Эволюция светодиодного освещения

Материалы III конференции "ТРИЗ. Практика использования методических инструментов"

 “Эволюция светодиодного освещения”

Автор:   Асланов Эмиль

 

Вступление

Однажды, гуляя по Третьяковской галерее, я вновь увидел картину Верещагина «Двери Тамерлана».  Мою спутницу это натолкнуло на интересную легенду, о которой она мне и рассказала.

У султана был сын, будущий властелин. Перед смертью отец сказал ему, что у него есть тайна, которая позволяет ему преодолевать все трудности в жизни. Заключается она в следующем. Во дворце есть волшебная комната, двери которой закрыты и надёжно охраняются. Ключ от этого тайника вот уже несколько поколений их род передаёт от отца к сыну. За всю свою жизнь можно только один раз зайти в это святилище и найти решение своей проблемы. Ни султан, ни его предки не открывали дверей за свою жизнь. В самые трудные времена, зная, что есть эта комната, им удавалось решить проблемы, оставив тайну комнаты для чего-то более сложного. Когда султан умер, любопытство взяло верх над благоразумием, и сын тотчас же побежал открывать двери. Он нашёл комнату пустой и остался в жизни без надежды, которая позволяет нам решать любые проблемы в жизни.

К чему я привёл эту историю? ТРИЗ всегда была чем-то загадочным для меня. Теория, которая позволяет решить все проблемы и устранить любые противоречия. Это та же комната, но в неё можно заходить снова и снова. Давайте проследим за использованием инструментов ТРИЗ на примере решения задач в сфере светодиодного освещения, которая испытывает в настоящее время бурное развитие. Привычные источники света, такие как люминесцентные лампы и тем более лапы накаливания, уступают место более совершенным, экономичным и долговечным источникам света – светодиодам. Но, как и в других технических сферах, любая новая технология открывает перед инженерами и исследователями новые проблемы, противоречия. В данной работе я воспользовался benchmarking-ом для выбора наиболее оптимального типа источника. Затем проследил за возможными путями развития этого светильника на основе ЗРТС. И, наконец, с помощью эвристического метода нашёл два возможных решения для  проблем, возникающих в прожекторах и уличном освещении.

 

Benchmarking

Целевая функция - выбор технологии для освещения офисных помещений, обеспечивающей высокую энерго-эффективность и требуемые световые характеристики.

 Варианты для реализации целевой функции:

- Нити накаливания (галогенные лампы, лампы с инертными газами)

- Люминесцентные (линейные, компактные)

- Светодиоды

Критерии оценки выбранных вариантов (MPV):

световой поток (10), энергопотребление (10), стоимость (8), комфорт  (ослепляемость) (7), экологичность (5), срок службы (5), надёжность (работа при разных температурах) (5), тепловыделение (5), перспективы развития (4), управляемость - использование электроники для стабилизации электрических характеристик (4).

После проведения суммирования балов для каждого варианта, было установлено, что самым оптимальным в настоящее время является светильник на светодиодах – 465 баллов (см. табл. 1).

 

MPV/варианты

Галогенные

Люминесцентные

Светодиоды

Световой поток (10)

10

10

10

Энергопотребление(10)

1

6

10

Стоимость (8)

10

9

5

Комфорт (ослепляемость) (7)

1

10

5

Экологичность (5)

10

1

10

Срок службы (5)

3

5

10

Надёжность (5)

10

10

5

Тепловыделение (5)

10

10

1

Перспективы развития (4)

1

2

10

Управляемость (4)

10

5

5

Сумма баллов

406

460

465

 

Табл. 1 Сравнительная таблица технологий освещения

 

Анализ развития ТС «светильник» на основе ЗРТС

Проанализируем развитие домашнего светильника на светодиодах на основе ЗРТС, но сперва, дадим определение современному домашнему светильнику на светодиодах, как того требовал Цвике в морфологическом анализе.

Домашний светильник – техническая система, которая включает в себя массив светодиодов, электрическую схему (драйвер для питания светодиодов), систему охлаждения светодиодов (обычно радиатор) и оптику (для создания равномерного свечения всей поверхности светильника, а не точками от светодиодов).

Основными проблемами являются:

  1. - точечность источников (светодиодов), из-за которой происходит ослепление наблюдателя
  2. - эффективность системы (оптика и др. элементы не должны делать систему энергетически неэффективной)
  3. - выделение большого количества тепла, которое необходимо эффективно отводить, чтобы система эффективно работала

 

Анализ развития ТС «светильник» на основе ЗРТС

 

1. ЗАКОН ПОЛНОТЫ ЧАСТЕЙ СИСТЕМЫ

Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является наличие и минимальная работоспособность основных частей системы.

