ТРИЗ для «чайников». Приемы устранения технических противоречий

Певзнер Лев Хатевич

Пример

Клапаны человеческого сердца открываются и закрываются при каждом его ударе, и за время жизни человека – около двух миллиардов раз. Тончайшие лепестки мышечной ткани выдерживают нагрузки, которые не под силу ни одному из известных материалов. Поэтому все попытки создать долговечный искусственный клапан оказались неудачными – рано или поздно они рвались в месте крепления лепестков. Причина – открывание и закрытие клапана происходит под действием силы тока крови. Так работают все клапаны в технике, и никому не пришло в голову, что в природе он устроен «хитрее».

Было

обнаружено, что клапаны в природе открываются не силой тока крови, а с помощью специальных жгутиков, прикрепленных к лепесткам клапана и открывающим под действием наливающейся кровью мышцы его чуть-чуть раньше, чем поднимается давление крови при ударе сердца (систоле). Представим себе, что лепесток клапана – это дверь. Раньше она открывалась резким ударом толпы людей, бегущих то в одну, то в другую сторону. А теперь появились швейцары, которые заранее осторожно распахивают двери перед толпой. Нет резких ударов, толчков, дверь прослужит долго. Использование эффекта «швейцара» позволило создать искусственный клапан, соперничающий по долговечности с естественным клапаном.

Пример

После введения в России антисанкций в 2016 году, компания «Danone» не смогла поставлять йогурты из Дании, но часть производства осталась в России и она не подпадала под санкции. Рост цен на молоко в 2017 году поставил компанию перед необходимостью закрыть производство в России, поскольку продукция становилась нерентабельной. Но в компании нашли решение – компания перевезет 5000 коров из Дании в Россию, что обеспечит ей дешевую сырьевую базу для заводов по производству йогурта.

То есть в этом случае компания не попадает под санкции, поскольку производство молока будет выполняться до процесса перевозки готового продукта из Дании в Россию.

Рис. 15. Завод_Danone в_поселке_Любучаны Чеховского_района_Московской_области

3.1.3. Если некоторая операция в процессе сложна или плохо управляема, или не обеспечивается точность изготовления изделия, проверьте возможность использовать заранее (до процесса) приготовленные заготовки с заданными характеристиками; тем самым разгружается, упрощается и удешевляется основной процесс.

Замечание: (еще эффективнее в качестве заготовок использовать серийно производимые в другом месте детали).

Пример

Для химического производства изготавливают металлические трубы, облицованные изнутри стеклом. Трубы круглого сечения облицовывают центробежным способом: в нагретую вращающуюся трубу подают расплав стекла, центробежные силы равномерно «размазывают» стекло по внутренней поверхности трубы. Поступил новый заказ: нужно срочно перейти на массовое изготовление облицованных труб квадратного сечения.

Предложено помещать внутрь подлежащей облицовке трубы стеклянную трубу с заданной толщиной стенок, запаянную с двух сторон. Затем составная труба помещается в нагревательную печь. По мере нагрева стекло размягчается, и расширение воздуха внутри прижимает мягкую массу к стенкам стальной трубы. После остывания облицованная стеклом изнутри квадратная труба готова.

Пример

Пластиковые

бутылки различной формы выдуваются из стандартных заготовок – преформ, которые 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. На заводе из преформы в специальном аппарате под давлением 40 атм и при высокой температуре в специальной форме выдувается бутылка в соответствии с желанием производителя.

Рис. 16. Пластиковые преформы и процесс изготовления бутылок

Пример

Газоны в США производятся на промышленной основе. Они выращиваются на специальных фермах в виде посадок травы в специально подготовленную почву, а после того как она прорастет и сформируется мощная корневая система, слой дерна с травой срезается и перевозится в то место, где нужен газон.

На подготовленной разровненной площадке укладываются трубы системы орошения. Поверх системы орошения укладывается привезенный дерн с травой, который покрывает систему орошения. Дерн фиксируется к основе площадки деревянными колышками. Через несколько месяцев дерн прочно прирастает к основе, колышки сгнивают и… газон готов.

Рис.17. Укладка газона, выращенного промышленным способом

3.1.4. Если в рабочем процессе необходимо осуществлять регулируемую подачу небольшого количества какого-либо вещества, что вызывает трудности при его дозировании и внесении, то рекомендуется нанести дозируемый материал на мерный носитель (стержень, ленту, лист и другие материалы, или растворить в нейтральном растворе, или размешать с нейтральным наполнителем), а в процессе использовать эти заготовки.

Замечание: если размеры позволяют, то можно заранее разделить его на стандартные дозы (таблетки, гранулы, капли и др.)

Пример

Перед учеными поставили задачу повысить качество кристаллов карбида кремния. Технология получения кристаллов включала особую химическую реакцию газов соединения кремния и углерода, которая и обеспечивала рост кристаллов. А качество кристаллов существенно зависело от точности соотношения этих газов. Но была проблема – использование высокоточных дозаторов усложняет систему.

Ученые нашли решение – подавать в реактор исходные вещества для синтеза в виде газа, в котором углерод и кремний находятся в заданном стереохимическом соотношении. Например, подавать метилтрихлорсилан с атомным соотношением 1:1. А в реакторе этот газ разлагается с выделением компонент в нужном для синтеза соотношении.

3.1.5. Если в процессе работы возникает вредное действие на изделие, то проверьте возможность устранить его простыми действиями после рабочего процесса.