Элементарные Преобразования Функций при Решении Изобретательских Задач Методом Функциональных Подсказок Автор: Пиняев Алексей Михайлович 27 мая 2008 г краткое содержание

Вид материала

Содержание

Пример: Решение задачи об износе покрытия формовочного цилиндра.
Элементарная Функциональная Модель Задачи

Подобный материал:

Элементарные Преобразования Функций при Решении Изобретательских Задач Методом Функциональных Подсказок

Автор: Пиняев Алексей Михайлович

27 мая 2008 г.

Краткое Содержание:

Важнейшей составной частью метода Функциональных Подсказок является переход от типовой функциональной модели задачи к функциональной модели решения этой задачи. В докладе будет изложен новый подход к выполнению этого перехода. Этот подход основан на преобразованиях функций, являющихся составными частями функциональной модели задачи. Элементарные преобразования функций были выявлены путем анализа приемов решения изобретательских задач. В работе будет представлен список выявленных преобразований. Преобразования включают изменения субъекта, объекта или действия функции определенным образом – например, дроблением объекта или компенсацией действия. Предлагаемый подход позволяет облегчить получение функционального решения задачи, увеличить количество сильных изобретательских решений и уменьшить затраты времени на выполнение ТРИЗ-проекта.

Классификация Функциональных Преобразований

По определению, функция состоит из трех основных частей: субъекта, действия и объекта. Преобразование функции может осуществляться путем изменения любой из этих функциональных частей. Выяснилось, что основные преобразования для разных функциональных моделей – разные. Кроме того, во многих задачах присутствует Мешающий Объект, который сам не является частью функции, но препятствует ее нормальному выполнению. Например, снег, забивающий поверхностные канавки автомобильных шин, препятствует сцеплению шины с дорожным полотном. Преобразования Мешающих Объектов также включены в список элементарных функциональных преобразований. Таким образом, основные функциональные преобразования классифицированы по типовым функциональным моделям (рис. 2).

Публикация полной базы данных функциональных преобразований в рамках настоящей работы не предусмотрена и в настоящее время не является возможной в связи с конфиденциальностью этой информации. Однако в Приложении 1 в качестве применра приведены основные функциональные преобразования для типовой функциональной модели H4, которые будут использованы в рассмотренном ниже примере.

Применение Функциональных Преобразований при Решении Изобретательских Задач

Предпосылкой применения Функциональных Преобразований является элементарная функциональная модель задачи, построенная по правилам Функциональных Подсказок [1]. Элементарная модель может быть выбрана из более полной функциональной модели задачи. Напомним, что элементарная модель строится на основе материального объекта и не более чем двух действий, выполняемых этим объектом или над ним. Элементарная модель также включает субъекты действий, выполняемых над объектом. Элементарная модель показывает, какие классы преобразований могут быть применены для решения задачи. После определения этих классов, решение задачи происходит путем последовательного применения каждого из преобразований внутри выбранных классов.

Пример: Решение задачи об износе покрытия формовочного цилиндра.

Описание Проблемы

Один из новых популярных изделий на американском рынке - это полиэтиленовая пленка для упаковки пищевых продуктов под названием “Press and Seal”. Это изделие выгодно отличается от обычной упаковочной пленки тем, что не прилипает к самой себе и окружающим предметам, что значительно облегчает упаковку. Кроме того, упаковка, сделанная при помощи новой пленки – прочнее и не протекает. Эти достоинства стали возможны благодаря специальной структуре новой пленки: в ней вытиснены углубления, частично заполненные клеем. Структура новой пленки и процесс тиснения приведены на рис. 2. Готовая пленка прилипает только в том случае, когда ее рабочая («клеевая») поверхность прижимается к другой поверхности с определенным усилием. Это усилие приводит к деформации углублений и контакту с клеем, который и обеспечивает надежное сцепление. Процесс изготовления такой пленки включает нанесение расплава клея на поверхность одного из формовочных цилиндров и прокатку пленки между этим и сопряженным цилиндром. При прокатке, пленка формуется одновременно с нанесением клея в формующиеся углубления. Проблема проявляется при снятии готовой пленки с формовочного цилиндра. Клей пристает к выступам формовочного цилиндра и затрудняет снятие пленки. Для решения этой проблемы было предложено использовать антиадгезионное покрытие поверхности формовочного цилиндра Тефлоном. Однако прилипание клея к Тефлону приводило к быстрому износу покрытия, срок службы которого не превышал восьми часов, что было недопустимо.