На рис. 1 представлена оптическая схема работы светодиодного светильника. Для решения проблемы ослепления используется волноводная пластина и диффузор. На выходе мы получим замешанный равномерный свет.

Рис. 1 Схема оптической системы

 

2.  ЗАКОН «ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ» СИСТЕМЫ

Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы.

Если мы обратимся к решению из закона 1, то увидим, что в нём не происходит сквозного прохода энергии через систему из-за диффузной пластины. Для того чтобы не происходила циркуляция света в оптической системе предложено новое решение (рис. 2). Вначале используется специальная формирующая линза, которая расширяет пучок и равномерно засвечивает пластину, расположенную сразу за линзой. На пластине нанесена линза Френеля, которая коллимирует пучок. Коллимированный пучок вновь рассеивается уже с помощью микролинзового массива. После данной системы эффект ослепления устраняется и при этом выполняется 2 закон.

Рис. 2 Решение проблемы ослепления от источников

 

3.  ЗАКОН СОГЛАСОВАНИЯ РИТМИКИ ЧАСТЕЙ СИСТЕМЫ

Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является согласование ритмики (частоты колебаний, периодичности) всех частей системы.

В соответствии с этим законом, постоянный ток нужно убрать из системы. Тогда светодиод будет работать в импульсном режиме. Колебания света можно компенсировать оптикой (используя синий свет от диода для накачки фосфора) рис. 3.

 

Рис. 3 Схема светильника с переменным током

 

4.  ЗАКОН УВЕЛИЧЕНИЯ СТЕПЕНИ ИДЕАЛЬНОСТИ СИСТЕМЫ

Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности.

Здесь речь идёт, прежде всего, об увеличении светоотдачи  Лм/Вт. Сейчас это 100-120 Лм/Вт. В будущем будет 200 и более (теоретический предел 340).

    Это значит, что пытаться решить проблему ослепления от источников за счёт использования большего количества светодиодов с малым световым потоком  - путь неоптимальный. Следует стремиться использовать меньшее количество высокоэффективных сильно слепящих диодов.

5.  ЗАКОН НЕРАВНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ЧАСТЕЙ СИСТЕМЫ

Развитие частей системы идет неравномерно; чем сложнее система, тем неравномернее развитие ее частей.

КПД драйвера 80%, КПД оптики 50 %, а КПД светодиода пока только 20-30%.

Это приводит к проблеме теплоотвода и к проблеме создания эффективной оптики.

 6.  ЗАКОН ПЕРЕХОДА В НАДСИСТЕМУ

Исчерпав возможности развития, система включается в надсистему в качестве одной из частей; при этом дальнейшее развитие идет на уровне надсистемы.

Следующим этапом развития системы, может быть, станет поиск фосфоров разных оттенков, для лучшего согласования светильника с интерьером комнаты. Или использование тепла, выделяемого от светодиодов для нагрева воды в зданиях.

7. ЗАКОН ПЕРЕХОДА С МАКРОУРОВНЯ НА МИКРОУРОВЕНЬ

Развитие рабочих органов системы идет сначала на макро-, а затем на микроуровне.

Для увеличения эффективности работы системы спускаются на микроуровень – кристалл светодиода при плоских поверхностях из-за полного внутреннего отражения даёт только порядка 14 %  лучей на выходе. При использовании сферической формы кристалла выход удаётся повысить до 30%. В настоящее время ведутся исследовательские работы по созданию специальных микроструктур – микрошероховатостей на кристалле для увеличения выхода.

8.  ЗАКОН УВЕЛИЧЕНИЯ СТЕПЕНИ ВЕПОЛЬНОСТИ

Развитие технических систем идет в направлении увеличения степени вепольности.

Интересно проследить за компанией  Heico Lighting, которая решила отвести в системе светильника большую роль эффекту электромагнитной индукции и использовать бесконтактную передачу энергии см. рис. 5 а,б .

 

 

Рис. 5 а – Электрическая схема работы системы; б – Демонстрация работы нескольких светильников

 

 

Эвристический метод  «создание ультратонкой оптики для светодиодов»

 

Введение в проблему

На рис. 6 а, б  представлен пример использования светодиодных прожекторов.

 

Рис. 6 а – Выставочное освещение б – светодиодный прожектор

 

Прожекторы на светодиодах, используются  для освещения витрин магазинов, музеев, выставок и др.  Основная задача оптики  - коллимировать световой пучок от светодиодов, т.е. создание параллельного пучка из расходящегося. В нас

Текущее решение представлено на рис. 7. Как видно из рисунка в настоящее время для коллимации пучка используется линза сложной формы. С боков – это параболическая поверхность, сверху – микролинзовый массив и специальная воздушная полость внутри.

