки, реализующая идею концепции.



На втором этапе была изготовлена действующая модель установки по разрезанию банановых кластеров.


На третьем этапе, после решения ряда конструктивных задач и согласования различных параметров, была изготовлена действующая опытно - промышленная установка. После успешных испытаний на базе данной установки изготовлена промышленная серия, которая с успехом эксплуатируется в настоящее время.




Литература.
1. Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Зусман А.В., Филатов В.И. Поиск новых идей: от озарения к технологии. Кишинев, Картя Молдавеняскэ, 1989. 381 с.
2. Герасимов В.М.; Калиш В.С.; Карпунин М.Г., Кузьмин А.М., Литвин С.С. Основные положения методики проведения функционально-стоимостного анализа: Методические рекомендации. — М.: Информ— ФСА, 1991. —40 с.

Главная    Конференция     Решение вторичных задач при выполнении верификационных проектов