Лев Певзнер - ТРИЗ для «чайников». Приемы устранения технических противоречий

• Название: ТРИЗ для «чайников». Приемы устранения технических противоречий
• Автор: Лев Певзнер
• Жанр: Техническая литература

Книга посвящена одному из самых простых и доступных инструментов ТРИЗ – приемам устранения технических противоречий. Для упрощения освоения материала он оснащен большим количеством примеров и изложен в виде подприемов с рекомендациями для использования. Это помогает увидеть аналогии между ними и реальными задачами читателя. Книга адресована широкому кругу читателей – инженеров, студентов и даже школьников. Она может стать настольным справочником для инженеров и менеджеров в их работе.

---

* использовать заранее изготовленные полуфабрикаты и заготовки (лучше производимые серийно самостоятельно или в смежных областях), то есть вынести часть работ на время до процесса, используя элементы массового производство.

* исправление недостатков или коррекцию объекта выполнить после окончания процесса

* если необходимо только одно свойство системы или одна характеристика системы, их можно отделить от целого объекта и использовать позднее.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ДАННОГО ПРИЕМА

Данный прием рационально использовать если:

3.1.1.Если в процессе работы системы или после этого возникают сложности или неудобства в доступе инструментов к оперативной зоне для обработки изделий, в то время как до начала работы системы это можно сделать без затруднений.

Пример

Зимой рыболовы сверлят лед, чтобы получилась лунка, через которую и ловят рыбу. Разумеется, нужно время, чтобы просверлить лунку, а затем подождать, пока испуганная рыба вернется к этому месту.

Предложено накануне ледостава нужно установить в воде плавучие кольца в виде усеченных конусов с сужающимися кверху стенками. Когда мороз скует воду, кольца-формы будущих лунок закупорят ледяные пробки. Остается выбить их и загнать под лед. Вот и готова лунка.

3.1.2. Если выполнение некоторых операций в процессе работы системы вызывает трудности или вредное действие на элементы системы, в то время как их легко и безболезненно можно выполнить до рабочего процесса, или перенести их выполнение после рабочего процесса.

Пример

Клапаны человеческого сердца открываются и закрываются при каждом его ударе, и за время жизни человека – около двух миллиардов раз. Тончайшие лепестки мышечной ткани выдерживают нагрузки, которые не под силу ни одному из известных материалов. Поэтому все попытки создать долговечный искусственный клапан оказались неудачными – рано или поздно они рвались в месте крепления лепестков. Причина – открывание и закрытие клапана происходит под действием силы тока крови. Так работают все клапаны в технике, и никому не пришло в голову, что в природе он устроен «хитрее».

Было обнаружено, что клапаны в природе открываются не силой тока крови, а с помощью специальных жгутиков, прикрепленных к лепесткам клапана и открывающим под действием наливающейся кровью мышцы его чуть-чуть раньше, чем поднимается давление крови при ударе сердца (систоле). Представим себе, что лепесток клапана – это дверь. Раньше она открывалась резким ударом толпы людей, бегущих то в одну, то в другую сторону. А теперь появились швейцары, которые заранее осторожно распахивают двери перед толпой. Нет резких ударов, толчков, дверь прослужит долго. Использование эффекта «швейцара» позволило создать искусственный клапан, соперничающий по долговечности с естественным клапаном.

Пример

При легировании металла в плавильной печи значительная часть дорогих легирующих металлов (например, ванадий) очень быстро переходит в шлак. Потери этих дорогостоящих материалов могут быть весьма значительны.

Предложено решение – легирующие добавки помещают прямо в литейную форму, и во время заливки расплавленного металла в форму они сами переходят в заготовку практически без потерь. То есть легирование происходит не во время процесса выплавки стали (как это делается обычно), а после него.

Пример

После введения в России антисанкций в 2016 году, компания «Danone» не смогла поставлять йогурты из Дании, но часть производства осталась в России и она не подпадала под санкции. Рост цен на молоко в 2017 году поставил компанию перед необходимостью закрыть производство в России, поскольку продукция становилась нерентабельной. Но в компании нашли решение – компания перевезет 5000 коров из Дании в Россию, что обеспечит ей дешевую сырьевую базу для заводов по производству йогурта.

