Занятие 6-0 Часть 1. Часть 2. Вепольный анализ. Изобретателями не рождаются ! Ведущий: Кондраков И.М
Как обнаружить под слоем штукатурки гвоздь ? Есть гвоздь ( В1 ) + штукатурка ( В2 ), использовали магнитное поле (магнит), которое притянется к гвоздю. Как в стакан налить послойно разные цветные жидкости ? Есть жидкость ( вещество В1) и стакан ( вещество В2), ввели дополнительно тепловое поле – налили слой – заморозили и т.д. В центре города обнаружили старую проржавевшую авиабомбу (В1). При попытке её вывезти сработал взрыватель – сдвинулась с места пружина (вещество В2), но боёк не дошёл до капсулы. Выстрела не последовало, но опасность многократно увеличилась. Как вывезти эту авиабомбу из города ? Есть пружина ( вещество В1) и боёк ( вещество В2), использовали тепловое поле (заморозили), которое наморозило между пружиной и бойком лёд (вещество Вз ).
К ак узнать о том, что закончился бензин в топливном баке ? Есть полупустой бак (вещество В1 ) и бензин (вещество В2 ), но нет поля…, которое сообщит нам (подаст сигнал в виде поля), что в баке закончился бензин. Бросим в бак пингпонговый мяч ( Вз ), который будет стучать по стенкам бака, получая сигнал в виде звукового поля от пустого бака. Как избавиться от водорослей, которые развелись в фермерском пруду ? Причём, своими верхушками они покрыли всю водную поверхность так, что невозможно стало плавать даже на лодке. Есть вода (вещество В1) и водоросли (вещество В2) и есть поле силы тяжести, которое заставляет водоросли «стоять» в воде вертикально. Откачаем из пруда часть воды, часть водорослей будет в плавучем состоянии и так замёрзнет зимой. Теперь нужно добавить воду и лёд, т.к. он легче воды, оторвёт от дна водоросли и поднимет их на уровень воды в пруде. При перевозке жидкого гелия в дьюаровых сосудах по железной дороге, он от тряски плещется и испаряется, что может привести к аварии. Как быть ? Есть жидкий гелий ( В1 ) и стенки сосуда (В2). Гелий, ударяясь о стенки, плещется и испаряется. Введём мелкие, лёгкие шарики поверх поверхности гелия в сосуде, плескание гелия прекратится.
ОТ «ЧЁРНОГО («любящего») КАМНЯ» ЧУ-ШИ К ВЕПОЛЯМ Пример 2. Чтобы попасть в город, все гости должны были пройти по мостовой, вымощенной из «чёрного камня» чу-ши ( О ( П) ). Если в город проникал лазутчик ( О 1 ) со спрятанным под одеждой оружием ( В 2 ), то вдруг какая-то неведомая сила ( П маг. ) притягивала его к мостовой. Стражники сразу безошибочно определяли лазутчика. Китайцы знали секрет «чёрного камня» и использовали его свойства для выявления лазутчиков ( О 1 ), потому что " черный камень " знал своё дело и сам выделял лазутчиков. А секрет был прост - мостовая была вымощена из магнитного железняка, который притягивал к себе железные предметы ( В 2 ). Почему китайцы его так называли? Потому что любящее сердце, как магнит, притягивает к себе. Китайцы сравнивали магнит с нежным, наполненным большой любовью, материнским сердцем, которое оберегает, привлекает своих детей. Уловив закономерность в предыдущих примерах, вы уже поймёте, что следует делать, если даны два вещества или поле и вещество… Пример 1. Имеются различные детали, выполненные из пористого немагнитного вещества ( О 1 ). Нужно рассортировать их. Как быть? А решили эту задачу так : все детали ( О 1 ) засыпали ферромагнитным порошком ( В ф ), который заполнил все поры, осталось только ввести соответствующее поле – магнитное, т.к. у нас есть ферропорошок, а потом провести сепарацию деталей - отделение с помощью магнитного поля ( П маг. )... Как сделать изобретение ?
