Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы научных исследований при разработке энерго- и ресурсосберегающих процессов в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии. Учебное пособие
.pdf
подходящий ресурс в нужное время и в нужном месте. Зачастую
наиболее сильные решения задачи предполагают использование самых неожиданных ресурсов, поэтому АРИЗ всегда содержат этап
описания имеющихся средств.
Выделяют следующие типы ресурсов:
по виду: вещественные, временные, пространственные,
полевые;
по степени готовности к применению: готовые и требую-
щие какого-либо преобразования.
В е щ е с т в е н н ы е р е с у р с ы – это совокупность всех
имеющихся материальных объектов – предметов, материалов
в любом агрегатном состоянии и в любом виде.
П о л е в ы м и называют все виды энергии и полей (электромагнитные, электрические, тепловые и т. д.).
П р о с т р а н с т в е н н ы е р е с у р с ы – это некоторая
пустота, свободное пространство в изучаемой системе, которое
уже имеется в ней либо может быть получено в результате структурных преобразований. Грамотно спроектированная или идеальная система имеет плотную компоновку элементов и рационально использует пространство, т. е. не содержит пустот.
В р е м е н н ы е р е с у р с ы – промежутки времени, которые можно использовать для улучшения работы системы.
Иногда выделяют человеческие ресурсы, которые подразумевают под собой оператора, следящего за процессом (его присутствие или отсутствие), определенные навыки и умения, которые
могут быть использованы для достижения результата.
Методология АРИЗ и способы решения задач
Г. С. Альтшуллер сформулировал 40 основных и 10 дополнительных приемов устранения технических противоречий, анализируя сотни тысяч изобретений из самых разных областей техники.
В табл. 10 приведены некоторые из них, которые имеют наибольшее распространение при решении задач химии и химической
технологии.
161
Т а б л и ц а 10
Перечень основных приемов решения технических противоречий
[18, с. 197–202]
№
п/п
1
Дробления
2
Вынесения
3
Местного качества
4
Объединения
5
Универсальности
При ем
Приме р
а) Разделить объект на независимые части;
б) выполнить объект разборным;
в) увеличить степень дробления (измельчения)
объекта
Отделить от объекта мешающую часть (мешающее свойство) или, наоборот, выделить
единственно нужную
а) Перейти от однородной структуры объекта
(или внешней среды, внешнего воздействия)
к неоднородной;
б) разные части объекта должны иметь (выполнять) различные функции;
в) каждая часть объекта должна находиться
в условиях, наиболее благоприятных для ее
работы
а) Объединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты;
б) объединить во времени однородные или
смежные операции
Объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость
в других объектах
6
Антивеса
7
Сфероидальности
а) Компенсировать вес объекта соединением
с другими объектами, обладающими подъемной силой;
б) компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (за счет аэро- и гидродинамических сил)
а) Перейти от прямолинейных частей к криволинейным, от плоских объектов к сфери-
162
П р о д о л ж е н и е т а б л. 10
№
п/п
8
Динамичности
9
Частичного
или избыточного
действия
10
Использования
механических
колебаний
При ем
Приме р
ческим, от частей, выполненных в виде куба
и параллелепипеда, к шаровым конструкциям;
б) использовать ролики, шарниры, спирали;
в) перейти от прямолинейного движения
к вращательному, использовать центробежную силу
а) Характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так, чтобы быть оптимальным на каждом этапе работы;
б) разделить объект на части, способные перемещаться относительно друг друга;
в) если объект в целом неподвижен, сделать
его подвижным, перемещающимся
Если трудно получить 100 % требуемого эффекта, надо получить чуть меньше или чуть больше – задача при этом существенно упростится
а) Привести объект в колебательное движение;
б) если такое движение уже совершается, увеличить его частоту (вплоть до ультразвуковой);
в) использовать резонансную частоту;
г) применить вместо механических вибраторов пьезовибраторы;
д) использовать ультразвуковые колебания
совместно с электромагнитными полями
11
Периодического
действия
12
Непрерывности
полезного действия
а) Перейти от непрерывного действия к периодическому (импульсному);
б) если действие уже осуществляется периодически, изменить периодичность;
в) использовать паузы между импульсами
для другого действия
а) Вести работу непрерывно (все части объекта должны все время работать с полной нагрузкой);
163
П р о д о л ж е н и е т а б л. 10
№
п/п
13
Обращения вреда
При ем
в пользу
14
Самообслуживания
15
Копирования
Приме р
б) устранить холостые и промежуточные
ходы
а) Использовать вредные факторы (в частности вредное воздействие среды) для получения положительного эффекта;
б) устранить вредный фактор за счет сложения с другими вредными факторами;
в) усилить вредный фактор до такой степени,
чтобы он перестал быть вредным
а) Объект должен сам себя обслуживать, выполняя вспомогательные и ремонтные операции;
