Творческий этап ФСА

Тема 5. Творческий этап ФСА Формирование списка выявленных недостатков и предложений по изменению конструкции элементов объекта ФСА. Постановка целей. Поиск решений доступных источниках информации. Формулировка задач и их решение методами поиска решений. Применение методов поиска решений проблем. Реализация решений в виде эскиза устройства. Методы поиска решений: Метод фокальных объектов, Метод отрицания конструировании, Метод синектики. На творческом этапе выполняются работы, результатом которых будет несколько вариантов усовершенствованных конструкций анализируемого устройства. Последовательность проведения работ показана на рисунке 1. Рис. 1. Виды работ и их последовательность на творческом этапе Формирование списка выявленных недостатков и предложений по изменению конструкции элементов ТС Источников информации, которая может послужить основанием для формулировки задач, решение которых сделает ТС более совершенной, несколько:  сведения о недостатках, собранные на аналитическом этапе;  анализ использование параметров ресурсов, функций имеющихся компонентов в компонентах объекта для ФСА – улучшения функционирования объекта ФСА и усиление функций, уровень которых недостаточный;  функциональный анализ – устранение вредных функций и использование нейтральных функций; 1  преобразование реальной функционально-стоимостной модели объекта ФСА в идеальную модель, и формирование пакета предложений по изменению конструкций элементов в соответствии с этой моделью (идеальный объект ФСА). Наибольший интерес представляют цели, которые формулируются после создании функционально-идеальной модели объекта ФСА. Создается три блока целей, которые легко преобразовываются в задачи, содержащие технические противоречия. Необходимо помнить, что только комплекс решений по каждому блоку (снижение стоимости, увеличения ФЗ и свертки) в отдельности обеспечивает выполнение условия договора – снижение себестоимости. Решения затем анализируются и из них, для реализации, выбираются самые оптимальные для предприятия. Постановка целей Обычно перед разработчиком новой техники стоят достаточно размытые цели в отношении совершенствуемого устройства (сделать более экономичным, более функциональным), при этом выбор компонентов или связей у объекта ФСА выбирается им интуитивно, на основании опыта или ассоциативных подсказок. Методика ФСА позволяет получить четкие указания о том, что и как требуется изменить стоимость или функциональную значимость элемента, чтобы изделие стало лучше. В частности, в договоре указывается требуемый результат (снижение себестоимости), а преобразование функционально-стоимостной модели анализируемой ТС в идеальную модель устройства, которое еще предстоит разработать, конкретизирует процесс достижения цели. Проблема возникает тогда, когда неизвестен способ достижения какой-либо вспомогательной подцели. В этих случаях применяют методы поиска решения устраняющего проблему. Примеры формулировки целей. 1. Стоимость элемента (назвать элемент) должна быть снижена на (указать сумму). 2. Функциональная значимость элемента (назвать элемент) должна быть увеличена на (указать значение в процентах). 3. Элемент (назвать), должен выполнять функции (перечислить функции, выполняемые объединяемыми элементами) Поиск решений доступных источниках информации 2 Существует огромное количество источников информации, в которых можно найти достаточно много способов и устройств выполнения самых разнообразных функций. Очень часто возникают ситуации, когда быстрее заново «изобрести» решение, чем отыскать его в литературе. Если на предприятии хорошо организованна работа с патентами, необходимо собрать все возможные варианты устройства, которое выполняет нужную функцию, но другим или подобным способом. Среди них следует отобрать те, использование которых может снизить стоимость. В качестве источников информации могут также использоваться специальные журналы, сведения, собранные на выставках, специальные технические книги. Формулировка задач и их решение методами поиска решений Формулировка задач Модификация направлениях: функционально-стоимостной изменение стоимости, изменение модели проходила функциональной в трех значимости, конструктивные и функциональные свертки. Формулировку задач осуществляют в следующей последовательности.  Описывают компоненты, связи между ними и известный способ достижения цели.  Уточняют проблему, которая исключает достижение цели.  