Пример 3. Когда враги заняли город, в котором правил Тимур, они узнали, что он жив и пообещали вознаграждение за его голову. Тимур решил отомстить захватчикам, но с ним была всего горстка солдат. Как быть ему, чтобы выполнить свою задумку? Чтобы уничтожить врагов, Тимуру нужна была армия ( В1 ), но её не было, поэтому оставалось одно - превратить себя ( В2) в непобедимую армию. А это возможно, если создать временную систему из себя, «невидимых солдат своего войска» ( В 1 ), сдаться в плен ( О ( П ) ) и таким образом прийти ( П мех. ) безпрепятственно со своей «непобедимой армией» ( В 1 ) в стан врагов ( О 1 ). Тимур предварительно заразил себя чумой ( В 3 ). Так он смог отомстить своим врагам. Как сделать изобретение ?
В чём их похожесть? - Во всех случаях сначала были только объекты- изделия : разные детали с порами, лазутчик с оружием или враги ( О 1 ) Тимура. Детали заранее засыпали ферромагнитным веществом в виде порошка ( О 2 ), который заполнил поры, а лазутчик уже имел под одеждой оружие из железа ( О 2 ), Тимур заразил себя чумой ( В 2 ). Затем, для совершения полезной работы - сортировки деталей, дополнительно ввели еще магнитное поле ( П маг. ), а «чёрный камень» уже имел магнитное поле, которое взаимодействуя (показано стрелкой) с ферромагнитным веществом ( О 2 ) - порошком или оружием, притягивает их к себе, потянув (показано на схеме стрелкой) за собой - в одном случае детали, в другом – оружие ( В 2 ) лазутчика ( О 1 ), а Тимур сдал себя в плен, т.е. сам пришёл ( переместил себя ) к врагам ( П мех. ). Справа от двойной стрелки ( ===> ) (заменяющей слова " Чтобы получить решение "), показано что нужно сделать, чтобы от « было » прийти к « стало ». Таким образом каждый раз мы достраивали исходную систему «было» до полного веполя («стало»). Отсюда следует, что невеполь, - это когда в системе нет поля и ещё одного вещества. А неполным веполем будет система, когда будет недоставать только ещё одного вещества.
Рецепт : итак, берём немного вещества, добавляем поле, заправляем целью, доводим до « кипения » и получаем изобретение ! При решении изобретательских задач было замечено, что в задачах всегда присутствуют какие-то поля, вещества и среда (то же вещество или поле), они взаимодействуют между собой и в результате появляется, как в сказке, (техническая система - машина, устройство, «волшебное вещество», и т.д.), которые выполняют функции, нужные нам в конкретном случае для решения данной задачи. Эта «троица» - вещество, среда и поле и легла в основу нового инструмента для создания изобретений – вепольного ( ве щество + поле ) анализа, позволяющего с помощью символов, похожих на запись «химической реакции», записывать решение изобретательской задачи. Вот так просто на первый взгляд.
Таким образом, мы получаем структуру, состоящую, как минимум, из трёх элементов, позволяющих выполнить, как минимум, одну функцию. Причём, эта структура работает до тех пор, пока есть взаимодействие, т.е. это временная структура. Такие структуры в ТРИЗ называют веполями ( ВЕ щество + ПОЛ е ). Альтшуллер Г.С., Гаджиев Ч., Фликштейн И. Введение в вепольный анализ. Рукопись, 1973 г. Итак, каждый раз мы достраивали исходную систему «было» до полного веполя « стало », Отсюда следует, что невеполь, - это когда в системе нет поля и ещё одного вещества. А неполным веполем будет система, когда будет недоставать только ещё одного вещества.
