поиск аналогов

НАЧАЛО

ПОИСК АНАЛОГОВ

Марк Ткач
© Copyright 2001

Введение

Известно, что развитие общественного производства привело к отраслевому разделению труда. В результате, в различных областях техники, разные коллективы людей, независимо друг от друга, часто решают одни и те же задачи. Кроме того, в результате неравномерного развития различных отраслей техники, многие задачи, возникающие перед изобретателями в процессе их работы, решались ранее другими изобретателями. Выявив области-аналоги, можно использовать готовые технические решения, вместо того, чтобы создавать их заново. Использование аналогии при решении различных задач - это один из способов творческого мышления, который, так или иначе, используют все изобретатели. Основная трудность при этом состоит в том, чтобы найти нужные аналоги. В данной разработке указана конкретная схема поиска областей - аналогов путем обобщения формулировки решаемой задачи.

ПОИСК АНАЛОГОВ ОБОБЩЕНИЕМ ФОРМУЛИРОВКИ РЕШАЕМОЙ ЗАДАЧИ.

Поиск областей-аналогов решаемой задаче проводится по следующей схеме.

1. Записывается техническая формулировка решаемой задачи(Р.З.)
2. Составляется "физическая" формулировка Р.З.
3. Производится обобщение понятий в "физической" формулировке Р.З.
3.1 Выделяем стандартные элементы в описании физической формулировки решаемой задачи
(стандартными элементами являютс операции, применяемые в техническом решении, изделия, над которыми производятся операции, используемые материалы )
3.2 Производим обобщение понятий, обозначающих выделенные элементы.
4. Из обобщенных понятий составляется обобщенная формулировка Р.З.
5. Раскрываетс содержание общих понятий,
путем перечисления конкретных объектов, входящих в объем каждого обобщенного понятия.
6. В обобщенную формулировку Р.З. вместо общих понятий, подставляются конкретные объекты, из числа перечисленных, в результате чего образуются названи искомых областей-аналогов.
7. Достоверность найденной аналогии проверяется наличием общих технических решений у выявленных областей-аналогов.

Рассмотрим поиск аналогов по указанной схеме на конкретных примерах

Пример 1
В области термической обработки металлов существует задача сокращени длительности процесса цементации подшипников большого диаметра, протекающего десятки часов.
Найдем путем обобщени области-аналоги поставленной задаче.
1. Исходную (техническую) формулировку задачи запишем в следующем виде: "Интенсификация процесса цементации подшипников"
2. Заменяем технические термины в исходной формулировке более общими понятиями, отражающими их физическую сущность. Цементация подшипника по своей сути есть процесс введения углерода в его поверхность. Поэтому физическая формулировка задачи будет такой: "Интенсификация введения углерода в поверхностный слой подшипника"
3. Произведем обобщение понятий в физической формулировке задачи.
Этапы выделения элементов, их обобщения и раскрытия содержани обобщенных элементов представим в виде таблицы

Элементы описания задачи	Исходная формулировка	Обобщенная формулировка
Используемые материалы	сталь	металл, материал
Используемые материалы	углерод	Неметалл, химический элемент
Изделия, над которыми производятся операции	подшипник	металлическое кольцо,металлическое изделие
Применяемые операции	Принудительная диффузия углерода в поверхностный слой подшипника	введение химического элемента в поверхностный слой изделия

4. Заменив понятия, составляющие исходную формулировку задачи, более общими получим обобщенную формулировку решаемой задачи.
Интенсификация введения химического элемента в поверхностный слой металлического изделия.
5. Раскроем содержание понятия "химический элемент" перечислением объектов, входящих в его объем. Учитывая, что химических элементов более сотни, перечислим только те элементы, которые расположены рядом с углеродом в таблице Менделеева и широко используются в технике. Такими элементами являются B, Al, Si, P, N, O, H …
6. Подставим найденные объекты в обобщенную формулировку исходной задачи.
В результате, аналогами процессу цементации будут процессы введения названных элементов в поверхностный слой металлического изделия, то есть процессы борирования, алитирования, силицирования, фосфатирования, азотирования… металлов.
Правильность найденной аналогии подтверждается наличием общих технических решений в выявленных областях-аналогах. Такими техническими решениями в данном случае являются проведение окисления перед цементацией(а.с.№ 476340) и перед алитированием(а.с.№ 382766) с целью их интенсификации, цементаци и силицирование с наложением ультразвука с той же целью и др.
Области химико-термической обработки являются близкими аналогами и поэтому перенос технических решений из одной области в другую достаточно очевиден, хотя на каждое из вышеуказанных технических решений были выданы авторские свидетельства.
Выберем более далекий аналог процессу цементации - процесс насыщения поверхностного сло металлических изделий водородом, протекающий при трении металлов в условиях смазки. Из изучения закономерностей этого процесса известно, что наводораживание поверхности металлов идет быстрее при повышении температуры, наличии растягивающих напряжений, в процессе циклической деформации и т.д. Из этих технических решений первые два используются, последнее является новым и его можно опробовать для интенсификации процессов химико-термической обработки.
Пример 2
При полете самолета во влажной холодной атмосфере происходит его обледенение, что приводит к увеличению веса самолета, ухудшению его управляемости в полете и другим вредным явлениям. Соответственно, возникает задача борьбы с обледенением самолета. Найдем с помощью схемы обобщения аналоги поставленной задаче.
1.Запишем техническую формулировку Р.З
Устранение оледенения самолета, образующееся при его полете во влажной холодной атмосфере
2.Составим "физическую" формулировку Р.З.
"Физическая формулировка" задачи составляется путем замены в технической формулировке задачи специальных технических терминов, терминами, выражающими их физическую сущность. Таким образом, производится первый этап обобщения формулировки решаемой задачи.
Физическая формулировка Р.З.
Устранение ледяной корки на поверхности самолета, образующейся при его движении во влажном холодном воздухе
3.Произведем обобщение понятий в "физической" формулировке Р.З
3.1 Выделяем стандартные элементы в описании физической формулировки решаемой задачи
3.3 Производим обобщение понятий, обозначающих выделенные элементы.
Этапы выделения элементов и их обобщения представим в виде таблицы.