б) использовать отходы (энергии, вещества)
а) Вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, неудобного или хрупкого объекта
использовать его упрощенные или дешевые
копии;
б) заменить объект или систему объектов их
оптическими копиями (изображениями). Использовать при этом изменения масштаба
(увеличение или уменьшение копии);
в) если использовать видимые оптические копии, перейти к копиям инфракрасным или
ультрафиолетовым
16
Дешевой
недолговечности
взамен дорогой
долговечности
17
Замены
механической схемы
Заменить дорогой объект набором дешевых
объектов, поступившись при этом некоторыми качествами (например, долговечностью)
а) Заменить механическую схему оптической,
акустической или «запаховой»;
б) использовать электрические, магнитные или
электромагнитные поля для взаимодействия
с объектом;
164
П р о д о л ж е н и е т а б л. 10
№
п/п
18
Использования
При ем
пневмои гидроконструкций
19
Использования
гибких оболочек
и тонких пленок
20
Применения
пористых
материалов
21
Изменения окраски
Приме р
в) перейти от неподвижных полей к движущимся, от фиксированных к меняющимся
во времени, от неструктурных к имеющим
определенную структуру;
г) использовать поля в сочетании с ферромагнитными частицами
Вместо твердых частей объекта использовать
газообразные и жидкие, надувные и гидронаполненные, воздушную подушку, гидростатические и гидрореактивные
а) Вместо обычных конструкций использовать гибкие оболочки и тонкие пленки;
б) изолировать объект от внешней среды с помощью гибких оболочек и тонких пленок
а) Выполнить объект пористым или использовать дополнительные пористые элементы
(вставки, покрытия и т. д.);
б) если объект уже выполнен пористым, заполнить поры каким-то веществом
а) Заменить окраску объекта или внешней
среды;
б) изменить степень прозрачности объекта
или внешней среды
22
Однородности
23
Отброса
и регенерации
частей
Объекты, взаимодействующие с данным объектом, должны быть сделаны из того же материала (или близкого к нему по свойствам)
а) Выполнившая свое назначение или ставшая ненужной часть объекта должна быть
отброшена (растворена, испарена и т. д.)
или видоизменена непосредственно в ходе
работы;
б) расходуемая часть объекта должна быть
восстановлена непосредственно в ходе работы
165
О к о н ч а н и е т а б л. 10
№
п/п
24
Изменения
При ем
физико-химических
параметров объекта
Применения
25
фазовых переходов
Применения
26
теплового
расширения
Применения
27
сильных окислителей
Применения
28
инертной среды
Приме р
а) Изменить агрегатное состояние объекта;
б) изменить концентрацию или консистенцию;
в) изменить степень гибкости;
г) изменить температуру
Использовать явления, возникающие при фазовых переходах, например, изменение объема, выделение или поглощение тепла и т. д.
а) Использовать тепловое расширение (или сжатие) материала;
б) использовать несколько материалов с различными коэффициентами теплового расширения
а) Заменить обычный воздух обогащенным;
б) заменить обогащенный воздух кислородом;
в) воздействовать на воздух или кислород
ионизирующим излучением;
г) заменить озонированный (или ионизированный) кислород озоном
а) Заменить обычную среду инертной;
б) вести процесс в вакууме
Применения
29
композитных
Перейти от однородных материалов к композиционным
материалов
Физические противоречия решаются с помощью следующих
приемов:
парных прием – антиприем;
приемов, разбитых на определенные группы (групповых
приемов);
способов разделения противоречивых свойств.
166
Парные приемы (прием – антиприем)
1. Принцип объединения – разъединения.
2. Принцип симметрии – асимметрии.
3. Принцип однородности – неоднородности.
4. Принцип увеличения – уменьшения.
5. Принцип предварительного действия – антидействия.
6. Принцип динамики – статики (подвижности – неподвиж-
ности).
7. Принцип прерывности – непрерывности.
8. Принцип частичного – избыточного действия.
9. Принцип непосредственного – косвенного действия.
10. Принцип массовости – уникальности.
11. Принцип отброса – регенерации частей.
12. Принцип прямого – обратного действия.
Группы приемов
1. Приемы разрешения противоположных свойств в пространстве.
2. Приемы разделения противоречивых требований во времени.
3. Приемы удовлетворения противоречивых требований изме-
нением физико-химических параметров системы.
4. Приемы разрешения противоположных свойств за счет пере-
хода в надсистему.
5. Приемы разрешения противоположных свойств за счет пере-
хода в подсистему.
6. Приемы разрешения противоположных свойств за счет пере-
хода к НЕ-системе (отказ от системы).
7. Приемы разрешения противоположных свойств за счет пе-
рехода к антисистеме.
Способы разделения противоречивых свойств
1. Разделение противоречивых свойств в пространстве.
2. Разделение противоречивых свойств во времени.
3. Системный переход 1а: объединение однородных или неод-
нородных систем в надсистему.
4. Системный переход 1б: от системы к антисистеме или соче-
танию системы с антисистемой.
5. Системный переход 1в: вся система наделяется свойством С,
а ее части свойством анти-С.
167
6. Системный переход 2: переход к системе, работающей на микро-
уровне.
