А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (1249576), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Если наблюдаемое явление не соответствует нашему пониманию процесса или события, то в другом суждении дается описание того, что должно происходить на самом деле. Методические рекомендации по решению исследовательских задач приемом обращения 1. Сформулировать исходную постановку задачи. Имеется система, включающая следующие компоненты.... При выполнении физической операции... происходит (наблюдается) явление..., в то время как должно происходить другое, ожидаемое явление. Необходимо объяснить почему это происходит. 2. Сформулировать обращенную задачу.
Заменить вопрос: «Почему это происходит?» на вопрос: «Как это можно сделать?» Таким образом ставится задача получения в заданных условиях наблюдаемого явления, т. е. ставится задача синтеза. 3. Провести анализ вещественно-полевых ресурсов: 3.1) перечислить все имеющиеся в исходной системе ресурсы, способные в принципе совершить наблюдаемое действие, проявить наблюдаемое свойство: вещества, поля, характер их взаимодействия, влияние человека, воздействия окружающей среды; ъь Общие иетодические рекомендации са решению задач 283 3.2) рассмотреть ФТЭ, которые могут вызвать наблюдаемое явление, проявиться при взаимодействии имеющихся ресурсов; 3.3) проанализировать возможность проявления синергетических эффектов от взаимодействия имеющихся ресурсов; 3.4) применить оператор РВС (см.
разд. 6.4) для имеющихся ресурсов, чтобы получить наблюдаемый эффект. 4. Применить аналогию. Рассмотреть в каких природных процессах или в технических объектах можно наблюдать подобные явления. 5. Сформулировать противоречия, наметить прием их разрешения и предложить решение. Разрешение ПП будет заключаться в том, что будет найдено объяснение наблюдаемому явлению. Применение приемов разрешения ПП те же (см. разд. 8.3) — поиск ресурсов: пространства, времени, введение веществ, полей, проведение количественных изменений в системе для получения системного эффекта, чтобы создать условия для получения наблюдаемого явления.
Намеченный прием разрешения противоречия, по существу, является гипотезой, для объяснения явления. Предпочтение следует отдавать самым простым средствам создания наблюдаемого явления. 6. Проверить выдвинутые гипотезы. 11.2. Выявление и прогнозирование нежелательных эффектов и явлений в конструкциях и технологиях При проектировании техники и в производственных условиях часто возникают задачи улучшить некоторые свойства или не допустить появления нежелательных явлений и свойств в конструкциях и технологиях.
Это тоже исследовательские задачи, для которых может быть применен прием обращения. Нежелательные явления, вредные эффекты могут не только ухудшить функционирование ТС, но и привести их к отказу, опасной аварии и даже катастрофе. Для предупреждения аварий, прогнозирования неблагоприятных сценариев развития ТС и используют инверсный подход. Его сущность заключается в том, что вместо вопроса: «Какие НЭ (например, дефекты, виды брака) возможны в ТС (конструкции или технологии)?», задается вопрос: «Как испортить ТС, как обеспечить получение нежелательных явлений и недостатков, (например, дефектов)?». Таким образом, вместо поиска путей улучшения ТО, ставится задача по поиску его недостатков.
Но эту задачу тоже можно инвертировать и поставить задачу не искать недостатки в ТО, а как их создавать. Создавать нужно такие дефекты, которые не могут быть обнаружены имеющимися средствами диагностики. Это должны быть скрьггые недостатки, дефекты, которые могут проявиться не сразу, а спустя некоторое время или при стечении некоторых обстоятельств. Если ТО является технологический процесс, то нужно придумать условия возник- Раздел 2.
Приемы и методы решения технических задач 284 новения брака. Можно сказать, что ставится задача по придумыванию диверсий. Поэтому такую постановку задачи Злотин и Зусман [501 назвали «диверсионный анализ». Диверсии нужно придумать такие, чтобы их не могли сразу обнаружить.
Если найдутся способы, как ухудшить ТО, то можно найти мероприятия, чтобы этого не допустить. Применение метода «диверсионного анализа» требует определенной психологической перестройки сознания. Овладение этим методом придает гибкость мышлению, способствует развитию умения рассматривать проблему с различных позиций, применять различные приемы для поиска решений. Пример 11.5.
Улучшение работы автоматического выключателя. В 1978 г. на ленинградском заводе «Электросила» проходило совешание по улучшению работы автоматического выключателя 150, 74). «На одном из заседаний временной рабочей группы по проведению функционально-стоимостного анализа мощного автоматического выключателя разговор зашел в тупик. Контакты выключателя казались вполне благополучными, было неясно, что именно в них нуждается в усовершенствовании, Тогда ведущий задал вопрос: '*Допустим, этот контакт идеальный, и мы не можем его улучшить.
