ПРИЛОЖЕНИЕ 1. АЛГОРИТМ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО АНАЛИЗА ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОЙ
СИТУАЦИИ (предназначен для замены шага 1.1 АРИЗ)
Знаком * отмечены полностью формализованные шаги.
1. Составить список нежелательных эффектов (НЭ) в функционирова-
нии технической системы (ТС), описанной в условиях данной
изобретательской ситуации.
2. Выявить причинно-следственные связи между найденными НЭ.
*2.1. Взять любые два нежелательных эффекта НЭ1 и НЭ2 и сформу-
лировать для них два утверждения:
а) Нежелательный эффект (указать НЭ1) исчезнет, если уст-
ранить нежелательный эффект (указать НЭ2);
б) Нежелательный эффект (указать НЭ2) исчезнет, если уст-
ранить нежелательный эффект (указать НЭ1);
2.2. Выбрать из двух утверждений п. 2.1 правильное.
ПРИМЕЧАНИЕ. Если оба выражения неверны, значит, НЭ независимы.
*2.3. Определить причинно-следственную связь между НЭ1 и НЭ2: НЭ,
стоящий в конце утверждения п. 2.2, является причиной,
а стоящий в его начале - следствием.
ПРИМЕЧАНИЕ: Причинно-следственная связь обозначается стрел-
кой, направленной от причины к следствию.
*2.4. Повторить пп. 2.1 - 2.4 для другой пары НЭ, и так - до ис-
черпания списка НЭ п. 1.
*3. Указать начальный НЭ в установленных причинно-следственных
связях.
ПРИМЕЧАНИЕ. Если таких НЭ несколько, то дальнейшие шаги необ-
ходимо выполнить над каждым из них.
4. Нежелательный эффект (указать НЭ 3) означает, что:
4.1. Необходимо улучшить функционирование;
4.2. Необходимо уменьшить затраты на функционирование (слож-
ность, стоимость, габариты ТС, затраты энергии, трудо-
емкость и т.п.)
4.1. - переход к шагу 6. 4.2. - переход к шагу 5.
5. Указать, выполнение какой полезной функции связано с недо-
пустимыми затратами.
Переход к шагу 8.
6. Нежелательный эффект (указать НЭ 3) означает, что:
6.1. Выполняется вредная функция (ВФ);
6.2. Плохо выполняется полезная функция (ПФ).
6.1 - переход к шагу 7. 6.2 - переход к шагу 8.
7. Провести анализ ВФНЭ.
7.1. Указать ВФ.
7.2. Указать элемент (Э), выполняющий ВФ.
7.3. Указать вредное свойство (ВС) Э, из-за которого он выполняет ВФ.
*7.4. Указать свойство, противоположное ВС (анти-ВС).
7.5. Проверить, будет ли выполняться ВФ, если Э будет обладать
свойством анти-ВС. Если да - возврат к 7.3 и переформулиро-
вание ВС. Если нет - переход к следующему шагу.
7.6. Указать, выполняет ли Э в рассматриваемой ТС какие-либо ПФ.
Да - к шагу 7.9, нет - к шагу 7.7.
7.7. Указать, выполняет ли объект ВФ какую-либо ПФ над Э.
Да - к шагу 7.8, нет - к шагу 9.
7.8. Указать, какую ПФ выполняет над Э объект ВФ.
Далее - переход к шагу 9.
7.9. Составить список ПФ, выполняемых Э.
7.10. Вычеркнуть из этого списка те ПФ, которые будут выполнять-
ся, если Э будет обладать свойством анти-ВС.
ПРИМЕЧАНИЕ. Если после этого в списке останется более одной
ПФ, то выбрать из них ту, которая является следствием ос-
тальных.
7.11. Указать, зачем необходимо выполнить ПФ 7.10.
7.12. Сформулировать 7.11 в виде полезной функции.
Переход к шагу 9.
8. Провести анализ ПФНЭ.
8.1. Сформулировать ПФ, которую необходимо выполнить или улучшить
/назовем ее Ф-у/.
8.2. Определить, что необходимо:
8.2.1. Улучшить имеющийся принцип выполнения Ф-у
8.2.2. Найти новый принцип выполнения Ф-у
Если 8.2.1 - использовать ниже только выражения в скобках.
Если 8.2.2 - не использовать ниже выражения в скобках.
8.3. Указать, зачем необходимо выполнить функцию Ф-у 8.1.
8.4. Сформулировать 8.3 в виде полезной функции.
8.5. Указать, каким известным способом можно выполнить (улуч-
шить выполнение) функции Ф-у.
8.6. Указать основной недостаток Н указанного способа.
8.7. Указать, какой элемент /Э/ выполняет (улучшает выполне-
ние) функции Ф-у в рамках способа 8.5.
8.8. Указать, какое действие нужно выполнить над объектом 8.7,
чтобы выполнить (улучшить выполнение) функцию Ф-у.
8.9. Указать, над какой частью объекта 8.7 необходимо вы-
полнить действие 8.8, чтобы выполнить функцию Ф-у.
8.10. Указать, для какого другого полезного действия над объек-
том 8.9 необходимо его /указать действие 8.8/.
9. Определить, можно ли для решения задачи изменять:
- элемент 7.2 или 8.7;
- объект функции 7.1 или объект 8.9;
- объект функции 7.10.
10. Записать сведения, найденные на шагах (7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.8,
7.10, 7.12), (8.4, 8.6, 8.7, 8.8, 8.9, 8.10).
ПРИМЕЧАНИЕ. Если на шаге 6 НЭ классифицирован как ВФНЭ,
то данные, перечисленные во второй скобке, записывать не нуж-
но. Аналогично, если НЭ - это ПФНЭ, то не нужно записы-
вать данные, перечисленные в первой скобке.
Заменить в записанных сведениях специальные термины.
ПРАВИЛО. Замена термина производится последовательным перехо-
дом к терминам, несущим меньшую психологическую инерцию - от
а) к в):
а) узкоспециальные термины (конвертер, геркон);
б) общетехнические термины (печь, контакт);
в) функциональные термины (нагреватель, замыкалка).
*11. Сформулировать два технических противоречия (ТП) по следующей
форме:
*11.1. Если на шаге 6 НЭ классифицирован как ВФНЭ:
а) Если есть ПФ 7.10:
ТП1: Если элемент (указать Э 7.2) обладает свойством
(указать ВС 7.3), то он хорошо выполняет полезную
функцию (указать ПФ 7.10), но выполняет и вредную
функцию (указать ВФ 7.1), что недопустимо.
ТП2: Если элемент (указать Э 7.2) обладает свойством
(указать антиВС 7.4), то он не выполняет вредную
функцию (указать ВФ 7.1), но и не выполняет полез-
ную функцию (указать ПФ7.10), что также недопусти-
мо.
Необходимо (указать ПФ 7.10), но не (указать ВФ 7.1).
б) Если нет ПФ 7.10:
б1) Если есть ПФ 7.8:
ТП1: Если (указать объект ВФ 7.1) выполняет полезную
функцию (указать ПФ 7.8), то (указать Э 7.2) вы-
полняет вредную функцию (указать ВФ 7.1),что недо-
пустимо.
ТП2: Если (указать Э 7.2) не выполняет вредную функцию
(указать ВФ 7.1), то (указать объект ВФ 7.1) не
выполняет полезную функцию (указать ПФ 7.8), что
также недопустимо.
б2) Если нет ПФ 7.8:
ТП отсутствует.Задача формулируется следующим обра-
зом: Элемент (указать Э 7.2) выполняет вредную функ-
цию (указать ВФ 7.1), что недопустимо. Необходимо уст-
ранить способность (указать Э 7.2) выполнять эту
вредную функцию.
*11.2. Если на шаге 6 НЭ классифицирован как ПФНЭ
ТП1: Если (указать функцию Ф-н = 8.8+8.7), то полезная
функция (указать функцию ППФ = 8.10+8.9) выполняется,
но недостаток (указать Н 8.6) недопустимо велик.
ТП2. Если не (указать Ф-н) то недостаток (указать Н 8.6)
отсутствует, но и полезная функция (указать ППФ) не
выполняется, что также недопустимо.
Необходимо (указать ППФ), но не (указать Ф-н).
12. Перейти к шагу 1.2 АРИЗ. Если решение по АРИЗ по каким-то при-
чинам не устраивает, переформулировать задачу, перейдя к шагу 13.
*13. Сформулировать два новых ТП по следующей форме:
ТП1: Если (указать ПФ 7.10 или Ф-у 8.1), то полезная
функция (указать ПФ 7.12 или 8.4) выполняется хоро-
шо, но найденное решение не позволяет эффективно
(указать ПФ 7.10 или Ф-у 8.1).
ТП2. Если не (указать ПФ 7.10 или Ф-у 8.1) то проблем с
выполнением этой функции нет, но и полезная функция
(указать ПФ 7.12 или 8.4) выполняется плохо, что не-
допустимо.
Необходимо улучшить выполнение функции (указать ПФ 7.12
или 8.4), но не (указать ПФ 7.10 или Ф-у 8.1).
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРИМЕРЫ АНАЛИЗА ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ СИТУАЦИЙ ПРИ ПОМО-
ЩИ АЛГОРИТМА ФАИС.
Проблема: СУШКА БУМАГИ
Заказчик: ИЛКО ЙОКИОЙНЕН, сотрудник фирмы "ВАЛМЕТ",
слушатель семинара по ТРИЗ и ФСА
/Хельсинки - Турку, сентябрь 1990 г./
Мокрая тонкая бумага, типа туалетной, движется вместе с лен-
той-подложкой со скоростью 1500 м/мин (25 м/с) - см. рис. 2. Под-
ложка выполнена из синтетической ткани толщиной примерно 1,5 мм.
Основа ткани выполнена из нитей толщиной 0,4 - 0,5 мм, а сторона,
обращенная к бумаге, имеет короткий ворс (как у фланели, только
более жесткий). Ткань подложки слабо проницаема для воздуха (ес-
ли, плотно прижав губы к ткани, подуть сквозь нее, воздух прохо-
дит, но не очень легко). Ширина полотнища бумаги 3,5 - 5,0 м. Бу-
мага содержит в себе воду, часть которой удаляется механическим
отжимом на валковом прессе. После этого оставшаяся часть влаги
высушивается на поверхности горячего цилиндра (для нагрева ци-
линдра используется пар, температура которого после отвода от ци-
линдра равна 170 градусов (температура везде приведена в градусах
Цельсия)). Кроме того, одновременно с нагревом на цилиндре, бума-
га обдувается горячим газом ( температура газа 500 градусов, по-
догревается он горелками; температура газа после отвода от ци-
линдра 200-300 градусов, содержание влаги 0,2-0,45 кг/кг газа).
Узким местом системы является валковый пресс: именно он
сдерживает производительность. Пресс представляет собой два от-
жимных валка - один гладкий стальной, другой - перфорированный
обрезиненный. Перфорация служит для отвода отжатой воды. Пресс
совершенствуется давно и, похоже, все, что от него можно было по-
лучить, уже получено. Например, нельзя увеличивать давление вал-
ков на бумагу, т.к. это приведет к разрушению мокрой и тонкой бу-
маги.
Однако у самой бумаги есть ресурс: если повысить температуру
содержащейся в ней воды, то за счет СНИЖЕНИЯ ВЯЗКОСТИ этой воды
облегчится удаление ее на валковом прессе. При этом повышение
температуры воды в месте отжима на 10 градусов (с 30 до 40) дает
экономический эффект в несколько миллионов финских марок (от 4,6
и выше). Более сильный нагрев воды в этом месте позволил бы еще
увеличить производительность и дал бы дополнительный экономичес-
кий эффект. На вопрос о предельно допустимой температуре нагрева
воды заказчик осторожно назвал 100 градусов, отметив, что при бо-
лее высокой температуре возможно повреждение синтетической под-
ложки. Нагревать же саму бумагу можно без ухудшения ее свойств до
температуры в несколько сот градусов.
В настоящее время предлагается обдувать бумагу в зоне А (см.
рис.2) горячим газом (200-300 градусов, влажность 0,2 - 0,45
кг/кг газа). Получить его можно, отведя отработанный газ, нес-
колько остывший и увлажнившийся после обдува бумаги на наружной
поверхности горячего цилиндра. Этот газ предполагается подавать в
ящик с перфорированной верхней стенкой. Сквозь отверстия в этой
стенке газ должен поступать непосредственно к бумаге. Зазор между
перфорированной стенкой ящика и бумагой может меняться в нужных
пределах. Предполагается, что почти весь газ будет обтекать бума-
гу и уходить в разные стороны, а проникать сквозь бумагу будет
только маленькая его часть, не более 2%. Поэтому подложка практи-
чески не будет нагреваться.
Однако и в этом случае нагреть эффективно влагу не удастся.
Кроме того, пока бумага перемещается к месту отжима влаги в прес-
се, вода успеет остыть (температура подложки, как отмечалось вы-
ше, практически не изменяется). В итоге вода в месте отжима наг-
ревается всего на 2 градуса, что недостаточно. Как быть?
АНАЛИЗ.
1. Составить список нежелательных эффектов (НЭ) в функционирова-