7. Фазовый переход 1: замена фазового состояния части сис-
темы или внешней среды.
8. Фазовый переход 2: «двойственное» фазовое состояние одной части системы (переход этой части из одного состояния в другое в зависимости от условий работы).
9. Фазовый переход 3: использование явлений, сопутствующих
фазовому переходу.
10. Фазовый переход 4: замена однофазового вещества двух-
фазовым.
11. Физико-химический переход: возникновение – исчезновение вещества за счет разложения – соединения, ионизации – рекомбинации.
Анализ результатов
Исправление проблемной ситуации представляет собой три
этапа: аналитический этап поиска проблемы, решение проблемы
и анализ результата. Третий этап предполагает проверку эффективности найденного решения, удалось ли устранить противоречие
и приблизиться к ИКР.
Если недостаток системы устранен, то необходимо проанализировать, как в целом изменилась проблемная ситуация. Ввиду того,
что при решении задачи работают с конкретным элементом системы, то упускаются из внимания остальные ее элементы. На этапе
анализа результатов следует проверить, не приводит ли устранение одного недостатка к появлению нового. Если условие выполняется, то найденное решение считается эффективным и принимается для реализации.
168
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ
1. Огурцов А. Н., Близнюк О. Н. Научные исследования и научная
информация : учеб. пособие для студ. направл. подг. 05.14.01 «Биотехнология», в т. ч. иностр. студ. Харьков : НТУ «ХПИ», 2011. 400 с.
2. Амиров Ю. Д. Научно-техническая подготовка производства. М. :
Экономика, 1989. 230 с.
3. Мухопад В. И. Сущность, средства и проблемы коммерциализации
интеллектуальной собственности в российской экономике // Материалы
секционного заседания Третьего Всероссийского форума «Интеллектуальная собственность – XXI век», 20–23 апреля 2010 г. / под ред. Е. В. Королевой. М. : Рос. гос. ин-т интеллектуальной собственности (РГИИС),
2010.
4. Катешова М., Квашнин А. Как продвигать проекты коммерциализации технологий // Studilib: документы для учеников и учителей : [сайт].
URL: https://studylib.ru/doc/2448398/kak-prodvigat._-proekty-kommercializaciitehnologij (дата обращения: 25.04.2022).
5. Аникейчик Н. Д., Кинжагулов И. Ю., Федоров А. В. Планирование
и управление НИР и ОКР : учеб. пособие. СПб. : Университет ИТМО, 2016.
192 с.
6. Паршукова Г. Б. Современные технологии информационного поиска в профессиональной деятельности. Новосибирск : Новосиб. гос. арх.худож. акад., 2004. 177 с.
7. ГОСТ Р 7.0.66-2010. Индексирование документов. Общие требования к координатному индексированию : дата введ. 2011-07-01 // ИСС «Техэксперт» : [сайт]. URL: http://sk5-410-lib-te.at.urfu.ru/docs/ (дата обращения:
07.05.2022).
8. Зональная научная библиотека УрФУ : [сайт]. URL: http://lib.urfu.ru/
mod/tab/view.php?id=3417 (дата обращения: 07.05.2022).
9. Нилов В. А. Основы научных исследований, организация и планиро-
вание эксперимента: курс лекций : учеб. пособие. Воронеж : ФГБОУ ВО
«Воронежский государственный технический университет», 2016. 179 с.
10. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика :
учеб. пособие для вузов. 9-е изд., стер. М. : Высш. шк., 2003. 479 с.
11. Реброва И. А. Планирование эксперимента : учеб. пособие. Омск :
СибАДИ, 2010. 105 с.
169
12. Юдин Ю. В., Майсурадзе М. В., Водолазский Ф. В. Организация
и математическое планирование эксперимента : учеб. пособие. Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2018. 124 с.
13. Арназарова С. Л., Кафаров В. В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии : учеб. пособие для хим. технол. спец.
вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Высш. шк., 1985. 327 с.
14. Левин Д. М., Стефан Д., Кребиль Т. С. и др. Статистика для менеджеров с использованием Microsoft Excel. 4-е изд. : пер. с англ. М. : Изд.
дом «Вильямс», 2004. 1312 с.
15. Винарский М. С., Лурье М. В. Планирование эксперимента в технологических исследованиях. Киев : «Технiка», 1975. 168 с.
16. Донсков А. С. Основы инженерного творчества : учеб. пособие.
Пермь : Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2007. 225 с.
17. Шпаковский Н. А., Новицкая Е. Л. ТРИЗ: практика целевого изо-
бретательства : учеб. пособие. М. : ФОРУМ, 2011. 336 с.
18. Рубин М. С., Кияев В. И. Основы ТРИЗ и инновации. Примене-
ние ТРИЗ в программных и информационных системах : учеб. пособие.
СПб. : Изд-во Санкт-Петербург. гос. ун-та, 2012. 278 с.
19. Петров В. М. Основы ТРИЗ. Теория решения изобретательских
задач. М. : Солон-Пресс, 2018. 406 с.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]