Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Матриця функцій деталей центрифуги
|
|
| № з/п | Функції | Деталі | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| двигун | крон-штейн | оби- чайка | ротор | гайка | вісь | шків | ||
| 1. | Передає момент, що крутить | О | О | О | ||||
| 2. | Крутить двигун | В | ||||||
| 3. | Захищає від розбризкування | В | ||||||
| 4. | Віджимає продукт | О | ||||||
| 5. | Кріпить до осі | В | ||||||
| 6. | Кріпить кришку | |||||||
| 7. | Об’єднує деталь | В |
Аналіз поєднання корисних і шкідливих функцій дає можливість сформулювати готове завдання для творчого етапу – вирішити технічні протиріччя, знайти спосіб усунення або зменшення шкідливих функцій при збереженні пов'язаних з ними корисних. Далі ВРГ визначає функціональну значущість деталей (вузлів) у відсотках, приймаючи значущість всього виробу за 100 %. Ці величини функціональної значущості вузлів зводяться в табл. 6.2., у яку заносяться також економічні дані: вартість
Таблиця 6.2.
Діагностична таблиця
| № | Деталь | Характеристика та експортні оцінки | |||||||
| функціо-нальна значи-мість | трудо-міст-кість | мате-ріало-міст-кість | Ступінь занепокоєння | ||||||
| ТРГ | економ | економ | конструк-торська оцінка | технологічна оцінка | ВТК | споживач | сумарна оцінка | ||
| Двигун | |||||||||
| Кронштейн | |||||||||
| Обичайка | |||||||||
| Ротор | |||||||||
| Гайка | |||||||||
| Вісь | |||||||||
| Шків | |||||||||
| Важіль | |||||||||
| Кришка | |||||||||
| Шків | |||||||||
| Кронштейн | |||||||||
| Кронштейн | |||||||||
| Вантаж | |||||||||
| Шпилька | |||||||||
| Піддон, кільце | |||||||||
| Днище | |||||||||
| Втулка | |||||||||
| Станина |
матеріалу і трудомісткість даної деталі (вузла) у відсотках від загальної вартості виробу. Це дозволяє достатньо об'єктивно встановити черговість аналізу. Якщо значущість вузла велика при щодо малих витратах, його можна вважати благополучним і за відсутності особливих причин розглядати в останню чергу. Якщо ж малозначима деталь (вузол) має підвищену вартість, їй займатися необхідно. Інша група оцінок відображає " рівень неспокою" (у %), що викликається тією або іншою деталлю (вузлом).
Аналогічно діагностичній таблиці, по частинах системи може бути побудована така ж таблиця по технологічних процесах, що враховує значущість: операцій, матеріальні і трудові витрати, рівень неспокою, ступінь браку і т.д. При цьому важливий процес аналізу, дискусії, його супроводжуючі, глибоке проникнення в проблему і, в результаті, формулювання завдань. Обов'язковою стадією аналітичного етапу є оцінка правильності постановки завдання, перетворення і відбір завдань для вирішення. Річ у тому, що, використовуючи ТРИЗ, його інструменти і інформаційний фонд ТРИЗ; колективна творчість ТРГ, можна вирішити більшість завдань із списку, але це безглуздо, оскільки приведе до марної витрати часу через те, що серед них завжди неправильне сформульовані, надумані дублюючі один одного. В першу чергу, це зауваження відноситься до завдань відомим. Необхідно ретельно відібрати завдання для вирішення. У ряді випадків їх слідує, переформулировать. Щоб завдання можна було вирішити, необхідно їх сформулювати в поняттях і моделях ТРИЗ: у вигляді технічних або фізичних суперечностей, репольних моделей. Цю роботу проводить ведучий разом з іншими членами ТРГ, ТРИЗ, що володіють.
Складність формулювання завдань обумовлюється декількома причинами. Одні з них зв'язані ієрархічністю технічних систем, що призводять до того, що дуже часто «хвороба» технічної системи виявляється не там, де болить», а в інших її частинах, причому по-різному.
Інша причина – явище звичного пояснення. За багаторічну практику проведення ФВА не було, випадків, щоб фахівець на питання: «Чому це зроблено так; а не інакше?» відповів, що не знає. Завжди дається якесь пояснення, яке на перевірку нерідко виявляється невірним. Секрет цього криється в психології людини, якої нерозуміння завжди турбує, створює психологічний дискомфорт. Це примушує приймати на віру будь-яке, скільки-небудь правдоподібне пояснення. Досвід показує, що на практиці фахівець майже завжди пропонує для вирішення неправильно поставлене завдання. Постановка завдання – особлива технологія, яку потрібно освоїти. Виявити помилки, переформулировать завдання повинен ведучий. Найпростішим формулюванням завдання є її запис у вигляді небажаного ефекту (НЕ). До них відносяться недостатня ефективність корисних функцій, наявність шкідливих або непотрібних функцій, складність системи, потреба в дорогих і дефіцитних матеріалах, висока трудомісткість, велика частка ручної, важкої праці, недостатня надійність продукції, екологія, брак і т.д. Для кожного небажаного ефекту необхідно сформулювати два завдання: як його не допустити і як його виправити, усунути наслідки.
