jestes w:
| TRIZ - ALGORYTM ROZWIĄZYWANIA INŻYNIERSKICH PROBLEMÓW:ARIP-2009 |
|
|
| 16.09.2010. | |
|
TRIZ – ALGORYTM ROZWIĄZYWANIA INŻYNIERSKICH PROBLEMÓW: ARIP-2009
Anna Boratyńska-Sala, Jan Boratyński
Opracowanie na podstawie publikacji G.I. Iwanowa.
Jedną z pierwszych prób dostosowania metod TRIZ do I i II poziomu zadań innowacyjnych jest ARIP-2009 (Algorytm Rozwiązywania Inżynierskich Problemów, wersja 2009) zaproponowany przez Gennadija Iwanowicza Iwanowa.
Pełne zrozumienie algorytmu ARIP-2009 wymaga znajomości TRIZ, a zwłaszcza ARIZ - 85c.
ARIP-2009 składa się z ośmiu części, podzielonych na kolejne kroki.
Pierwsze pytanie prowadzi do zdefiniowania niepożądanego efektu, który należy usunąć lub zmniejszyć jego natężenie. Dalsze pytania prowadzą do uściślenia informacji o niepożądanym zjawisku.
Krok 1.2. Określenie funkcji systemu. Należy tu określić przeznaczenie i fizyczną funkcję tego systemu ( lub podsystemu ) w którym zachodzi niepożądane zjawisko.
Krok 1.3. Sformułowanie istoty problemu. W oparciu o ustalenia kroku 1.1. sformułować problem, jednym zdaniem odpowiadając na pytania: gdzie zachodzi niepożądane zjawisko?
Dla zbudowania takiej wypowiedzi zaleca się skorzystanie z następującego schematu budowy zdania, odpowiadającego na powyższe pytania:
W systemie przeznaczonym dla…(wskazać główną użyteczną funkcję systemu ), w czasie… (wskazać konkretną operację lub proces fizyczny ), w… lub na… (wskazać miejsce, konkretny węzeł konstrukcyjny, detal) zachodzi… ( wskazać niepożądane zjawisko)
Rzecz jasna nie musimy się sztywno trzymać tego schematu, ale sformułowanie problemu musi zawierać informacje o tych czterech elementach problemu.
Część 2. Sprawdzenie problemu na „fałsz” i samousunięcie
Wbrew pozorom często okazuje się, że szkodliwy efekt zachodzi w czasie wykonywania operacji, która po głębszej analizie okazuje się być zbędną. W takiej sytuacji problem kwalifikujemy, jako pozorny (fałszywy)
Sprawdzić, jakie następstwa dla dalszych operacji lub dla działania systemu, z uwzględnieniem nadsystemu i podsystemu, ma ujawniony „niepożądany” i niezlikwidowany efekt. Jeżeli negatywnych następstw nie ma – problem okazał się pozornym. Sprawdzić, czy nie zachodzi samonaprawienie się systemu na dalszych etapach jego działania.
Jeżeli takie zjawisko zachodzi – problem jest pozornym.
Krok 2.3. Sprawdzić, czy nie popełniono pomyłek w przeszłości.
Wyjaśnić, czy zaistniały problem nie jest rezultatem błędów popełnionych w przeszłości w nadsystemie lub podsystemie „wczoraj”. Jeżeli taki błędy rzeczywiście popełniono – podjąć kroki dla ich usunięcia.
Sprawdzić możliwość przeniesienia problemu do nadsystemu, dla którego rozwiązanie problemu jest ważne i korzystne.
Zdefiniować jednym zdaniem niepożądany efekt używając minimum słów, z obowiązkowym użyciem czasownika i rzeczownika.
Znaleźć w systemie konkretne, fizyczne miejsce ( węzeł, detal, element) gdzie najpierw ujawnia się niepożądane zjawisko. Jeżeli w znalezionym miejscu niedopuszczalne jest wprowadzanie jakichkolwiek zmian, to poruszając się po łańcuchu technologicznych kolejnych kroków, znaleźć miejsce, w którym ten zakaz już nie działa. Wtedy to miejsce należy uznać za operacyjną strefę i kontynuować analizę zgodnie z krokiem 3.3.
Krok 3.3. Określenie niepożądanego elementu.
W znalezionym miejscu określić niepożądany element, tj. ten element, który okazał się przyczyna powstania niepożądanego zjawiska.
Niepożądany element może mieć charakter substancji bądź pola. W przypadku pojawienia się kilku niepożądanych elementów wybrać ten, który jest najbardziej „energonasycony” ze wszystkich ujawnionych.