Как известно, пространство ( Пр ) и первичные ( тёмные ) материи ( ПМ ) взаимодействуют лишь тогда, когда их свойства совместимы друг с другом на 100 %, при этом происходит их вырождение в физически плотную материю в виде вещества или полей ( В или П ). Например, изменение мерности от границ зоны деформации пространства к её центру. И, если теперь вдоль этого перепада будет двигаться направленный поток первичных материй, то в этой зоне перепада мерности возникнет «гравитационное поле», хотя гравитационного поля нет. Если в это поле ( П ) поместить вещество – например, шарик (В1), то он упадёт на землю ( В2 ) или покатится по наклонной плоскости : П гр. (Гравитационное поле) Качение (результат) В 1 В 2 Правило 1: если система невепольная, её необходимо достроить до вепольной. Вот так проявляются Физические эффекты, которые используются во многих изобретениях. Как сделать изобретение?
Поле обладает тем свойством, что любой объект (*), фактически вещество ( О ), находящееся в нём, будет двигаться вдоль перепада мерности, т.е. к центру зоны деформации пространства. Падающее на Землю тело будет обладать энергией. Это свойство используется во многих технических системах. Это и есть формула простого веполя. Вместо П гр может быть любое другое поле, а вместо (*) – любое вещество, которое отзывчиво на поле Пгр. и позволяет реализовать заданную цель (ОФЦ) синтезируемой технической системы. Как сделать изобретение? Примеры:
Как сделать изобретение ?
Нужно запасти в земле воду, особенно в летний период. Как быть? Для того, чтобы земля запасала (П) влагу (О 1 ), в неё закапывают пористые материалы (В 2 ) (авт. свид. № 1049014). Как измерить длину ядовитой змеи, находящейся в террариуме? Известно, что даже обычный водяной удав легко заглатывает лягушек. Но вот в Египте, по описаниям Геродота, есть вид лягушек обычных размеров, но решивших для себя как предотвратить заглатывание их удавами. Что они «придумали» в процессе эволюции?
Объединив три объекта в систему в веполь, мы сможем достичь ОФЦ (Основная Функция Цели). Причём, система работает тогда, когда её элементы находятся во взаимодействии друг с другом. Отсюда следует, что веполь – это временная система, предназначенная для преобразования потоков Э нергии, В ещества или И нформации, воздействующих на обрабатываемый элемент, с целью получения заданного результата. Один из элементов, который нам необходимо усовершенствовать, обработать, измерить и т.п., будем называть фокальным объектом (т.к. он находится как бы в фокусе нашего внимания) или изделием ( О 1 ), а тот объект, который производит действие над ним – инструментом ( О 2 ).
Таким образом, третий элемент вводится тогда, когда нет возможности или не нужно воздействовать напрямую. Например, один продвинутый водитель возил с фермы на молокозавод молоко. Но каждый раз он заезжал в продуктовый магазин, покупал два килограмма сливочного масла, бросал его в цистерну с молоком и ехал на завод, где он сливал молоко, а потом ставил машину в гараж. И каждый раз молоко, полученное на ферме, на несколько процентов имело меньшую жирность. Чем это можно объяснить? Водитель покупал масло ( О 2 ) и бросал его в молоко ( О 1 ), а затем ехал на завод по отечественным дорогам, его машина подвергалась постоянной тряске ( П мех. ). После слива молока он уезжал в гараж. Приставленная к нему милиция ничего не обнаружила, а отметила, что он пытался увеличить « жирность» молока путём сброса в него масла. В гараже уже, где его никто не контролировал, водитель со дна цистерны забирал уже вдвое больше масла… Таким образом в пути водитель сбивал масло.
Другой аналогичный пример: Водитель перевозил спирт в автоцистерне, но когда он приезжал на склад, при сливе всегда не хватало 10 литров. Как это может быть? Итак, есть исходная система – неполный веполь : при сливе спирта (О 1 ) на него действует сила тяжести ( П гр. ): П / гр. О 1. Для получения решения нужно достроить исходную систему до полного веполя, т.е. ввести дополнительно еще О 2 – инструмент, который обрабатывал бы изделие О 1. Но, как оказалось, на десять литров спирта ( О 1 ). П гр. поле «не действует», т.к. образуется некое комплексное вещество О 1 х О 2 за счет свойств О 2.