 

      

Рис. 7 Коллимирующая оптика для светодиодов

 

При этом толщина системы составляет порядка 20 мм, расходимость пучка – 36 градусов, эффективность 90%. Для увеличения конкурентных преимуществ нашего прожектора необходимо уменьшать толщину оптики. Ниже представлено возникающее при этом ТП (рис. 8).

 

Рис. 8 ТП для светодиодного прожектора   

 

                         Рис. 9 Схема тонкой системы коллимации луча  для светодиода

 

Для решения данной задачи было использовано несколько технических ухищрений:

1) Принцип наоборот – заставить лучи от диода проходить через пространство, занимаемое оптической системой дважды (рис. 9)

2) Практически нормальное падение лучей на оптическую поверхность (что даёт минимальные потери на отражение) (рис. 9)

3) Полное внутреннее отражение – изменение направления распространения луча практически без потерь энергии (рис. 9).

Моделирования предложенной оптической системы было проведено в пакете прикладных программ Zemax. При толщине системы 5 мм, удалось достичь высокой эффективности  - 90% и низкой расходимости светового пучка – менее 10 градусов.

 

 

Эвристический метод  «создание эффективной системы уличного освещения»

В настоящее время для освещения улиц начинают использовать светодиоды рис. 11а, б. Причём для увеличения эффективности их работы применяют вторичную оптику, позволяющую добиться равномерного освещения требуемой области  рис. 12a, b.

Рис. 11 а -освещение улиц, б – пример светильника на светодиодах

Рис. 12 Освещённость от диода без оптики (а) и с вторичной оптикой (b)

 

Рис. 13 Вторичная оптика: модель и реальный образец

 

Рис. 14 Линза для светодиода

 

Вторичная оптика представляет собой линзу сложной формы, которая устанавливается на каждый светодиод рис. 13.

На рис. 14 представлена увеличенная картинка поверхности линзы.  Видно, что поверхность имеет «складки» - разрывы непрерывности.

При эксплуатации светодиодов в местах складок будет накапливаться пыль, что значительно ухудшит работу линзы т.е. всей системы в целом. Требуется предложить новое решение.

Шаг 1

ГПФ – осуществить равномерное освещение дороги с минимальными потерями света

Элементы системы – диоды, линз

Нежелательный эффект – в области разрывов непрерывной поверхности накапливается пыль, что приводит к ухудшению работы системы, её износу.

Шаг 2

Эту проблему можно решить, если мы будем сглаживать  внешнюю поверхность.

При более гладкой поверхности линза будет работать хуже и при этом потребуются дополнительные сложные расчёты. Т.е. возникает ТП рис. 16.

 

Рис. 16 ТП для светодиодного светильника          

Рис. 17 Линза для светодиода

 

Решение.

Предлагается сделать внешнюю поверхность абсолютно гладкой – сферической. А внутреннюю поверхность линзы с разрывами рис. 17. При этом пыль уже не будет накапливаться т.к. внутренняя поверхность линзы не имеет доступа к внешней среде (линза герметично клеится на светодиод). После проведения необходимых расчётов была получена форма необходимой внутренней поверхности рис. 18а и проведено моделирование данной системы в Zemax (рис. 18б).   

 

 

Данная идея была проверена моделированием и показала свою жизнеспособность

Рис. 18 а - вид полученной внутренней поверхности, б - распределение света в требуемой области

 

 

Выводы

 

В предложенной работе был проведён benchmarking для разных типов светильников. Очень удобно, когда в одной компактной таблице отображается большой объём данных. Оценка при выборе между разными вариантами получается более объективной. Минусом данного метода является необходимость обработки большого количества данных и разных источников.

При использовании ЗРТС были получены интересные идеи и найдены ограничения для развития системы в определённых направлениях. Т.е. если мы создаём новое решение, то к нему следует применить ЗРТС и увидеть, имеет ли оно «право на жизнь» или сразу же стоит внести необходимые изменения.

Наконец, эвристический метод. Его изюминка заключается в том, что он позволяет локализировать проблему. Часто мы видим, что система работает плохо, но не знаем, как это изменить. Данный метод указывает нам на место, в котором необходимо произвести изменения.

 

Алфавитный указатель: 

Рубрики: 

Комментарии

Re: Эволюция светодиодного освещения

Прошу прощения за занудство, но вроде бы характеристики "перспективы развития" и "управляемость", которые повлияли самым решающим образом на результаты бенчмаркинга, - это, по определению MPV, не совсем MPV... и даже, быть может, совсем не MPV...

