Законы развития систем. ТРИЗ. Изд. 2-е, испр. и дополненное

– когда функция становится ненужной.

Приведем примеры на свертывание функций.

Пример 5.11.Перевозка шлака

Расплавленный шлак (температура около 1000 

С), образуемый при выплавке чугуна, переливают в ковши на железнодорожной платформе и увозят на переработку. Следует иметь в виду, что переработка жидкого шлака экономически выгодна, переработка твердого шлака нерентабельна. Во время перевозки шлак охлаждается, и на поверхности расплава образуется твердая корка. Чтобы вылить шлак из ковша, в корке специальным копровым устройством пробивают два отверстия. При таком способе вылива 1/3 шлака остается в ковше. Затвердевший шлак выбивают из ковша с помощью отбойных молотков и отправляют в отвалы.

Вредная функция в данной задаче – застывание шлака. Ликвидировать эту вредную функцию было предложено двумя способами: или с помощью обогрева шлака, для чего предлагалась специальная система, или с помощью теплоизолятора в виде крышки.

Система обогрева оказалась очень энергоемкой, крышка предохраняла шлак от застывания, но она оказалась очень тяжелой.

Для открытия и закрытия крышки необходимо было использовать подъемный кран или специальный домкрат. Кран должен ездить постоянно с ковшом, что неудобно и дорого.

Разработка специализированного домкрата оказалась также сложной задачей. Домкрат должен работать при очень большой температуре и в агрессивной среде.

Необходимо свернуть крышку и ее функцию (теплоизоляция) передать другому элементу, имеющемуся в системы, т. е. ковшу и/или шлаку.

Застывшая корка шлака частично обеспечивает функцию теплоизоляции. При наличии корки шлак остывает значительно меньше, но появляется новая вредная функция – корка не пропускает шлак (не позволяет шлаку выливаться). Необходимо свернуть и эту вредную функцию, передав ее также имеющимся в системе элементам. Мы уже использовали корку, которая теперь выполняет полезную функцию – теплозащиту. Но корка создает и вредную функцию – не пропускает шлак. Видимо, устранение этой вредной функции должна осуществлять корка. Это можно осуществить, если делать корку в виде пены. Пена – хороший теплоизолятор и легко разрушается потоком шлака при его выливании. Такую шлаковую пену делают, подавая в струю воды в место падения струи расплава во время наполнения ковша[280 - А. с. 400 621.].

Таким образом, в данной задаче продемонстрировано свертывание путем:

– передачи функции другому элементу;

– ликвидации вредной функции.

Рис. 5.6. Перевозка шлака

Пример 5.12.Дуговая сварка

При дуговой сварке электрод необходимо передвигать. Эта процедура проводится или вручную, или с помощью специального механизма.

Свернем функцию передвижения электрода.

Приведем некоторые решения.

– Предложено в разделку шва укладывать зигзагообразный электрод. По мере плавления электрода дуга перемещается сама[281 - А. с. 66 582] (рис. 5.7а).

– Вдоль шва ставят электроды на расстоянии не более пятна действия дуги[282 - А. с. 285 740]. Ток к электродам подключают постепенно. Дуга перемещается от электрода к электроду (рис. 5.7б).

– Самое идеальное решение перемещать только дугу. Перемещение дуги осуществляется магнитным полем[283 - А. с. 172 932, 221 867.].

Функция перемещения электрода стала ненужной.

Рис. 5.7. Дуговая сварка

Пример 5.13.Свеча Яблочкова

Еще один пример на свертывание функции передвижения можно описать, вспомнив изобретение электрической свечи в 1876 г. П. Н. Яблочковым. Все изобретатели, пытавшиеся применить принцип электрической дуги, открытый в 1802 г. В. В. Петровым, располагали электроды так, что по мере их сгорания электроды необходимо было придвигать друг к другу (рис. 5.8а). Это требовало сложных устройств (регуляторов), которые делали электрическое освещение с помощью дуговых фонарей неудобным и дорогим.

П. Н. Яблочков решил свернуть функцию передвижения электродов.

Он расположил электроды параллельно и поместил между ними электроизоляционную прокладку (рис. 5.8б, в).

Функция перемещения электрода стала ненужной.

Рис. 5.8. Свеча Яблочкова

Таким образом, свертываниефункций может проводиться следующими путями:

– ликвидацией ненужных или вредных функций (пример 5.1 – перевозка шлака);

– передачей функции другой части системы или надсистеме (пример 5.1 – перевозка шлака);

– выполнением необходимого действия заранее, или заменой процесса на более прогрессивный (пример 5.12 —дуговая сварка – а. с. 66 582, 28 5740 и пример 5.13 – свеча Яблочкова);

– когда функция становится не нужной или выявлением более общейфункции и определением других путей ее осуществления, не требующих выполнения первоначальной функции (пример 5.12 – дуговая сварка – перемещение дуги вместо электрода – а. с. 172 932, 221 867);

– выделением необходимой (специальной) функции из системы или подсистемы и созданием специализированной системы (специальные суда, станки), выполняющей эту функцию.

Для функции измерения или обнаружения более общая функция – изменение, т. е. свертывание функций измерения или обнаружения – это осуществление необходимого изменения. В соответствии со стандартом 4.1.1, из системы 76 стандартов на решение изобретательских задач, функция измерения или обнаружения заменяется функцией изменения.

Пример 5.14.Заделка трещин

При появлении трещины в трубе необходимо определить, где эта трещина находится. Свертываем функцию обнаружения – не определяем, где находится трещина, а сразу решаем задачу об ее заделке. Заделать трещину, не зная ее местоположения, можно с помощью химического эффекта. На внешний слой трубы наносится раствор соли металла, а по трубе пускается газ аммиак. При их соединении происходит реакция, выделяющая вещество, которое позволяет заделать трещину[284 - Пат. США 3 709 712.].

Рис. 5.9. Заделка трещин

Возможно и некоторое отступление – частичное свертывание функции обнаружения: одновременное обнаружение и изменение.

Пример 5.15.Течь в холодильнике

Необходимо обнаружить и заделать течь в холодильнике, использующим в качестве хладагента фреон. Горелку проводят вдоль трубы, в месте течи пламя изменяет цвет. Запаивают до тех пор, пока не восстановится цвет пламени.

В наиболее свернутом (общем) виде функции можно представить, как:

– преобразование (переработка);

– передача (обмен);

– хранение (задержка);

– управление этими функциями.

Определение более общей (главной функции) можно проводить в следующей последовательности[285 - Эта последовательность была разработана В. Петровым в 1975 году и излагалась в курсе Системного анализа, который он читал в Институте повышения квалификации судостроительной промышленности и Народном университете научно технического творчества при Выборгском доме культуры в 1975—1985 годах. Опубликована в работах: Петров В. М. Закономерности развития технических систем. – Методология и методы технического творчества. – Тезисы докладов и сообщений к научно-практической конференции 30 июня – 2 июля 1984 г. – Новосибирск, 1984, С. 52—54. Петров В. М. Методика выбора перспективного направления НИОКР. – Л.: ВНИИЭСО, 1985. – 69 с. Петров В. М. Принципы и методика выбора перспективного направления НИОКР в судостроении. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук. – Л.: ЛКИ, 1985. – 20 с.]:

– Определение функции в решаемой задаче.