Правило 2: если достройкой веполя заданный результат не получен, необходимо развивать инструмент (О 2 ) в самостоятельный веполь до тех пор, пока будет получен заданный результат. Такие веполи называются цепными. Изобретение по правилам…
Видоизменение правила 3. Для того, чтобы получить от системы ещё одну или несколько заданных функций, нужно развернуть инструмент в самостоятельную временную систему, введя или выполнив из неё недостающий элемент. Пример 8 : По Авт. свид. № 1093295 предлагается заменить простой деревянный кол (О), к которому подвязывают вьющиеся растения (О 1 ) разъёмными конусами (О 2, О 3, О 4 …), нанизывая их друг на друга по мере роста лозы так, чтобы стебель остался внутри этой телескопической стойки. Проще говоря, изобретатель лозу и кол сделал элементами одной системы: изменение в лозе ( её рост (П)) вызывает изменение в колу (его высоту ).
Пример 7 : н ужно усовершенствовать молоток так, чтобы повысить его КПД. Как быть, если с увеличением длины ручки тратится больше энергии на его подъём для удара? В исходной системе есть молоток (О 2 ), изделие (О 1 ) и поле механических сил – мускульная сила, поднимающая молоток. В соответствии с правилом разделим молоток - ударную часть (О 2 ) и ручку на части - (О 3 ) и (О 4 ). Например, сделаем ударную часть(О 2 ) из двух частей, чтобы при подъеме (О 2 ) становилось легкой, а при опускании тяжелой. Для этого выполним одну часть в виде полости, наполненной ртутью или свинцовыми шариками, а другую - цельной.
Правило 4 : если невозможно напрямую воздействовать на вещества О 1 или О 2, в них или в окружающую их среду вводят добавки ( внутренние или наружные ) в виде вещества О 3 отзывчивого на П 1.
Пример 9: чтобы тяжелобольной, например, с переломами или с ожогами на теле, не испытывал дополнительные боли, его укладывают на операционный стол, выполненный в виде матраца, наполненного жидкостью. Но необходимо, чтобы на время операции его тело было как бы зафиксированным на столе. Для этого пришлось бы изготавливать стол под форму тела больного. Но это невозможно в условиях клиники. Как быть? Воздействовать непосредственно на воду, чтобы сделать её твердой можно, например, заморозив её. Но это в данном случае неприемлемо. Правило рекомендует ввести добавки в жидкость (О 2 ) - внутренние добавки или наружные, например, ферромагнитные частицы и воздействовать на них соответствующим полем, например, магнитным. В магнитном поле смесь = жидкость + ферромагнитные частицы - станет твёрдой, приобретая форму тела больного. Такие веполи называют феполями.
Правило 5 : е сли нужно что-то измерить или обнаружить в системе, необходимо с ней построить временную систему и пропустить через неё такое поле (поток Э, В или И), чтобы при взаимодействии с её элементами на выходе оно изменяло свои параметры или физическую природу, которые можно измерить или обнаружить.
Если на входе дан веполь или неполный веполь с полем П, а на выходе нужно получить поле П 1, нужно использовать П – П 1 -эффект. Например, если на входе имеется оптическое поле, а на выходе нужно получить звук, то нужно использовать оптико-акустический эффект, т.е. нужно соединить название полей. Пример 10 : наш и предки вокруг городищ возводили крепостные стены. Чтобы взять такой город, враги делали подкопы под стены и проникали в городище. Как наши предки научились выявлять устройство подкопов врагами. Наши предки знали, что при устройстве ходов под крепостными стенами от ударов кирок ( П мех. ) по грунту (В 1 ) возникают механические колебания ( П мех ’. ). Они заранее по периметру стен устанавливали бочки, наполненные водой (В 2 ). Если велся подкоп, то на воде появлялась рябь. По ней и определяли место подкопа, а дальше было делом техники…
Правило 6: Если имеется веполь с вредными связями между взаимодействующими элементами, то для их устранения между конфликтующими элементами О 1 и О 2 вводят третье вещество В 3, являющееся видоизменением одного из конфликтующих элементов или видоизменением конфликтующих элементов. Примеры: гололёд… Но может быть и так: временная система уже создана, но в ней присутствует вредное взаимодействие ( ) между объектами. Как быть в этом случае?
