Владимир Петров - Законы развития систем

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 276.

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 277(рис. 5.7а).

— Вдоль шва ставят электроды на расстоянии не более пятна действия дуги 278. 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 279.

Функцияперемещения 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).

Функцияперемещения электрода стала ненужной.

Рис. 5.8. Свеча Яблочкова

Таким образом, свертывание функцийможет проводиться следующими путями:

— ликвидациейненужных или вредных функций (пример 5.1 — перевозка шлака);

— передачей функциидругой 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 функциястановится не нужнойили выявлением более общей функциии 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 измеренияили обнаруженияболее 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 280.

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 281:

— Определение функции в решаемой задаче.

— Определение недостатков, связанных с выполнением этой функции в решаемой задаче.

— Определение системы, в которую входит рассматриваемая задача.

— Определение главной функции системы.

— Определение недостатков, связанных с выполнением главной функции системы известным способом.

— Определение надсистемы, в которую входит рассматриваемая система.

— Определение главной функции надсистемы.

— Определение недостатков, связанных с выполнением главной функции надсистемы известным способом.

В случае необходимости определяют наднадсистему и далее аналогично пунктам 6—8 и т. д. Наиболее общую функцию называют главнойфункцией.

Под недостатками понимаются не только вредные функции, но и ненужные, лишние, недостаточные и избыточные. Кроме того, под вредными функциями мы будем понимать бездействие (холостой ход, простой и т. д.).