Krok 3.4. Określenie czasu operacyjnego
Określenie czasu operacyjnego oznacza znalezienie tego momentu technologicznej operacji lub fizycznego procesu, w którym zachodzi niepożądane zjawisko.
Krok 3.5. Rysunek strefy operacyjnej
Szczegółowo, z pokazaniem wszystkich elementów i w maksymalnie dużej skali, przedstawić na rysunku strefę operacyjną, (krok 3.2.) niepożądane zjawisko (krok 3.1.), które zachodzi w czasie operacyjnym i niepożądany element. Dla lepszego wykonania rysunku konieczne jest zbadanie i analiza wszystkich zachodzących fizyko – chemicznych procesów w operacyjnym czasie i operacyjnej strefie.
Jeżeli podczas wykonywania kroków 3.5 doszło do jakiegokolwiek udokładnienia, należy wnieść zmiany do odpowiednich kroków.
Krok 3.6. Sprecyzowanie formuły problemu
Wykorzystując informację otrzymaną w krokach 3.1 – 3.5 sformułować udokładnioną formułę (matrycę) problemu wg następującego schematu:
W systemie przeznaczonym dla…(z kroku 2.1. wpisać funkcje systemu)
w czasie… ( z kroku 3.4 wpisać technologiczną operacje lub proces fizyczny )
w lub na…. ( z kroku 3.2 wskazać miejsce )
zachodzi…( z kroku 3.1 wskazać niepożądane zjawisko)
Wskazany porządek formułowania problemu nie jest sztywny. Istotne jest, aby sformułowanie wyrażało podstawowy sens problemu. Porównać warianty formuł otrzymanych w kroku 1.3 i 3.6. Pozostawić ten wariant, który w wyższym stopniu odpowiada rzeczywistości.
Część 4. Analiza resursów substancjalno – polowych.
Krok 4.1. Ujawnienie resursów w strefie operacyjnej.
Wykorzystując rysunek ( krok 3.5.) wyliczyć resursy znajdujące się w strefie operacyjnej.
Krok 4.2. Ujawnienie resursów z pobliża strefy operacyjnej.
Określić substancje znajdujące się w pobliżu lub przylegające do strefy operacyjnej ( krok 3.2) i w operacyjnym czasie.
Krok 4.3. Ujawnienie resursów nadsystemu.
Określić substancje w najbliższym nadsystemie, znajdujące się w czasie operacyjnym i do czasu operacyjnego.
Krok 4.4. Zestawienie tablicy resursów.
Wykorzystując dane zebranie w krokach 4.1, 4.2 i 4.3 zestawić i wypełnić tablicę resursów.
Zaleca się przy tym, żeby resursy wzięte z najbliższego nadsystemu były „spowinowacone” z resursami strefy operacyjnej, albo z resursami strefy zamykającej. Wziąć pod uwagę resursy tła.
Tabela 1 Tablica resursów
Krok 4.5. Wybór resursów priorytetowych
4.5.1. Resursy strefy operacyjnej
4.5.2. Resursy najbliższej strefy,
4.5.3. Resursy Nadsystemowe.
Część 5. Formułowanie IWK (Idealnego Wyniku Końcowego)
Wariant 2 Element (wskazać priorytetowy resurs z kroku 4.5) wykorzystując (wskazać związane z nim pole lub substancję) wykonuje lub współdziała w wykonaniu (wskazać funkcję systemu z kroku 1.2) i nie dopuszcza (wskazać niepożądane zjawisko z kroku 3.1.)
Jeżeli z jednym, wziętym pod uwagę resursem nie da się uzyskać zadowalającego rezultatu, wówczas buduje się zadanie z jednoczesnym wykorzystaniem dwóch resursów.
W takim przypadku zadania cząstkowe formułujemy wg nowego schematu:
Element (wskazać jeden wybrany resurs z kroku 4.5) wykorzystując (wskazać istniejące w nim pole lub substancję) współdziałając z (wskazać z kroku 4.5 drugi wybrany resurs i jego pole) nie dopuszcza (wskazać niepożądane zjawisko z kroku 3.1)
Jeżeli wszystkie resursy ujawnione w kroku 4.5 i wypisane w tablicy 1 nie dały oczekiwanego rezultatu, wówczas zadanie cząstkowe formułuje się z wykorzystaniem hipotetycznego „X-elementu” posiadającego potrzebne właściwości tj. substancję i pole.
W miarę kontynuacji analizy wg algorytmu X-element będzie stawał się coraz bardziej realny i jasno zdefiniowany.
Z wykorzystaniem X-elementu schemat zadania cząstkowego wyglądał będzie inaczej:
Krok 5.2. Ujawnienie elementów ze sprzecznościami.
