скачать книгу бесплатно
В магистральных газопроводах возникают пожары.
Как не допустить распространения огня?
Формулировка задачи в таком виде представляет собой изобретательскую ситуацию. Эта задача может быть решена, используя многие направления:
– создать устройство, которое предотвращало бы распространение огня в газопроводе;
– разработать систему тушения огня;
– другие направления.
Чтобы перейти от изобретательской ситуации к задаче, необходимо выбрать одно из направлений, а затем сформулировать конкретное административное противоречие (АП) и уточнить условия задачи.
Выберем первое направление – предотвращение распространения огня. Для этого рассмотрим одну из существующих технологий предотвращения распространения огня в магистральных газопроводах с помощью огнепреградителя.
Огнепреградители представляют собой поперечные керамические вставки с отверстиями. Такие вставки частично предотвращают распространение огня, но затрудняют прохождение газа по трубопроводу. Как уменьшить сопротивление потоку газа?
Это формулировка задачи.
Практически сейчас сформулировано АП в виде нежелательного эффекта – затруднение прохождения газа.
Теперь сформулируем мини-задачу, которая рассматривается на шаге 1.1 АРИЗ-85-В.
1.1. Записать условие мини-задачи (без специальных терминов).
Огнепреградитель – специальный термин. В дальнейшем будем его называть преградитель.
1.1.1. Основная функция системы.
Для газопровода основная функция – проводить газ (двигать газ).
Для преградителя – предотвращение распространения огня (остановка огня).
1.1.2. Состав системы.
Труба, газ, преградитель, пламя.
1.1.3. Нежелательный эффект.
Преградитель затрудняет прохождение газа.
1.1.4. Ожидаемый результат.
Необходимо при минимальных изменениях в системе сделать так, чтобы преградитель не затруднял прохождение газа.
3.3. Определение конфликтующей пары
Перейдем к рассмотрению шага 1.2, на котором формулируется конфликтующая пара.
Из определения конфликтующей пары следует, что необходимо указать изделие и инструмент.
Рассмотрим требования к выбору конфликтующей пары.
Требование 1.Пара должна состоять из изделия и инструмента.
Требование 2.Должна рассматриваться пара, в которой элементы выполняют полезную функцию (желаемый результат) и имеют связанные с этим нежелательные эффекты.
Требование 3.Исходя из закона увеличения степени идеальности системы, в конфликтующую пару должны входить изделие и та часть инструмента, которая непосредственно обрабатывает изделие. Инструмент тем идеальнее, чем его меньше.
Бывают случаи, когда трудно однозначно выбрать инструмент, особенно если приходится выбирать из нескольких. В этих случаях для выбора конфликтующей пары следует построить таблицу взаимодействий элементов, своего рода «турнирную» таблицу (табл. 1).
Таблица 1. Таблица взаимодействия элементов
Можно воспользоваться и другим методом.
Из состава системы постепенно мысленно убирают по одному элементу, считая при этом, что все остальные связи остались.
Если при этом конфликт исчез, то такой элемент является одним из компонентов конфликтующей пары. Так постепенно перебирают все элементы.
В конфликте могут участвовать и более двух элементов, например два инструмента или сдвоенный инструмент. Возможны случаи сдвоенных изделий.
Например, даны два разных инструмента, которые должны одновременно действовать на изделие, причем один инструмент мешает другому. Или даны два изделия, которые должны воспринимать действия одного и того же инструмента: одно изделие мешает другому или инструмент на одно изделие действует хорошо, а на другое – плохо.
Рассмотрим правила.
Правило 1. Если инструмент по условиям задачи может иметь два состояния, надо указать оба состояния.
Правило 2. Если в задаче есть пары однородных взаимодействующих элементов, достаточно взять одну пару.
Для инструмента желательно указать два предельных состояния (мало – много, сильный – слабый, проводник – диэлектрик, дешевый – дорогой, быстро – медленно и пр.). Если указать второе состояние инструмента затруднительно, то или специально выдумывается второе предельное состояние, или задача решается только с одним состоянием инструмента. Выявление двух предельных состояний инструмента позволяет глубже разобраться в задаче, глубже ее обострить.
Структурная схема шага 1.2 показана на рис. 6.
Рис. 6. Шаг 1.2 первой части АРИЗ-85-В
На рис. 6 обозначено:
1.2.1—1.2.3 – подшаги шага 1.2. Формулировка конфликтующей пары:
Продолжим разбор задачи 1 о газопроводе.
Задача 1. Газопровод (продолжение)
1.2. Сформулировать конфликтующую пару.
Для определения конфликтующей пары составим таблицу взаимодействия элементов системы (табл. 2). Основными элементами системы являются: труба, газ, преградитель, пламя.
Помните, что конфликтующая пара должна обязательно содержать элемент, выполняющий главную функцию системы.