Серед завдань «на виправлення» зустрічаються як технологічні; так і конструкторські. Відповідно «исправительными» можуть бути як операції технологічного процесу, так і деталі (вузли) в конструкції. Звичайне інженерне мислення сприймає необхідність рішення виправних задач як нормальне явище: раз небажані ефекти існують, їх потрібно виправляти. Але з позиції ТРИЗ рішення виправних задач небажане. Набагато идеальнее не допустити появи нових завдань. З безлічі сформульованих на інформаційному і аналітичному етапах завдань слід вибрати одну або декілька ключових, тобто таких, рішення яких може дати максимальний ефект. Ключове завдання повинне задовольняти наступним вимогам: знімати максимальну кількість небажаних ефектів; усунути максимальну кількість виправних операцій і елементів для їх виконання; виключити підготовчі, такі, що не працюють безпосередньо на кінцевий результат операції (наприклад, попереднє труїть перед покриттям і т.д.).
Виявлення ключових завдань дозволяє зосередити зусилля в найбільш перспективному напрямі, не розпилювати їх. Але найефективнішою процедурою аналітичного етапу є функціонально-ідеальне моделювання (згортання). Воно направлено на формування технічної системи з мінімальною кількістю елементів, але що виконує всі основні функції (тобто максимально наближеною до ідеальної), і досягається шляхом ліквідації всіх елементів (деталей, вузлів, операцій) – носіїв допоміжних (підготовчих, виправних, непотрібних, а по можливості другорядних функцій). Останні передаються елементам, що виконують основні функцій і не підметом згортанню. Згортання відбувається таким чином. Для кожного елементу записується «формула згортання» по схемі: елемент (вказати найменування) можна виключити, якщо (вказати, за яких умов це можливо). Звично умови ці є вимоги до ресурсів (внутрішньо системним, внешне системным і над системным) даної технічної системи. У тих випадках, коли вказані вимоги не можуть бути задоволені відомими засобами, формули згортання перетворюються на формулювання завдань, з яких також можна одержати ключові. Іноді проводиться «експрес - ФВА», завдання якого набагато вужчі. Наприклад: необхідно вирішити одну або декілька актуальних завдань. Одержавши таке завдання, ведучий повинен провести реконструкцію винахідницької ситуації, тобто розглянути і її надсистему. Можлива постановка завдання, як запобігти шкідливому явищу?
§ Творчий етап.
Включає вироблення пропозицій по вдосконаленню об'єкту. Робота починається з сортування завдань, оскільки вони бувають різного творчого рівня:
- завдання, що не містять суперечностей. До них відносяться завдання на усунення зміни ваги, запасу міцності, нераціонального використання матеріалів. Виявити і вирішити ці завдання дозволяють звичайні інженерні знання і список контрольних питань. Рішення цих задач може дати велику економію. Прості рішення простих задач легше упроваджуються і швидше починають давати віддачу;
- завдання з суперечностями, що допускають компромісне рішення, тобто часткове задоволення суперечливим вимогам. До таких проблем відносяться: зниження маси конструкції при збереженні міцності і надійності; підбір оптимальних складів, матеріалів, форми;
- завдання з суперечностями, що не допускають компромісних рішень, можуть бути різного рівня. Завдання невисокого рівня можуть вирішуватися різними прийомами активізації творчості. Допомагає досвід учасників, особливо ведучого. Складні завдання вирішуються методом ТРИЗ. Корисно використовувати ігрові моменти.
§ Дослідницький етап.
Включає попередню оцінку висунутих пропозиції, розробку ескізів і виконання необхідних розрахунків, досвідчену перевірку і аналіз варіантів спільно з фахівцями, що не входять у ТРГ, комплексну техніко-економічну оцінку і відбір найбільш цінних пропозицій для представлення експертам. На цьому етапі сильно зростає роль економіста групи. Він повинен грамотно оцінити ефективність різних варіантів рішень.
§ Рекомендаційний етап.
Включає проведення експертизи пропозицій ТРГ. аналіз висновку експертизи, ухвалення остаточного рішення керівництвом організації, розробку планів по доопрацюванню пропозицій і їх впровадженню. Всі пропозиції розділяють на три групи:
1) що не вимагають при впровадженні серйозних змін конструкції і технології, зокрема, перепланувань робочих площ, заміни дорогого устаткування, і т. п.;
2) що передбачають значну зміну технології, але що не вимагають зміну діючих стандартів;
3) що серйозно змінюють конструкцію, впровадження яких можливо тільки при модернізації або заміні об'єкту, що випускається.
По кожній групі призначаються різні терміни (черговість) впровадження. Пропозиції ФВА включаються в плани організаційно-технічних заходів щодо підвищення ефективності виробництва, плану по новій техніці, плану по економії матеріалів і зниженню трудомісткості.
§ Етап впровадження.
