Вепольный анализ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Вепольный анализ

Выполнила: Филичева Е.С.

Группа: 1ДБ4МН21

Введение

Структурный вещественно-полевой (вепольный) анализ - раздел ТРИЗ, изучающий и преобразующий структуру технических систем. Статистический анализ технических решений показал, что для повышения эффективности технических систем их структура должна быть выполнена определенной. Модель такой структуры называется веполем.

Веполь - неологизм, образованный из сочетания первых букв слов «вещество» и «поле». Понятие «поле» имеет в вепольном анализе широкий смысл: кроме четырех полей, «узаконенных» в физике (электромагнитное, гравитационное, поля сильных и слабых взаимодействий), веполь может включать «поля» тепловые и механические. В сущности, «поле» в веполе - это энергия, прикладываемая к инструменту или изделию для выполнения полезной работы.

Термин «вещество» тоже понимается в широком смысле слова: «веществами» могут быть, например, плотина и вода, винт и гайка, снаряд и танк, молоток и гвоздь.

Предположим, «…рассматривается задача о повышении скорости движения ледокола во льдах. Для этой задачи простейшей моделью может служить веполь, включающий лед (изделие), ледокол (инструмент) и механическое поле сил, приложенных к ледоколу для взаимодействия ледокола со льдом. Реальный ледокол - сложная техническая система со многими свойствами. Но «ледокол», входящий в веполь,- просто вещество, взаимодействующее с другим веществом (льдом) благодаря полю механических сил. Нечто подобное мы имеем при записи формул химических веществ. Записав, например, формулу Н2О, мы отбрасываем множество признаков, присущих воде (масса, движение, температура, цвет и т. д.). Запись выделяет только главный для химии факт: молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода».

Итак, «веполь» - это минимально управляемая техническая система, состоящая из двух взаимодействующих объектов и энергии их взаимодействия.

1. Различные виды веполей

По классификации Г.С. Альтшуллера веполи, используемые для решения ряда изобретательских (технических) задач, бывают различных видов:

а) по используемому полю (реже - веществу):

* теполь;

* феполь;

* эполь.

б) по структуре веполя:

* Неполный/Полный;

* Простой/Сложный;

* Двойной;

* Цепной;

* Комплексный;

* Форсированный;

* Комплексно-форсированный;

* На внешней среде;

* Измерительный и т.п.

В предыдущем пункте работы дано общее понятие о структуре веполей, поэтому ниже речь пойдет о трех основных разновидностях веполей: теполе, феполе и эполе.

Теполь преобразует тепловое поле (которое может быть как полем нагревания так и полем охлаждения) в механическое. В теполе в качестве физических эффектов Г.С. Альтшуллер описал использование температурного расширения, сдвоенного эффекта температурного расширения и фазовых переходов первого и второго рода.

Феполь - один из видов веполей, связанный с использованием магнитного поля и ферромагнетиков (магнитов, магнитного порошка, магнитных жидкостей и т.п.). Чтобы повысить эффективность управления системой, необходимо перейти от веполя к феполю, заменив одно из веществ феррочастицами (или добавив феррочастицы) - стружку, гранулы, зерна и т. д. - и использовав магнитное или электромагнитное поле. Превратившись в феполь, вепольная система повторяет цикл развития веполей - но на новом уровне, так как феполи отличаются высокой управляемостью и эффективностью.

Кроме того, «фепольный ряд» удобен как тонкий исследовательский инструмент для изучения более грубого «вепольного ряда» и прогнозирования его развития.

Если введение ферромагнетиков или намагничивание затруднены, следует воспользоваться взаимодействием внешнего электромагнитного поля с контактно подведенными или неконтактно индуцированными токами или взаимодействием этих токов между собой.

Эполь - это веполь, поле которого является электромагнитным, электрическим или магнитным. Следовательно, эполи представляют собой системы, где вместо ферромагнитных частиц действуют (или взаимодействуют) токи.

2. Правила вепольного анализа

Существуют определенные правила вепольного анализа. Г.С. Альтшуллер и А. Б. Селюцкий изложили эти правила в книге «Крылья для Икара: Как решать изобретательские задачи» .

1. Правило достройки веполя. Если по условиям задачи дана невепольная система (один элемент) или неполная вепольная система (два элемента), то для решения задачи необходимо достроить систему до полного веполя.

Правило это вытекает из самого понятия «веполь»: работоспособная техническая система должна, как минимум, иметь два вещества и поле. В изобретательской практике часто встречаются задачи типа: «Дано одно вещество, нужно им управлять (обнаруживать, измерять, изменять, перемещать и т. д.)». Распространенная ошибка состоит в том, что рассматривают различные варианты прямого действия на вещество. Правило 1 указывает эффективный обходный путь и позволяет сразу сказать, каким будет тип ответа на задачу (добавить вещество, добавить поле и т.д.).

Переход от одного вещества (или одного поля) к веполю равносилен применению группы приемов, устраняющих физическое противоречие. Например, в задаче о запайке ампул физическое противоречие состоит в том, что огонь должен действовать на ампулы, чтобы их запаивать, и не должен действовать на ампулы, чтобы их не перегревать. При построении веполя подобные противоречия автоматически снимаются благодаря тому, что поле действует через второе вещество (или в присутствии второго вещества); действие есть и действия (непосредственного) нет.

