Владимир Петров История развития алгоритма решения изобретательских задач – ариз информационные материалы Тель-Авив, 200 6 Петров В. История развития алгоритма решения изобретательских задач – ариз (стр. 53 из 70)

РАЗРЕШЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОТИВОРЕЧИЙ

Принципы	Примеры
1. Разделение противоречивых свойств в пространстве.	Для пылеподавления при горных работах капельки воды должны быть мелкими. Но мелкие капли образуют туман. По а.с. 256 708 мелкие капли окружены конусом из крупных капель.
2. Разделение противоречивых свойств во времени	А.с. 258 490: ширину ленточного электрода меняют в зависимости от ширины сварного шва.
3. Системный переход 1: от системы к антисистеме или сочетанию системы с антисистемой.	А.с. 264 626: в ядовитые вещества заранее добавляют противоядие.
4. Системный переход 2: вся система наделяется свойством С, а ее части – свойством анти-С.	Рабочие части тисков для зажима деталей сложной формы: по а.с. 510 350: каждая часть (стальная втулка) твердая, а в целом зажим податливый, способен менять форму.
5. Системный переход 3: переход к системе, работающей на микроуровне.	А.с. 179 479: вместо механического крана "термо-кран" из двух материалов с разными коэффициентами теплового расширения. При нагреве образуется зазор.
6. Системный переход 4: объединение однородных или неоднородных систем в надсистему.	А.с. 1031549: слябы транспортируют по рольгангу впритык один к другому, чтобы не охлаждались торцы.
7. Фазовый переход 1: замена фазового состояния части системы или внешней среды.	А.с. 252 262: Способ энергоснабжения потребителей сжатого газа в шахтах – транспортируют сжиженный газ.
8. Фазовый переход 2: «двойственное» фазовое состояние одной части системы (переход этой части из одного состояния в другое в зависимости от условий работы).	А.с. 958 837: Теплообменник снабжен прижатыми к нему "лепестками" из никелида титана: при повышении температуры "лепестки" отгибаются, увеличивая площадь охлаждения.
9. Фазовый переход 3: использование явлений, сопутствующих фазовому переходу.	А.с. 601192: Приспособление для транспортировки мороженных грузов имеет опорные элементы в виде брусков льда (снижение трения за счет таяния).
10. Фазовый переход 4: замена однофазового вещества двухфазовым.	Патент США 3 589 468: для глушения шума, а также улавливания испарений, запахов и стружек при резании покрывают пеной зону резания; пена проницаема для инструмента, но непроницаема для шума, испарений и т.д.
11. Физико-химический переход: возникновение - исчезновение частиц вещества за счет разложения - соединения, ионизации - рекомбинации.	А.с.№342761: Для пластификации древесины аммиаком осуществляют пропитку древесины солями аммония, разлагающимися при трении.

Приложение 1

Задача о перевозке шлака

Ситуация

Доменный шлак (температура paсплава 1000°С) перевозят к шлакоперерабатывающей установке в ковшах, установленных на железнодорожных платформах. Из-за действия холодного воздуха на поверхности расплава образуется толстая корка твердого шлака. Теряется около трети перевозимого жидкого шлака. В корке приходится пробивать отверстия для слива шлака, а после удалять затвердевший шлак. Можно предотвратить образование корки, применив теплоизолирующую крышку. Но это существенно затруднит работу: нужно будет снимать и надевать громоздкую крышку. Как быть?

Решение

2.1. Мини-задача.

ТС для перевозки расплавленного доменного шлака включает железнодорожную платформу, ковш, расплавленный шлак. ТП-1: если ковш имеет крышку, не образуется твердой корки застывшего шлака, но обслуживание системы замедляется. ТП-2: если ковш не имеет крышки, обслуживание не замедляется, но образуется твердая корка. Необходимо при минимальных изменениях в системе предотвратить образование твердой корки шлака.

2.2. Конфликтующая пара.

Изделие – расплавленный шлак.

Инструмент – крышка (отсутствующая, присутствующая).

2.3. Схемы ТП.

ТП-1. Крышка есть:

ТП-2. Крышки нет:

2.4. Выбор ТП.

Главная цель системы – перевозка шлака. Выбираем ТП-2 (шлак перевозится быстро, но с потерями, так как образуется корка).

2.5. Усиление ТП

Нет необходимости усиливать ТП, поскольку уже принято, что крышка отсутствует.

2.6. Модель задачи

Даны расплавленный шлак и отсутствующая крышка. Отсутствующая крышка не препятствует образованию корки. Необходимо предотвратить образование корки,.

