Курс «Современный ТРИЗ». Модуль «Алгоритм решения инжиниринговых задач АРИнЗ»

Использование шаровых пробок с цилиндрической проточной частью сложилось достаточно давно и, несмотря на попытки использовать технологию с гидравлической раздачей пробки, по-прежнему является ведущей технологией. Такие пробки получили наибольшее распространение. Их цена достаточно низка из всех возможных вариантов. Основной тенденцией является поиск путей к большей унификации и совершенствованию некоторых элементов технологии – литья или ковки, покрытия или наплавки и пр.

Продукт в сегодняшнем состоянии можно отнести, по всей видимости, к середине 3-го этапа жизненного цикла, хотя сам шаровой кран в настоящее время имеет значительную тенденцию к росту и может быть отнесен к 3-му этапу.

Жизненный цикл компании (ЛМЗ)

Чугунные отливки, на которых ранее специализировался завод, чуть не привели его к банкротству в связи с чрезвычайно низкой ценой отливки. После прихода инвесторов на заводе заработала машина для центробежного литья трубных заготовок и после резкого разворота завода в сторону нержавеющих сталей его дела пошли на поправку.

Обобщая выделенные факторы, можно сказать, что линия этого продукта на заводе находится примерно на 2-м – начале 3-го этапа своего развития (т.е. ТС "продолжает развиваться и захватывать новые области").

3.2. УТОЧНЕНИЕ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПОТРЕБИТЕЛЯ

Жизненный цикл потребителя

Арматурные компании, использующие шаровые пробки – это компании по производству и ремонту шаровых кранов. Их количество растет, они организуются в ассоциации (например, Ассоциация производителей шаровых кранов). Их рост зависит от возможности и степени вытеснения арматуры других типов, на которые ранее шаровые краны не претендовали, в частности, клиновых задвижек большого диаметра, а сами они (производители шаровых кранов) зависят от степени давления на них производителей дисковых затворов. Все вместе они зависят от инвестиционной активности и планов по модернизации крупных потребителей, где в наибольшей степени востребованы шаровые краны.

По параметрам оценки жизненного цикла предприятия-потребители арматуры можно охарактеризовать как находящиеся на 3-м этапе. Они, как правило, большие, стремятся к давлению на своих поставщиков, закупают по низким ценам, стремятся создавать значительные барьеры для входа, что характерно для 3-го этапа рынка. Эта основная линия продолжается и до возможных производителей шаровых пробок, хотя и не так активно.

Этап развития рынка потребителя

Наличие большого числа западных и китайских компаний, производящих и поставляющих шаровые краны, привело к размыванию рынка в целом и появлению большого числа разнообразных решений в т.ч. и по шаровым пробкам.

Использование достаточного большого количества технических решений показывает, что рынок испытывает некоторое развитие, однако, связанное в большей степени с достижением стабильности и надежности в работе шаровой пробки как части технической системы. По мнению экспертной группы его отнесли к уровню конца 2-го – середины 3-го этапа.

3.3. СОЧЕТАЕМОСТЬ ПРОДУКТА – КОМПАНИИ-ПОТРЕБИТЕЛЯ

Определение сочетаемости триады "Продукт – Компания – Потребитель (Рынок)"

В соответствии с приведенными вариантами сочетаемости рынка, их взаимодействие должно определяться закономерностям 2-го- 3-го этапа, см. вставку.

ВСТАВКА

Второй этап рынка

На втором этапе интерес к опробованным решениям возникает у больших компаний или могущественных дилеров. Если потребитель говорит «да», то, без сомнения, за заказы начинается борьба и привлекаются все новые «участники соревнований». Дилеры с широкими сетями будут интересоваться продвижением продукции и частично использовать решения.

Рис. 7. «Продукт – Рынок – Компании», второй этап рынка

Третий этап рынка

Количество потребителей растет, а вместе с ними растет конкуренция, цены создают возможности для роста, стандартизируется продукт.

Рис. 8. «Продукт – Рынок – Компании», третий этап рынка

ЛМЗ перенес трудные времена, что соответствовало 4-му этапу рынка, но рынок нержавеющей стали в применении к арматуростроению и шаровым кранам, в частности, находится на 3-м этапе. Однако приход зарубежных компаний оживил рынок, принеся новые свежие идеи, подтолкнул существующие на Российском рынке компании искать и создавать продукцию как минимум 2-го этапа.

Можно предположить, что цели и идеальное состояние каждого из элементов триады может соответствовать успешному созданию нового продукта, его выводу на рынок и захвату умов потребителей.

