ТРИЗ для «чайников» – 2. Ресурсы. Аварийный анализ. Исследовательские задачи

Лев Певзнер

Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) широко внедряется в инженерную работу по всему миру. Однако до сих пор эта методика требует достаточно большого времени и усилий для освоения. Целью данной книги является создание простой методики на базе инструментов ТРИЗ, которую сможет использовать широкой круг инженеров.Книга предназначена для студентов, инженеров и просто креативных людей, желающих использовать методику ТРИЗ, но не имеющих большого количества времени на обучение.

© Лев Певзнер, 2018

ISBN 978-5-4493-3923-2

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Введение

Знакомая вам, дорогой читатель, народная мудрость: «голь на выдумки хитра», хорошо передаёт суть одного из сильных инструментов для решения изобретательских задач. В ТРИЗ этот инструмент называют «ресурсы». На первый взгляд, нет ничего проще! Просто постарайтесь решить задачу за счет того, что уже есть в системе или около неё. Если получится — максимально сократишь путь от решения до внедрения при минимальных затратах.

Однако на практике «просто постараться» — маловато будет. Уметь надо. А если уметь, то поможет и отыскать причину брака, и найти решение по устранению проблемы.

Ресурсы — универсальный инструмент. Проработав книгу, вы в этом убедитесь. Помощник в решении и сложных производственных задач, и сравнительно простых бытовых…

Пример

Эта история произошла совсем недавно. У меня на полу в кухне отпало несколько кафельных плиток. Закрепить их особой проблемы не было. Я купил в магазине строительных материалов специальную мастику для приклейки плитки и грунт (специальную сухую смесь с портландцементом), для заполнения швов. Работать я умею! Все не вызывало сомнений, кроме одной проблемы. Было невозможно четко подобрать цвет грунта для швов так, чтобы он не выделялся из остальных швов на полу, изрядно потертых и изменивших первоначальный цвет. Требование жены было неукоснительным. После ремонта новые швы не должны были выделяться!

В какой-то момент мне показалась задача невыполнимой, но… изобретатель я или не изобретатель!?

Налицо противоречие — новые швы должны быть того же цвета, что и старые и не должны быть, поскольку такого цвета в магазине в ассортименте нет. А какого цвета старые швы? Мы видим только поверхность шва — это оперативная зона. Цемент вытерся и поверх шва образовался серой слой грунта и грязи, прочно вцепившейся в цемент. Это и был цвет старых швов! То есть нам нужен не цвет грунта шва, а цвет оперативной зоны — то есть цвет грязного цемента. А где взять грязь? Ну, этого ресурса у нас более чем достаточно! Я взял немного земли около дома, высушил ее, просеял через тонкое сито. Затем приклеил плитку, заполнил швы грунтом, а сверху посыпал швы землей и немного утрамбовал ее! После того как цемент застыл, я смел лишнюю землю. Результат превзошел ожидания — жена не только не смогла отличить новые швы от старых, но даже не смогла определить место ремонта! А ведь самым важным ресурсом для «колеровки» была обычная земля (грязь!), которую я взял около дома.

Рис.1. «Жена не только не смогла отличить новые швы от старых, и даже не смогла определить место ремонта»

Откуда же берутся ресурсы и почему изобретатели их сразу не использовали при создании системы?

У ресурсов есть несколько источников.

Во-первых, часто разные части системы разрабатывают разные инженеры. При этом они не учитывают, что возможности одной системы могут вполне быть ресурсами для другой.

Пример

Работу по функционально-стоимостному анализу мы проводили на фабрике «Аямас» в Малайзии. Оно принадлежало филиалу известной американской компании «Кентукки фрайд чикен». Фабрика занималась переработкой цыплят-бройлеров, в полуфабрикаты для ресторанов. Вот одна из задач, которую поставили перед нами.

Чтобы удалить перья с тушек цыплят, их поливают водой, нагретой до 80 °С. Дня нагрева воды используют пар с температурой 110—120 °С. Задача была связана с тем, что на предприятии шла борьба за экономию энергии, и требовалось сократить расход пара.