3.1. Выбор изменяемого элемента.

Икс-элемент.

2.6. (уточнение). Даны расплавленный шлак и отсутствующая крышка. Отсутствующая кышка не препятствует образованию корки. Необходимо найти такой икс-элемент, который предотвращал бы образование корки, не усложняя систему.

3.2. ИКР-1.

Верхняя часть пространства ковша (поверхность шлака и прилегающая часть воздуха).

3.3.Оперативная зона.

Пространство, ранее занимаемое крышкой, т. е. "пустой" слой над жидким шлаком.

3..4. Оперативное время.

От конца заливки до начала его слива.

3.5. Усиленный ИКР.

Изменяемый слой воздуха (или воздуха и шлака, или только шлака) сам предотвращает образование твердой корки шлака, не усложняя систему и не вызывая вредных явлений.

(3.5. Предельный ИКР. Шлак сам себя защищает от охлаждения).

3.6. Макро-ФП.

ОЗ должен быть перекрыта веществом (нетеплопроводным), чтобы уменьшить охлаждение шлака, и не должен быть перекрыта веществом, чтобы не усложнять обслуживание системы.

3.7. Микро-ФП.

В ОЗ должны быть связанные друг с другом частицы вещества, чтобы не проходил холодный воздух, и не должно быть связанных частиц, чтобы свободно проходил наливаемый и сливаемый шлак.

3.8. ИКР-2.

Измененные шлак и воздух сами перекрывают ОЗ, не давая холодному воздуху доступа к шлаку, но не Слой воздуха в 03 при заливке шлака должен сам превращаться в нетеплопроводное вещество, которое должно само же исчезать при сливании шлака.

4.4. Применение таблицы «Разрешение физических противоречий».

Вещество в ОЗ задерживает тепло, но пропускать жидкий шлак при заполнении и опорожнении ковша. По таблице – фазовый переход 4, т.е. использование двухфазных веществ.

Ответ: шлаковая пена.

Контрольный ответ – а. с. 400 621: при заливке шлака подают одновременно небольшое количество воды, образуется «крышка» из застывшей пены, при сливании шлак свободно проходит через эту «крышку».

Приложение 2

Задача об опылении цветков

Ситуация

При искусственном опылении растений поток воздуха от воздуходувки переносит пыльцу. Но растения в процессе эволюции выработали способность быстро закрывать цветы (смыкать лепестки) при сильном ветре. А слабый ветер плохо переносит пыльцу. Как быть?

Решение

2.1. Мини-задача

ТС для переноса пыльцы включает воздуходувку, создаваемый ею ветер, цветы (лепестки и пыльцу). ТП-1: сильный ветер хорошо переносит пыльцу, но соединяет лепестки (и пыльца не выходит). ТП-2: слабый ветер не закрывает лепестки, но и не переносит пыльцу. Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить перенос пыльцы ветром воздуходувки.

2.2. Конфликтующая пара. Изделие – пыльца и лепестки. Инструмент-ветер (сильный, слабый).

2.3. Схемы ТП.

ТП-1: сильный ветер

ТП-2: слабый ветер

2.4. Выбор ТП.

Главная цель системы – перенос пыльцы. Выбираем ТП-1.

2.5. Усиление ТП.

Необходимо обеспечить разъединение положения лепестков при очень сильном ветре.

2.6. Модель задачи

Даны лепестки, пыльца и очень сильный ветер. Очень сильный ветер соединяет лепестки. Необходимо обеспечить разъединенное положение лепестков при очень сильном ветре.

3.1. Выбор изменяемого элемента. Икс-элемент.

2.6. (уточнение). Даны лепестки, пыльца и очень сильный ветер. Очень сильный ветер соединяет лепестки. Необходимо найти такой икс-элемент, который обеспечивал бы разъединенное положение лепестков при очень сильном ветре.

3.2. ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, обеспечивает разъединенное положение лепестков при очень сильном ветре.

3.3. Оперативная зона.

Х-элемент в прилепестковом объеме (включая и сами лепестки).

3.4. Оперативное время.

Все время действия очень сильного ветра.

3.5. Усиленный ИКР.

Измененный воздух у лепестков, не мешая переносу пыльцы при очень сильном ветре.

(3.5. Предельный ИКР. Лепестки сами разъединяются при очень сильном ветре).

3.6. Макро-ФП.

Измененный воздух в ОЗ должен нейтрализовать очень сильный ветер, чтобы лепестки оставались разъединенными, и не должен нейтрализовать ветер, чтобы осуществлять перенос пыльцы.