Элементарная Функциональная Модель Задачи

Э

лементарная функциональная модель задачи включает выступ формующего цилиндра, наносящий клей на полиэтиленовую пленку, и клей, который изнашивает Тефлоновое покрытие, являющееся частью этого выступа. Как видно из рис. 1, эта задача относится к классу H4. В Приложении 1 приведены основные функциональные преобразования для этой модели. Пользуясь этими преобразованиями, получим различные варианты решения задачи:

Варианты Решения по Функциональным Преобразованиям:

Предотвратить
1. Разделить операции формования пленки и нанесения клея в углубления. Формование может по-прежнему выполняться формовочным цилиндром. Клей может быть нанесен, например, матрицей струйных головок.
2. Вместо Тефлонового покрытия использовать порошок, сделанный из сухого клея. Тонкий слой порошка предотвратит прилипание клея к выступу. Сухой клей растворится в основной порции клея на этапе хранения готового продукта, за счет диффузии и смачивания.

Минимизировать
1. В качестве Защитного Вещества рабочая группа уже использовала Тефлон.
2. Восстанавливать изношенный Тефлон непосредственно в процессе производства продукта.
3. Исследование показало, что износ покрытия равномерен, так что это функциональное преобразование не применимо.

Скорректировать
1. Эту рекомендацию легче всего реализовать путем замены Тефлона на жидкую смазку, которая уменьшит прилипание клея к выступу. Частицы смазки будут уноситься с клеем, так что слой смазки нужно постоянно обновлять (Рекомендация 3.2). Это решение в итоге было внедрено рабочей группой и привело к оптимально работающему процессу.

Литература

1. Aleksey M. Pinyayev. TRIZ Master Thesis. A Method for Inventive Problem Analysis and Solution Based on Why-Why Analysis and Functional Clues. Moscow, 2007.

Приложение 1. Основные функциональные преобразования для типовой модели H4.

Предотвратить
1. Выполнить свертывание Субъекта
2. Использовать Субъект, состоящий из частиц, управляемых полем или сочетанием полей.

Минимизировать
1. Поместить между Субъектом и Объектом Защитное Вещество, которое не препятствует выполнению Полезного Действия.
  1. Использовать в качестве Защитного Вещества модифицированную часть Субъекта, взаимодействующую с Объектом
  2. Использовать в качестве Защитного Вещества результат Полезного Действия
  3. Защитное Вещество может менять свои параметры в соответствии с изменениями Объекта.
  4. Использовать сжатый воздух или газовые струи в качестве Защитного Вещества
    1. Подавать сжатый воздух через пористое вещество
2. Компенсировать Вредное Действие противоположным действием
3. Компенсировать неравномерное Вредное Действие неоднородным Объектом. Усилить, упрочнить Объект в местах максимального вредного действия.

Скорректировать
1. Постоянно обновлять, заменять часть Субъекта, ухудшаемую Вредным Действием.
  1. Разделить Субъект на части, которые могут быть независимо заменены по мере износа
2. Восстанавливать оптимальные параметры Субъекта при помощи дополнительного Корректирующего Действия, выполняемого одновременно с Вредным Действием
  1. Если непрерывное Корректирующее Действие невозможно, использовать периодическое
  2. Использовать для создания Корректирующего Действия поля – самостоятельно или в сочетании с веществами, чувствительными к действиям этих полей

Blog