86217 (575030), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Lm3Tn3=C · Lm1Tn1 ·Lm2Tn3. (5)

Постоянная C является размерной константой, т.е. C=Lm4Tn4, и где все mi и nj - целые числа, положительные и отрицательные.

В уравнении (5) произведение Lm1Tn1 ·Lm2Tn3 определяет тот элемент тренда ВПР, в котором заложены свойства того и другого "родителей". Сам же тренд ВПР, проходящий через этот элемент с размерностью Lm1Tn1 ·Lm2Tn3, может быть назван родительским.

Определим родительский тренд ВПР для задачи о запайке ампул. Для этого найдем факторы, разнородно влияющие на важную потребительскую характеристику нашей запайки. Ясно, что этой характеристикой является качество запайки. Будем считать, что на качество запайки влияют всего два разнородных фактора: длина оплавленного капилляра и температура лекарства. Конечно, результат этот мы в чистом виде взяли из АРИЗа.

Теперь эти два фактора мы должны сложить, соединить, и передать нашему икс-элементу. Решение должно иметь И "хорошую" длину оплавленного капилляра, И "хорошую" температуру лекарства. Для этого используем логическое умножение "И-И": размерность длины умножаем на размерность температуры в соответствии с (5) и получаем размерность элемента на родительском тренде

L6T-4=· L+1T0 ·L5T-4

Обратите внимание, что свойства длины и температуры численно заложены в показателях степени при L и T, и при умножении размерностей эти показатели складываются. Таково второе проявление метода "И-И" Бартини.

Находим сумму Sn+m =6-4=2 . По величине Sn+m находим, что это нижний голубой тренд на рисунке. Каковы могут быть дальнейшие движения в поиске ответа? Имеются только две альтернативы: либо остаться в этой точке L6T-4 и считать это свойство искомым ресурсом икс-элемента, либо продвигаться по родительскому тренду (по диагонали) в поисках нового решения.

Почему именно по диагонали? Потому что мы ищем вещественно-полевой ресурс, а не пространственный и не временной. Для нашей же задачи о запайке мы непременно должны продвигаться по диагонали родительского тренда, так как нам необходимо пересечение с временным трендом L3Tm. По голубому тренду идем вниз налево и, наконец, находим ячейку "расход объема" с размерностью L3T-1.

Мы-то знаем, решив задачу по АРИЗу, что икс-элементом является вода, но Бартини этого пока не знает. Более того, в рассмотренной выше постановке задачи (факторы: длина+температура) для Бартини икс-элементом является некоторый поток, измеряемый в [м3/с]. И поток этот должен быть как-то распределен по высоте ампулы. Можно ли сказать, из чего состоит этот поток? Можно догадаться (в LT-таблице нет воды!), так как одним их существенных факторов является температура, а потоком в этом случае может быть поток хладоносителя или теплоносителя. Вспомним из МаТХЭМ, что термическое поле бывает или поле нагрева или поле охлаждения.

Но для других полей это не так очевидно. Даже и в этой задаче, не формулируя физического противоречия, можно прийти к решению, когда граница между нагревом и охлаждением не явно выражена. Например, можно представить, что снизу ампулу обтекает поток холодной воды, но температура воды по мере увеличения высоты ампулы растет, и в районе капилляра уже перегретый водяной пар оплавляет стекло. Конечно, здесь есть фазовый переход первого рода, изменение агрегатного состояния, но в других задачах, с другими хладоносителями и другими температурами запайки, точка фазового перехода может находиться вне диапазона, так сказать, "рабочих" температур (запайки и перегрева).

Для выхода из такой ситуации, по всей видимости, Бартини формулировал и физическое противоречие. Для задачи запайки ФП можно записать так: икс-элемент должен быть горячим, чтобы не мешать сильному пламени оплавлять капилляр, и должен быть холодным, чтобы не перегревалось лекарство. Можно ли разрешить такое ФП по методу Бартини?

Свойство "горячий" и свойство "холодный" должны передаться икс-элементу, а измеряются они оба в градусах температуры. Поэтому размерность температуры возводим в квадрат и находим элемент родительского тренда

(L5T-4) 2= L10T-8 .

Определяем сумму показателей Sn+m =10-8=2. Мы попали на тот же самый нижний голубой тренд, а, следовательно, получим то же самое решение.

Вполне возможно, что найдутся скептики, которые скажут, что все эти движения по трендам и получаемые результаты являются случайным совпадением.

Сформулируем другое ФП: длина пламени должна быть большой, чтобы хорошо запаять, и должна быть маленькой, чтобы не перегреть. По образцу и подобию предыдущего варианта возводим длину в квадрат

(L1T0) 2= L2T0 .

Определяем сумму показателей Sn+m =2+0=2. Мы снова на том же тренде ВПР!

- Что теперь скажете?.. Ах, Вы уже молчите!-

- Подождите, то ли еще будет!-

Разбирая задачу о запайке ампулы, Альтшуллер и Селюцкий указывали вариант, при котором качество запайки определялось временем нагрева ампулы: большое время - хорошая запайка, но порча лекарства, малое время - плохая запайка, но не портится лекарство. Отсюда ФП - "И" большое, "И" малое время нагрева (т.е. "хорошее" время - которое и надо!).

Возводим в квадрат (L0T1) 2= L0T2 .

Определяем сумму показателей Sn+m =0+2=2.

Вариант без подробностей и без ФП, учет только главных факторов: "И" время пайки, "И" длина капилляра:

L0T1 ·L1T0= L1T1 .

Sn+m =1+1=2.

"И" время, "И" температура:

L0T1 ·L5T-4= L5T-3 .

Sn+m =5-3=2.

После этого становится грустно: LT-таблица уже лет 40 как опубликована и валяется бесполезным хламом для тризовцев.

А ведь это - физический базис техники, возможность математического оперирования свойствами! Вот где нам наша математика боком вышла!

Да, "Бартини - это голова!" [Ю.П.Саламатов, см.выше]. А мы? Мы - пикейные жилеты! И никто нам даже палец в рот не положит! Нам остается только составить матрицу, в которой приведен баланс ресурсов для родительского тренда.

Баланс ресурсов для родительского тренда

Составим матрицу баланса ресурсов по формуле (5):

x·y·C =z. (6)

Входной фактор, х

Входной фактор, y

C=Vk=(L1T-1)k

Выход - объемный расход, z

Длина, L1T0

Длина, L1T0

V1

L3T-1

Длина, L1T0

Время, L0T1

V2

L3T-1

Время, L0T1

Время, L0T1

V3

L3T-1

Время, L0T1

Температура, L5T-4

V-2

L3T-1

Длина, L1T0

Температура, L5T-4

V-3

L3T-1

Температура, L5T-4

Температура, L5T-4

V-7

L3T-1

В этой матрице правый столбец определяет выход модели задачи, т.е. свойство икс-элемента, которое получается перемножением свойств входных факторов x и y и коэффициента С. На родительском тренде коэффициент С равен гену скорости в некоторой степени k, где k - целое число, как положительное, так и отрицательное.

Как видно, в результате анализа ресурсов получилось 6 разных значений коэффициента k, т.е. 1,2,3,-2,-3,-7. Возникает вопрос, а не могут ли быть другие значения k, например, 0 , и что же заключается в величине k?

Рассмотрим подробнее первую строку матрицы баланса ресурсов. В случае использования булевой алгебры можно записать:

большая длина пламенималая длина пламенилинейная скорость =объемный расход,

где - операция логического "И" (конъюнкция). Операнды конъюнкции образуют те внешние факторы, которые влияют на конечный результат, потребительскую функцию (качество запайки). Естественно, длина пламени может быть заменена на эквивалентную длину оплавляемого капилляра.

Первые два операнда образуют физическое противоречие, а третий операнд - линейную скорость - мы отбрасываем, решая задачу по АРИЗу. Ясно, что это приводит к трудностям поиска решения.

Но что это за линейная скорость? Вспомним задачу о запайке ампул. 25 ампул в клетках деревянной кассеты едут по конвейеру к месту запайки. В месте запайки конвейер останавливается, и 25 горящих газовых горелок смещаются вниз к капиллярам ампул. Теперь ясно, что линейная скорость - это вертикальная скорость подачи горелок, или скорость надвижения пламени на ампулу. Очевидно, этот фактор должен быть учтен наравне с физическим противоречием. Собственно, поиск этого третьего фактора у Бартини в некотором смысле аналогичен поиску фактора разрешения ФП в АРИЗе. Отличие только в том, что по Бартини известна физическая размерность этого фактора, это размерность скорости в целой степени, и для данного ФП эта степень равна единице.

Для второй строки матрицы баланса ВПР строгого ФП не получается, и формально об этом свидетельствует четная степень гена скорости, т.е. k=2. Действительно, для второй строки имеем следующее логическое уравнение:

большая длина пламенималое время запайкилинейная скоростьлинейная скорость = объемный расход.

Чисто формально этот случай сводится к предыдущему, если один операнд скорости мы логически умножим на время, тогда получим длину и строгое физ. противоречие.

Если этого не делать, то можно предположить, что вторая линейная скорость относится к скорости подачи газа в горелку или его истечения из нее (имеется в виду вертикальная составляющая скорости). Получается, что конечный результат зависит от четырех входных факторов: длины пламени, времени запайки, скорости подачи горелки и скорости протекания газа в трубе.

Баланс по третьей строке матрицы также может быть сведен к первым двум случаям, либо третья скорость будет учитывать какую-то более "тонкую" структуру, например, скорость движения на молекулярном уровне в реакции горения. Здесь уже требуются для консультации физики и химики.

Для отрицательных значений k, которые связаны с появлением температуры среди операндов логической формулы баланса ВПР, можно предполагать, что гены скорости определяют процессы оплавления стекла, движения молекул жидкого лекарства, химические реакции порчи лекарства и т.п.

В принципе, от отрицательных значений k можно уйти, поскольку при k <0 выходим на понятия длительности расстояния, поверхности времени т.п. Чтобы в это дело пока не вникать, а все-таки понять, от каких входных факторов зависит конечный результат, можно логическую формулу баланса ВПР домножить на ген скорости в какой-то положительной степени.