Формулируют подцель и условия, при которых она должна быть достигнута. Пример формулировки задачи, связанных со снижением стоимости компонентов элементов в ТС На корончатой гайке шарового шарнира рулевого колеса при изготовлении формируются шесть прорезей. Через эти прорези проходит стопорный шплинт, предотвращающий самооткручивание гайки во время движения автомобиля. Высота гайки 15 мм, прорези выполняются на глубину 5 мм. Если гайку сделать тоньше (не 15мм, а 10 мм), то ее стоимость будет удовлетворять требованиям экономичности, это недопустимо, так как она разрушится еще на этапе установки ее на штатное место. Пример формулировки задачи, связанной с увеличением функциональной значимости элементов в ТС Фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки масла ДВС изготавливается из специальной бумаги, через которую легко проходит масло, а твердые фракции задерживаются в ее порах. В холодное время года масло густое и плохо проходит через бумагу до тех пор, пока не согреется теплом, создаваемым топливом. Чтобы она не 3 порвалась в момент пуска двигателя (масло очень вязкое), в фильтре установлен перепускной клапан. Он работает очень короткое время, а затраты на его изготовление значительные. Необходимо увеличить число функций, которые он мог бы еще выполнять, улучшая тем самым работоспособность и надежность фильтра. Пример формулировки задачи, связанной с уменьшением количества элементов в ТС Объединение оси, на которой крепится подшипник самоката с рулевой стойкой приведет к незначительному увеличению затрат на ее изготовление и необходимому увеличению функциональной значимости. Для этого в нижней части стойки делается прямоугольный вырез, таким образом, что подшипник закрепляется на нижней части оставшейся перекладины. Проблема в том, что посадить подшипник на эту часть стойки невозможно не повредив соединение. Применение методов поиска решений проблем Когда задача сформулирована, приступают к поиску ее решения. Процесс поиска неизвестных еще автору решений всегда сопряжен с различными затруднениями. Особенно пагубно на процесс синтеза решения влияет психологическая инерция мышления. Чтобы избежать этой проблемы рекомендуется использовать методы и приемы, которые используются изобретателями в аналогичных ситуациях. В процессе поиска решения разработчик должен сгенерировать идею, оценить ее и синтезировать решение, построено на этой идеи. Для генерации идей годятся такие методы, как мозговой штурм, метод фокальных объектов, метод морфологического ящика, метод отрицания и конструирования и другие. Когда же идея решения не может быть реализована из-за возникшего противоречия, то используют способы и приемы устранения технических противоречий. На практике было установлено, что варианты решений, направленных на снижение стоимости элемента лучше получаются применением метода морфологического ящика. А варианты решений, связанных с увеличением функциональной значимости – методом фокальных объектов. Конструктивные и функциональные свертки чаще всего приводят к явному техническому или физическому противоречию и требуют умений применять приемы их устранения. Описания методов и примеры их применения на практике доступны на сайте московской ассоциации ТРИЗ (https://metodolog.ru/mos-triz-club) Реализация решений в виде эскиза устройства 4 Устройство должно быть сконструировано на основании идеи, найденной одним из способов, рассмотренных ранее. Для предоставления заказчику созданного или обновленного изделия, в котором применяется оригинальное решение, необходимо:  изготовить эскиз устройства;  сделать описание устройства и принципа действия (способа), при помощи которого достигается выполнение главной функции  дать подробные пояснения относительно преимуществ, которые имеются у нового устройства, по сравнению с исходным вариантом. Пример представления устройства, в котором применена оригинальная авторская идея. Методы поиска решений Методы поиска решения содержат ориентирующие компоненты, вызывающие у человека их использующего, способность быстро переключать внимание с одной мыли на другую (предотвращение инерции мышления) и синтезу большого числа идей решения проблемы (продуктивность). Среди полученных решений могут оказаться как простые, всем известные, так и «дикие», решения, которые сразу хочется отмести как не состоятельные. В зависимости от решаемой задачи и возможностей выбираются либо оптимальные варианты решений либо необычные, обеспечивающие высокий уровень конкурентоспособности. Методы поиска решений условно делятся на три большие группы: случайного поиска, логически и систематические. К случайным методам относятся метод мозгового штурма, метод синектики, фокальных объектов и др. К логическим относятся методы, алгоритм которых выводит на правильное решение путем установления четких причинно-следственных связей. К ним относят метод контрольных вопросов, алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ), ФСА. К системным методам относят метод морфологического анализа, метод систематического покрытия поля, метод отрицания – конструирования. Рассмотрим некоторые из них. Метод фокальных объектов. Принцип действия – перенос свойств случайных объектов на фокальный (объект совершенствования) и синтез новых конструкций фокального объекта методом свободных асоциаций. Действие 1. Выбрать объект совершенствования. Действие 2. Выбрать случайные объекты. 