Общественные организации ТРИЗ

В этом письме мы представляем информацию о деятельности американской компании Pragmatic Vision International (г. Бостон, США). На базе этой организации создана и действует общественная организация "ТРИЗ Ассоциация Новой Англии" (руководитель Мастер ТРИЗ С.С. Литвин).

Pragmatic Vision International

1. Надсистема для PVI¹ - консультационный бизнес.

1.1. Исполнители, отрасли, потенциал, методы.
В списке крупных² консультационных организаций, предоставляющих услуги по решению проблем в самых разных областях - от окружающей среды до главных отраслей техники (авиация и космонавтика, химия, строительство, электроника, энергетика, средства связи и т.д.) - более 100 компаний.
Современный инжиниринг характеризуется широким применением того, что известно как системные принципы. Системный подход - это методология принятия решений, предусматривающая (1) научный метод; (2) междисциплинарный подход; и (3) формальную последовательность процедуры, использующей принципы исследования операций. 1.2. Отличие подхода PVI от традиционных для инжиниринга методов³ - революционная технология анализа и синтеза систем, основанная на объективных законах эволюции.

2. Общее описание PVI
Pragmatic Vision International, LLC⁴ - компания, предлагающая консультирование в различных областях техники и технологии. Главная задача PVI - предложить инновационные творческие решения, повышающие идеальность техники и технологии Заказчика, т.е. увеличить полезность выпускаемого продукта (используемого процесса) и/или снизить затраты на продукт (процесс).

2.1. Услуги
Инновационное консультирование помогает снизить затраты и повысить эффективность. Если у Заказчика есть изделие или технологический процесс, которые слишком дороги или неэффективны, то мы можем предложить способы решить эти проблемы.
Совершенствование опытных образцов-прототипов, доказавших, что идея работает. Для небольших проектов мы проводим эту работу в филиале PVI - в Санкт-Петербурге (Россия). Для больших проектов мы можем предоставить экспертов для работы у Заказчика.
Разработка стратегии развития технологии. Если Заказчик - компания, управляемая продуктом, то лучший способ оставаться в бизнесе - разработать изделие и планировать процесс на долгий срок. У PVI есть инструменты для разработки новых технологий и новых изделий, а также методы оценки, позволяющие определить, как долго технологии и изделия будут полезны для потребителя. 2.2. Опыт
Широта опыта PVI удивительна: выполнены проекты в машиностроении и материаловедении, в химии полимеров, в оптической и беспроводной связи, в биомедицине и электрохимии.
Мы работали для компаний, которые производят картофельные чипсы и компьютерные микрочипы, детские пеленки-дайперсы, строительные инструменты, легковые автомобили и автобусы, окна, моющие средства, фармацевтические препараты, копировальные устройства, краску, упаковку, топливные элементы. 2.3. Результаты (примеры разработок) Новый взгляд на упаковочную линию
Один из наших Заказчиков производит оборудование для упаковки изделий в пластик. Это оборудование перестало обеспечивать удовлетворительное качество при увеличении скорости выпуска. Заказчик не нашел решения, как улучшить имеющуюся технологию, поэтому намеревался полностью менять технологию упаковки, и даже менять изделие.
PVI проанализировала упаковочную машину и нашла такую комбинацию изменений, которые позволили оборудованию Заказчика достичь целей, как по производительности, так по качеству. Наш новый взгляд позволил предложить простые и недорогие решения, найти которые Заказчику мешала психологическая инерция. Мы помогли Заказчику избежать больших расходов на перепроектирование изделия и на полное переоборудование поточной линии. Мониторинг уровня глюкозы в крови неинвазивным⁵ способом
Больные диабетом должны регулярно проверять уровень глюкозы в крови. Для взятия крови на анализ необходимо прокалывать палец, что весьма болезненно.
Решая проблему анализа крови, мы нашли в России технологию, которая связывает уровень глюкозы в крови с электрическим сопротивлением кожи и температурой тела. Эта технология привлекла интерес крупной японской компании.
Для продвижения технологии на рынок PVI провела значительное усовершенствование метода: расширено число входных устройств прибора, отлажен алгоритм программного обеспечения, проведены клинические испытания. В результате создано устройство, которое устранит физические и психологические неудобства больных диабетом, что откроет значительный рынок для нашего Заказчика. В поисках экономичной технологии изготовления бумаги
К PVI обратился Заказчик с проблемой снижения капитальных затрат на производство абсорбирующей бумаги.
Традиционно процесс изготовления бумаги начинается с целлюлозной пульпы, в которой по весу 99% воды и около 1% волокна. Т.е. для получения конечного продукта требуется переработка огромных масс воды и сушильное оборудование.
PVI нашла технологию, для которой требуется 1% воды от количества, используемой в такого рода процессах, и не нуждающуюся в химических связывателях⁶.
Постройка опытного образца показала, что процесс снижает капитальные затраты на новую бумагоделательную машину на 50% и уменьшает потребление энергии в 2-3 раза. Проблемы и решения из разных областей техники