Например, возьмем четвертую строку матрицы баланса и домножим в ее логической формуле левую правую части на V-3. Тогда получим

Время температура линейная скорость = распределение температуры по длине,

т.е. результат (выход) будет оцениваться не по объемному расходу L3T-1 , а по другому фактору родительского тренда - L6T-4.

Осталось только показать, как получается k=0. Очень просто, и следует из формулы

расход нагретого газа V 0 =расход холодной воды.

Баланс ресурсов показывает, что Бартини работал с нескольким входными факторами, а не с двумя, как АРИЗ. Именно в этом заключается важное

Отличие метода Бартини от АРИЗ

Решение Бартини, можно сказать, более геометрично и физично. В той же задаче о запайке ампул пока еще не найденная вода, а всего лишь тепло/хладоноситель, уже получается расходуемой и распределенной по высоте, что соответствует физике и геометрии процесса, а Альтшуллер и Селюцкий сначала находят, что это вода, - на противопоставлении огню при тушении пожаров (а это, скорее, психология подпускается), а потом говорят, что воду можно (а разве она не испаряется?) сделать проточной.

Хорошее определение геометрических, временных и физических свойств икс-элемента является компенсацией за то, что не называется сам икс-элемент. По Бартини мы должны опознать его по найденным свойствам.

Если проводить аналогии между методом Бартини и ТРИЗ, то наиболее похожей на LT-таблицу Бартини является, уже упоминавшаяся выше, таблица выбора приемов устранения ТП. Генеалогию этой таблицы в серии статей подробно разобрал Л. Шуб и раскритиковал таблицу ТП еще более резко, чем Б.А.Лабковский.

Вот что пишет Л. Шуб в [15, ч.4]: "В типовых приемах недостатка больше не было (списки постоянно уточнялись). А вот вплотную подойти к выделению "типовых противоречий" до сих пор не удавалось. И главное, неясной оставалась будущая логическая связка, позволяющая безошибочно находить для каждого "типового противоречия" свой - типовой же - прием".

Бартини в своей LT-таблице нашел эту связку: на уровне физических размерностей противоречивых свойств и икс-элемента. Статья Бартини опубликована в 1965 г. Примерно в это же время, по свидетельству Л.Шуба, оформилась и таблица Альтшуллера. Эти две таблицы схожи своей, так сказать, физикой. Действительно, в обеих таблицах встречаются одинаковые физические понятия: длина, скорость, время, сила, давление, вес и т.п. Если в физике какое-либо свойство не измеряется, то его можно оценить косвенно. Например, форма может быть оценена аэродинамическим сопротивлением.

Из физики Бартини пошел в математику, в формулы размерности, и на 20-30 лет раньше, чем Альтшуллер. Альтшуллер же пошел в психологию, в стереотипы поведения, сложившиеся в глубокой древности при обращении человека с палкой, камнем, водой, огнем, простейшими орудиями труда. Древний человек не только пробы и ошибки совершал, он еще и обучался, опыта и стереотипов поведения набирался и детишкам передавал: "бьют - беги, дают - бери", опять же матрешку придумал! И это древнее, чем математика, для математики нужен достаточно высокий уровень абстрактности.

Альтшуллер был писателем-фантастом, ему были ближе психологические подходы. А Бартини все-таки был инженер-конструктор, его математика была на голову выше, чем математика Альтшуллера. Каждый работал своим методом. И если у Альтшуллера с таблицей ТП получилось, как пишет Л.Шуб, неудачное исполнение, то задумка-то была очень даже неплохой: здесь можно поработать, начиная со стереотипа конфронтации типа ФП "свой-чужой" или "плюс-минус" и переходя далее к другим стереотипам бинарных отношений. А пока у нас есть еще

Пара тестовых задач которые все знают, и которые в ТРИЗ у всех на слуху. Разберем их очень коротко, в стиле Бартини. Естественно, это перевозка шлака и молниеотводы, тривиальнее не выбрать. Между прочим, Б.А.Лабковский тоже рассматривает решения этих задач.

Вот цитата из его книги "Наука изобретать"[9, с.336]: " ...рассмотрим известное изобретение о вывозе горячего шлака. Мы помним, что высвободить ковш от горячего шлака эффективнее всего при выполнении двух условий. Во-первых, образовавшаяся корка должна быть как можно более тонкой. Во-вторых, она должна быть как можно менее прочной. Таким образом, двум следствиям соответствует одна причина. Решение (если оно возможно) проще всего отыскивается в таблице фиксированием двух следствий в одном столбце. В нашем примере следствия σв и q находятся в одном столбце со входом θ, определяющим плотность. Таким образом, мы сразу приходим к задаче увеличения пористости застывающей корки".

Здесь имеется в виду, что σв - предел прочности, а q, хотя и не определено, но можно догадаться, что это толщина корки, θ - плотность. Под таблицей понимается "Таблица физических эффектов", которую сам же автор [9] критикует за неудобство пользования из-за большой размерности.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)