Итак, есть раскаленная ( П т ) плита ( О 2 ) и капля воды ( О 1 ). Если плита теплая, то капля испаряется, т.к. образуется вредный веполь (схема 13, «было»), т.к. нам нужно объяснить почему капля не испаряется. Но вот на раскаленной плите капля катается по ней и очень медленно испаряется, т.е. тепло к капле проходит очень плохо.
Таким образом, между конфликтующими элементами О 1 и О 2 вводят третье вещество В з, являющееся видоизменением одного из конфликтующих, которое подстраивается под одного из них и "принимает огонь на себя ". ( пример судна на подводных крыльях.) Видоизменение воды : пар, вода (вода с пузырьками воздуха), лёд (пористый лёд)…
С позиций закона полноты частей системы для обеспечения минимальной работоспособности системы необходимо и достаточно, чтобы в наличии имелись: рабочий орган - элемент " РО ", обеспе чивающий выполнение основной функции цели ( ОФЦ ) – обработку изделия ( Изд ) ; преобразователь, трансмиссия или трансформатор ( Тр ) протекающих через систему потоков энергии ( Э ), вещества ( В ) и информации ( И ), орган управления ( ОУ ) этими потоками и сам источник потоков Э, В и И – ИП (Источник Питания), который чаще выполняет функцию двигателя ( Д ). Тогда формула любой системы будет выглядеть так: Ту часть, которая является основой любой технической системы, чтобы она функционировала и выполняла полезную работу в соответствии с ОФЦ, назовём модулем – минимальной моделью технической системы. Модуль обычно выполняет функцию инструмента. При подаче к модулю потоков энергии (Э), вещества (В) или информации (И) (как в компьютере), он совершает работу над изделием (Изд.).
Из примера видно, что модуль системы выполняет функции звена из поля П и рабочего органа в веполе : П М. Здесь напрашиваются интересные выводы: 1. С переходом системы, которая работает на уровне механизмов, к работе на уровне вещества, вещество само совмещает в себе функцию модуля. 2. Развитие системы начинается с рабочего органа и им же потом в него и "поглощаются" все остальные элементы, с сохранением в себе функции «инструмента».
Задача 4 Под землёй расположена дренажная сеть (трубы бетонные и т.п.). Время от времени приходится находить определённые места этой сети, например, для очистки. Делать метки на поверхности невозможно. Вычислить эти места – сложно. Как быть ? Задача 12 Семена сорняка плевела и льна схожи цветом, формой и размером. Только одно различие дала природа семенам плевела – едва заметные ворсинки. Нужно отделить семена льна от семян плевела. Как быть ? Спрогнозируйте дальнейшее развитие вашего способа. Задача 13 При шлифовке деталей используют песок, но после шлифовки песок остается в полостях деталей. Как быть ? Задача 29 Как собрать разлитую нефть с поверхности моря ? Задача 30 Как сделать так, чтобы пузырёк воздуха, находящийся в воде, был виден в темноте ? Задача 31 Как предотвратить испарение азотной кислоты из баков ?
Задача 9 Задача 8. Дана обычная пружина – безразлично из какого материала. Нужно существенно улучшить пружину так, чтобы это улучшение было патентоспособным изобретением. Задача 10. По стальной трубе движется уголь. Влажность угля высока, поэтому он прилипает к стенкам. Как быть ? Задача 11. На станции стоит состав, на открытых платформах которого находятся прикреплённые к ним самолёты, но без крыльев. Неожиданно на станцию напали враги, а паровоза нет. Как быть ? Задача 25. Перед соревнованием у боксеров проверяют перчатки на наличие в них твердых предметов. Однажды проверка показала, что в перчатках одного боксера ничего нет, но после боя судьи его дисквалифицировали, т.к. у него в перчатках все-таки оказался твердый предмет. Как это могло случиться ? Задача 7. На поверхности большого постоянного магнита рассыпан тонкий ферромагнитный порошок. Как его быстро собрать ?