Re: Эволюция светодиодного освещения

Изображение пользователя Эмиль.

Александр,
спасибо за замечание. Я с вами согласен. Действительно, "перспективы развития" и "управляемость" трудно назвать MPV, а может и нельзя. В то же время эти понятия играют очень важную роль в выборе лучшего решения. Если мы не будем учитывать уровень развития технологии, насколько она разработана, есть ли ещё теоретические ограничения, то мы рискуем выбрать решение, которое поставит компанию в проигрышное положение. Так сейчас светодиоды и люминесцентные лампы имеют почти одинаковую эффективность - 100 Лм/Вт. Но у светодиодов теоретический предел порядка 340 Лм/Вт и, мы видим, как он с каждом годом растет. А у ламп он составляет 120 Лм/Вт. И они уже "уперлись в потолок".
В тоже самое время когда речь заходит о светодиодном освещении всегда помнят о том, что оно требует использование дорогих электро схем, которые называют драйверами. В частности в 40% случаях выхода из строя светодиодного светильника виновен конденсатор из этого драйвера. Т.е. драйвер - "управляемость" важный параметр, по-которому, оценивают светодиод.

Re: Эволюция светодиодного освещения

Эмиль wrote:
Александр,
спасибо за замечание. Я с вами согласен. Действительно, "перспективы развития" и "управляемость" трудно назвать MPV, а может и нельзя. В то же время эти понятия играют очень важную роль в выборе лучшего решения. Если мы не будем учитывать уровень развития технологии, насколько она разработана, есть ли ещё теоретические ограничения, то мы рискуем выбрать решение, которое поставит компанию в проигрышное положение. Так сейчас светодиоды и люминесцентные лампы имеют почти одинаковую эффективность - 100 Лм/Вт. Но у светодиодов теоретический предел порядка 340 Лм/Вт и, мы видим, как он с каждом годом растет. А у ламп он составляет 120 Лм/Вт. И они уже "уперлись в потолок".
В тоже самое время когда речь заходит о светодиодном освещении всегда помнят о том, что оно требует использование дорогих электро схем, которые называют драйверами. В частности в 40% случаях выхода из строя светодиодного светильника виновен конденсатор из этого драйвера. Т.е. драйвер - "управляемость" важный параметр, по-которому, оценивают светодиод.

Эмиль, спасибо за ответ.

Я, конечно, согласен, что при проведении бенчмаркинга нужно учитывать перспективы развития (удаленность от физ. предела хотя бы). Я только лишь не уверен, что нужно включать такие вещи в MPV. По-моему, анализ по S-кривым - это вполне самостоятельный метод. А MPV - это по определению, вроде бы, то, что понятно потребителю (пускай даже он сам и не может правильно оценить вклад разных параметров в общую полезность). Удаленность от физ.предела - вещь, которая потребителю, в общем, непонятна. Ему-то важно то, что есть "здесь и сейчас"... То есть для нас - это важный параметр, но к MPV его отнести, на мой взгляд, трудно.

С "управляемостью", как следует из Ваших слов, ситуация чуть иная. Этот параметр тоже непонятен потребителю, но его влияние на общую полезность может быть в значительной мере выражено через другие параметры. Вы сами указали на тесную связь этого параметра, как минимум, с двумя другими, вполне "MPV-шными": стоимость ("требует использование дорогих электро схем") и срок службы ("в 40% случаях выхода из строя светодиодного светильника виновен конденсатор из этого драйвера"). Наверное, есть "выходы" и на другие параметры. Так их и нужно было, наверное, использовать.

Заранее оговариваюсь: я ни в коей мере не утверждаю, что видимые мне огрехи в MPV-анализе сколь-нибудь существенно сказались на общих выводах. Но у меня возникло ощущение, что эти два параметра (прежде всего "перспективы развития") были добавлены для того, чтобы "подогнать" итоговый результат под заранее известное решение. Могу ошибаться!

С уважением,

Александр.

Re: Эволюция светодиодного освещения

Изображение пользователя Андрей Трошин.

Quote:
Выводы

В предложенной работе был проведён benchmarking для разных типов светильников. Очень удобно, когда в одной компактной таблице отображается большой объём данных. Оценка при выборе между разными вариантами получается более объективной. Минусом данного метода является необходимость обработки большого количества данных и разных источников.

При использовании ЗРТС были получены интересные идеи и найдены ограничения для развития системы в определённых направлениях. Т.е. если мы создаём новое решение, то к нему следует применить ЗРТС и увидеть, имеет ли оно «право на жизнь» или сразу же стоит внести необходимые изменения.