ШАГ 4. ВЫДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ РАЗВИТИЯ ПРОДУКТА ПО ЗРТС И ЗАКОНАМ РАЗВИТИЯ УСЛУГ

Выделение уровня развития продукта по ЗРТС:

Нами были выделены несколько законов, которые в наибольшей степени могли бы оказать влияние на развитие шаровых пробок. Это следующие законы:

– динамизация

– повышение управляемости системы

– свертывание системы

– переход в надсистему

– согласование – рассогласование в системе

– переход на микроуровень

– переход моно – би – поли

– дробление

Рассмотрим их подробнее.

Динамизация – шаровая пробка в нынешнем виде является статичным элементом. Ее дальнейшее развитие может быть связано с проявлением эффективности сопротивления в момент действия динамических сил потока.

Повышение управляемости системы – шаровая пробка может согласовывать свое действие с работой шарового крана, например, способствуют также и снижению виброактивности и управляемости работы шарового крана в целом при его закрытии-открытии, демпфировании кавитации, пульсаций потока, собственных упругих волн внутри материала. Можем отметить, что в настоящее время техническая система "Шаровая пробка" находится на более низкой ступени развития.

Свертывание – некоторые элементы шаровой пробки могут свертываться, как и она сама. В частности, во многих случаях используют пробку, отлитую вместе с валом, чтобы избежать поломок соединений и люфтов. Функции отдельных элементов, например, шумоподавляющих и кавитационных пластин, которые ранее были отдельными элементами узла регулирующего шарового крана, передаются в преобразованном виде самой шаровой пробке. Свертывание может происходить и по элементам, которые ранее специально вводились в ближайшие к шаровой пробке подсистемы шарового крана. В частности, вибрация всегда ослабляет соединения шара с валом и влияет на долгосрочную надежность работы шарового крана. Шаровая пробка могла бы взять на себя часть функций по снижению передачи вибрации, поскольку именно она воспринимает вибрацию от потока. Отметим, что это решение частично применяется и имеет перспективу для развития.

Для литья свертывание также эффективно проводить и по технологическому процессу, (см. п. Методика 3 – Совершенствование технологического процесса). В частности, мехобработка заготовок шаровых пробок с достижением сферической поверхности, их упрочнение термической, химико-термической обработкой, наплавление износостойкого слоя занимает большую часть нормо-часов при изготовлении шаровой пробки. Однако многие из этих видов обработки могут быть взяты на себя простой операцией литья.

Переход в надсистему – шаровые пробки либо исчезают и их функции передаются другим частям системы, либо они развиваются дальше и берут на себя часть новых потребительских свойств системы. Решение частично применяется и близко к алгоритму свертывания.

Согласование – рассогласование – действие шаровой пробки должно особенно усиливаться в момент приложения динамических сил или вредного влияния потока (абразивного износа, кавитации, пульсаций, гидроударов и пр.).

Переход на микроуровень – подсистемы шаровой пробки, в частности, такая как материал, должны работать на всех уровнях (к примеру, это уровни макро и микроструктуры стали).

Переход "моно – би – поли" – сталь может развиваться и дальше в сторону повышения анизотропности свойств, реализуемых различными фазами, входящими в ее макро и микроструктуру. Различные варианты упрочнения поверхности или перехода к твердым наплавленным поверхностям частично применяются.

Дробление – для повышения эффективности работы шаровой пробки дробление единого шара на блоки облегчит другие задачи. Например, это может быть обеспечение перехода "моно-би-поли", введение материалов с различными свойствами внутри шаровой пробки, обладающих высокой энергопоглощающей способностью.

Выделение уровня развития продукта по законам развития услуг и экономическим законам

Шаровая пробка по проведенному анализу является главным рабочим органом технической системы "Шаровой кран", а вместе с седлом организуют также и главный рабочий орган запорного шарового крана. Для таких систем с экономической точки зрения очень сильно влияние выполнения качественного продукта, его дифференциации и повышения уровня потребительской стоимости, в отличие от вспомогательных элементов системы, главное требование к которым обычно это – низкая цена и достаточный уровень выполнения своих функций.

В формуле оценки путей развития системы "Шаровая пробка", как технико-экономической системы и определяемой как: "Факторы качества\факторы издержек". Основное внимание поэтому мы уделим потребительской стоимости.

Такие системы относятся к системам, где наиболее эффективно предоставление повышенного уровня услуг и стандартного продукта, но с более высоким качеством. Однако, как показано выше, техническая система "Шаровая пробка" недостаточно развивается, в связи с чем можно предположить, что должен появиться эксклюзивный набор свойств и некоторая уникальность в предоставляемом продукте, что соответствовало бы 2-му этапу развития рынка.

ШАГ 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИКР*