Евсюков С.А. - Учебник - Теории решения изобретательских задач (1249577), страница 29
Текст из файла (страница 29)
В промышленныхмасштабах ампулы, размещенные в кассетах, движутся на конвейере. Горелки плохорегулируются, пламя в какое — то время может оказаться избыточным и лекарствоперегревается. Это брак. Незапаянные ампулы также считаются браком, ведь в них своздухом обязательно попадут микроорганизмы и лекарство испортится. Как быть?Рассмотрим ход решения этой задачи по АРИЗ-71, начиная с шага 2–3 и до шага 3–5.2-3.
Дана система для запайки ампул с лекарством, состоящая из горелок и пламени,конвейера и кассет. Пламя нагревает капилляр ампулы и запаивает его.НЭ: Большое пламя перегревает лекарство. (Или — малое пламя не запаивает капилляр).В АРИЗ-71 была введена рекомендация — если на шаге 2-3b мы имеем два вариантаформулировки нежелательных эффектов, то целесообразно выбрать среди них тот, которыйсоответствует более эффективному выполнению основной функции системы. Посколькунаша система создана для того, чтобы запаивать ампулы, выбираем вариант с большимпламенем, ведь при этом запайка происходит гарантированно. (В последующих версияхалгоритмов эта рекомендация была перенесена на техническое противоречие и выбор сталиделать между двумя формулировками ТП).Предположим, что среди имеющихся элементов (горелка, пламя, ампула с капилляром илекарством, конвейер, кассета) нет ни одного легко изменяемого.
В данном случае такоепредположение нужно нам для того, чтобы рассмотреть еще один вариант работы алгоритма.Если оказывается, что нет ни одного элемента, который мы могли бы легко изменять торекомендуется работать с неким абстрактным объектом, получившим условное название«внешней среды» (ВС). Понятие внешней среды очень интересно и эвристически ценно. Еслипо условиям задачи в исходной системе ничего нельзя менять (вернее, решающий не знает,как можно что?то изменить, не нарушив ограничения), то предлагается ход, позволяющийввести нечто новое, не нарушив этих ограничений.
Вводится не конкретный элемент (ведь мыеще не знаем, как он должен выглядеть и что должен делать), а абстрактный образ элемента,скрывающий в себе все требуемые функции. На это название без объекта и будет потомпроецироваться конкретная ситуация, он будет размещаться в нужных нам областяхпространства, к нему будут прикладываться требования, на него будут возлагатьсяограничения.И уже после того, как будет сформирован весь комплекс обстоятельств, определенывременные и геометрические границы, у решающего появится возможность заменить его нареальный объект, также удовлетворяющий этому комплексу обстоятельств.Итак, в качестве изменяемого элемента выбираем внешнюю среду.ИКР: Внешняя среда (ВС) сама защищает ампулу с лекарством от перегрева (от большогопламени) во время нагрева капилляра.Выполним рисунок.Page 91/111Что же мешает реализации этой схемы? Задачи с ВС интересны и трудны тем, что в них наданной стадии легко снимается предыдущий конфликт, но при этом возникает новый.Возникает, но не сразу бывает замечен решающим.
Его надо «увидеть», а для этогомысленно проиграть весь производственный цикл. Именно при разборе внешне простойзадачи про ампулы возникла проблема строго формального построения физическогопротиворечия на базе внешней среды. (Стоит укутать нижнюю часть ампулы в защитнуюоболочку, как лекарство перестанет нагреваться. Можно ли теперь считать, что задачарешена? Иными словами, где взять критерии для принятия решения о прекращениирешения? Конечно, следует учитывать степень достижения ИКР, однако на практике этосделать достаточно трудно).Классическое решение, на базе которого была построена задача, предполагаетиспользование слоя воды, укрывающего нижнюю часть ампулы. Интуитивно ясно, что такоерешение имеет несомненные достоинства. Но для того, чтобы алгоритмически точно выйтина него, в ОЛМИ было разработано и введено в АРИЗ дополнительное правило, гласящее,что необходимо проверить, как дополнительно веденное вещество повлияет на работусистемы при условии выполнения нескольких циклов.
(В последующем, при обнаружении вразбираемых задачах иных коллизий, рекомендация была обобщена. Теперь требуется,чтобы при введении ВС она ничему не мешала и не вызывала усложнение системы. Этосделало алгоритм более универсальным, однако привело к тому, что решатели часто сталивыполнять требование формально, ведь теперь по крайней мере одно ФП для внешнейсреды было готово заранее — она должна быть, чтобы выполнять некое требование(например устранять НЭ) и ее не должно быть, чтобы не усложнять систему).Исследование того, как ВС влияет на работу системы вне зоны устранения противоречия,позволяет показать противоречие, возникающее вследствие его введения.— Выделенная зона ВС должна быть непроницаемой для пламени.— Выделенная зона ВС должна быть проницаема, в ней производится перемещение ампулыпри ее установке и съеме с конвейера.