Наконец, эвристический метод. Его изюминка заключается в том, что он позволяет локализировать проблему. Часто мы видим, что система работает плохо, но не знаем, как это изменить. Данный метод указывает нам на место, в котором необходимо произвести изменения.

В 19ХХ году в тупом и экономически отсталом совке мой научый руководитель поставил мне на вид за аналогичные водяные выводы
Ну и так между нами говоря - неужели тупые и отстойные инженеры и научники без ТРИЗ не могут уже нарисовать структурную (функциональную) схемы?

Re: Эволюция светодиодного освещения

Коллеги GIP и Андрей Трошин, я убрал на всякий случай ваши размышления про тайные комнаты,как не имеющие отношения к эволюции светодиодного освещения.

Re: Эволюция светодиодного освещения

Изображение пользователя Эмиль.

 

Александр,

Спасибо за Ваши комментарии. Отвечу последовательно.

Вы пишете:

1)Я только лишь не уверен, что нужно включать такие вещи в MPV. По-моему, анализ по S-кривым - это вполне самостоятельный метод. А MPV - это по определению, вроде бы, то, что понятно потребителю (пускай даже он сам и не может правильно оценить вклад разных параметров в общую полезность). Удаленность от физ.предела - вещь, которая потребителю, в общем, непонятна. Ему-то важно то, что есть "здесь и сейчас"... То есть для нас - это важный параметр, но к MPV его отнести, на мой взгляд, трудно.

Я с вами согласен. Действительно, надо отталкиваться от потребителя! Если «потребитель» (вообще говоря, заказчик) нашего исследования, собирается устанавливать светильник для освещения у себя в помещении. То тогда перспективы развития не являются главным параметром. Но если наш заказчик – инвестор, который собирается производить эти светильники, то, я думаю, перспективы развития необходимо включить в MPV. Вы предлагаете использовать S-кривые. Допустим, мы проведём S-анализ и получим, что предпочтение следует отдать светодиодам. И у нас есть результаты бенчмаркинга, который этот критерий, играющий для нас определяющую роль, «не должен учитывать». Т.е. чтобы принять окончательное решение, на какой технологии остановить свой выбор, мне нужно провести ещё одно сравнение уже между различными методами. Зачем? Я могу сразу на этапе бенчмаркинга это осуществить.

2)С "управляемостью", как следует из Ваших слов, ситуация чуть иная. Этот параметр тоже непонятен потребителю, но его влияние на общую полезность может быть в значительной мере выражено через другие параметры. Вы сами указали на тесную связь этого параметра, как минимум, с двумя другими, вполне "MPV-шными": стоимость("требует использование дорогих электро схем") и срок службы ("в 40% случаях выхода из строя светодиодного светильника виновен конденсатор из этого драйвера"). Наверное, есть "выходы" и на другие параметры. Так их и нужно было, наверное, использовать.

Для ТРИЗ-специалиста, наверное, более понятные MPV – это стоимость и срок службы. Но, во-первых, я вспоминаю задачу о ледоколе у Альтшеллера – не стоит привязываться к «специальным словам». Стоимость, срок службы – это на первый взгляд «более понятные» слова, но они не делают проблему более понятной. Высокая стоимость может быть обусловлена – стоимостью самого светодиодного чипа или ещё чем-то. Т.е. необходимо уточнять. Аналогично со сроком службы. Это общий параметр, в который входит не только управляемость, не позволяющий нам глубже «соприкоснуться» с системой.

С уважением,

Эмиль

 

Re: Эволюция светодиодного освещения

Эмиль wrote:

"Удаленность от физ.предела - вещь, которая потребителю, в общем, непонятна. Ему-то важно то, что есть "здесь и сейчас"... То есть для нас - это важный параметр, но к MPV его отнести, на мой взгляд, трудно"

Я с вами согласен. Действительно, надо отталкиваться от потребителя! Если «потребитель» (вообще говоря, заказчик) нашего исследования, собирается устанавливать светильник для освещения у себя в помещении. То тогда перспективы развития не являются главным параметром. Но если наш заказчик – инвестор, который собирается производить эти светильники, то, я думаю, перспективы развития необходимо включить в MPV. Вы предлагаете использовать S-кривые. Допустим, мы проведём S-анализ и получим, что предпочтение следует отдать светодиодам. И у нас есть результаты бенчмаркинга, который этот критерий, играющий для нас определяющую роль, «не должен учитывать». Т.е. чтобы принять окончательное решение, на какой технологии остановить свой выбор, мне нужно провести ещё одно сравнение уже между различными методами. Зачем? Я могу сразу на этапе бенчмаркинга это осуществить.