Проблема: разработать процесс формования бумажных полотенец при том же (или выше) качестве и снижении операционных и капитальных затрат.
Решение: Затраты связаны с удалением воды; снижение величины скрытой теплоты парообразования, снижение количества воды, замена натуральной целлюлозы на синтетическую, использование холодной плазмы изменят свойства поверхности продукта, а также повлияют на элементы техпроцесса.
Проблема: Разработать более легкий и более экономичный бак для горючего, устанавливаемый на школьные автобусы.
Решение: Замена защитной конструкции типа клетки более легкой оболочкой и энерго-поглощающим материалом.
Проблема: Снизить затраты на гарантийный ремонт трансмиссии автомобиля.
Решение: Снижение вибраций за счет увеличения массы полувала; внедрение фрикциона в механизм стояночного тормоза вместо механической трансмиссии.
Проблема: Образование пузырьков в полиамидной пленке, которой покрывают микрочипы.
Решение: Изменение формы нагревателей печи, в которой сушат микрочипы, для согласования потоков тепла с процессами удаления растворителя и процессами полимеризации, идущими в полиамидной пленке.
Проблема: Повысить качество и скорость изготовления картофельных хлопьев.
Решение: Управление соотношением числа разорванных и неповрежденных межклеточных связей с помощью ферментов; магнитная обработка жидкости в картофеле для увеличения теплопроницаемости; использование инфракрасного излучения для облегчения высвобождения межклеточной воды.
Проблема: Разработать идею снижения стоимости системы клапанов холодильника.
Решение: Переход от электромагнитного клапана к механически управляемому, в котором используется материал с эффектом памяти формы.
Проблема: Снизить затраты и повысить надежность блока низкотемпературного топливного элемента.
Решение: Повышение равномерности генерирования тепла по мембране и по всему блоку; упрощение системы охлаждения.
Проблема: Улучшить прохождение (сигнала) и дальность (передачи) в беспроводной локальной сети.
Решение: Использование электронно-управляемой лучевой антенны; разработка для координации локальной сети компьютерной программы, которая позволяет изменять путь передачи информации в соответствии с условиями лучшего прохождения сигнала.

Разработка или прогноз новых технологий

Проблема: Разработать процесс для увеличения скорости производства бумажных полотенец при сохранении качества конечного продукта.
Решение: Во время сушки согласовать скорость передачи тепла со скоростью работы машины.
Проблема: Разработать и усовершенствовать метод подачи и дозирования порошкообразного тонера.
Решение: Изменение механического метода дозирования тонера на электромагнитный.
Проблема: Доказать работоспособность электромагнитного метода дозирования тонера.
Решение: Сконструирован прототип электромагнитного клапана, который затем был реализован и запущен Заказчиком в производство.
Проблема: Разработать более универсальный процесс стирки, который повысит качество и будет более удобным.
Решение: Использование микрокапсул; использование новых способов очистки на молекулярном уровне; использование новых ингредиентов в моющих составах.
Проблема: Разработать концепции устройства обработки топлива для автомобилей, приводимых в движение энергией от топливного элемента, работающего на метаноле.
Решение: Улучшение тепло- и массообмена в результате разработки работающего при высоком давлении устройства обработки топлива.
Проблема: Снизить отвлечение водителя при использовании автомобильной навигационной системы.
Решение: Для получения обратной связи использовано подсознательное представление стимулов и сенсорный мониторинг физических откликов водителя.
Проблема: Исследовать выполнимость подсознательного интерфейса в 2010 г.
Решение: Технологии, которые могли бы реализовать подсознательный интерфейс, существуют или находятся в стадии разработки.

3. Детальное описание PVI

3.1. Персонал⁷

Бостон (Массачусеттс, США)
Руководство компании и обеспечение проведения всех стадий консультационного процесса.
Санкт-Петербург (Россия)
Проведение аналитической стадии проектов, создание и совершенствование опытных образцов-прототипов техники и технологии.
Сеть экспертов
Через контакты в Российской Академии Наук, в организациях ученых России, Израиля и Соединенных Штатов PVI имеет широкий доступ к экспертизе и технологиям. Через сеть из почти 7000 ученых и инженеров мы можем быстро получить сведения о технологиях по всему спектру науки и техники, мы способны найти экспертов мирового класса и прорывные технологии, что недоступно для кого-либо еще.

3.2. Методология
Мощная, составляющая собственность PVI методология создания инноваций, предполагает объективный системный подход к решению технических проблем, к улучшению продуктов и процессов. Наш подход нацелен на увеличение идеальности технического продукта или процесса⁸.
Три пути к достижению повышенной идеальности: (1) улучшение существующей полезности; (2) добавление полезности и (3) сокращение затрат. Одна из наиболее важных целей нашей методологии - достижение высокой идеальности прорывными решениями, а не предложение компромиссных решений. Мы не боремся с внешним проявлением проблем, а находим и устраняем глубоко скрытые причины их появления.
Мощный элемент нашей методологии, основанной на ТРИЗ⁹ - его прогнозный компонент. Анализом более 3-х миллионов патентов российский ученый Генрих Альтшуллер, создатель ТРИЗ, и его последователи выявили набор объективных законов развития технических систем (ЗРТС). С этими законами PVI знает, где искать и как усовершенствовать решения, которые соответствуют естественному развитию технической системы. Это означает, что развитие системы будет следовать по пути наименьшего сопротивления, что выражается в более низких затратах на развитие и в большей эффективности этого развития.
Один из способов поиска новых технологий - изучение технологий, доступных в других областях; часто они могут быть приспособлены (перенесены) в область интереса Заказчика. Многие проблемы уже решены, но в незнакомых для инженеров Заказчика областях. Информационный поиск на основе функций - ключевой, составляющий собственность PVI, элемент методологии. Заимствование идей или готовых решений из других областей знания может быть очень эффективно. Функциональное рассмотрение систем делает поиск возможных решений в других областях направленным. 3.3. Процесс
Методология PVI может быть разделена на 2 этапа: этап анализа и формулирования проблем, и концептуальный этап. Этап анализа и формулирования проблем
Цель этапа - выявление ключевых проблем, которые необходимо разрешить для улучшения системы и достижения, целей проекта.
На этом этапе используется набор инструментов: функциональный анализ, анализ потоков вещества и энергии, анализ причинно-следственных цепочек, функционально-ориентированный информационный поиск. Сила этих инструментов заключается в их возможности помочь выявить ключевые проблемы системы, а не кажущиеся проблемы или поверхностные симптомы.
При завершения этой стадии формулируется набор ключевых проблем, которые должны быть решены. Эти проблемы формулируются так, чтобы на концептуальном этапе могли быть эффективно применены инструменты решения проблем. Концептуальный этап
Цель этапа - найти концепции¹⁰, которые разрешают ключевые проблемы, выявленные на аналитическом этапе, развить и подтвердить осуществимость этих концепций. 3.4. Что PVI в итоге предоставляет Заказчику
В итоге Заказчик получает Отчет, содержащий:
- анализ сильных и слабых сторон техники (технологии) по сравнению с конкурирующей;
- предложения по совершенствованию техники (технологии)
- прогноз, который оценивает технику (технологию) с точки зрения объективных законов развития технических систем. Ранжирование концепций и совместимость
В инновационном проекте мы обычно представляем Заказчику 10-30 концепций-решений. Концепции оцениваются по набору зависящих от типа проекта критериев, которые определяются PVI и Заказчиком¹¹. Часто концепции могут быть внедрены в комбинации, что может дать чрезвычайно сильное решение.

Примечания

¹ http://www.pragmaticvision.com

² Более 200 работников или годовой доход более 15 млн. долларов.
http://www.lessonline.com/envcomp.htm

³ Полезность системных принципов, естественно, не отрицается.

⁴ Расположенная в Бостоне (Массачусеттс, США).

⁵ Без нарушения кожного покрова.

⁶ Есть так называемые процессы "воздушной укладки", для которых необходимы дорогие химикаты, связывающие волокна в лист.

⁷ В штате компании более 25 Ph.D., на август 2002 года сотрудникам компании принадлежит более 100 патентов США.

⁸ Идеальность определяется как отношение выгоды (высокий выход, большая полезность, и т.д.) к затратам в любом виде, как явным, так и скрытым.

⁹ ТРИЗ - научно подкрепленный и опытным путем полученный подход для решения изобретательских задач и для выработки прогнозов развития.

¹⁰ Концепция - это идея, чья осуществимость подтверждена ссылками на научные или технические источники, оценкой специалиста в данном предмете, и/или известными экспериментальными результатами.

¹¹ При оценке концепций принимаются во внимание стоимость, время, трудность внедрения, наличие имеющихся ресурсов и т.д.