W każdym ze sformułowanych wg kroku 5.1. zadań zdefiniować element, który dla osiągnięcia postawionego celu powinien spełniać sprzeczne wymagania, w sensie jego stanu fizycznego. Skonfrontować posiadane warunki z nowymi wymaganiami.
Zapisać: W zadaniu „Wariant 1” ( krok 5.1.) fizyczna sprzeczność narzuca sprzeczne wymagania na…(wskazać na element) W zadaniu Wariant 2 - fizyczna sprzeczność narzuca sprzeczne wymagania na…(wskazać element ).
Jeżeli w jakimś zadaniu nie ma elementu, w stosunku, do którego warunki narzucałyby sprzeczne wymagania, co do stanu fizycznego, to dla rozwiązania takiego zadania nie jest potrzebny algorytm, wystarczy inżynierskie doświadczenie i znane sposoby.
Krok 5.3. Wykorzystanie bliskich resursów.
Część 6. Ujawnienie fizycznych sprzeczności
Cel: ujawnić istotę fizycznej sprzeczności i wybrać zasadę dla jej usunięcia.
Krok 6.1. Określenie sprzecznych fizycznie stanów.
Opisać przeciwstawne stany fizyczne: pierwszy i drugi, które narzuca na element wybrany w kroku 5.2 funkcja systemu. Dla opisu należy posłużyć się następującym schematem:
Pierwszy stan fizyczny:
Drugi stan fizyczny:
Element… (wskazać element wybrany w kroku 5.2.) żeby nie dopuścić…(wskazać niepożądane zjawisko z kroku 3.1) powinien być…( wskazać pożądany stan fizyczny, właściwość, działanie)
Opisać fizyczne stany dla wszystkich elementów z kroku 5.2.
Krok 6.2. Wybór zasady rozwiązania (usunięcia) sprzeczności.
Dla każdego elementu, rozpatrywanego w zadaniach (krok 6.1) wybrać wg niżej przedstawionych reguł, zasadę rozwiązania (usunięcia) istniejącej sprzeczności. W tym celu należy określić, z jakim parametrem związana jest ujawniona sprzeczność: z przestrzenią, czasem lub z jednym i drugim jednocześnie. W zależności od wybranego parametru przyjmujemy jedną z trzech reguł:
Reguła 1
Reguła 2
Dla zwiększenia prawdopodobieństwa otrzymania najlepszego, optymalnego rozwiązania, zaleca się każde z zadań cząstkowych sprawdzić przez zastosowanie wszystkich trzech reguł rozwiązywania lub usuwania sprzeczności.
Część 7. Rozwiązanie (usunięcie) fizycznych sprzeczności
Cel: Uzyskanie zasadniczych kierunków możliwych rozwiązań
Krok 7.1. Sformułować zadania z wykorzystaniem zasady: „Rozłożenie sprzecznych wymagań w przestrzeni obiektu”.
Krok 7.1.1. Walka z inercją myślenia.
Jeżeli przy wykonywaniu dyspozycji kroku 7.1 otrzymujemy niezadowalające rezultaty, to powtarzamy całość analizy z wykorzystaniem MML (Metoda Małych Ludzików) W razie konieczności wykonujemy dwa rysunki: „Jak jest i Jak być powinno”.
Następnie, stosując zwykłe metody inżynierskie i konstruktorską wiedzę przepracowujemy wariant „Jak być powinno”, zastępując „małych ludzików” tymi substancjami, które znajdują się w operacyjnej strefie lub mogą być wzięte skądinąd.
Krok 7.2. Sformułowanie zadania z wykorzystaniem zasady: „Rozłożenie sprzecznych wymagań w czasie funkcjonowania obiektu”
W tym kroku można skorzystać z zestawu 50 elementarnych zasad (chwytów) rozpracowanych w ramach TRIZ i całej, ogólnie znanej procedury ich stosowania.
Krok 7.3. Sformułowanie zadania z wykorzystaniem zasady: „Zmiana zależności systemowych”
Jeżeli dla elementu z kroku 6.3. wybrano zasadę 3: „Zmiana zależności systemowych”, to zadanie można sformułować w następujących wariantach:
Wariant 1 - Wykorzystanie możliwości polisystemu
Na tym etapie można skorzystać ze znanych z TRIZ elementarnych zasad usuwania sprzeczności technicznych (chwytów), analizy wepolowej i systemu standardów.
Wariant 2 - Wykorzystanie możliwości antysystemu
Część elementu… (wskazać z kroku 5.2 element, który powinien realizować przeciwstawne funkcje)
Zestawić teksty innych zadań, dla których wybrano zasadę Nr 3, wariant 2.
