Технология творческого мышления

Но при горении газа длина языков пламени меняется, и не все шейки ампул успевают нагреться до такой температуры, чтобы оплавиться и закупорить лекарство. Часть ампул не запаивается, получается брак. Можно уменьшить скорость движения конвейера, но тогда падает производительность труда. Поэтому попробовали увеличить подачу газа в горелки. Длина языков пламени увеличилась, и все ампулы стали прекрасно запаиваться. Но длинные языки пламени начали касаться и тела ампулы, в котором находится лекарство (рис. 7.2). Лекарство при нагреве портится, опять получается брак. Как быть?

В этой проблеме определение основной функции обычно затруднений не вызывает: ОФ — запайка ампул с целью герметизации лекарства. А вот при записи принципа действия (ПД — нагрев языком пламени) обычно упускают одну очень важную деталь — не указывают, при каких условиях ОФ выполняется наилучшим образом (вспомните задачу о температуре химического раствора!). И тогда возникают затруднения в выборе средства устранения и, соответственно, второго нежелательного эффекта. Между тем и то, и другое будут четко определены, если в условии отметить, что 100-процентная герметизация происходит в длинном языке пламени.

Шаг 1. Техническая система для запайки ампул путем нагрева шейки ампулы длинным языком пламени состоит из конвейера, ящика с ампулами и газовой горелки с длинными языками пламени. В процессе выполнения запайки возникает нежелательный эффект (НЭ1) — нагрев тела ампулы с лекарством. Чтобы устранить НЭ1 — нагрев тела ампулы с лекарством, — можно использовать средство устранения (СУ) — уменьшить длину языка пламени. Однако при этом возникает новый нежелательный эффект (НЭ2) — не все ампулы запаиваются.

Схема задачи:

ОФ — запайка шейки ампул.

ПД — нагрев шейки ампулы длинным языком пламени.

Состав системы — ампула, лекарство, горелка, ящик, конвейер.

НЭ1 — нагрев лекарства.

СУ — уменьшить длину языка пламени.

НЭ2 — нет полной запайки ампул.

Варианты технических противоречий в их крайних состояниях:

Если уменьшить длину языка пламени, то нагрев лекарства исчезает, но появляется неполная запайка ампул.

Если же длину языка пламени не уменьшать, то неполная запайка ампул не возникает, но сохраняется нагрев лекарства.

Шаг 2. Постановка изобретательской задачи:

Не уменьшая длину языка пламени и обеспечивая тем самым полную запайку ампул, устранить нагрев лекарства.

Шаг 3. Определяем оперативную зону (ОЗ) — зону, где происходит конфликт. Для этого еще раз вспомним, что суть конфликта — в нагреве лекарства длинным языком пламени. Таким образом, конфликтная зона — это зона контакта длинного языка пламени с телом ампулы, с той ее частью, в которой находится лекарство. Ситуация аналогична той, которая возникла в задаче о мешалке для расплава стали: тепло от пламени к лекарству передается через стеклянное тело ампулы. И если мы сумеем отделить ту часть длинного языка пламени, которая находится ниже шейки ампулы, от соприкосновения с поверхностью тела ампулы, то лекарство нагреваться не будет.

Шаг 4. Определяем оперативное время (ОВ). Это время Т состоит из времени выполнения основной функции T3, которое полностью совпадает с временем конфликта Т1, так как нагрев лекарства происходит одновременно с запайкой ампул.

Т = T1 = T3.

Как видно из проведенного анализа, в этой задаче все пространство делится на две части, две зоны: в одной — верхней — осуществляется реализация основной функции (запайка шейки), в другой — нижней — возникает НЭ1 (нагрев лекарства). А наличие двух зон фактически исключает возможность возникновения противоречия, так как появляется возможность эти зоны просто отделить одну от другой даже в том случае, если эти действия происходят одновременно. (Детальный анализ возможных вариантов сочетаний элементов ОЗ и ОВ проводится при изучении методики решения сложных технических задач и выходит за рамки данного пособия.)

Шаг 5. Физическое противоречие на макроуровне (М-ФП).

Выше отмечалось, что выполнение ОФ и возникновение НЭ1 происходят в различных частях пространства, поэтому формулирование физического противоречия на макроуровне должно устранить возникновение НЭ1 и может выглядеть так: длинный язык пламени должен касаться тела ампулы, поскольку он обеспечивает полную их запайку, и не должен ее касаться, чтобы не нагревать лекарство.

Шаг 6. Физическое противоречие на микроуровне (μ-ФП), таким образом, сводится к формулированию требований к частицам, которые должны находиться в оперативной зоне:

между телом ампулы и длинным языком пламени во время действия длинного языка пламени должны находиться частицы вещества, которые не будут пропускать пламя к телу ампулы.

Шаг 7. Идеальный конечный результат (ИКР): техническая система должна сама обеспечивать в пространстве между языком пламени и телом ампулы во время запайки наличие частиц, которые не пропустят пламя к телу ампулы.

Шаг 8. Определим свойства, которым должны удовлетворять частицы, чтобы обеспечивались необходимые по шагу 7 требования. Частицы должны: