Бесплатный фрагмент - ТРИЗ для «чайников» – 2
Ресурсы. Аварийный анализ. Исследовательские задачи
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.
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.
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.
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.
Глава 1. Классификация ресурсов по Злотину-Вишнепольской
К основным характеристикам любого ресурса относятся:
— вид ресурса;
— источник ресурса;
— количество ресурса;
— ценность ресурса;
— готовность ресурса к использованию.
1.1. Основные виды ресурсов
К основным видам ресурсов относятся — вещественные, энергетические, пространственные, временные и функциональные ресурсы. Специалисты выделяют и другие виды ресурсов — ресурс изменения, системный ресурс, информационный ресурс и многие другие, но мы их пока рассматривать не будем.
Вещественный ресурс
Определение: под вещественными ресурсами понимаются все вещества, которые есть в технической системе или около нее.
Пример
Все живые организмы, переработав пищу, выделяют экскременты. Рыбы не являются исключением, поэтому на дне бассейнов в рыбоводческих хозяйствах скапливается так называемый активный ил, который утилизируют, или, проще говоря, вывозят на свалку — и тратят на это деньги.
На Верх-Исетском металлургическом заводе в подсобном хозяйстве, организованном в бывших очистных сооружениях, выращивали рыбу. Там и образовывался этот активных ил, причинявший хлопоты. А если рассмотреть ил как ресурс — как его использовать? Во-первых, он применим для биоочистки сточных вод городского водного хозяйства. А, во-вторых, он применим в самом рыбоводческом хозяйстве. Для выкармливания мальков не годится комбикорм, которым кормят подрастающую рыбу. Они едят только живой корм, а его надо специально выращивать. Выяснилось, если смешать активный ил с обрывками сетей, в которых выращивают рыбу, то на этой массе активно размножается трубочник, который и является живым кормом для мальков.
Так что в рыбоводческом хозяйстве теперь ничего не пропадает.
/Из опыта работы автора на Верх-Исетском металлургическом заводе/
Пример-анекдот
Как-то Наполеон беседовал с актрисой, и она окончательно осмелев, попросила у Наполеона его портрет на память.
— Нет ничего проще, — ответил император, и дал ей золотую монету со своим изображением.
Энергетический ресурс
Определение: под энергетическим ресурсом понимается любая энергия, которая не подводится извне и не вырабатывается специальной новой системой, а уже есть в совершенствуемой системе или около нее.
Пример
Самые опасные места на дорогах — перекрестки. Особенно в период зимы, когда на дорогах возникает гололед.
Как избежать гололеда? Как обогреть хотя бы наиболее опасные участки дорог? Именно над этим задумались инженеры из автомобильной компании «Даймлер-Бенц». Они предложили обогревать перекрестки устройством, которое использует подземное тепло! Как это работает? Очень просто!
Под асфальтом в землю вертикально вкопаны длинные (около 10 метров) тепловые трубы. На глубине 8—10 метров в мягком климате южной Германии температура не опускается ниже 10 °С. Жидкость, находящаяся в трубе стекает на дно и выкипает. Пары поднимаются поднимаются вверх и конденсируются на верхней торцевой поверхности тепловой трубы. Эта поверхность подогревается, нагервая асфальт, находящийся над ней на перекрестке.
Этого тепла хватает, чтобы обогревать перекрестки и не допустить обледенения. Устройство очень надежно (в нем нечему ломаться!), хотя и дорогое [2].
Пример-анекдот
Не знаю, что за люстру повесили соседи снизу, но благодаря им у меня на кухне теперь есть теплый пол!
Пример-анекдот
Две блохи выходят из ресторана
— Так что, — говорит одна, — пешком пойдем или подождем собаку?
Пространственный ресурс
Определение: пространственные ресурсы — свободное пространство в технической системе или около нее, которое можно использовать для размещения элементов данной системы или для решения поставленной задачи.
Пример
Есть старая легенда о строительстве синагоги в Вильно. В 1630 году евреям с большим трудом удалось получить разрешение на ее постройку. И непременным было условие: она не должна быть выше ратуши. Однако евреям не хотелось уступать. Через некоторое время синагога была построена — и действительно ее высота снаружи была немного ниже ратуши. Условие властей было соблюдено. Но это только снаружи! А внутри пол синагоги находился намного ниже уровня земли, поэтому зал внутри синагоги был выше зала ратуши.
Пример-анекдот
Двое заключенных разговаривают в маленькой камере
— Вы не поверите, если скажу, сколько я платил за такую же комнату в Нью-Йорке.
Временной ресурс
Определение: временные ресурсы — время до выполнения производственного процесса, время самого процесса, а также время после него, если это время возможно использовать для решения возникающих проблем или совершенствования технической системы.
Пример
Чтобы подавать клиенту холодное пиво, бармены в пивных барах держат массивные стеклянные кружки в морозильниках. Когда клиенту наливают пиво, оно дополнительно охлаждается.
Пример
Обычно для стерилизации молока применяют пар или кипяток. Это требует специального оборудования, занимающего производственную площадь, и связано с потерями тепла при подаче энергоносителей к оборудованию.
Фирма Туомо Халонен пропустила по трубам молокопровода электрический ток, который нагревает их и стерилизует молоко. Для повышения эффективности нагрева трубы выполнены из сплава, плохо проводящего электрический ток [3].
Пример
Простым и очень знакомым примером использования временного ресурса является использование рассады. Короткого лета недостаточно, чтобы капуста, помидоры и огурцы созрели, поэтому в теплице или на окне выращивают рассаду. А весной она высаживается на поля.
Пример-шутка
Судья: — Чем вы можете доказать свою невиновность? — Можно подумать?
— Хорошо у вас есть на это 5 лет!
Функциональный ресурс
Определение: функциональные ресурсы — способность технической системы и ее подсистем выполнять, кроме основной функции, некоторые другие функции, которые не использовались ранее.
Пример
При работе процессора выделяется большое количество тепла, а при перегреве он быстро выходит из строя. Поэтому эффективный отвод тепла от процессора — одна из важнейших задач изготовителей современных компьютеров. Особенно сложно это в ноутбуках, где пространство ограничено. Красивое решение связано с использованием тепловых труб, которые быстро и эффективно переносят тепло, выделяемое процессором, на корпус ноутбука. Корпус начинает выполнять функцию радиатора.
Замечание: возможно, для эффективного использования Вам придется изменить форму элементов системы.
Пример
Неожиданный функциональный ресурс нашелся у пчел. Кроме основной функции сбора меда, они активно используются для опыления растений, как на полях, так и в теплицах. В каждой теплице устанавливается 1—2 улья. И пчелы не только мед собирают, но и опыляют растения.
Пример-шутка
Девочка с пирсингом, купаясь в реке, поймала судака на пупок!
1.2. Источник ресурса
Как это ни парадоксально, но ресурсы находятся везде. Можно сказать, что мы живем среди ресурсов. Но, для удобства, дальнейшего анализа мы разделим зоны поиска ресурсов на три группы:
— в самой технической системе;
— в надсистемах, в которые входит данная техническая система, или системах, находящихся рядом;
— во внешней среде.
Определение: ресурсы, находящиеся в самой технической системе, с которой мы работаем, называются ресурсами системы.
Это наиболее доступные для использования ресурсы, применение которых вызывает минимальные изменения в системе и, что важно, как правило, не затрагивают надсистему. Это существенно упрощает внедрение решений по совершенствованию технической системы.
Пример
Проблема приживаемости тканей при трансплантации связана с работой иммунной системы человека. Иммунная система отторгает все чужеродные клетки, поэтому, если человеку пересаживают ткани, то ему необходимо принимать специальные препараты. Но эти препараты вредны для организма.
Избежать приема препаратов можно, если при пересадке тканей использовать ресурс самого человека — его ткани. Например, для пересадки кожи на лицо можно использовать кожу с живота, а для шунтирования сосудов сердца — сосуды из бедра.
Пример
Эта история произошла у берегов Ирландии в 1917 году. Немецкие подводные лодки ночью ставили морские мины, а английские тральщики утром их обезвреживали. На следующую ночь немцы опять ставили мины, а англичане снова их вылавливали, и так несколько дней подряд. Наконец, англичане не протралили фарватер, но сделали вид, что тралили! Очередной ночью немецкая подводная лодка UC-44, по хорошей традиции, пошла ставить мины, и подорвалась на своей же мине, поставленной накануне! В живых остался только ее командир Курт Теппенджоханнс, который был возмущен «безответственной» работой английских тральщиков и все высказал подобравшим его англичанам.
Определение: ресурсами внешней среды называются ресурсы, которые могут быть найдены в окружающей техническую систему природе, то есть земля, вода, воздух и др.
Пример
Проект «Makai Ocean Engineering» предполагает получение электроэнергии в районе Гавайских островов за счет перепада температуры между прогретыми (часто до 25 °С) верхними слоями воды в океане, и температурой холодной воды на глубине (там температура около 5 °С).
Находящаяся в верхних слоях океана теплая вода используется для того, чтобы испарить рабочую жидкость. В качестве жидкости используется аммиак. Аммиак кипит при достаточно низких температурах (равной температуре теплых слоев). При кипении получается пар аммиака, который затем приводит в движение турбину, вырабатывающую электроэнергию. Холодная морская вода, поднимается насосом с глубины нескольких сотен метров и охлаждает отработанный пар, что приводит к его конденсации. Далее процесс повторяется.
Пример
Внешними ресурсами умело пользуются орлы и грифы, которые часами могут парить в воздух, ловя восходящие потоки воздуха.
Каждая техническая система работает в рамках надсистемы (или нескольких надсистем), то есть большей по размерам, и, как правило, по ресурсным возможностям, технической системы.
Определение: ресурсы всех надсистем, в рамках которых работает исследуемая система, называются ресурсами надсистем. Условно, к ресурсам надсистем можно отнести и ресурсы систем, находящихся рядом, хотя и не работающих в надсистеме.
Пример
Уникальную коллекцию почтовых марок и других знаков земской почты сумел собрать Агафон Карлович Фаберже — внук основателя знаменитой ювелирной фирмы Фаберже. Сложность коллекционирования этих марок состояла в том, что марки земской почты имели крайне ограниченное хождение и выпускались местными властями небольшими тиражами. Найти их было очень трудно. А у Агафона Фаберже было одно из самых полных собраний этих редких марок. Получил он эту коллекцию благодаря использованию ресурса находящейся рядом другой системы.
Агафон Карлович воспользовался тем, что находящееся по соседству представительство фирмы «Зингер» задумало переезд в новое помещение. Знакомые рассказали ему о том, что заказы это представительство получало по почте. Весь архив в виде писем, получаемых изо всех российских городов, хранился в подвалах, хотя был уже никому не нужен. Просто письма (естественно с марками!) не выбрасывали, а складывали там. Перевозить их в новое здание никто не собирался, но и тратить силы на вывоз архива никто не хотел. Вот Агафон Карлович и предложил представительству компании «Зингер» вывезти этот архив совершенно бесплатно. А уж снять редкие марки с конвертов было делом техники.
Примеры
Активно используют надсистемные ресурсы и представители живого мира.
Рыбы прилипалы с удовольствием путешествуют на акулах, используя энергетический ресурс для передвижения.
А раки-отшельники используют пустые раковины в качестве жилья, получая вещественный ресурс в виде «дома».
1.3. Количество ресурса
Количество ресурсов в системе, по отношению к потребности в их, может быть достаточным для решения данной проблемы или недостаточным. Для оценки количества ресурса, мы пользуемся тремя категориями:
— неограниченный,
— достаточный,
— недостаточный.
Определение: Неограниченным называется ресурс, запасы которого многократно превышают потребности в нем.
Чем больше имеется ресурса, тем лучше, так как это означает, что у нас, при необходимости, есть резерв для развития системы.
Пример
На дне Тихого океана скопилось около 100 миллиардов тонн железомарганцевых конкреций — руды, в составе которой около 50% марганца и 27% железа. Это практически неограниченный ресурс руды для будущих поколений.
Пример-шутка
Работа не деньги — она никогда не заканчивается!
Определение: Если количество ресурса соответствует потребности в нем, то ресурс называют достаточным.
Пример
В садах или огородах, чтобы не носить воду из реки или колодца для полива растений и деревьев, часто бурят скважину, и из нее качают воду. Производительность такой скважины не очень большая, но ее вполне хватает, чтобы обеспечить садовый участок водой для хозяйственных нужд и полива огорода.
То есть ресурс достаточный.
Пример-шутка
Туристы идут по уссурийской тайге. Из чащи выскакивает тигр. — Без паники, тигр сыт! — спокойно говорит проводник. — Откуда вы знаете?!
— Вы что, не заметили? Туриста Иванова уже полчаса нет!
Определение: Ресурс, который по своим свойствам, функциям, назначению подходит для решения поставленной задачи, но его количества не хватает, чтобы полностью решить задачу, называется недостаточным.
Пример
В США активно развивается использование солнечных батарей, которые устанавливаются на крышах домов. Площади крыши вполне достаточно для установки 10—20 солнечных панелей, способных обеспечить электричеством дом, но… только летом, и только в солнечную погоду.
Ресурс недостаточный, поэтому зимой или в пасмурную погоду приходится «добирать» электроэнергию из сети. Но даже та энергия, которую получает хозяин дома, позволяет ему существенно сократить затраты на электричество.
Пример-шутка
На совещании в Госавтоинспекции:
— Квартальный план по штрафованию пьяных велосипедистов сорван! За 3 месяца, вместо запланированных трех тысяч, оштрафован всего один пьяный велосипедист! Это удар по бюджету!
— Тык зима же, февраль месяц, мы в Мурманске…
Пример-шутка
Греция кричала — приезжай загорать!
Париж кричал — приезжай фоткаться!
А зарплата сказала — иди за грибами, фантазерка!
Использование недостаточного ресурса менее желательно, чем других, поскольку или нет возможности полностью решить поставленную задачу, или необходимо создавать условия для накопления ресурса. То есть использовать дополнительное устройство.
Пример-шутка
Памятка автомобилисту! Водитель, запомни: личный ангел хранитель летает со скоростью не более 100 км/час.
1.4. Ценность ресурса
Ресурсы для с технической системы имеют определенную ценность.
По ценности/стоимости для системы и пользователя — ресурсы делятся на полезные, нейтральные и вредные.
В каждой технической системе есть вредные отходы вещества и энергии. В самой системе могут оказаться вредно действующие на нее вещества и поля. Все это плохо влияет на работу системы и требует дополнительных затрат. Но если придумать, как эти вредные по отношению к системе вещества/поля/возможности использовать — они из вредных становятся полезными для технической системы ресурсами.
Таким образом, по отношению к системе потенциальные ресурсы изначально могут быть вредными, нейтральными и полезными. Разумеется, выгоднее всего использовать вредные ресурсы. С них и следует начинать анализ.
1.4.1. Вредные ресурсы.
Определение: потенциальные ресурсы называются вредными, если они вредно действуют на систему, или являются отходами системы, которые приходится утилизировать и нести из-за этого затраты.
Использование вредных потенциальных ресурсов очень эффективно, поскольку позволяет не только решить поставленную задачу или улучшить работу системы, но и снизить затраты на утилизацию отходов и борьбу с вредными факторами.