Każde zadanie wyjaśnić z pomocą rysunku, który pokazuje zasad likwidacji sprzeczności.
Na tym etapie można skorzystać ze znanych z TRIZ elementarnych zasad usuwania sprzeczności technicznych ( chwytów), analizy wepolowej i systemu standardów.
Do walki z inercją myślenia wykonać krok 7.1.1.
Wariant 3. Wykorzystanie możliwości wynikających ze zmiany stanu skupienia (krok7.1.1.)
Element…(wskazać z kroku 5.2 element, który powinien realizować przeciwstawne funkcje)
wykorzystując… (wskazać z kroku 5.3. najbliższy resurs)
staje się…(wskazać nowy stan skupienia lub stan fazowy substancji)
wykonuje… (wskazać z kroku 6.1 drugi stan fizyczny (właściwość)
nie dopuszczając…(wskazać z kroku 3.1. niepożądane zjawisko)
Zestawić teksty innych zadań, dla których wybrano zasadę Nr 3, wariant 3.
Zadanie wyjaśnić z pomocą rysunku, który pokazuje zasad likwidacji sprzeczności.
Na tym etapie można skorzystać ze znanych z TRIZ elementarnych zasad usuwania sprzeczności technicznych ( chwytów), analizy wepolowej i systemu standardów.
Do walki z inercją myślenia wykonać krok 7.1.1.
Wariant 4. Wykorzystanie fizyczno - chemicznych efektów.
Element…(wskazać z kroku 5.2 element który powinien realizować przeciwstawne funkcje)
wykorzystując… (wskazać zastosowany fizyczno – chemiczny efekt. Bank efektów fizycznych i chemicznych rozpracowany w TRIZ)
wykonuje… (wskazać z kroku 6.1 drugi stan fizyczny ( właściwość)
nie dopuszczając…(wskazać z kroku 3.1. niepożądane zjawisko)
Zestawić teksty innych zadań, dla których wybrano zasadę Nr 3, wariant 4.
Zadanie wyjaśnić z pomocą rysunku, który pokazuje zasad likwidacji sprzeczności.
Na tym etapie można skorzystać ze znanych z TRIZ elementarnych zasad usuwania sprzeczności technicznych ( chwytów), analizy wepolowej i systemu standardów.
Część 8. Analiza otrzymanych rozwiązań
8.1. Stopień zbliżenia się do IWK
Ze wszystkich otrzymanych rozwiązań za najlepsze uważamy to, które w największym stopniu zbliża się do ideału, tzn. dla wypełnienia zadanej funkcji wymaga najmniej materiału, energii, pracy i czasu.
W realnej praktyce nie zawsze rozwiązanie najbardziej zbliżone do ideału uważa się za najlepsze. Wiele zależy od konkretnych warunków, koniunktury i osobistych motywacji ludzi, odbiorców rozwiązania. Jeżeli dla wdrożenia nowego rozwiązania potrzebne byłoby zatrzymanie produkcji lub zmiana podstawowych materiałów, to najprawdopodobniej takie rozwiązanie nie będzie przyjęte. Celowość przyjęcia i wdrożenie nowego rozwiązania procesu lub urządzenie, jest zależną od ich funkcjonalności, ekonomii, i zgodności z istniejącymi systemami.
Krok 8.3. Zmiany w przyszłości
Krok 8.4. Zmiany przy wzroście potrzeb.
Krok 8.5. Zastosowanie w innych obszarach.
Krok 8.6. Zadania, które trzeba wykonać dla wdrożenia.
Zakończenie
Nawet pobieżny rzut oka na ARIP-2009 pozwala stwierdzić pewną prawidłowość w rozwoju kolejnych wersji ARIZ, aż do ARIP-2009. Łatwo zauważyć, że coraz więcej miejsca poświęca się procedurom związanym ze wstępną analizą problemów i dokładnym ich precyzowaniem. Dużą wagę przywiązuje się do walki z psychologiczną inercją (u Altszullera: „wektor inercji”).
LITERATURA
[4] Петров В. Алгоритм решения изобретательских задач Тель Авив 2000
[5] Злотин Б.Л. Решение изобретательских задач Кишинев 1991
[6] Иванов Г.И. Алгоритм выбора инженерных задач Санкт Петербург 2005
|
| « poprzedni artykuł |
|---|
Szukaj
Sonda
Newsletter

Henryk Saulowicz Altszuller
15.10.1926 - 24.09.1998
twórca Teorii Rozwiązywania
Inowacyjnych Zadań - TRIZ


