Публикации по ТРИЗ

А. Медведев, А. Нилов,
Санкт-Петербург

Доклад на научно-практической конференции
"Творчество во имя достойной жизни",
Великий Новгород, 11-12 июля 2001 года

ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

На начальном этапе работы над техническим проектом выполнение основных аналитических процедур оказывается затруднительным из-за недостатка информации о ТС. Ответы на вопросы о деталях устройства и функционирования ТС можно получить у Заказчика с существенной задержкой. Поэтому важно правильно построить стратегию сбора первичной информации на встрече с Заказчиком и эффективно ее проанализировать, чтобы иметь адекватное первичное видение основных нежелательных эффектов ТС, возможных направлений их устранения и первичных образов концепций. Это позволит получить ориентиры для выполнения аналитических процедур, информационного поиска, а также точнее спланировать работу над проектом и работу с экспертами. Для этого предлагается использовать метод экспресс-анализа ТС.

Он состоит из двух частей. Первая часть является информационной. Ее цель получить у Заказчика максимально полные сведения о ТС (насколько это возможно в процессе подготовки к встрече и в ходе ее проведения), главных функциях ТС, недостатках ТС в видении Заказчика и его попытках ее улучшения, целях проекта и критериях оценки будущих решений. Вторая часть является аналитической. Ее цель проанализировать видимые Заказчиком недостатки ТС, установить их потенциальные причины и наметить возможные пути их преодоления.

Итак рассмотрим процесс экспресс-анализа.

1. Сбор исходной информации о ТС.

1.1. Получить описание ТС, ее устройства и функционирования.
1.2. Определить цель проекта.
1.3. Определить список из двух-трех параметров, улучшение которых позволит достичь целей проекта (например повышение производительности, снижение себестоимости продукции, улучшение показателей качества продукции и т.п.).
1.4. Получить у Заказчика количественные данные о структуре этих параметров (реальные и/или экспертные данные).
1.5. Получить у Заказчика информацию о его попытках улучшения системы (что делали, что получили, чем не устраивает).

2. Экспресс-анализ ТС:

2.1. Выявить существенные показатели в структуре каждого параметра, изменение которых даст наибольшее влияние на улучшение значения этого параметра.
2.2. Выявить методы изменения наиболее значимых показателей пользуясь:

знаниями физической сущности явления;
инструментами ТРИЗ (АРИЗ, ЗРТС, ФЭ и т.п.).

2.3. Используя ограничения проекта и данные Заказчика о его работах по усовершенствованию ТС, выбрать из всех возможных методов изменения показателей наиболее рациональные (максимальное влияние при минимальных затратах).
2.4. На основе результатов п.2.3. сформулировать концептуальные направления и сформировать образы первичных концепций в этих направлениях.

Заметим, что Заказчик, как правило, знает те параметры ТС, значение которых его не устраивает. Практика показывает, что эти параметры бывают двух типов: физический параметр, экономический параметр. Неадекватный уровень физического параметра связан с неадекватным уровнем выполнения одной или нескольких функций или наличием одной или нескольких вредных функций. Анализ способов управления функциями и остальные шаги второй части экспресс-анализа позволят улучшить целевой физический параметр системы. Неадекватный уровень экономического параметра связан с наличием в его структуре неадекватный значений экономических параметров. Анализ структуры параметра позволит количественно оценить вклад каждого показателя, выбрать наиболее значимые и наметить методы и способы улучшения уровня целевого экономического параметра.

Представленный алгоритм опробован на нескольких технологических проектах.

Например: часть одного из проектов была посвящена совершенствованию машины для аэродинамического смешивания двух компонентов с разными аэродинамическими свойствами - волокон с гранулами. Главная проблема ТС - недостаточное выполнение функции смешивания компонентов перед аэродинамическим формованием. Все решения Заказчика сводились к изменению длины зоны смешивания без заметного влияния на качество готовой продукции. Анализ процесса аэродинамического смешивания показал наличие большого числа параметров влияющих на качество смешивания (скорости потоков, концентрации частиц в единице объема, геометрия зоны смешения, форма частиц и т.п.) и соответственно много возможных методов изменения этих параметров. Анализ ограничений проекта (минимальные изменения в существующей системе) позволил уменьшить число значимых параметров. Остались: форма частиц, геометрия зоны смешивания. В результате анализа были выявлены первичные нежелательные эффекты:

Большая разница парусности гранул и волокон.
Низкий уровень турбулентности потоков в зоне смешения.

Это позволило сформулировать три концептуальных направления:

Уменьшение разницы в геометрии частиц.
Повышение турбулентности потоков в зоне смешивания.
Не аэродинамические методы смешивания частиц и волокон.

Были также сформированы первичные образы решений в этих направлениях:

Волокнистые гранулы.
Местное повышение турбулентности в зоне смешивания.
Смешивание в диспергаторе (несколько вариантов).

Заметим, что при работе с экономическими данными можно строить локальные математические модели производства. Имея несколько взаимосвязанных по известным законам (например через коэффициенты) показателей, можно установить степень их влияния на целевой параметр. Анализ результатов такого моделирования также позволяет определить значимые показатели.

Представленная методика имеет еще несколько практических приложений.

Ее можно применять при построении причинно-следственных цепочек. Применяя вторую часть экспресс-анализа к полученным в ходе анализа причинно-следственных цепей ключевым недостаткам системы, можно рассортировать ключевые недостатки на собственно ключевые и узловые, и раскрыть состав узловых. Экспресс-анализ может быть использован при анализе конкретной локальной ситуации при построении концепции, чтобы четче изложить суть предложения, описать предлагаемую конструкцию, процесс ее функционирования и возможности регулирования.

Вывод: Экспресс-анализ может являться первичным методическим инструментом для сбора информации о ТС и анализа исходной ситуации. Он позволяет на первых этапах проекта получить ориентиры для дальнейшей работы по анализу и совершенствованию ТС. Работоспособность экспресс-анализа подтверждена опытом проведения нескольких технологических проектов. Требуется дополнительные исследования для определения границ применимости метода.