Алгоритм решения изобретательских задач

Основой теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) являются законы развития технических систем, полученные путем анализа большого количества патентов. В основу этой теории был положен алго­ритм решения изобретательских задач (АРИЗ), разработанный Г.С. Альтщуллером и его школой [20, 21, 22].

В основу АРИЗ положен закон появления и разрешений противоре­чий. Техническое противоречие это ситуация, когда попытка улуч­шить одну характеристику системы приводит к ухудшении другой. Фи­зическое противоречие - это ситуация, когда к одному объекту при­меняются противоположные требования.

Алгоритм изобретения позволяет значительно быстрее разрешить технические и физические противоречия по сравнений с методом, проб и ошибок.

Рассмотрим сокращенный вариант АРИЗ для повышение эффективности работы тепловозных дизелей.

3.5.1. Анализ исходной ситуации

При выполнении этого раздела АРИЗ необходима выполнить установ­ленные операции. Причем в зависимости от конкретной задачи эти операции имеют свою специфику. Приведем в сокращенной виде эти операции.

3.5.1.1. Определить конечную цель решения задачи:

а) какую характеристику объекта надо изменить?

б) какие характеристики объекта нельзя менять?

в) какие расходы снизятся, если задача будет решена?

г) каковы допустимые затраты?

д) какой главный технико-экономический показатель надо улучшить?

3.5.1.2. Проверить обходной путь. Допустим, задача принципиаль­но не решается: какую задачу надо решить, чтобы получить требуемый конечный результат?

а) Переформулировать задачу, перейдя на уровень надсистемы, в
которую входит данная в задаче система.

б) Перейдя на уровень подсистемы, переформулировать задачу.

в) На трех уровнях (система, надсистема, подсистема) переформу­лировать задачу, заменив требуемое действие или свойство обратным.

3.5.1.3. Определить, решение какой задачи целесообразно - пер­воначальной или одной из обходных. Произвести выбор, учитывая факторы объективные (резервы в данной системе) и субъективные (зада­ча на минимум или на максимум).

3.5.1.4. Определить требуемые количественные показатели.
Основная цель: обеспечить эффективную работу тепловозного дизеля 10Д100 на номинальном режиме и холостых оборотах.

На номинальном режиме дизели магистральных тепловозов работа­
ют 7-10 % общего времени работы, на холостых оборотах 40-50 %, остальное время на переходных режимах и частичных нагрузках [23].

На номинальном режиме (н.р.) распыл топлива и дальнебойного факела хороший за счет большой подачи топлива и больших оборотов двигателя. Мощный вихрь воздуха на номинальном режиме при хорошем распыле и дальнебойности обеспечивает хорошее смесеобразование. Основной недостаток процесса - высокая температура горения, в ре­зультате двигатель перегревается.

На холостом ходу (х.х.) распыл грубый и дальнебойность факела малая за счет малого количества подаваемого топлива и малых оборо­тов двигателя. На этом режиме за счет плохой работы турбовоздухо­дувки вихрь воздуха слабый, в итоге ухудшается процесс смесеобра­зования. При этом в цилиндре сравнительно низкая температура, что затрудняет самовоспламенение топлива. Происходит неполное сгора­ние топлива, несгоревшее топливо попадает в масло и образуется нагар.