BANKI „EFEKTÓW” W TEORII I PRAKTYCE TRIZ

BANKI „EFEKTÓW” W TEORII I PRAKTYCE TRIZ

Istnieje kilka dróg prowadzących do nowego rozwiązania problemu technicznego, do opracowania wynalazku. W klasycznym TRIZ (Teorii Rozwiązywania Innowacyjnych Zadań) uważa się, że pierwotną genezą wynalazku jest ujawnienie tzw. „niepożądanych efektów” w systemie. System może generować różne „niepożądane efekty”, może:

  • nie osiągać założonych parametrów: mocy, obrotów, wydajności, itp.

  • generować zbędne zjawiska takie jak: nadmierny hałas, dym, wibracje itp.

  • może zużywać za dużo środków i materiałów eksploatacyjnych, jak: paliwo, energia elektryczna, itp.

  • może zajmować zbyt dużo miejsca w pomieszczeniu.

Przykładów takich niepożądanych efektów jest więcej. Metodyka TRIZ jest wyspecjalizowana do zwalczania takich efektów. Niepożądany efekt jest przekształcany najpierw w zadanie wynalazcze, następnie formułowany jest tak zwany Idealny Wynik Końcowy (IWK) i dalej, zadawane pytanie: jakie przeszkody nie pozwalają osiągnąć w 100% IWK? Kolejno formułowana jest sprzeczność i rozwiązywanie zadania wg znanych procedur i algorytmów trizowskich.

Jednakże drugą, ważną genezą wynalazków są odkrycia naukowe; ujawnienie nieznanych dotąd faktów, zjawisk, efektów, które zwracają uwagę wynalazców na nowy kierunek działania. Typowym przykładem jest np. zjawisko wzmocnienia światła przez wymuszoną emisję promieniowania, które doprowadziło do wynalezienia lasera. Po wykonaniu pierwszych poważniejszych prób pojawiła się cała masa wynalazków „około laserowych”. Laser trafił do dziedzin tak odległych, jak: cięcie kształtowe metali, dokładne pomiary warsztatowe, medycyna i stał się też popularnym wskaźnikiem dla prelegentów.

Ujawnia się tu sytuacja o następującej kolejności zdarzeń:

  1. Naukowe odkrycie nowego, nieznanego wcześniej zjawiska,

  2. Próby wykorzystania tego zjawiska w różnych dziedzinach wiedzy,

  3. Szerokie upowszechnienie całego szeregu zastosowań nowego odkrycia.

Tak wygląda sytuacja w klasycznej sekwencji zdarzeń. Ale w XXI wieku szybkość zmian, częstotliwość pojawiania się nowych wynalazków, wzrosła tak dalece, że chcąc sprostać wymaganiom ostrej walki konkurencyjnej na rynkach światowych, trzeba znacznie przyspieszyć proces opracowywania nowych rozwiązań. Pojawia się więc konieczność przejścia na odwróconą sekwencję zdarzeń.

Wobec ogromnej powszechności różnych artefaktów technicznych, żeby zrobić coś nowego należy:

  1. Zbadać jakie zjawiska i efekty przyrodnicze (naukowe) są już wykorzystane w dziedzinie, w której będzie opracowana jakaś innowacja, wynalazek,

  2. Zbadać zakres wykorzystania pojedynczych zjawisk np. fizycznych,

  3. Przeszukać różne dziedziny nauki w poszukiwaniu efektu lub zjawiska, które dałoby szanse na opracowanie propozycji nowego rozwiązania.

Przykładowo, opracowując nową suszarkę do rąk, należy uściślić problem następująco:

„Znaleźć sposób na usuwanie wody z dłoni użytkownika”

Dotychczas powszechnie stosowanym sposobem na rozwiązanie tego problemu było „odparowanie” w połączeniu z usuwaniem odparowanej wody, czyli wykorzystaniem efektu „termomechanicznego”. Suszarki dmuchały ciepłym powietrzem na wilgotne dłonie, co prowadziło do pożądanego efektu. Nie jest to jednak tylko jeden sposób na usunięcie wody z dłoni. Poniżej przedstawiono część wykazu efektów fizycznych, które mogą być wykorzystane do „przemieszczania wody”:

Tab. 1. Wykaz efektów fizycznych dla problemu „przemieszczania wody”