Эмиль, посмотрите правила составления БМ в GEN3 (посмотреть можно, например, в диссертации Герасимова). У Герасимова детально описана процедура, а фундаментальную часть вычленить бывает непросто. Но, тем не менее, возможно, Вам понравится: там  как раз используется такой параметр как "перспективность". Собственно, он вполне корреспондирует с "удаленностью от физ. предела". Правда, использовать его нужно очень осторожно и аккуратно.

Re: Эволюция светодиодного освещения

Изображение пользователя Андрей Трошин.

Тому, кто будет производить, как правило интересны  три пункта

  1. Чем А отличается от Б в части эффективности (энергопотребление, к.п.д. и т.д.)
  2. Возможно ли обойти патенты конкурентов
  3. Цена вопроса и прибыль

Все остальное от лукавого или иными словами - псевдо PR и квази маркетинг

Re: Эволюция светодиодного освещения

Эмиль, еще раз спасибо за Ваши ответы.

Эмиль wrote:

Действительно, надо отталкиваться от потребителя! <...> «потребитель» (вообще говоря, заказчик) <...> Но если наш заказчик – инвестор, который собирается производить эти светильники, то, я думаю, перспективы развития необходимо включить в MPV.

Мне здесь сложно согласиться с Вами. Потребитель продукции и потребитель консультаций - все же вещи разные, и, как мне кажется, при определении MPV ориентироваться нужно все же на первого, а не на второго.

Эмиль wrote:
Допустим, мы проведём S-анализ и получим, что предпочтение следует отдать светодиодам. И у нас есть результаты бенчмаркинга, который этот критерий, играющий для нас определяющую роль, «не должен учитывать»

Я бы не стал отождествлять понятия "бенчмаркинг" и "определение MPV". Более того, как мне представляется, MPV - это лишь один из методов определения важнейших (главных, ключевых...) параметров, возможны и другие методы и, соответственно, другие подходы к определению самих параметров. Я только лишь предпочитаю точность в определениях: если под MPV понимается некая методология и/или некая процедура, то пускай именно так оно и будет. А что-то другое пускай как-то по-другому и называется.

Quote:

2)С "управляемостью", как следует из Ваших слов, ситуация чуть иная. Этот параметр тоже непонятен потребителю, но его влияние на общую полезность может быть в значительной мере выражено через другие параметры. Вы сами указали на тесную связь этого параметра, как минимум, с двумя другими, вполне "MPV-шными": стоимость("требует использование дорогих электро схем") и срок службы ("в 40% случаях выхода из строя светодиодного светильника виновен конденсатор из этого драйвера"). Наверное, есть "выходы" и на другие параметры. Так их и нужно было, наверное, использовать.

Для ТРИЗ-специалиста, наверное, более понятные MPV – это стоимость и срок службы. Но, во-первых, я вспоминаю задачу о ледоколе у Альтшеллера – не стоит привязываться к «специальным словам». Стоимость, срок службы – это на первый взгляд «более понятные» слова, но они не делают проблему более понятной. Высокая стоимость может быть обусловлена – стоимостью самого светодиодного чипа или ещё чем-то. Т.е. необходимо уточнять. Аналогично со сроком службы. Это общий параметр, в который входит не только управляемость, не позволяющий нам глубже «соприкоснуться» с системой.

Я в данном случае имел в виду понятность, опять же, не для ТРИЗ-специалиста (или иного специалиста), а для потребителя продукции. В моем представлении (пусть более опытные коллеги меня поправят, если оно ошибочно), одно из основных, если не самое главное, достоинство метода MPV состоит в том, чтобы попытаться посмотреть на ситуацию глазами конечного потребителя улучшаемой продукции, а не своими собственными глазами. Иными словами - абстрагироваться от как бы понятных нам взаимосвязей и сосредоточиться как раз на том, что понятно и неспециалисту, причем - понятно без специальных объяснений и без рекламных трюков типа "разве вам не хочется, чтобы ваш товар был более перспективным?".

Что же касается бенчмаркинга как такового - то это понятие, насколько мне известно, не в ТРИЗ впервые появилось и, соответственно, методы его проведения могут выходить за пределы ТРИЗ, не говоря о конкретных процедурах, включая тот же MPV.

Насколько Ваш подход будет здесь оправдан - судить не берусь. Но вижу достаточно большой риск субъективизма при учете параметров, не очень понятных конечному потребителю.

Также не вполне согласен, что "глубже «соприкоснуться» с системой" - это всегда благо: как мне представляется, такое соприкосновение может легко порождать психологическую инерцию "правильного решения", которая как раз при бенчмаркинге может сослужить недобрую службу.