5 Действие 3. Выделить и записать признаки случайных объектов. Действие 4. Перенести признаки случайных объектов по очереди на фокальный объект. Действие 5. Синтезировать идею, новую функцию, назначение, которое может улучшить фокальный объект – построить ассоциативные цепочки. Действие 6. Описать возможное конструктивное решение полученной идеи Для выполнения этой работы необходимо уметь: - находить случайные объекты - выявлять существенные признаки объекта - устанавливать ассоциативные цепочки между двумя объектами - синтезировать новые функции, назначение - пользоваться табличными методами представления информации. Пример применения метода фокальных объектов при решении проблемы. Проблема. На предприятии, выпускающем бытовые электронные устройства было решено освоить выпуск автомагнитол. Расчеты показали, что производить и продавать у себя гораздо выгоднее – исключаются транспортные расходы, таможенные пошлины. Но товар не «раскручен». Трудно будет доказать покупателю, что российский товар лучше японского или китайского. Поэтому было решено выпускать более совершенную автомагнитолу с сохранением всех ее потребительских свойств. Анализ показал, что все самые важные параметры у импортных магнитол доведены до предела, а всякое повторение идеи требует покупки на нее у владельца лицензии (весьма дорогое удовольствие). Как быть? Решение проблемы. Объект совершенствования – автомагнитола. Выберем случайные объекты. Объект 1 – зуб Объект 2 – небо Объект 3 – струна Назовем признаки случайных объектов и запишем их в таблицу Зуб Небо Струна больной голубое вибрирует эмалированный облачное Звучит однотонно кусает чистое витая крепко сидит С овчинку Вверху томная гитарная Переносим признаки случайных объектов на объект совершенствования (фокальный объект, находится как бы в месте, где фокусируются признаки случайных объектов). Присоединенный ассоциация идея признак 1. Больная магнитола боль – Диагностика радиэфира, состояния диагностика самой магнитолы, автомобиля – автомагнитола – автомобильный тестер 2. Эмалированная Водостойкость, Может хранить жидкости, например магнитола блеск, не пахучие, а также прикуриватель царапается встроенный в магнитолу 3. Кусающаяся Кусать – иметь Панель отражает глаза и рот (картинка) магнитола рот человека, которые двигаются в такт с песней, голосом и т.п. 4. Крепко сидящая Легко устанавливается но с трудом магнитола снимается 5. голубая магнитола Цвет Слайд вместо панели, подсвечиваемый изображение с обратной стороны разными 6 6. облачная магнитола 7. чистая магнитола 8. Магнитола с овчинку 9. Вверху расположенная магнитола 10. Вибрирующая магнитола 11. однотонно звучащая магнитола 12. Витая магнитола 13. Томная магнитола 14. Гитарная магнитола источниками света Меняющая очертания – с расстояния 1 м видно ее а с большего нет (нет магнитолы нечего воровать) Чистая - пылесос Самочищающаяся магнитола, которая не требует ухода маленькая Размеры настолько малы, что управление приходится осуществлять голосом – кнопки негде поставить. Вверху - нимб Магнитола, которая установлена на потолке автомобиля с помощью магнитов (или плавает в воздухе) на месте зеркала (служит одновременно зеркалом заднего вида) Вибрация - звук Магнитола содержит встроенные маленькие, но мощные динамики, которые обеспечивают равномерное и качественное звучание во всем салоне автомобиля Один тон – Магнитола, содержит встроенный голос жены синтезатор голоса, который информирует о погоде за бортом, расходе топлива, скорости и т.п. Витая – свитая – Магнитола со встроенными звуками гнездо - птица птиц или других явлений природы, которые позволяют во время движения усилить внимание, не дать заснуть и т.