Задание на работу

Цель работы: проанализировать существующие технические решения, являющиеся изобретениями и предложить технические решения задач, описывающих проблемные ситуации, предварительно сформулировав идеальный конечный результат, техническое противоречие, физическое противоречие и способ преодоления физического противоречия.

1. Провести анализ технических решений, представленных в реферативном журнале «Изобретения и полезные модели» и привести примеры технических решений, относящимся к различным уровням изобретений.

2. Предложить технические решения задач, описывающих проблемные ситуации, предварительно сформулировав идеальный конечный результат, техническое противоречие, физическое противоречие и способ преодоления физического противоречия.

1. Виноградная лоза. Зимой для уменьшения поражения ви­ноградной лозы морозом, лозу снимают с поддерживающей проволоки и при­гибают к земле, удерживая у земли колышками. Можно поставить такой вопрос: как уменьшить трудоемкость этой работы?

2. Как обеспечить подачу газа в шахту. Для ряда операций в шахтах иногда целесообразно использовать горение некоторого рабочего вещества, например, природного газа. Возникает следующая проблема: газ должен быть непрерывно в зоне проведения технологических операций, и избытка газа не должно быть для обеспечения пожарной безопасности. Кроме того, система шлангов и труб длиной в несколько километров является сложной и дорогой.

3. Как делают шоколадные бутылочки с ликером. Такие бутылочки можно получать, например, таким способом: отливать из горячего жидкого шоколада пустотелые бутылочки, после остывания наполнять их ликером и закрывать бутылочку, снова разогревая верх горлышка до жидкого состояния и сжимая горлышко до образования сплошной головки вверху бутылочки. При этом каждая бутылочка создается из двух сплавляемых половинок, для чего вдоль линии соединения этих половинок шоколад снова нужно разогре­вать до жидкого состояния. Этот способ был сложен, дорог и низкопроизво­дителен. Это объясняется тем, что сложны и дорогостоящи формы для залив­ки шоколада. Низкая производительность объясняется медленным процессом наполнения и освобождения форм, медленным процессом соединения поло­винок бутылочки, медленным процессом заливки ликера, необходимостью за­крытия горлышка бутылочки.

4. Свая. Иногда при постройке дома или моста в грунт для создания будущего фундамента во многих местах предварительно забивают многомет­ровые бетонные столбы (сваи). Проблема заключается в том, что верхняя часть почти всех свай, по которой ударяет молот, часто разрушается.

5. Как увидеть сквозняки в здании. В больших строящихся и постро­енных зданиях (склады, заводские цеха) иногда возникают сильные сквозняки из-за соединения потоков воздуха, проникающих через недостроенные про­емы в стенах или через недостаточные уплотнения в вентиляционных систе­мах, трубопроводах и в других местах.

6. Лампочка для Лунохода. Рассказывают, что для прожектора перво­го самоходного аппарата на Луне, называемого Луноходом, в конструктор­ском бюро под Москвой никак не могли подобрать прочный материал для за­щитного стекла. Зная, что на Луне практически идеальный вакуум, из фары прожектора откачивали воздух, но фара не выдерживала атомосферного дав­ления и взрывалась. Если же в фару вводили инертный газ, тогда фара взры­валась в вакууме.

7. Купол Рейхстага. Вы сможете побывать в роли главного архитектора сэра Нормана Фостера, предложившего великолепные идеи для реставрации в Берлине здания парламента Германии (рис.1 и 2).

Идея «По внутренней стороне полусферы купола уст­роен пандус для подъема посетителей на верхнюю смотровую площадку. Как устроить пандус таким образом, чтобы потоки посетителей, идущих вверх и вниз, не встречались?!

8. Ремонт трубопровода (начало). Лопнула труба водопровода! Нужно произвести срочный ремонт, но вода, поступающая под большим напором, не дает закрепить накладку или произвести сварку трещины или разрыва. Пере­крывать воду во всей системе водоснабжения по ряду причин также нецелесо­образно. Острая аварийная ситуация: воду нужно остановить, чтобы произве­сти ремонт трубы, и воду нельзя останавливать по внешним причинам.

.....

9.Киль яхты. Яхта устойчиво идет под парусами благодаря тому, что под ее днищем имеется киль — стабилизатор курса. При заходе яхты в мел­ководную гавань киль мешает подходить к причалу, так как задевает за дно. Что именно нас интересует здесь? Возможность свободно заходить на мелко­водье, не задевая килем-стабилизатором за дно. Сформулируем «администра­тивную» ФИМ: яхта свободно заходит на мелководье, глубина которого чуть больше ее осадки, то есть расстояния от уровня воды до самой нижней точки.

10. Токосъемник трамвая. Токосъемник трамвая часто имеет форму дуги, верхняя часть которой ориентирована поперек провода, по которому к трамваю подается электроэнергия. Дуга подпружинена и постоянно прижима­ется к проводу. Дуга имеет форму, которая позволяет сохранять надежный контакт с проводом на поворотах, однако на прямых участках провод посте­пенно прорезает в дуге углубления. Это может приводить к зацеплению и об­рыву провода. Как уменьшить или даже устранить эту проблему?

11. Вездеходы, перевозящие крупногабаритные конструкции на больших уклонах и по бездорожью, должны иметь высокие колеса и большой клиренс (расстояние от нижней точки колеса до самой нижней точки днища). Но тогда центр тяжести вездехода поднимается, и уве­личивается опасность того, что вездеход перевернется на неровной местности. Чтобы препятствовать этому, вездеход должен иметь центр тяжести как мож­но ниже.

12. Медные проводники на микрочипах. Фирма IBM в 1997 году сооб­щила о возможности замены в микросхемах алюминиевых проводников на медные. Медь лучше проводит ток, и поэтому дорожка шириной в 0, 2 микро­на заменяет алюминиевую дорожку шириной в 0, 35 микрон. Возникающая экономия места на кристалле позволяет в 3 раза увеличить ко­личество электронных компонентов на чипе, повысить быстродействие и сни­зить потребление энергии. Однако, атомы меди диффундируют в кремний, изменяя его свойства и нарушая работу схемы.

13. Гранулы для сбора нефти. Известны пористые плавучие гранулы, хорошо впитывающие нефть. Такие гранулы можно разбрасывать на поверх­ность нефтяных пятен, образовавшихся при утечке нефти из поврежданных танкеров. Проблема состоит, однако, в том, что гранулы легко разносятся'вет­ром и волнами

Контрольные вопросы

1.По каким критериям можно определить уровень решения проблемной задачи?

2.Основные отличия ТРИЗ от других известных эвристических методов.

3.Приведите примеры технических решений, отвечающих требованиям идеального конечного результата.

4В чем отличие технического противоречия от физического противоречия?

5.Приведите примеры известных Вам технических решений, в которых устранены

технические и физические противоречия.

Литература

1.Орлов М.А. Основы классической ТРИЗ. Практическое руководство для изобретательного мышления. - 2-е изд., испр. и доп. – М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2006. – 432 с.: ил.

2. Сорокин А.А., Юдин В.В., Семенова Ю.В. Проблемы выбора технических решений, Учебное пособие, РГАТА, 2005. -

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Рыбинская государственная авиационная

технологическая академия

Кафедра электротехники и промышленной электроники