Підрозділи і служби заводу, що одержали планові завдання по впровадженню рекомендацій ФВА, здійснюють цю роботу. Після впровадження рекомендацій служба ФВА бере участь у визначенні фактичного економічного ефекту. Правильна організація ФВА дозволяє реалізувати на практиці системний підхід до удосконалюваного об'єкту, розглянути його з різних позицій: технічною, економічною, можливо, і естетичною.
| Розділ 7. | ІНШІ МЕТОДИ ПОШУКУ ВИНАХІДНИЦЬКИХ РІШЕНЬ |
Потреба у винаходах, масовість участі інженерів, робітників у новаторській діяльності спонукають дослідників на основі аналізу й узагальнень досвіду розробляти нові методи розв'язання технічних завдань, оскільки кожний із використовуваних методів має свої недоліки й обмеження. Поки що для розв'язання різноманітних завдань доводиться застосовувати різні методи.
Крім викладених вище методів, у винахідницькій практиці широко використовують такі методи, як функціонально-фізичний метод конструювання, асоціативні методи пошуку технічних вирішень, метод фокальних об'єктів та ін.
Функціонально-фізичний метод конструювання був розроблений Р. Коллером. Вчений помітив, що в переважній більшості технічних завдань потрібно не винайти або вдосконалити предмет, а насамперед знайти нові способи виконання ним функцій; багато предметів не викликають у людей інтересу, якщо вони не виконують потрібних функцій. Функціонально-фізичний метод конструювання орієнтований алгорітмично і фізично. В його основі лежить аналіз функцій технічних систем та їхніх елементів, систематизований фонд фізичних ефектів, чіткий (алгоритмоподібний) опис процесу пошуку пристроїв, що конструюються.
На думку Коллера, уся різноманітність техніки пов'язана з різними комбінаціями форм існування потоків речовини, енергії й інформації, а в основі перетворення цих потоків лежить невелике число найпростіших або основних операцій. З основних операцій можна скласти будь-який ланцюжок перетворення потоків. У такому випадку завдання конструювання технічної системи зводиться до добору елементів, що будуть виконувати ці операції, зазначити, як конкретно фізична величина перетвориться в іншу фізичну величину, то одержимо елементарну функцію, яку можна зобразити графічно.
Сукупність елементарних функцій дає змогу побудувати функціональну модель технічної системи. За зовнішнім виглядом вона схожа на блок-схему електрорадіопристрою. Однак не завжди можна одержати функціональні структури, елементарні функції яких можна реалізувати відомими технічними пристроями. Виникає необхідність створити щось нове, що задовольняло б вимоги елементарної функції. Але спочатку потрібно знайти фізичне явище, яке б лежало в основі роботи нового пристрою. Для цього Коллер розробив каталог фізичних ефектів. Це свого роду довідник, складений із спеціальних таблиць. За допомогою цих таблиць, знаючи «вхід» і «вихід» елементарної функції, можна підрахувати фізичний ефект для необхідного перетворення. Після того, як знайдено фізичне явище, що забезпечує елементарну функцію, розробляється технічний пристрій, що реалізує його.
Перспективність функціонально-фізичного методу конструювання полягає в тому, що він добре узгоджується з методами автоматизованого проектування.
Р.П. Повілейко - інженер-дослідник із Новосибір-ська запропонував десяткові матриці пошуку (ДМПА). Це матриці, де в горизонтальних і вертикальних рядах використанні якісні показники, що враховуються при проектуванні, і типові прийоми розв'язання завдань. Цікавим є вибір наведених показників і прийомів. Автор проаналізував усі наявні в літературі прийоми розв'язання завдань (їх виявилося 428) і показники (129). З них у результаті порівняльного аналізу було виділені 95 показників і 223 не дубльованих прийоми. За підсумками групування було сформовано 10 рівнозначних груп показників і прийомів. Нижче приведені основні показники, що враховуються при проектуванні техніки.
1. Геометричні показники (довжина, ширина, висота, площа, які займає конструкція в плані і площі розрізу, об'єми, форма).
2. Фізико-механічні показники (маса конструкції та окремих її елементів, матеріалоємність, міцність та інші властивості використовуваних матеріалів, у тому числі нових матеріалів, корозіє стійкість тощо).
3. Енергетичні показники (вид і потужність енергії, привід КПЛ тощо).
4. Конструктивно-технологічні показники (технологічність виготовлення машини, її транспортабельність, складність або простота конструкцій та ін.).
5. Надійність і довговічність (фактори суто технічного характеру — технічна надійність і довговічність, а також співвіднесені з конструкціями такі фактори, як захищеність від шкідливих впливів
середовища; всі фактори, пов'язані з участю людини в роботі, винесені в іншу групу показників).
6. Експлуатаційні показники (продуктивність, точність і якість роботи машини, стабільність її параметрів, ступінь готовності до роботи тощо).
7. Економічні показники (собівартість машини та окремих її елементів, трудовитрати на виробництво й експлуатацію, витрати, втрати тощо).