Простейший пример: на заре автомобилестроения электромобили обходили своих конкурентов (паромобили и автомобили на ДВС) по всем основным показателям, а уж перспективность (удаленность от физ. предела) и управляемость (способность контролировать поведение извне) у них были такими, какие конкурентам и не снились. А еще, электромобиль был намного более безопасен... Увы, он проиграл по другим показателям, на тот момент более важным и более понятным конечному потребителю: цена топлива (бензин был тогда никому не нужным отходом производства керосина для уличного освещения) и пробег с одной заправки. Хотя, если брать долговременную перспективу, то таки да - ничто глобальному господству электромобилей помешать, скорее всего, не сможет...

Так что MPV - это все же, на мой взгляд, именно "здесь и сейчас", а не "где-нибудь и когда-нибудь". И - согласен с Юрием Лебедевым - обобщенные показатели при бенчмаркинге нужно использовать с осторожностью.

С уважением,

Александр.

Re: Эволюция светодиодного освещения

priven wrote:
Я в данном случае имел в виду понятность, опять же, не для ТРИЗ-специалиста (или иного специалиста), а для потребителя продукции. В моем представлении (пусть более опытные коллеги меня поправят, если оно ошибочно), одно из основных, если не самое главное, достоинство метода MPV состоит в том, чтобы попытаться посмотреть на ситуацию глазами конечного потребителя улучшаемой продукции, а не своими собственными глазами. Иными словами - абстрагироваться от как бы понятных нам взаимосвязей и сосредоточиться как раз на том, что понятно и неспециалисту, причем - понятно без специальных объяснений и без рекламных трюков типа "разве вам не хочется, чтобы ваш товар был более перспективным?".
Александр Ильич, почти все так, особенно про "а не своими собственными". Но на ситуацию надо смотреть глазами не только конечного потребителя, но всех стейкхолдеров данного продукта.  Это важно и в данном случае Эмиль прав в большей степени - потенциал развития совершенно не важен для того, кто покупает лампочку, но он критически важен для того, кто вкладывает средства в производство лампочек. Для него это зримый и жизненно важный критерий.

Re: Эволюция светодиодного освещения

Александр Кудрявцев wrote:

Но на ситуацию надо смотреть глазами не только конечного потребителя, но всех стейкхолдеров данного продукта.  Это важно и в данном случае Эмиль прав в большей степени - потенциал развития совершенно не важен для того, кто покупает лампочку, но он критически важен для того, кто вкладывает средства в производство лампочек. Для него это зримый и жизненно важный критерий.

Александр Владимирович, я с самого начала не возражал против итогового результата, который вывел Эмиль в своей статье. Но в таком случае, на мой взгляд, методика MPV нуждается в некотором дополнении или пояснении.

 

Цитирую диссертацию О.М.Герасимова, стр. 146:

О.М.Герасимов wrote:

MРV (Main Parameters of Value) - Главные параметры ценности
продуктов - это потребительские качества обеспечивающие
целесообразность их создания и функционирования, по которым
потребитель покупает
данные продукты

Просьба прокомментировать.

С уважением,

Александр.

Re: Эволюция светодиодного освещения

priven wrote:

Александр Кудрявцев wrote:

Но на ситуацию надо смотреть глазами не только конечного потребителя, но всех стейкхолдеров данного продукта.  Это важно и в данном случае Эмиль прав в большей степени - потенциал развития совершенно не важен для того, кто покупает лампочку, но он критически важен для того, кто вкладывает средства в производство лампочек. Для него это зримый и жизненно важный критерий.

Александр Владимирович, я с самого начала не возражал против итогового результата, который вывел Эмиль в своей статье. Но в таком случае, на мой взгляд, методика MPV нуждается в некотором дополнении или пояснении.

 

Цитирую диссертацию О.М.Герасимова, стр. 146:

О.М.Герасимов wrote:

MРV (Main Parameters of Value) - Главные параметры ценности
продуктов - это потребительские качества обеспечивающие
целесообразность их создания и функционирования, по которым
потребитель покупает
данные продукты

Просьба прокомментировать.

С уважением,

Александр.

Вы приходите к человеку, которому хотите продать свою технологию, чтобы он строил завод и продавал лампочки на рынке. Этот человек - ваш потребитель. Считать потребителем только конечного пользователя - не всегда целесообразно. Выявление цепочки стейкхолдеров расширяет представление  о том, какие характеристики следует учитывать при его проектировании или развитии.

 

Re: Эволюция светодиодного освещения

Изображение пользователя GIP.

Quote:

Benchmarking

Целевая функция - выбор технологии для освещения офисных помещений, обеспечивающей высокую энерго-эффективность и требуемые световые характеристики.