С самого начала было очевидно, что сам пар не нужен, а нужна горячая вода. Проблемы раздобыть воду не было, она шла без ограничений. Но чем нагреть воду, чтобы не тратить энергию? Мы начали изучать энергетические ресурсы фабрики. Среди оборудования была большая машина для производства льда, который использовался при транспортировке продукции. По существу, это большой холодильник.

В бытовом холодильнике, который стоит у каждого из нас дома, имеется конденсатор, в котором охлаждается фреон. Это тонкая трубочка в форме змейки, которая расположена на задней стенке холодильника. Роль охладителя выполняет воздух.

Рис. 2. Конденсатор на задней стенке холодильника

В фабричной машине для производства льда трубки конденсатора были гораздо толще, а роль охладителя выполняла вода. При этом вода в конденсаторе нагревалась до 110 °С. Далее горячая вода поступала в градирню, расположенную на крыше завода, где охлаждалась воздухом, а также за счет испарения. Затем охлажденная вода снова поступала в теплообменник. Стоит отметить, что достаточно много воды терялось при испарении.

Мы сразу поняли, что этого водного ресурса нам хватит не только для уменьшения расхода пара, но и даже для полного исключения его использования. Достаточно просто было установить теплообменник, и перегретой водой от установки для производства льда нагревать воду, используемую для удаления перьев. Так мы и энергию сэкономим, да еще и сократим расход воды, которая испарялась в градирне.

Самым смешным было то, что машина по производству льда находилась в соседнем помещении с линией пропарки тушек!

Почему же это не сделали малазийские инженеры? Все очень просто — систему удаления перьев проектировали одни инженеры, а систему производства льда — другие. И каждый добросовестно выполнил свою работу.

/Из практической работы Л. Певзнера в компании KFC в Малайзии в 2000 году/

Во-вторых, постоянно появляются новые материалы и технологии, новые технические системы. Все это приводит к появлению новых ресурсов¹.

Пример

Появление полиэтилена и полипропилена в середине прошлого века полностью изменило мир техники. Появилось множество приборов с использованием этих материалов. Например, многие элементы автомашин изготавливаются сейчас из пластиков, пластиковые окна, и многое другое.

Рис. 3. Одноразовые шприцы из пластика

И таких примеров — бесконечное множество. Так что, с развитием науки и техники, постоянно появляются все новые и новые ресурсы[1].

В-третьих, при разработке новых технических систем трудно все учесть, и некоторые ресурсы, имеющиеся при создании системы, не сразу удается использовать.

Пример

То, что жидкость, охлаждающая двигатель автомобиля, используется для подогрева воздуха в салоне зимой, знают все автолюбители. Но вероятно не все догадываются, что так было не всегда. Например, в автомобиле ЗАЗ-968 было специальное устройство — печка, которая использовала бензин, чтобы подогревать зимой воздух в салоне автомобиля. Ну не сразу догадались советские инженеры использовать охлаждающую жидкость двигателя в качестве ресурса для отопления салона!

Итак, ресурсы.

Определение: Под ресурсами понимаются все вещества, поля² и другие свойства и возможности, которыми располагает техническая система и ее элементы, а также находящиеся рядом с ней системы или внешняя среда, и которые могут быть использованы для улучшения системы, или для решения поставленной задачи.

_________________________________________

^{1 Подробно закон возрастания ресурсов изложен в Приложении 1.}

^{2 Понятие поле в ТРИЗ отличается от общепринятого. Поля в ТРИЗ — это любые энергетические взаимодействия между элементами технической системы, а также воздействия на систему со стороны надсистемы или внешней среды. Полями являются — гравитационное, акустическое, электромагнитное, тепловое, поле центробежных сил, механические силы, химические, и любые другие воздействия.}

Специалисты ТРИЗ используют два подхода в поиске ресурсов:

1. паспортизация ресурсов (используется при совершенствовании технических систем и проведении функционально-стоимостного анализа);

2. направленный поиск ресурсов (используется при решении проблемных ситуаций и поиске причин брака или аварийных ситуаций).

В данной книге мы рассмотрим оба эти подхода, а также методы решения исследовательских задач и поиска причин брака, основанные на использовании ресурсов.

А чтобы говорить с Вами на одном языке, мы сначала познакомимся с классификацией ресурсов, разработанной исследователями компании Ideation International Incorporation (США) Светланой Вишнепольской и Борисом Злотиным.