п. Томная Магнитола имеющая настройку на любовная фиксированный радиоканал, который передает постоянно твои любимые песни Гитара – Встроенный микрофон и пульт – исполнение микшер, можно под любую мелодию караоке спеть как на сцене. Далеко видно – вблизи не видно В результате поиска получен 14 идей совершенствования магнитолы. Затем материал передается в конструкторское бюро, на его основании составляются технические задания по каждой конкретной идеи, выявляются проблемы реализации и разрабатываются необходимые документы для реализации этих идей в жизнь. Попробуйте эту же проблему решить используя другие случайные объекты, выбранные следующим способом. Воспользуемся книгой А. Конан Дойля собрание в десяти томах, т.2. и выберем случайным образом страницы, например, 10, 75, 170 и 367. Случайные объекты будем искать на 9 строке сверху. Объект 1 – маска (если на этой строке нет объекта, то выбираем тот, который есть в ближайших строках) Объект 2 – день Объект 3 – кровать Объект 4 – фазан Метод отрицания конструирования. 7 Ф. Цвикке выдвинул гипотезу, что любое утверждение сформулированное в конечных и полностью определенных терминах не может быть абсолютно верным. Метод отрицания конструирования основан на этой гипотезе. Любой сложный объект (в составе которого более двух элементов) может быть представлен в виде компонентной схемы. У каждого элемента есть своя функция, назначение. Если один из элементов заменить на другой, то это может привести к изменению принципа действия системы. Суть метода в том, чтобы подвергнуть сомнению какое-то утверждение и разработать эту версию. Метод синектики. Совмещение разнородных элементов. 1940 год – Вильям Гордон Коллективный метод исследования и общего решения решение проблемы с помощью аналогии. При использовании метода работает группа специалистов разных специальностей, среди которых есть как опытные «синекторы», так и начинающие. Желательно, чтобы перед началом работы никто из группы не знал о сути решаемой проблемы, это позволяет им абстрагироваться от привычного стереотипного мышления. Кроме «синекторов» в группе присутствуют еще два специально подготовленных человека: руководитель группы и «эксперт», представитель заказчика. Руководитель обеспечивает работу группы, а эксперт выбирает из идей, сгенерированных в процессе работы, наиболее подходящие для реализации. Принцип действия метода превращение привычного в непривычное и, наоборот. При этом используется техника свободного ассоциирования и используются аналогии четырех типов.  Прямые аналогии (реальные).  Субъективные (антрополотные) – эмпатия, когда человек ставит себя на место разрабатываемого устройства.  Символические (абстрактные) аналогии – это краткое название совершенствуемого объекта (облако – прозрачное нечто, громыхающее пространство, тяжелая невесомость, белоснежное затмение).  .Фантастические аналогии - в этом методе мы сами меняем законы природы фантастическими методами (волшебной палочкой). Обычно работа группы начинается с обсуждения отдельных аспектов проблемы, а не с ее формулировки в целом. Руководитель должен подготовить работу группы таким образом, чтобы они смогли получить полное представление о проблеме. Например, для того, чтобы смоделировать ситуацию сверления отверстие в условиях невесомости, использовался пенопласт, подвешенный на нитке и электрическая дрель. Участники заседания должны были просверлить пенопласт, ничем его не удерживая. Убедившись, что это не удается сделать, начинается поиск необычных способов сверления. Необходимо сделать так, чтобы проблема, которую предстоит решить, стала «своей» для каждого члена группы. Для этого используется простая технология. Каждый участник обязан предоставить свое видение проблемы, которое руководитель записывает на видном месте, например, на доске. На синектических заседаниях используется и личная аналогия (эмпатия). Для этого, один из участников мысленно вживается в образ рассматриваемого объекта. Он отождествляет себя с ним и как бы становится этим объектом, пытается проанализировать возникающие ощущения. Другой участник при этом выслушивает идеи первого и приводит аргументы как в защиту этих идей так и против них. Работа протоколируется и в последствии анализируется с целью выявления эффективных решений. На рисунке представлены этапы поиска решения и их последовательность на заседании «синекторов». 8 Вопросы для самопроверки 1. Перечислите работы, выполняемые на творческом этапе ФСА 2. Назовите источники используемые для формирования совершенствованию объекта ФСА и обоснуйте их значимость. 3. Какие ошибки чаще всего допускаются при формулировании цели? 4. Назовите не менее 4-х методов поиска «изобретательских» решений 5. Раскройте сущность метода «Фокальный объект» 6. Какой принцип используется в методе «Синектика»? задач по 9