Еще одна важная особенность достройки веполя: техническая система эффективна только в том случае, если она поддается управлению. Достраивать веполь надо так, чтобы в нем обязательно был хотя бы один хорошо управляемый элемент. В задаче об окраске таким элементом служит поле центробежных сил: меняя число оборотов, можно регулировать толщину остающегося на изделии слоя краски. В задаче о запайке ампул управляемый элемент - вода, в которой размещены ампулы. Меняя уровень воды, можно регулировать глубину проникновения пламени.

В задачах на измерение требуется получить хорошо управляемое «сигнальное поле» на выходе системы. Поэтому для удобства чтения вепольныхформул желательно поля на входе записывать над строчкой, а поля на выходе - ниже строчки, в которой записаны взаимодействующие вещества.

2. Правило перехода к феполю. Вепольные системы имеют тенденцию переходить в системы фепольные, т. е. системы с магнитным полем и ферромагнитным веществом, взятым в виде порошка.

Тенденция к увеличению степени дисперсности В2, замене «сплошного» инструмента «порошковым» (или же состоящим из еще более мелких частиц, например молекул или ионов) типична для всех вепольных систем. Чем меньше рабочие частицы инструмента, тем гибче и точнее инструмент, тем легче им управлять. Но управление отдельными частицами, естественно, возможно только с помощью полей и прежде всего с помощью легко генерируемого и легко управляемого магнитного поля. Поэтому в «вепольном мире» часто встречаются феполи.

Переход к феполям возможен и в тех случаях, когда уже даны два взаимодействующих вещества, - ферромагнитные частицы вводятся в одно из этих веществ.

Вместо неферромагнитного и потому трудно управляемого вещества В2 получается комплекс (В2Вф), легко поддающийся управлению с помощью магнитного поля. Катализатор В2 и вещество B1, на которое он действует, надо как-то перемешивать, перемещать относительно друг друга. Приходится использовать громоздкие и малоэффективные механические мешалки или надеяться на перемешивание тепловыми потоками. Но если соединить частицы катализатора с частицами ферромагнитного вещества, получится катализатор, легко поддающийся управлению магнитным полем - в этом суть изобретения.

3. Правило разрушения веполя. Чтобы разрушить ненужный или вредный веполь, между двумя имеющимися веществами должно быть введено третье, являющееся видоизменением одного из двух данных веществ.

Веполь может быть разрушен разными путями: удалением или заменой элементов, введением различных дополнительных элементов. Но при этом возникают затруднения: проще всего разрушить веполь введением третьего вещества, однако условия задачи обычно накладывают запрет на введение посторонних веществ.

«Соль» правила 3 в том, чтобы ввести третье вещество и в то же время его не вводить. Чтобы осуществить эту противоречивую операцию, нужно изготовить третье вещество из уже имеющихся веществ. Тогда третье вещество будет и его не будет - оно сделано из имеющихся веществ и может рассматриваться как их часть.

4. Правило перехода к цепному веполю. Вепольные системы имеют тенденцию к развитию В2 в самостоятельный веполь.

В свою очередь В4 может образовывать новый веполь, состоящий из В5, В6 и П3 и т.д. Такие веполи называют цепными.

5. Правило выявления физэффектов. Если в задаче дан веполь с полем П1, а на выходе требуется получить поле П2, то название нужного физического эффекта можно узнать, соединив названия полей П1 и П2.

вепольный технический энергия магнитный

Заключение

Итак, любой технический объект можно рассматривать как вещество, находящееся в некоей среде. При этом всегда происходит (или должно происходить) какое-то взаимодействие между данным объектом и средой или между данным объектом и другими объектами (веществами). Такое взаимодействие неизбежно сопровождается (или должно сопровождаться) энергетическим обменом, поэтому в системе всегда есть поле - электромагнитное, оптическое, гравитационное, тепловое, механическое. Иными словами, любой технический объект, данный в задаче, можно рассматривать как систему вепольную или могущую стать вепольной. Отсюда универсальность вепольного подхода: развитие технических систем идет либо путем перехода невепольных систем в вепольные, либо развитием от простых вепольных систем к более сложным.

Вепольный анализ, как один из основных инструментов ТРИЗ, позволяет представить структурную модель исходной технической системы, выявить ее свойства, с помощью специальных правил преобразовать модель задачи, получив тем самым структуру решения, которое устраняет недостатки исходной задачи.

Согласно определению основателя ТРИЗ, Г.С. Альтшуллера, вепольный анализ - это своего рода язык для решения технических изобретательских задач, связывающий воедино задачу, приемы, физику и химию. При этом Альтшуллер подчеркивал, что такой «язык» для решения других классов задач (например, нетехнических) только предстоит разработать…

Литература

1. Альтшуллер Г.С. Вепольный анализ. // Техника и наука. - 1979. - N 4. - С. 24-26.

2. Альтшуллер Г.С. Стандарты на решение изобретательских задач. Сборник: Нить в лабиринте. / Сост.: А.Б. Ceлюцкий. - Петрозаводск: Карелия, 1988. - 277 с.

3. Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука (Теория решения изобретательских задач). - М.: Советское радио, 1979. - 179 с.

4. Альтшуллер Г.С. Феполи могут все. Сборник: Дерзкие формулы творчества. / Сост.: А.Б.Селюцкий. - Петрозавод ск: Карелия, 1987. - 269 с.

5. Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Филатов В.И. Профессия - поиск нового. - Кишинёв: Картя Молдовеняскэ, 1985. - 196 с.

6. Альтшуллер Г.С., Сeлюцкий А.Б. Крылья для Икара: Как решать изобретательские задачи. - Петрозаводск: Карелия, 1980 г. - 224 с.

Размещено на Allbest.ru