Пример
Американские исследователи обратили внимание на то, что свиной навоз богат маслами, похожими на нефть. Этого, к сожалению, недостаточно, чтобы получать бензин, но такое «сырье» подходит для производства асфальта. Расчеты показали, что стоимость получения битума из навоза будет составлять меньше 15 центов за литр. Такое сырье намного дешевле и экологичнее, чем вяжущие на основе нефти. Сейчас новый биоасфальт проходит испытания. Разработка имеет большое практическое значение, поскольку позволяет не только получать дешевый битум, но и нейтрализовать очень вредные отходы. По оценкам ученых ежегодно в мире производится 163 миллиарда (!) литров свиного навоза, оказывающего очень негативное влияние на природу. Это достаточно большие ресурсы.
В данном случае, речь идет об использовании «вредного» ресурса для получения полезного продукта.
Пример
Каналы и пруды быстро зарастают травой, что совершенно недопустимо. Для борьбы с этим используют карпа и толстолобика. Их запускают в каналы и пруды, зарастающие травой. И рыбы быстро очищают водоемы и каналы, используя «вредный» ресурс, чтобы набрать товарный вес [4].
Пример
Это произошло в 1944 году. Фашисты, препятствуя действию советского флота, начали минировать порты Прибалтики. Со сторожевого катера наши моряки видели, как немецкие эсминцы, после установки очередной партии мин, ушли за следующей. Границу минного поля они отметили специальным буем. Но вооружение у катера слабое, воевать с эсминцами он, конечно, не может. Как быть? Просто сообщить разведданные командованию? И тогда командир катера Григорий Давиденко придумал, как использовать вредный ресурс — вражеские мины. Он передвинул буй, а когда эсминцы вернулись, то они подорвались на своих же минах [5].
Пример-шутка
После собеседования
— К себе на работу мы Вас точно не возьмем. Но будем платить тройной оклад, если вы устроитесь на работу к нашим конкурентам!
1.4.2. Нейтральные ресурсы.
Определение: ресурсы, использование которых не влияет на экономические и технические характеристики системы, называются нейтральными.
Пример
В зоне ветров используются ветрогенераторы. Это природный ресурс, использование которого никак не влияет на природу. То есть это нейтральный ресурс.
1.4.3. Полезные ресурсы.
Определение: ресурс называется полезным, если он нужен самой системе, но его часть может быть использована для дальнейшего развития системы или решения новой задачи.
Пример
Все современные автомобили оснащены кондиционерами. Это создает дополнительный комфорт водителю и пассажирам. Но при этом, кондиционер использует полезный ресурс — часть энергии двигателя автомобиля.
1.5. Готовность ресурса к использованию
По степени готовности ресурса к использованию они могут быть готовыми и производными.
Определение: ресурсы, которые могут быть использованы сразу и без изменений, называются готовыми. В большинстве случаев изобретатели используют готовые ресурсы.
Пример
Старая шина — готовый ресурс для изготовления клумбы. Достаточно покрасить снаружи, засыпать внутрь землю и можно сажать цветы!
Пример-шутка
— У вас есть лыжные ботинки 52 размера?
— А лыжи Вам зачем?
Определение: ресурсы, которые получаются из имеющихся после некоторых преобразований, называются производными.
Пример
Давление газа в магистральных трубопроводах — 75 атмосфер. В городские сетях используется газ с давлением 6 атмосфер. Для понижения давления, используют специальные устройства на основе эффекта Ранка. Газ поступает в специальную трубку по спиральной траектории и закручивается. После этого в одну сторону направляется нагретая часть газа, а в другую — охлаждённая. Причем охлаждение достигает 40 °С по сравнению с температурой входящего газа. Этот холод и используют. Рядом со станциями отбора газа из магистральных трубопроводов часто строят большие склады-холодильники.
1.6. Предпочтения при использовании ресурсов
Часто бывает, что в Вашем распоряжении может оказаться много различных ресурсов. Использовать можно любые ресурсы, но если у Вас есть выбор, то рекомендуется следующая последовательность при использовании ресурсов:
а. В первую очередь старайтесь использовать готовые ресурсы. Если готовых ресурсов нет, постарайтесь получить необходимый ресурс на основе тех, что находятся в вашем распоряжении, то есть получите производный ресурс.