Bezwład

Kapilary

Rezonans

Deformacja

Kawitacja akustyczna

Siła Lorentza

Efekt Coandy

Kondensacja

Spirala

Efekt elektrokapilarny

Kondensacja

Superpłynność

Efekt Funnela

Magnetostrykcja

Teoremat Bernoulli

Efekt termokapilarny

Nacisk kapilarny

Termiczna rozszerzalność substancji

Efekt termomechaniczny

Naprężenie powierzchniowe

Wibracje akustyczne

Efekt ultradźwiękowych

kapilarny

Osmoza

Wibracje ultradźwiękowe

Elektroforeza

Parowanie

Wietrzenie

Elektroosmoza

Parowanie kapilarne

Wymiana jonowa

Elipsa

Pompowanie

Wymuszone drgania

Fala uderzeniowa

Prawo Archimedesa

Zamoczenie

Ferromagnetyzm

Prawo Coulomba

 

Gotowanie

Prawo Pascala

 

Indukcja elektrostatyczna

Przewodnictwo supertermiczne

 

Suszenie rąk „klasyczną” metodą jest procesem energochłonnym i powolnym. J. Dyson, twórca nowej suszarki, nie znając TRIZ, ani banków informacji o efektach fizycznych, raczej intuicyjnie trafił na koncepcję zdmuchiwania wody z dłoni silnym strumieniem powietrza. Dało to początek suszarkom do rąk, które coraz powszechniej trafiają do toalet np. marketów, restauracji, itp. We wspomnieniach J. Dyson opowiada, że opracowanie nowej suszarki kosztowało go ponad 500 prób zbudowania kolejnych prototypów i badania ich skuteczności.

Znając zasady TRIZ, można szybko znaleźć efekt fizyczny potrzebny do realizacji zamierzenia. Analiza zagadnienia zasadniczo prowadzi do ustalenia funkcji jaką można zrealizować z pomocą odpowiedniego efektu. Procedury pomocnicze, takie jak algorytm Szpakowskiego i Nowickiej, analiza wepolowa, system wskaźników, elementarnych zasad i matryca skojarzeń pomogłyby ustalić funkcję lub zbliżyć się do jej cech, co z kolei umożliwiłoby celowe penetrowanie baz efektów [3].

Kontynuując przykład suszarki Dysona, można określić we wskaźnikach to, co ma zostać uzyskane w nowej suszarce. Przykładowo będzie to „skrócenie czasu suszenia rąk” i „zmniejszenie mocy urządzenia”. Te założenia pozwalają zdefiniować sprzeczności:

Są to:

  • 25/21 - Skrócenie czasu suszenia wskaźnik - większa moc,

  • 21/17 - Zwiększenie mocy - za wysoka temperatura,

  • 33/21 - Ułatwienie eksploatacji - większa moc.

Po wprowadzeniu powyższych par sprzecznych z matrycy odczytujemy następujące zasady wynalazcze (tab. 2):

Tab. 2. Wytypowane pary sprzeczne z matrycy TRIZ

Para sprzeczna

Zasada

Treść zasady

25/21

35, 20, 10, 06

35 – zasada zmiany parametrów fizycznych,

20 - zasada nieprzerwanie korzystnego działania,

10 – zasada wstępnej aranżacji,

06 – zasada uniwersalności,

21/17

02, 14, 17, 25

02 – zasada miejscowej jakości,

14 – zasada sferoidalności,

17 – zasada przejścia w inny wymiar,

25 - zasada samoobsługi,

33/21

35, 34, 02, 10

35 – zasada zmiany parametrów fizycznych,

34 – zasada odrzucenia i regeneracji,

02 – zasada miejscowej jakości,

10 – zasada wstępnej aranżacji,

Powyższa analiza (skrócona) daje następujące wskazówki z zasad 10, 20, 35:

  • nowa suszarka powinna pracować przy innym, korzystniejszym ułożeniu dłoni użytkownika,

  • powinna działać nieprzerwanie, aż do usunięcia wody z dłoni,

  • energochłonne operowanie ciepłym powietrzem należy zastąpić większą szybkością strumienia powietrza.

Takie wskazówki w zasadzie powinny doprowadzić konstruktora do koncepcji nowej suszarki. Konstrukcja suszarki J. Dysona to jednak problem niewielki i dość łatwy. Można jedynie wyrazić zdziwienie, że tak długo były w użyciu nieefektywne suszarki, odparowujące wodę z rąk ciepłym powietrzem.

Są jednak problemy bardziej złożone, mniej oczywiste jak np. problem podawania wilgotnej gliny podajnikiem ślimakowym. Ślimak zwykłego podajnika oblepia się wilgotną gliną i przestaje ją podawać. Należy więc pomiędzy powierzchnię ślimaka i glinę wprowadzić substancję rozdzielczą. Zasadą TRIZ jest wykorzystywanie resursów (zasobów) tych, które są w systemie.

W systemie jest podajnik ślimakowy, wilgotna glina i woda. Wodę należy przemieścić na powierzchnię ślimaka, dla oddzielenia lepkiej frakcji od powierzchni metalu. Potrzebne jest zjawisko fizyczne, dające efekt przemieszczenia wody poprzez glinę na powierzchnię zwojów ślimaka. Tu należy skorzystać z efektów fizycznych opracowanych przez prof. Jurija Sałamatowa - TRIZ Mastera.

  1. Techniczne funkcje „efektów”

Tabele różnych „efektów”: fizycznych, chemicznych, geometrycznych (w opracowaniu są efekty fizykochemiczne i biologiczne) działają w skojarzeniu z analizą wepolową i tabelą sprzeczności [3, 6]. Z ich pomocą, nie będąc specjalistą fizykiem, chemikiem itd. – można uzyskiwać wskazówki pomocne w rozwiązywaniu złożonych problemów. Oczywiście należy zdać sobie sprawę z tego, że przytoczone „efekty” to tylko część wszystkich możliwych, ale z kolei na podstawie badań obszernej bazy patentowej ustalono, że wspomniane efekty przyczyniły się do opracowania ponad 3,5 mln wynalazków. Należy też pamiętać, że na etapie konkretnego projektowania konieczna będzie pomoc specjalistów, ale to już etap mocno ukierunkowanego opracowywania nowej koncepcji.

W poniższym wykazie przyjęto następujące oznaczenia:

  • „F” - efekty fizyczne + numer podpunktu wykazu efektów fizycznych.

  • „C” - efekty chemiczne + numer podpunktu wykazu efektów chemicznych.

  • „G” - efekty geometryczne + numer podpunktu wykazu efektów.

Poniżej, w tabeli pokazano w porządku alfabetycznym, najczęstsze funkcje techniczne i przykłady ich realizacji poprzez efekty. W nawiasach podano numer efektu.

Tab.3. Techniczne funkcje wraz z przykładami ich realizacji poprzez efekty

Nr

Problem

Numer podpunkty danego wykazu

1

Akumulowanie:

ciepła C2;

mechanicznej energii F1.1;

zimna C1; C2;

2

Deformacja:

F1.1; F2; F3.1; F3.2; F8; F10.3;

3

Dozowanie substancji:

F3.1; F3.3; F6.2; F7.3; F9.1; C1;

4

Zmiany:

właściwości magnetycznych C2;

masy C1;

koncentracji C1;

objętości F2.4; F2.5; F2.6; F3.1; F3.4; F4.5; C1; C2; C5; G2;

gęstości F8.3; C1;

powierzchni G7;

właściwości optycznych C4;

odległości G2;

prędkości F1.1; F3.4; C1; C8;

kształtu F2.5;

właściwości chemicznych C1; C2;

5

Pomiar, ujawnienie:

próżni F9.1;

wibracji G1,

wilgoci F9.1; F10.2;

wodoru C2;

czasu F1.2;

lepkości i gęstości F4.1; F5.1; F5.3;

szczelności F10.1; F10.8; C3;

ciśnienia F5.1; F6.1; F7.3; F9.1; F7.4; F10.8; C5; G1;

defektów F3.8; F6.4;

deformacji F2.1;

zużycia F5.1;

ilości gazu w cieczy F4.4;

masy F5.1; F5.2; F8.3;

mechanicznych naprężeń F10.1;

naciągu F5.1;

ostrości krawędzi skrawającej F9.1;

pulsu F7.3;

wydatku F4.4; F5.1;

rozmiarów F6.4; F9.1; F10.1; F10.6;

odległości F7.4;

przesunięć F7.4; F10.7;

ściśliwości F7.1;

temperatury (F3.1; F3.2; F8,4; F10.1; F10.5;

cieków F4.5;

tarcia F1.1;

sił F1.1; F7.3;

poziomu F4.1; F5.1;

przyspieszenia F5.1; F7.3;

ultradźwięku C5;

kruchości F7.3;

chropowatości F4.2;

napięcia elektrycznego F.4; F8.3;

6

Intensywność spalania:

C 3;

7

Zamocowywanie detali:

F3.3; F8.1; F8.2; C8; G1; G3; G4; G6;

8

Nanoszenie substancji:

C8;

9

Oczyszczanie substancji:

F6.1; F9.1; C1; C2; C3; C8;

10

Realizacja zamkniętych cykli przemian w substancjach:

C1; C2;

11

Otrzymywanie:

ciał sferoidalnych F1.1;

ciepła – wprowadzanie energii cieplnej do systemu F1.3; F3.7; F5.1; F10.3; C7, G2;

zimna – wyprowadzanie energii cieplnej z systemu F3.2; F3.3; F3.7; F7.4; F8.2; F9.1; C1, G4;

ciemnienia (parcia) F1.1; F3.3; F2.4; F2.5; F3.1; F3.2; F4.3; F8; C1; C2;

12

Przemieszczanie (ciał i substancji):

F2.5; F3.1; F3.3; F4.1; F4.3; F5.1; F6.1; F6.6; F7.3; F8; F10.4; C1; C2; C8; G4; G5; G6;

13

Przekształcanie:

cieplnej energii w mechaniczną F2.5; F3.1; F3.2; F3.7; F8.4; C1;

elektrycznej energii w mechaniczną F7.3;

14

Przekształcanie dwóch substancji w jedną:

C1, C2,C3;

15

Rozdział substancji:

F1.1; F3.3; F5.2; F5.3; F7.3; F7.4; F8; F9.1; C1; C2; C5; C6; C8;

16

Rozpad substancji:

F2.3; F2.5; F4.4; F5; F7.2; C1,C2, C8;

17

Umieszczanie jednej substancji w drugiej:

C1; C2;

18

Rozpylenie substancji:

F6.1; F7.3; F7.4; F9.1; G4;

19

Regeneracja ciepła (odzysk):

F3.7;

20

Regulacja tarcia (także oporu hydrodynamicznego):

F1.3; F4.2; F7.3; F8.3; C8;

luzu F3.1;

ciepła F3.7;

21

Tworzenie mieszanin gazu z płynem:

F5.1; F7.4;

22

Połączenia różnorodnych substancji:

F2.5; C2;

23

Odprowadzanie elektryczności statycznej:

F9.1; C3;

24

Stabilizacja temperatury:

F4.5; F6.6; F8.2;

25

Termowyłącznik, dioda:

F3.7;

26

Transport jednej substancji przez drugą:

F3.2; F3.3; F3.6; C1; C2;

27

Transport energii cieplnej:

F3.7;

28

Zmniejszenie aktywności substancji:

C1; C3;

29

Sterowanie postacią powierzchni płynów:

F1.1; F1.2;

W tabeli 3, w punkcie 26 „Transport jednej substancji przez drugą” znajduje się efekt fizyczny 3.6., którego opis znajduje się w pkt 3 artykułu (Elektroosmoza: osmoza dla suszenia kabli instalacji elektrycznych w kopalniach. Przemieszczanie wody przez ciała porowate)

Taka podpowiedź oczywiście nie jest kompletną informacją, o tym co należy zrobić z podajnikiem ślimakowym. Na tym etapie analizy problemu potrzebny jest ekspert – fizyk, który wyjaśni, ze należy odizolować wał ślimaka od korpusu podajnika i podać napięcie stałe na korpus i wał ślimaka. Problem: gdzie „plus”, a gdzie „minus” - najprościej rozwiązać już doświadczalnie. Zależy to bowiem od kwasowości bądź zasadowości gliny.

  1. Zestawienie efektów fizycznych, przydatnych do usuwania sprzeczności, tkwiących w systemach technicznych

  2. Efekty mechaniczne

    1. Siły bezwładności

      1. Wywoływanie siły dodatkowego nacisku,

      2. Siły odśrodkowe, (rozdzielanie frakcji sypkich, ochrona ścianek wirówki warstwą cięższych, odpornych na ścieranie cząstek, docisk taśmy ściernej do wypukłego dysku, itp.)

      3. Moment bezwładności obracającego się ciała: koło zamachowe o zmiennym położeniu środków wirujących mas, przyspieszenie procesu dezaeracji proszków, wywinięcie zmiękczonego końca rury, wykonywanie detali z paraboliczną powierzchnia, akumulowanie energii mechanicznej.

      4. Efekt żyroskopowy, pomiar sił tarcia, akumulowanie energii.

    1. Grawitacja -„grawitacyjne” zegary

    2. Tarcie

      1. efekt anormalnie niskiego współczynnika tarcia w próżni,

      2. efekt „niezużywalności”, skład smarów,

      3. efekt wykorzystania wydzielającego się ciepła, (np. zgrzewanie tarciowe)

  1. Deformacje

    1. Wartość deformacji: pomiary sił z użyciem sprężystego elementu,

    2. Efekt Poyntinga (skręcanie wału po zdjęciu łożyska),

    3. Udarowe przekazywanie energii (efekt Aleksandrowa, mechanizm oddziaływania na ciało sztywne, wzmocnienie obciążeń udarowych,

    4. Efekt radiacyjnej deformacji metali (np. prostowanie zdeformowanych detali)

    5. Efekt pamięci kształtu w stopach metali (kruszenie kamieni, forma drukarska, silnik cieplny, dźwignik, elektrody do elektrochemicznej obróbki, kontrola topnienia lodu na przewodach elektrycznych linii napowietrznych, sito strunowe, metoda mocowania rur w dennicy sitowej, wysuwane ostrza zainstalowane w obuwiu, a wysuwające się na lodzie, element topikowy w bezpiecznikach)