 Варианты для реализации целевой функции:

- Нити накаливания (галогенные лампы, лампы с инертными газами)

- Люминесцентные (линейные, компактные)

- Светодиоды

В таком ракурсе полезным выглядит исследование

"ЭВОЛЮЦИЯ СВЕТОДИОДОВ"

Quote:

Анализ развития ТС «светильник» на основе ЗРТС

Проанализируем развитие домашнего светильника на светодиодах на основе ЗРТС, но сперва, дадим определение современному домашнему светильнику на светодиодах, как того требовал Цвике в морфологическом анализе.

Домашний светильник – техническая система, которая включает в себя массив светодиодов, электрическую схему (драйвер для питания светодиодов), систему охлаждения светодиодов (обычно радиатор) и оптику (для создания равномерного свечения всей поверхности светильника, а не точками от светодиодов).

Такое определение, на мой взгляд, упускает возможность идеализации в сторону уменьшения числа элементов массива. Почему бы не определить светильник как "устройство для освещения, состоящее из источника света и осветительной арматуры, формирующей световой поток "? Из которого вовсе не следует, что светодиодный источник должен быть обязательно массивом из многих светодиодов.

Quote:

1. ЗАКОН ПОЛНОТЫ ЧАСТЕЙ СИСТЕМЫ

Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является наличие и минимальная работоспособность основных частей системы.

На рис. 1 представлена оптическая схема работы светодиодного светильника. Для решения проблемы ослепления используется волноводная пластина и диффузор. На выходе мы получим замешанный равномерный свет.

Рис. 1 Схема оптической системы

Соответственно, на рис. 1  имеет место необоснованное обобщение: свет от многих диодов считается (одним) двигателем, тогда как на самом деле - двигателей столько, сколько светодиодов, и они никак специально не объединены в один общий.

Что дал бы учет обозначенного момента?

Как известно, каждый синий светодиод содержит слой люминофора, с помощью которого достигается получение  на выходе из светодиода цвета, приближенного к белому. Если далее применяется что-то суммирующее, например, линза Фринеля, то перенос люминоыора туда дает возможность использовать не только ее оптические возможности, но и  возможности близкого взаиморасположения многих люминофорных зон.  Возможно, и точечные тепловые поля можно как-то взаимокомпенсировать таким образом. Может, еще что...

Re: Эволюция светодиодного освещения

Изображение пользователя Эмиль.

 

Уважаемый, Александр Ильич,

хочу Вас поблагодарить за все критические замечания, они мне позволили более глубоко взглянуть на значение MPV.

 

Уважаемый, GIT,

Спасибо за вопросы и комментарии.

Вы пишете:

1) Такое определение, на мой взгляд, упускает возможность идеализации в сторону уменьшения числа элементов массива. Почему бы не определить светильник как "устройство для освещения, состоящее из источника света и осветительной арматуры, формирующей световой поток "? Из которого вовсе не следует, что светодиодный источник должен быть обязательно массивом из многих светодиодов.

С Вами сложно поспорить, может быть в будущем (и это, я предполагаю, не меньше 2 лет), действительно, будут обходиться только одним светодиодом для «светодиодного» светильника, если не появятся альтернативные решения. Но пока, когда говорят о светодиодном освещении, подразумевают именно массив и выкидывать это слово – это, мне кажется, некоторое искажение, которое будет «прикрывать проблему».

2) Соответственно, на рис. 1  имеет место необоснованное обобщение: свет от многих диодов считается (одним) двигателем, тогда как на самом деле - двигателей столько, сколько светодиодов, и они никак специально не объединены в один общий.

Что дал бы учет обозначенного момента?

Как известно, каждый синий светодиод содержит слой люминофора, с помощью которого достигается получение  на выходе из светодиода цвета, приближенного к белому. Если далее применяется что-то суммирующее, например, линза Фринеля, то перенос люминоыора туда дает возможность использовать не только ее оптические возможности, но и  возможности близкого взаиморасположения многих люминофорных зон.  Возможно, и точечные тепловые поля можно как-то взаимокомпенсировать таким образом. Может, еще что...

Здесь Вы тоже абсолютно правы. Возможно, нам следует рассматривать множество «двигателей-светодиодов» и тогда решение будет одно (например, то, что Вы написали). Но можно рассматривать систему с «одним двигателем» - и это даст другое решение. Если мы решим проблему «точечности» - ослепления от одного диода, то это будет решением для всей системы + мы уже будем готовы к «светодиодному светильнику будущего» из Вашего первого вопроса.  

С уважением,

Эмиль

Subscribe to Comments for "Эволюция светодиодного освещения"