ТРИЗ для «чайников» – 4. Микростандарты

2. Эффективность группового свертывания связана с:

– устранением лишних элементов в каждой группе (оптимальность по объему свертывания определяется ростом вредных факторов, возникающих при объединении систем).

Зонтичное построение реализует в полной степени закон развертывания-свертывания[4 - Закон развертывания-свертывания подробно рассмотрен в книге «ТРИЗ для чайников-3», «Законы развития технических систем», том 2.], когда эффективность системы через структурирование одновременно повышается за счет:

– развертывания системы в полисистему, с однородными элементами на самом нижнем уровне;

– группового свертывания, на каждом уровне структуры.

Пример 1
Самолетное шасси – полисистема из нескольких  полисистем колес.

Рис. 11. Грузовой самолет с группами колес

.

Пример 2

У самолета Б-52 четыре пары реактивных двигателей – полисистема из 4-х —би-систем.

Рис.12. В-52

Пример 3

В обществе любая организация, например армия, является зонтичной структурой.

Армия состоит из нескольких дивизий, каждая дивизия – из нескольких полков, полки – из батальонов, батальоны – из рот, роты – из взводов, взводы – из отделений…..

Пример 4

В цехах рафинирования меди технологический процесс построен на основе переноса атомов меди с анода на катод в ванне с электролитом.

При этом процесс реализован в нескольких сотнях ванн, в каждой из которых находится по полтора-два десятка пар катод-анод. Налицо зонтичная структура из двух уровней.

Рис. 13. Пакеты анодов в ванной

Замечание: рост размеров анодов вызывает сложности в электрохимическом процессе из-за отсутствия равномерности переноса атомов металла, увеличение количества пар в ванне усложняет процессы электролиза. Это и определяет степень дробления по группам.

Кроме этого, разбивка по ваннам позволяет сделать процесс непрерывно-дискретным. Дискретность позволяет перезагружать ванны последовательно, в то время как сам по себе процесс производства в цехе непрерывный. Замена анодов в одной ванне мало влияет на производительность цеха в целом, поскольку остальные ванны работают. Такая схема позволяет оптимизировать процесс по производительности.

Пример 5

Зонтичные структуры в солнечной энергетике

Рис. 14. Солнечные батареи в пакетах по 12 штук

Пример 6
Кассетные бомбы.

В большом контейнере размещается несколько сот маленьких снарядов, оснащенных поражающими элементами. Еще в воздухе большой контейнер раскрывается, и пороховой заряд разбрасывает суббоеприпасы, которые, в свою очередь, взрываются от удара о землю. В результате охватывается большая площадь поражения.

Рис.15. Кассетная бомба

1.6. Зонтичные технологии

Зонтичной может быть не только техническая система, но и технология.

Заводу не выгодно поставлять продукцию конечному Потребителю, поскольку он берет отдельные изделия. Гораздо выгоднее поставлять продукцию партиями в центры дистрибьюции. Получая большие партии товаров с предприятия, центры дистрибьюции распределяют их в мелкий опт, или доводят до частника.

МКС 1:

Если есть одно из противоречий:

а. необходимо выпускать несколько разных серий продукции, обработка которых на первых стадиях одинакова, но на завершающих различна;

б. использование мощной системы целесообразно на первом этапе и нецелесообразно на завершающих этапах,

то противоречие разрешается зонтичным применением в технологии, когда первая часть работы выполняется по технологии, обрабатывающей крупные партии, а затем партия разделяется на небольшие группы (серии), для конечной обработки.

Пример 1

Многие дома в США отапливаются дизельным топливом. И тут возникает противоречие. Если автоцистерны будут большими, то неудобно подъезжать к дому. А если автоцистерны будут маленькими, то подъезжать будет удобно, но теряется производительность (расстояние от производителя до потребителя достаточно большое). Для разрешения противоречия транспортировку с нефтеперерабатывающих терминалов и комбинатов на специальные заправки выполняют большие автоцистерны грузоподъемностью в 50 тонн. А развозят по домам ее автоцистерны емкостью в 10—15 тонн, которые достаточно маневренные.

Рис. 16. Автоцистерны емкостью 50 и 15 тонн

Пример 2

Пластиковые бутылки различной формы выдуваются на заводах по производство газированной соды и соков из стандартных заготовок – преформ. Пластиковая заготовка помещается в специальную форму, нагревается и раздувается давлением около 40 атмосфер до получения нужной формы. Форма готовой бутылки соответствует желаниям заказчика. А вот преформы – заготовки – универсальны для всех форм бутылок одного размера. Преформы изготавливаются сотнями миллионов на специальных заводах и поставляются производителям соков, вод и других жидких продуктов, фасуемых в пластиковую тару.

Рис. 17. Преформы и процесс получения готовых изделий

1.7. Высокий старт

В 1941 году, после множества неудачных попыток захватить хорошо вооруженный остров Осмуссаар на пути к Ленинграду, фашисты решили высадить десант на соседний остров Ворсми. Снаряды батарей, расположенных на Осмуссаар, лишь немного не доставали до вражеских десантных кораблей. Как увеличить дальность полета снарядов, как дать им дополнительную энергию? На помощь пришла изобретательность одного из офицеров. Он предложил повысить температуру в погребе с боеприпасами. Рискованно? Да! Но другого выхода не было. Снаряды нагрели до 30

 С градусов. Увеличив начальную температуру пороха, советские воины повысили и удельную теплоту его сгорания. Дальнобойность орудий увеличилась. Большинство из десантных кораблей врага было потоплено, попытка захватить остров была отбита[5 - Изобретатель и рационализатор -1985.-№5].

МКС: Если энергии исходного процесса недостаточно, чтобы достичь необходимых результатов, то необходимо повысить стартовые параметры системы так, чтобы обеспечить выполнение задачи, в частности:

– если процесс связан с выделением тепла и его недостаточно для получения результата надо предварительно нагреть вещества, участвующие в процессе;

– если не хватает кинетической энергии для получения требуемой скорости – необходимо создать исходные начальные условия для ее получения (повышенная потенциальная энергия, дополнительная кинетическая энергия).

Пример 1

Энергии сгорания газа недостаточно, чтобы нагреть металл в мартеновской печи до необходимой температуры, поэтому часть газа сжигают предварительно. За счет его тепла подогревают воздух и газ, которые затем сжигают в печи, обеспечивая более высокую температуру, что дает нужный энергетический режим,

Пример 2