Таблица 1

Элементы описания задачи	Исходная формулировка понятия	Обобщенная формулировка понятия
Используемые материалы	ледяная корка	Оболочка
	дюралюминий	1.металл 2.материал
	влажный, холодный воздух	1.газ 2.среда
Изделия, над которыми производятся операции	самолет	1.транспортное средство 2.металлическая конструкция 3.тело
Применяемые операции	Движение во влажном, холодном воздухе	1. контакт с подвижной влажной, холодной средой 2.контакт с внешней средой

4. Составим обобщенную формулировку решаемой задачи путем замены понятий в исходной формулировке задачи найденными более общими понятиями.
В результате, мы получим несколько вариантов обобщенных формулировок решаемой задачи, имеющих разную степень обобщения.
Формулировка 1
Устранение обледенения транспортного средства, образующегося при его движении во влажном холодном воздухе
Формулировка 2
Устранение обледенения металлической конструкции, образующегося при ее контакте с подвижной влажной средой
Формулировка 3
Устранение оболочки с поверхности тела, образующейся при его контакте с внешней средой
Чем больше степень обобщения, тем больше область, поле поиска, с одной стороны, с другой стороны, повышается "уровень шума" при поиске. Это затрудняет поиск, но чем дальше область- аналог от исходной, тем более оригинальное решение в ней можно найти.
5.Раскроем содержание общих понятий
путем перечисления конкретных объектов, входящих в объем каждого обобщенного понятия.

Таблица 2

Обобщенное понятие	Объекты, входящие в объем понятия
Транспортное средство, движущееся во влажной холодной среде	Самолет, морское судно, автомобиль,
Металлическая конструкция, контактирующая с подвижной влажной холодной средой	Мосты, опоры электропередач, электропровода, трубопроводы, холодильная техника, решетки кондиционеров, водозаборных устройств
Оболочка, образующаяся на поверхности тела, при его контакте с внешней средой	Ледяная корка, ржавчина, окалина, накипь

6. В обобщенную формулировку решаемой задачи вместо общих понятий, подставляем конкретные объекты, из числа перечисленных, в результате чего образуются названия искомых областей-аналогов.
Заменив в формулировках N1 и N2 понятия "транспортное средство" и "металлическая конструкция" понятиями из таблицы 2, получим названи следующих областей- аналогов:
Устранение обледенения с поверхности морских судов, мостов, опор электропередач, электрических проводов, холодильной техники.
Выберем, например, в качестве аналога последнюю область:
"Устранение обледенения с поверхности холодильных установок".
Из этой области можно попытаться заимствовать технику "No Frost", используемую для предотвращения образования "снежной шубы" на металлических частях в холодильных камерах .
Полученные области-аналоги достаточно близки к исходной задаче и поэтому среди них трудно найти новые оригинальные технические решения. Более далекие аналоги можно найти, используя более общую, третью формулировку.
Устранение оболочки(окалины, ржавчины, накипи) с поверхности тела, образующейся при его контакте с внешней средой.
Здесь необходимо проанализировать технические решения, используемые для предотвращени или удаления слоя окалины, ржавчины с поверхности металла, накипи с поверхности труб.
Например, по а.с.№313872 "серией электрических разрядов вызывают мгновенный перепад температур между поверхность металла и слоем окислов, носящий взрывной характер, который приводит к удалению окислов ".
Известен способ борьбы с накипью, образующейс на стенках паровых котлов или перегонных установок состоящий в том, что в воду добавляют полиакриловую кислоту, которая образует на стенках металлической конструкции тонкую полимерную пленку. Сцепление образующейся накипи с такой пленкой во много раз меньше, чем с металлом. В результате, слой накипи не держится на металле конструкции и отваливается под действием собственной силы тяжести.
Найденные с помощью аналогии технические решения, можно опробовать для борьбы с обледенением самолета.

P.S. Автор понимает, что данна работа нуждается в совершенствовании и интеграции в общую систему ТРИЗ и поэтому с пониманием примет все критические замечания.

вверх

http://www.trizminsk.org/

9 Sep 2001