    6. Efekt pamięci kształtu w polimerach

  2. Zjawiska na poziomie molekularnym

    1. Rozszerzalność cieplna substancji

      1. Generowanie znacznych sił, prasowanie, silnik cieplny, naprężenie wstępne konstrukcji np. betonowych,

      2. Efekt bimetaliczny, licznik krotności zalewania metalu we wlewnicę, zmiana krzywizny sworzni, regulacja luzów w pompach z uszczelnieniem labiryntowym, zacisk detali, rozwalcowywanie rur w dennicach, spawanie dyfuzyjne, urabianie skał w kamieniołomach, mikroprzemieszczenia obiektów, sterowanie śrubami nastawczymi, rozciąganie prętów, pomiar temperatury, dozowanie małych ilości gazu, zdejmowanie oczka ciągarskiego.

    2. Przemiany fazowe

Zmiana stanu skupienia, sposób warstwowego zapełnienia naczynia mieszającymi się substancjami, urządzenie rozruchowe prasy, silnik pracujący w zakresie małych zmian temperatury, termometr z czystego chromu, technologia użebrowanych rur, wykorzystująca zamarzającą wodę, przymrażanie płytek skrawających, szybki sposób generowania ciśnienia przez odparowanie suchego lodu, „samounicestwianie” części złącznych.

    1. Materiały kapilarno – porowate.

Znacznikowa płyta dla wlewków (proces podobny do tamponiarki), odwadnianie ropy naftowej, rozdzielanie ciężkich i lekkich gazów, przegrody tłumiące dźwięk, elementy chłodzące elektrycznych maszyn, dozowanie dodatków stopowych, podnoszenie lutowia ponad wanną, podawanie cieczy chłodzącej, zapobieganie osiadaniu polimerów na ściankach naczynia technologicznego, przegroda dla płomieni.

    1. Absorbcja

Dwufazowe medium robocze dla kompresora: gaz i absorbent.

    1. Dyfuzja

Termodyfuzyjna obróbka stalowych przygotówek.

    1. Osmoza

Elektroosmoza dla suszenia kabli instalacji elektrycznych w kopalniach. Przemieszczanie wody przez ciała porowate

    1. Rury cieplne

Chłodzenie elementów sprzętu elektronicznego (np. procesorów), odbiór ciepła z pieców metalurgicznych, chłodzenie pomp próżniowych, wirniki pomp wirowych, aparat do hodowli mikroorganizmów, przekazywanie ciepła na duże odległości, silnik cieplny, cieplny wyłącznik, „dioda” cieplna.

    1. Zeolitowe sita molekularne

Polerowanie półprzewodników, wykrywanie pęknięć, filtracja, pochłanianie cieczy i gazów itd.

  1. Hydrostatyka, hydrodynamika

    1. Prawo Archimedesa

Określenie lepkości i gęstości cieczy, pomiar poziomu, załadunek drewna na platformy kolejowe, wyładunek kamieni z barek, montaż sterowców w wodzie, obrotnica dla parowozów, pływak spawalniczego manipulatora w magnetycznym płynie.

    1. Przepływ cieczy i gazów

      1. laminarność: przemieszczanie nitkowatych kryształów,

      2. turbulencja: kontrola chropowatości powierzchni,

      3. prawo Bernoulliego: metoda określania wydajności wentylatorów,

      4. efekt Tomsa (spadek oporu przepływu cieczy), zmniejszenie strat ciśnienia, nadpłynne żele, systemy chłodzenia.

    2. Uderzenie hydrauliczne (taran hydrauliczny)

Regulacja szczeliny pomiędzy elektrodą i detalem, zmniejszenie ciśnienia przed hydroturbiną, elektrohydrauliczny udar (efekt Jutkina) dla otrzymywania koloidów, uzyskiwanie superwysokich ciśnień, przepompowywanie cieczy.

    1. Kawitacja

Przygotowywanie pasz objętościowych, usuwanie zadziorów, podniesienie erozyjnej aktywności cieczy, wykrywania radioaktywnego promieniowania, pomiar wielkości przepływu cieczy, określenie ilości gazów rozpuszczonych w cieczy, obróbka detali.

    1. Piana (mieszanina gazu i cieczy, także w stanie stałym)

Dźwiękoszczelne izolacje, tłumienie hałasu, ochrona roślin przed mrozem, zapobiegania pyleniu węgla podczas transportu, pokrycie taśmy transportera, wysiew ziarna, tłumiki wybuchów, produkcja metalowych elementów, płukanie rurociągów, wykrywanie przecieków, kształtowanie powłok i pokryć na bańkach mydlanych, oczyszczanie wody z ropy naftowej.