А как можно его испортить? Причем так, чтобы дефект оказался скрытым". Предложения посыпались в большом количестве. Среди них оказалось и такое: контакт состоит из двух частей, которые затем спаивают твердым припоем. Если сделать так, чтобы пайка проходила только по периметру площадки соприкосновения, а не по всей поверхности, как это должно быть, этого не заметит никто, при пропускании малых токов ничего плохого не произойдет, но при больших токах из-за возрастания сопротивления спай начнет интенсивно греться, и при достаточно высокой температуре контакт развалится на части. Эта идея вызвала замешательство технолога, который признал, что именно так происходит на практике из-за того, что рабочие борются за экономию дорогостояшего серебросодержащего припоя. Его слова вывели из себя инженера-исследователя, чья лаборатория уже больше 10 лет исследовала причины перегрева и разрушения контактов, перепробовала множество вариантов конструкций, позволяющих избавиться от этого дефекта, не подозревая, что имеет дело с производственным браком.
После установления причины брака был найден простейший способ навсегда избавиться от дефекта, обеспечив надежную пайку независимо от добросовестности оператора». Инверсия задачи «Как улучшить ТО?» на задачу «Как ухудшить работу ТО, испортить его?» требует определенной перестройки мышления. Основные этапы решения задачи 1501 1. Сормулировать исходную постановку задачи по схеме: дана (указать, техническая, социотехннческая или природная) система (указать название и ее ГПФ).
Необходимо найти и устранить возможность появ- Ы, Общие методические рекомендации оо решению задач 285 ления чрезвычайных ситуаций, вредных и нежелательных явлений, связанных с данной системой. 2. Преобразовать задачу в диверсионную, записав ее по схеме: дана (указать, техническая, социотехническая или природная) система (указать название и выполняемые функции). Необходимо создать возможно большее количество условий для появления вредных и нежелательных явлений„связанных с данной системой. 3.
Поиск ресурсов для создания НЭ. Методика решения задачи заключается в том, что сначала нужно отвлечься от реальных условий функционирования ТО и придумать как можно больше способов создания НЭ. А затем, когда «диверсии» придуманы, проверить нет ли в анализируемом ТО и НС ресурсов, которые приведут к появлению НЭ. Испортить ТО можно внеся такие дефекты, которые либо приведут к нарушению конструктивной целостности ТО, либо сделают функционирование ТО таким образом, что плохо будет выполняться ГПФ.
Поэтому при разработке условий для появления дефектов целесообразно воспользоваться рассмотренным ранее функциональным подходом. 3.1. Выделить функциональные компоненты, описать функции, которые они выполняют (в виде таблицы). Дать анализ уровня выполнения функции, опираясь на принцип соответствия функции и структуры. 3.2. Выписать параметры, характеризующие функциональные компоненты и их значения, которые соответствуют нормальному функционированию компонентов.
3.3. Воспользоваться оператором РВС (см. разд. 6.4). Проанализировать, что может произойти, если эти значения будут отличаться от требуемых значений. Как это повлияет на выполнение ГПФ и функционирование других компонентов? Если предположить, что при разработке ТО соблюдался принцип согласования-рассогласования, то количественные изменения в компонентах или связях приведут к нарушению его работы. 3.4. Найти условия, при которых можно получить такие изменения параметров функционирования компонентов, которые приведут к отказу ТС. Полученные результаты свести в таблицу.
3.5. Осуществить поиск системных ресурсов, связей между компонентами рассматриваемой ТС и ее связями с НС. Для этого можно воспользоваться следующими моделями: КФС, ПФС или иерархической моделью взаимосвязи функций в виде диаграммы Исикавы — Сибирякова (см. рис. 9.5). На построенных моделях нанести НЭ в местах их возможного появления. Это может быть прямое вредное воздействие одного компонента на другой при выполнении им своих функций. Это могут быть как факторы расплаты за выполняемую функцию, так и проявление синергетического эффекта. Найти способы нежелательного воздействия одних компонентов на другие.
Раздел 2. Приемы и методы решения технических задач 288 Прежде всего, нужно продумать какие изменения в ТС могут привести к нарушению принципов строения и функционирования ТОП ° принципа соответствия функции и структуры — продумать, какие системные свойства могут приводить к тому, что функции компонентов будут выполняться недостаточно или избыточно; ° принципа энергетической проводимости — как разорвать энергетические связи или наоборот организовать связь там, где это приведет к отказу; ° согласования-рассогласования — как нарушить внутреннее и внешнее согласование, по качеству и количеству, статическое и динамическое. При придумывании «диверсий» можно воспользоваться материалами„приведенными в приложении П16. Систематическое использование диверсионного подхода в инженерной практике позволяет избежать многих техногенных аварий, отказов ТС, повысить надежность и безопасность техники.
Если такой анализ не проводят, то получают ситуации, описанные ниже. Пример 11.6. Некоторые случаи отказа элементов автоматики. «В цех привезли робота, собрали его, настроили и поставили к станку. Пожилой рабочий, много лет проработавший на этом станке, с удивлением наблюдал, как "железный человек" молниеносно вьпюлняет все рабочие операции. Но уже через полчаса робот остановился. Теперь пришла очередь удивляться группе инженеров-электронщиков: что случилось? Все вроде бы в порядке... Оказалось, что в остановке виновата стружка, попавшая в движущиеся части станка. Рабочий бы смахнул ее щеткой и продолжил работу, а лля робота это совершенно непредусмотренная тупиковая ситуация. Инженеры почистили щеткой станок и снова включили, результат тот же — робот опять остановился.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