То есть в этом случае компания не попадает под санкции, поскольку производство молока будет выполняться до процесса перевозки готового продукта из Дании в Россию.

Рис. 17. Завод_Danone в_поселке_Любучаны Чеховского_района_Московской_области

3.1.3. Если некоторая операция в процессе сложна или плохо управляема, не обеспечивается точность изготовления изделия, но возможно использовать заранее (до процесса) приготовленные заготовки с заданными характеристиками (еще эффективнее в качестве заготовок использовать серийно производимые детали); тем самым разгружается, упрощается и удешевляется основной процесс.

Пример

Для химического производства изготавливают металлические трубы, облицованные изнутри стеклом. Трубы круглого сечения облицовывают центробежным способом: в нагретую вращающуюся трубу подают расплав стекла, центробежные силы равномерно «размазывают» стекло по внутренней поверхности трубы. Поступил новый заказ: нужно срочно перейти на массовое изготовление облицованных труб квадратного сечения.

Предложено помещать внутрь подлежащей облицовке трубы стеклянную трубу с заданной толщиной стенок, запаянную с двух сторон. Затем составная труба помещается в нагревательную печь. По мере нагрева стекло размягчается, и расширение воздуха внутри прижимает мягкую массу к стенкам стальной трубы. После остывания облицованная стеклом изнутри квадратная труба готова.

Пример

Пластиковые бутылки различной формы выдуваются из стандартных заготовок – преформ, которые универсальны для всех форм бутылок одного размера. Преформы изготавливаются сотнями миллионов на специальных заводах и поставляются производителям соков, вод и других жидких продуктов, фасуемых в пластиковую тару. На заводе из преформы в специальном аппарате под давлением 40 атм и при высокой температуре в специальной форме выдувается бутылка в соответствии с желанием производителя.

Рис. 18. Пластиковые преформы и процесс изготовления бутылок

Пример

Газоны в США производятся на промышленной основе. Они выращиваются на специальных фермах в виде посадок травы в специально подготовленную почву, а после того как она прорастет и сформируется мощная корневая система, слой дерна с травой срезается и перевозится в то место, где нужен газон.

На подготовленной площадке укладываются трубы и системы орошения и фиксируется на земле. Поверху системы орошения укладывается дерн, который покрывает землю и систему орошения и фиксируется деревянными колышками и поливается. Через несколько месяцев дерн газон готов.

Рис.19. Укладка газона, выращенного промышленным способом

3.1.4. Если в процессе необходимо осуществлять регулируемую подачу какого-либо материала; тогда лучше заранее разделить его на стандартные дозы (таблетки, гранулы, капли и др.) или нанести дозируемый материал на мерный носитель (стержень, ленту, лист и другие материалы, или растворить в нейтральном растворе, или размешать с нейтральным наполнителем) и в процессе использовать эти заготовки.

Пример

Для улучшения качества кристаллов карбида кремния, получаемых по реакции газов соединения кремния и углерода, требуется очень точное соотношение этих газов, а использование высокоточных дозаторов усложняет систему.

Было предложено подавать в реактор исходные вещества для синтеза в виде газа, в котором углерод и кремний находятся в заданном стереохимическом соотношении, например, метилтрихлорсилан с атомным соотношением 1:1. В реакторе этот газ разлагается с выделением компонент в нужном для синтеза соотношении.

3.1.5. Если вредное действие на изделие, возникающее в процессе работы можно простыми действиями устранить после рабочего процесса

Технология изготовления стальных втулок предусматривала их точение из прутка, сверление внутреннего отверстия и поверхностную закалку внешней поверхности втулки. При этом из-за закалочных напряжений, сжимающих втулку, на внутренней поверхности нередко возникали микротрещины.

Было предложено изменить порядок операций – сначала точить наружную поверхность, потом проводить поверхностную закалку, а потом высверлить внутреннее отверстие. Теперь напряжения, возникающие в теле втулки при закалке в центральной части, исчезают вместе с высверленным материалом. Образование трещин стало невозможным.