  1. Drgania i fale

    1. Drgania mechaniczne:

      1. Drgania swobodne (własne): określenie współrzędnych środka ciężkości, pomiar siły naciągu taśmy w ruchu, pomiar wydatku cieczy i gazów, pomiar ciśnienia, określenie udziału żółtka i białka w jajku, tłumienie drgań, oczyszczanie ziemniaków z ziemi,

      2. Drgania wymuszone: określenie stopnia zużycia wiertła, wibrozagęszczanie betonu, pomiar masy, rozpylenie cieczy, nagrzewanie gazów.

      3. Rezonans: podajnik wibracyjny, odprężanie konstrukcji, osuszanie materiałów proszkowych, czujnik poziomu skroplonych gazów, pomiar masy substancji zawartej w naczyniu, metoda określenia chemicznej stabilności materiałów, nieniszczące badanie konstrukcji, pomiar wydatku masowego, obniżenie hałasu,

      4. Drgania samowzbudne: określenie momentu wiązania betonu, pomiar przyspieszenia, mieszanie gazu z płynem.

    2. Akustyka:

      1. Drgania akustyczne: badania kontrolne powłoki zewnętrznej samolotu, płukanie celulozy, lalki „mówiące”, czyszczenie taśm w płynach, suszenie preparatów mikrobiologicznych, rozdzielenie cząsteczek mieszaniny, określenie gatunku pszczół ( po wysokości tonu brzęczenia).

      2. Odbicie fali: określenie ilości substancji w naczyniu.

    3. Ultradźwięki

Intensyfikacja spalania, dezaeracja płynów, kontrola jakości styku, pomiar gęstości roztworu, badanie rozwarstwień górotworów, detekcja wtrąceń w metalach, obróbka diamentów i kryształów, leczenie ran.

  1. Zjawiska elektromagnetyczne

    1. Oddziaływanie ładunków elektrycznych.

Dysza pneumatyczna z elektryzowaniem kropelek, pokrywanie powierzchni woskiem, samoukładacz arkuszy papieru, chłodzenie kompresora rozpylonym płynem, koagulacja aerozolu w kanałach, zapobieganie zatłuszczaniu tarcz szlifierskich, elektrostatyczny rozpylacz proszku, otwieranie płatków kwiatowych w uprawach, określenie znaku i wielkości ładunku elektrycznego nasion, suszenie skór futerkowych, wybłyszczanie fotografii, lakierowanie powierzchni, nanoszenie powłok polimerowych, pomiar ciśnienia płynów, otrzymywanie strumienia naładowanego elektrostatycznie proszku, przyspieszenie wzrostu roślin naładowanych hydroaerozolem, odpylacz w postaci szpuli z nicią syntetyczną, podlewanie roślin mgłą naładowana ładunkiem elektrycznym, oddzielanie pojedynczych kartek ze stosu, zbieranie pyłków kwiatowych, czyszczenie gazów z tlenków i zawiesin, przygotowanie paliwa do spalania, przegotowanie asfaltu, oczyszczenie powietrza z pyłu, podnoszenie płynności ciekłego metalu, elektroosmoza.

    1. Kondensator

Dozownik cieczy, określanie odporności upraw ryżu na sól,

    1. Prawo Joule’a Lentza

Spiekanie cementowego klinkieru.

    1. Opór elektryczny

Pomiar rozmiarów przedmiotów, badanie jakości długopisów, określanie marki węgla kamiennego itd.

    1. Fale elektromagnetyczne

Zdalne sterowanie pojazdami , kontrola suszenia materiałów, oczyszczanie gałązek drzew iglastych z igliwia, określenie zawartości wody w ropie naftowej, czyszczenie powierzchni blach stalowych ze zgorzeliny, usunięcie z gumy elementów metalowego uzbrojenia, metoda otrzymywania niektórych pokryć, określenie głębokości pęknięć w detalach, sposób ochrony człowieka przed porażeniem prądem elektrycznym.

    1. Indukcja elektromagnetyczna

      1. Indukcja wzajemna: termostat,

      2. Prądy wirowe: topienie osadów lodu w lodówkach i zamrażalnikach, orientacja niemagnetycznych, przewodzących prąd detali, hamowanie walcowania na walcarkach,

      3. Efekt naskórkowy: odparowywanie materiałów w próżni, czyszczenie rurociągów z osadów.

  1. Elektryczne właściwości substancji. Dielektryki

    1. Przenikalność dielektryczna

Określenie ściśliwości gazów w stanie stałym, określenie czasu przesiąkania materiałów porowatych.