У нас система для предотвращения огня в трубопроводе. Элемент, который это делает, – преградитель. Он преграждает огонь. Значит одну конфликтующею пару мы определили: преградитель – пламя. Отметим его знаком «+» в таблице.
Перейдем к рассмотрению других взаимодействий.
Труба формирует поток газа и делает это хорошо, поэтому между трубой и газом нет конфликта, поэтому в таблице мы поставим знак «?». И вообще у нас задача связана с преградителем, а не с трубой, поэтому конфликт между трубой и пламенем мы не будем рассматривать (шаг 1.1.3).
Труба хорошо удерживает преградитель, поэтому между ними тоже нет конфликта, да и задача не о закреплении преградителя в трубе (шаг 1.1.3).
Пламя нагревает трубу, поэтому между трубой и пламенем имеется конфликт. В таблице мы поставим знак «+».
Преградитель мешает свободному прохождению газа – это конфликт, и в таблице мы поставили знак «+».
Пламя сжигает газ – это конфликт, и в таблице мы поставит знак «+».
Таблица 2. Таблица взаимосвязей элементов
Из табл. 2 видно, что имеются конфликты между:
1. трубой и пламенем (пламя нагревает трубу);
2. газом и преградителем (преградитель мешает свободному прохождению газа);
3. газом и пламенем (пламя сжигает газ);
4. преградителем и пламенем (преградитель задерживает пламя).
Наша задача связана с преградителем, поэтому конфликт между трубой и пламенем мы не будем рассматривать (шаг 1.1.3). То же самое относится к паре «газ?пламя». Поэтому в таблице следует скорректировать взаимосвязи труба?пламя и газ?пламя. Исправим «+» на «?».
Новая таблица будет выглядеть так (табл. 3).
Таблица 3. Скорректированная таблица взаимосвязей элементов
Итак, остались конфликтующие пары: газ?преградитель и преградитель—пламя.
Главным элементом в данной системе является газ – именно для его передачи и создан газопровод. Поэтому газ является изделием.
Тогда преградитель и пламя являются инструментами. Так ли это? Давайте разберемся.
Инструмент должен обрабатывать изделие. Что в данном случае «обрабатывает» газ?
Преградитель не пропускает свободно газ (затрудняет его прохождение), т. е. является инструментом для газа – отрицательное свойство. Однако преградитель и не пропускает пламя. Значит пламя тоже изделие, «обрабатываемое» инструментом преградителем – положительное свойство.
Итак, в данной задаче два изделия – газ и огонь, и один инструмент – преградитель.
Теперь перейдем к описанию подшагов шага 1.2.
1.2.1. Изделие – газ (Г), огонь (О).
1.2.2. Инструмент – преградитель (П).
На следующем подшаге нам нужно выбрать два предельных состояния инструмента.
Преградитель может быть с большими и малыми отверстиями.
1.2.3. Состояния (действия) инструмента – преградителя (П).
1.2.3.1. Одно предельное состояние – преградитель с большими отверстиями (П>).
1.2.3.2. Противоположное предельное состояние – преградитель с малыми отверстиями (П <).
3.4. Формулировка технического противоречия
На шаге 1.3 – формулируют техническое противоречие (ТП).
Техническое противоречие формулируется для каждого предельного состояния инструмента.
Записывают одно состояние элемента системы с объяснением того, что при этом хорошо, а что – плохо. Затем точно так же записывают противоположное состояние этого же элемента. Для наглядности и уточнения словесной формулировки делается условное графическое представление (схема) конфликта для каждого из состояний инструмента, изображенная на рис. 7.
Рис. 7. Графическое представление технического противоречия (ТП)
Если они не соответствуют друг другу, то корректируется или словесная формулировка, или ее графическое представление.
Схемы типичных конфликтов приведены в тексте АРИЗ-85В [10].
Желательно, чтобы формулировки технических противоречий для противоположных состояний были обратными, т. е. положительное действие в одном состоянии (например, 1) должно быть отрицательным (нежелательным эффектом) в другом (например, нежелательный эффект 2) и наоборот.
Кроме того, необходимо проверить соответствие конфликтующей пары и технического противоречия. Если его нет, необходимо вернуться к шагу 1.2 (на Рис. 8 это показано в виде петли обратной связи) и скорректировать конфликтующую пару или техническое противоречие.
Рис. 8. Шаг 1.3 первой части АРИЗ-85-В
На рис. 8 обозначено:
1.2 – шаг первой части АРИЗ-85-В;
1.3.1—1.3.3 – это подшаги шага 1.3. Определение ТП:
Перейдем к рассмотрению задачи 1 о газопроводе.
Задача 1. Газопровод (продолжение)
1.3. Формулировка технического противоречия (ТП)
1.3.1. ТП1. Состояние 1, соответствующее 1.2.3.1 – преградитель с большими отверстиями (П>):
1.3.1.1. Словесная формулировка ТП1.
Преградитель с большими отверстиями свободно пропускает газ, но не задерживает огонь.
1.3.1.2. Графическое представление ТП1.