Пример-шутка
— Папа, расскажи мне на ночь сказку!
— А ты слышала, о чём мы с мамой в кухне говорили?
— Нет.
— Ну, тогда слушай. «Сказка том, как я на работе задержался»
б. Поиски ресурса следует начинать в системе, затем расширить зону поисков до внешней среды, и, в крайнем случае, искать ресурсы в надсистеме.
Пример-шутка
— А я своей любимой на Новый год подарок под елку положил!
— А она что?
— А она его до сих пор ищет: тайга-то большая!
в. Старайтесь использовать в первую очередь неограниченные ресурсы, которые у Вас имеются в избытке. Вдруг Вам понадобится еще! Если их нет — используйте достаточные ресурсы. Если и это не получается, то воспользуйтесь недостаточными ресурсами, для частичного решения задачи, или постарайтесь найти способ их накопления.
Пример-шутка
— Богато живете — икра на столе!
— Так ведь кабачковая!
— Зато целое ведро!
г. Старайтесь использовать вредные или нейтральные ресурсы. Их использование позволит сократить затраты до минимума или даже получить дополнительный положительный эффект. Если же это невозможно, то воспользуйтесь полезными ресурсами.
д. Постарайтесь не пользоваться дорогими ресурсами.
Как правило, в распоряжении исследователя всегда имеется большое количество бесплатных или очень дешевых ресурсов, среди которых:
— отходы;
— обрабатываемый продукт, особенно если он затем повторно используется;
— отводимое тепло;
— ресурсы внешней среды, если они под рукой или все равно используются.
Возможность использования этих ресурсов рекомендуется проверить в первую очередь, и лишь затем перейти к анализу более дорогих ресурсов.
Краткие итоги главы 1
К основным видам ресурсов относятся — вещественные, энергетические, пространственные, временные и функциональные ресурсы.
Вещественными ресурсами являются все вещества, которые есть в системе или около нее, и их не надо вносить специально.
При этом под веществом понимается и материал системы, и элементы системы в целом, если они использутся, как вещество.
Энергетическими ресурсами являются любая энергия, которая не подводится извне и не вырабатывается специально, а уже есть в совершенствуемой системе или около нее.
Пространственными ресурсами являются пространство в системе или около нее, которое можно использовать для размещения элементов системы или для решения проблемы.
Временными ресурсами являются время до выполнения производственного процесса, время самого процесса, а также время после него, если это время возможно использовать для решения возникающих проблем или совершенствования технической системы.
Функциональными ресурсами является способность системы и ее подсистем выполнять, кроме уже используемых функций, некоторые другие, которые могут быть использованы для развития системы или решения новой задачи. Это могут быть как известные функции системы, примененные в новых местах или по новому назначению, так и новые функции — сверхэффекты 2.
Ресурсы можно найти повсюду: в системе, надсистеме, около системы. Ресурсы, находящиеся в самой технической системе, с которой мы работаем, называются ресурсами системы. Ресурсами внешней среды называются ресурсы, которые могут быть найдены в окружающей техническую систему природе, то есть земля, вода, воздух и др. Ресурсы всех надсистем, в рамках которых работает исследуемая система, называются ресурсами надсистемы.
Количество ресурса в системе, по отношению к потребности в нем, может быть много или мало, поэтому условно мы можем сказать, что ресурс бывает неограниченный, достаточный или недостаточный. Неограниченным называется ресурс, запасы которого многократно превышают потребности в нем. Если количество ресурса соответствует потребности в нем, то ресурс называют достаточным. Ресурс, который по своим свойствам, функциям, назначению подходит для решения поставленной задачи, но его количества не хватает, чтобы полностью решить задачу, называется недостаточным.
____________________________________
2 Сверхэффект — появление неожиданного, в том числе и для разработчика, преимущества сверх ожидаемого результата от внедрения полученного решения задачи.