    1. Przebicie elektryczne dielektryków:

Rozkrój tkanin.

    1. Efekt piezoelektryczny:

Przeciąganie taśmy, transport cieczy, silnik, otrzymywanie odpowiedniej postaci lekarstwa, rozpylanie, czujnik tętna, generator iskry, wzmacniacz elektrohydrauliczny, czujnik ciśnienia, określanie kruchości materiałów, przyspieszeniomierz, zapalarka, sprzęgło, zgęszczanie substancji polimerowych, tłumienie udary hydraulicznego, obniżenie tarcia w przekładni ślimakowej, mikro dozownik płynów, sztuczne serce.

    1. Elektrety:

Malowanie pylistym barwikiem, separatory, mieszanie proszków, oczyszczanie gazów z aerozoli, pomiar odległości, pomiar gęstości, indykator stałego naprężenia, galwanometr, podwyższanie gęstości polimerów, bunkry dla pasz sypkich, wytwornica lodu, dysze rozpylające, czujnik przemieszczeń, czujnik ciśnienia.

 

  1. Magnetyczne właściwości substancji

    1. Wykorzystanie magnetycznych własności:

Usuwanie z oka ferromagnetycznych ciał obcych, połączenia kołnierzowe, metoda produkcji filmów rysunkowych, przekładnia pasowa, prasa, określenie „martwego” punktu tłoka, sprężyna, otrzymywanie białej sadzy, transport wiórów biegnącym polem magnetycznym, zapobieganie erozji futrówki płynnym metalem, globus z elastycznego magnetycznego materiału, ochrona koła zamachowego przed rozerwaniem silami odśrodkowymi, zamocowanie na stole obrabiarki detali z materiałów niemagnetycznych.

    1. Ferroproszki:

Zamocowywanie detali o różnorodnych kształtach, ochrona ujęcia wody przed przemarzaniem, urabianie górotworów, chłodzenie detali w strumieniu ferrocząstek, oczyszczanie wody z plam oleju i ropy, wzmacnianie gruntu, betonowy magnetowód, sortowanie detali wg stopnia porowatości, separacja nasion, tarcza do strzelania z łuku sportowego.

    1. Płyny magnetyczne:

Sprzęgło połączeniowe, hermetyczny kontakt, zawieszanie cylindrów w strumieniu, Wskaźnik elektrycznego obciążania, smar.

    1. Przejście przez punkt Curie

Silnik słoneczny, sygnalizator temperatury, lutowanie na fali lutowia.

 

  1. Wyładowania elektryczne w gazach.

    1. Ulot

Ulot (niezupełne wyładowanie elektryczne): generowanie aerozoli, przygotowanie nasion do siewu, wykańczające mycie detali, określenie ostrości krawędzi skrawających, filtr, odpylanie gazów, neutralizacja elektryczności statycznej, separator, dozowanie materiałów dielektrycznych, chłodzenie substancji roboczej, pomiar wilgotności, czujnik ciśnienia gazów, kontrola próżni w lampach próżniowych, pomiar średnicy mikroprzewodów, dezynfekcja produktów żywnościowych.

 

  1. Światło i substancja

    1. Promieniowanie widzialne:

Kontrola szczelności, trenażer spawalniczy, określenie odcienia koloru żółtka w jajku, sygnalizator temperatury, pomiar temperatury, pomiar średnicy detali, wydzielenie tlenu z powietrza, czujnik naprężeń mechanicznych, określanie mrozoodporności koniczyny.

    1. Promieniowanie ultrafioletowe:

Metoda spajania metali.

    1. Promieniowanie podczerwone:

Określenie wilgotności w procesie suszenia, zgrzewanie folii polimerowych, czujniki przeciwpożarowe, remont nawierzchni asfaltowych, plastyczne formowanie szkła.

    1. Ciśnienie światła:

Metoda przetaczania gazów lub par z jednego naczynia do drugiego.

    1. Odbicie i załamanie światła.

Określenie czasu lutowania detali elektronicznych, badanie naprężeń cieplnych na przeźroczystych modelach, pomiar temperatury.

    1. Efekt Moirè:

Kontrola błędów kształtu detali, kontrola płaskości blach i płyt.

10.7. Interferencja:

Kontrola liniowych przemieszczeń elementów spawanych, okręcenia wielkości parcia na powierzchniach nośnych samolotów, okręcenia zdolności kiełkowania nasion, określanie szybkości pochłaniania gazów przez ciecze [5].