(Например, если мы защитим ампулы от огня, засыпавих песком так, чтобы торчали только капилляры, задача будет решена, но установкаследующей партии ампул в ту же кассету вызовет трудности).— Выделенная зона ВС должна быть проницаемой и непроницаемой.Должна быть обеспечена избирательная проницаемость — сквозь ВС должна легкопроходить ампула и не должно проходить пламя.Отталкиваясь от данной формулировки, мы можем найти несколько конструктивных решенийзадачи.— Ампула может быть частично погружена в воду.— Снизу, из-под транспортера может быть направлена струя воздуха, не позволяющаяпламени распространяться вдоль самой ампулы, в зону, где находится лекарство.Полученные решения требуют внимательного отношения, ведь может получиться так, чтоустранив одно противоречие, мы получим другое.
Так, в первом варианте надо проверить, небудет ли частично погруженная в воду ампула всплывать. А струя воздуха будет охлаждатьповерхность ампулы, но при этом может помешать пламени нагревать капилляр.Еще раз отметим, что в процессе решения задачи с использованием «внешней среды» шаг3–2 (рисунок) имеет критически важное значение. Именно на этом шаге приходится впервыеизображать «внешнюю среду», и от того, как это сделано, будет зависеть очень многое.Рассмотрим это на примере. Если при решении нашей задачи в процессе выполнения шагаPage 92/1113–2 рисунок будет выполнен так:то шаги 3–3, 3–4 примут иную форму, ведь фактически изображен экран, не позволяющийпламени проникать к той части ампулы, в которой находится лекарство.
Надо искать новыйконфликт, связанный уже с тем, как происходит защита от пламени.Зона ВС, непосредственно прилегающая к капилляру (отверстие в экране для капилляра), немешает пламени проходить к лекарству и нагревать его.Выделенная зона ВС должна быть непроницаемой для пламени.Выделенная зона ВС должна пропускать через себя капилляр при любом варианте егоразмещения в кассете.Выделенная зона ВС (отверстие в предлагаемом экране) должна быть малого диаметра,чтобы между краем экрана и капилляром не проникало пламя, и она должна быть большогодиаметра, чтобы экран можно было легко одевать на ампулы, находящиеся в кассете.Видно, что это решение также требует оценки.
Для того, чтобы механизировать установку наампулы экрана с малыми отверстиями для капилляров, ампулы потребуется очень точноориентировать. Это усложнит кассету, а также процесс установки и съема ампул. Если вэкране сделать большие отверстия для капилляров, то пламя будет проходить сквозь них инагревать лекарство.
Возможно, задачу удастся решить, если устранить противоречие,связанное с размерами отверстий в экране — они должны быть большими в процессеустановки экрана и должны быть маленькими (отсутствовать) во время нагрева.Рассмотрим задачу о запайке ампул еще раз. Разбор задачи, приведенный выше,предусматривал сохранение неизменными практически всех элементов системы. Поэтому всистему был введен новый элемент, который мы назвали «внешняя среда». Конфликт междукачеством запайки и сохранностью лекарства удалось разрешить, формально не меняя ниодного элемента из описанных в начальной формулировке задачи.
(Конечно, любое изрешений приведет к изменению элементов, например при использовании водяной защитыпридется значительно модифицировать стандартную кассету. Но это изменения,происходящие после получения идеи решения. Они могут сводиться к конструкторскойработе, могут вызывать постановку новых задач, однако важно то, что они происходят ужепосле получения идеи решения). Но что будет, если мы снимем ограничение на изменениеэлементов? Получим ли мы интересные и новые решения? Рассмотрим ряд возможныхнаправлений решения задачи. Задача 12-4 Запайка ампул (Изменяемый элемент —капилляр).ИКР: Капилляр сам обеспечивает возможность легкой запайки при малом пламени,продолжая выполнять свои функции (служить каналом для ввода иглы).Капилляр не обладает способностью легко расплавляться под воздействием малого пламени(он относительно массивен).Капилляр должен быть малого диаметра для легкого расплавления стекла.Капилляр должен быть большого диаметра, чтобы в него проникала игла шприца при заборелекарства.Капилляр должен быть малого диаметра и большого диаметра.Капилляр сможет быть малого диаметра в том случае, если места запайки и места вводаиглы не будут совпадать.Возможно несколько путей устранения этого противоречия.Page 93/111Капилляр может иметь боковой отвод, через который и производится залив лекарства передзапайкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