По ценности/стоимости для системы и пользователя — ресурсы делятся на вредные, нейтральные и полезные.
Ресурсы называются вредными, если они вредно действуют на систему, или являются отходами системы, которые приходится утилизировать. Ресурс, использование которого не влияет на экономические и технические характеристики системы, называется нейтральным. Ресурс называется полезным, если он нужен самой системе, но часть которого может быть использована для выполнения поставленной задачи или развития системы, при условии, что полезный эффект от этого будет превышать ущерб, наносимый системе.
По степени готовности ресурсов к использованию они могут быть готовыми и производными.
Ресурсы, которые могут быть использованы сразу и без изменений, называются готовыми.
Ресурсы, которые получаются из имеющихся после некоторых преобразований, называются производными.
Использовать можно все ресурсы, но если у Вас есть выбор, то рекомендуются следующие правила выбора ресурсов при выборе возможности их использования:
а. в первую очередь старайтесь использовать готовые ресурсы;
б. поиски ресурса следует начинать в системе;
в. старайтесь использовать в первую очередь неограниченные ресурсы;
г. старайтесь использовать только вредные или нейтральные ресурсы;
д. постарайтесь не пользоваться дорогими ресурсами.
Возможность использования перечисленных ресурсов рекомендуется проверить в первую очередь, и лишь затем перейти к анализу других ресурсов.
А главное, помните — Вас окружают ресурсы и у Вас всегда есть большой выбор!
Пример-анекдот
Сельская учительница никак не могла решить, за кого выходить замуж — за тракториста или директора школы.
— С одной стороны — быстрый карьерный рост, с другой — без трактора к школе не подберешься….
Пример-анекдот
Доктор, посоветуйте, что мне делать: муж не любит мою собаку!
— У вас есть выбор — отравить или утопить…
— Кого?!
— Ну, я же говорил, у вас есть выбор…..
Глава 2. Основные приемы использования ресурсов
Как мы уже говорили, ресурсный подход — сильнейший инструмент в руках профессионала, но и начинающие пользователи ТРИЗ могут его успешно использовать. В данной главе я привожу типовые алгоритмы поиска ресурсов, а также примеры их применения.
Каждый из нижеописанных приемов имеет достаточно узкое применение, однако эти приемы позволяют найти близкие аналоги при поиске решений большого числа различных задач. Именно такой подход позволяет эффективно работать с данным материалом начинающим пользователям ТРИЗ!
2.1. Вещественные ресурсы
Вещественные ресурсы — любые материалы, из которых состоит система и ее окружение (надсистема и внешняя среда). Сначала мы рассмотрим наиболее простой вариант использования вещественного ресурса — использование этих веществ без изменений, то есть применение готовых ресурсов.
Однако надо помнить, что Ваши возможности многократно возрастают при использовании преобразованных ресурсов (производных ресурсов). Например, из воды можно получить еще лед, пар, кислород, водород и использовать их.
2.1.1. Анализ доступных готовых вещественных ресурсов
Определите имеющиеся в системе готовые вещественные ресурсы. В их число входят:
— основные элементы системы (детали, корпус и др.) — как правило, эти ресурсы могут дать возможность получить новые функции. Постарайтесь «нагрузить» основные элементы системы дополнительными функциями.
Пример.
В старых марганцево-цинковых батарейках корпус батарейки изготавливался из цинка. Этот корпус служил отрицательным электродом и постепенно растворялся в химической реакции генерирования электрического тока.
(4) — оксид марганца, (5) — электролит, (6) — металлический контакт.
— потоки вещества как внутри системы, так и проходящие через техническую систему, например изделия, обрабатываемые данной системой. Эти вещества (изделия) могут частично быть использованы для разных целей.
Пример
При перекачке природного газа, часть его используется как топливо для компрессоров и других устройств, обеспечивающих энергоснабжение системы.
Бесплатный фрагмент закончился.
Купите книгу, чтобы продолжить чтение.