  1. Inne banki efektów

Oprócz banku efektów Jurija Sałamatowa, w literaturze przedmiotu znaleźć można:

  • „Bank efektów fizycznych w wynalazczości” – jego modyfikacje w kolejnych wydaniach: S.Denisowa, W.Jefimowa, W.Zubariewa i W.Kustowa, obejmujący ponad 600 zjawisk fizycznych z przykładami zastosowań w wynalazczości [5],

  • „Wykaz efektów fizycznych dla wykorzystania w wynalazczości J.Gorin,

  • Baza danych: „Efekty 200” W.NGłazunow stabelaryzowany wykaz efektów o sprawdzonej w wynalazczości przydatności.

Banki efektów nie obejmują całego materiału nowoczesnej fizyki. Jednakże z ich pomocą rozwiązano już ponad 98% problemów wynalazczych.

Inne banki informacji uzupełniające TRIZ:

  1. Bank efektów i zjawisk chemicznych; Jurij Sałamatow: „Sukces na molekularnym poziomie” - wykaz efektów chemicznych.

  2. Bank efektów biologicznych.

  3. Bank efektów matematycznych.

  4. Bank efektów psychologicznych.

    Wnioski

Sama metodyka TRIZ nie rozwiąże wszystkich problemów z jakimi styka się wynalazca. Oczywistą koniecznością jest ścisły kontakt z nauką i jej osiągnięciami. Wynalazca nie jest specjalistą we wszystkich dziedzinach wiedzy jednocześnie, stąd wynikła potrzeba opracowania „pomostu” pomiędzy wiedzą ściśle naukową, a jego potrzebami.

Zadaniem wynalazcy jest zdefiniowanie funkcji poszukiwanego efektu, czyli określenie jakie zjawisko jest potrzebne dla rozwiązania konkretnego problemu. W rezultacie wynalazca, nie będąc specjalistą z dziedzin objętych bankami danych, może z powodzeniem rozwiązywać problemy wchodzące w ich zakres merytoryczny. Najczęściej jednakże potrzebna jest pomoc specjalisty branżowego. Popularną praktyką jest powoływanie tymczasowego zespołu do rozwiązania konkretnego zadania, w skład którego wchodzi specjalista TRIZ, specjalista branżowy z zakładu, którego problem dotyczy i – w razie potrzeby fizyk, chemik, lub inny specjalista [4].

Przykładów takiej współpracy jest mnóstwo. Master TRIZ - Aleksander Kudriawcew, rozwiązywał następujące problemy: napełnianie tonerem kartridżów, problem nadania „marketingowego wyglądu” jogurtowi o mocno obniżonej zawartości tłuszczu, a następnie problem nielegalnego podłączania się do sieci energetycznej, zwłaszcza na odległych terenach Rosji. Była to duża różnorodność specjalistyczna problemów, a mimo to działał skutecznie w trzech bardzo odległych dziedzinach nauki i techniki.

Literatura:

  1. Boratyńska-Sala A.: Współczesny TRIZ - analiza funkcjonalna i trimming; Innowacje w zarządzaniu i inżynierii produkcji. T. 1 pod red. Ryszarda Knosali; Opole 2015; Oficyna Wydawnicza Polskiego Towarzystwa Zarządzania Produkcją. Str. 26-37

  2. Boratyńska-Sala A.: Trizowski „idealny system techniczny” w zastosowaniu do organizacji zarządzania. Innowacje w zarządzaniu i inżynierii produkcji pod red. Ryszarda Knosali; Opole 2012; Oficyna Wydawnicza Polskiego Towarzystwa Zarządzania Produkcją. str. 22-30

  3. Boratyńska-Sala A. Algorytm pracy z projektami wynalazczymi. Kreatywność i przedsiębiorczość w projakościowym myśleniu i działaniu. T. 2 pod red. E. Skrzypek, Zakład Ekonomiki Jakości i Zarządzania Wiedzą. Wydział Ekonomiczny. Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, Lublin 2009, str. 123-134

  4. Boratyńska-Sala A., Cooperation between TRIZ experts and business, Edukacja Ustawiczna Dorosłych = Polish Journal of Continuing Education, nr 2 (85), 2014 str. 56-65

  5. Denisow S.A., Jefimow W.E., Zubariew W.W., Kustow W.P: „Spisok fiziczeskich effektow i jawlenij” Gorkij 1979 r.

    С.А. Денисов, В.Е. Ефимов, В.В. Зубарев, В.П. Кустов - „Список физических эффектов и явлений” Горкий 1979 г.

  6. Sałamatow J.: TRIZ. „Jak rozwiązać nierozwiązywalne” – Podręcznik dla nauczyciela TRIZ Wyd. Moskwa „Proswieszczenije” 2006 r.

    Ю.П. Саламатов „Как стать изобретателем” Пособие для учителя изд. Просвещение 2006 г