Интернет сервис «Консультант по инновациям»

Интернет сервис «Консультант по инновациям»

(www.method.ru)

Глазунов Виталий Николаевич

 

КОНСУЛЬТАНТ ПО ИННОВАЦИЯМ – это интернет-сервис, который помогает решать технические проблемы. Результат работы Консультант оформляет в виде концепт-проекта, содержащего варианты концепций устройств или способов, соответствующих решаемой проблеме.

В докладе под концепцией понимается первичное, наиболее общее описание объекта проектирования (устройства или способа), достаточное для определения его физического принципа действия или способа изменения прототипа данного объекта проектирования.

Разработанный Консультантом концепт-проект может использоваться также для решения ряда смежных задач:

  • повышения качества продукции,
  • снижения издержек производства
  • определения тенденций развития конкретной области техники,
  • получения патентного приоритета в заданной области техники,
  • разработки расчетных моделей устройств и технологий.

Для формирования концепт-проекта Консультант в автоматическом режиме обращается к изобретающей программе Новатор (версия 4.02), и использует полученные ею результаты. Тем самым, данный интернет-сервис позволяет пользоваться программой Новатор, не покупая её.

Использование программы Новатор в Интернете накладывает ряд естественных ограничений. Поэтому не все функции Новатора можно организовать в виде интернет-сервиса. Консультант использует лишь те функции Новатора, которые напрямую связаны с разработкой концепций. По этой причине предлагаемый Консультантом концепт-проект содержит только центральную часть концепт-проекта, создаваемого программой Новатор. В эту часть входит глава «Разработка концепций», состоящая из 2-х разделов: «Разработанные концепции» и «Базовые эффекты». В 1-ом из этих разделов собраны описания концепций, а 2-ом – описание эффектов, используемых в найденных концепциях.

Чтобы понять соотношение возможностей Консультанта и Новатора ниже проводится блок-схема и краткое пояснение работы программы Новатор.

Рис. 1. Функциональная блок-схема программы Новатор 4.0.

 

Процесс разработки концепт-проекта программой Новатор состоит из 6 стадий, на каждой из которых используется соответствующий модуль программы.

  1. Постановка задания: описание исходной целевой или проблемной ситуации, определение вариантов исходной цели разработки, а также запись данных, используемых для оформления титульного листа концепт-проекта .
  2. Анализ ситуации: построение модели ситуации ®  выбор целей разработки ® ранжирование целей разработки.
  3. Разработка концепций: запись цели разработки в терминах Новатора ® поиск прямых и обходных концепций ® просмотр и выбор концепций для концепт-проекта.
  4. Сравнение концепций: выбор показателей качества концепций ® определение степени важности показателей ® расстановка концепций по местам для каждого показателя качества ® расчет относительного показателя качества концепций.
  5. Поиск в базе данных: поиск дополнительной информации, относящейся к выбранным концепциям.
  6. Редактирование отчёта (концепт-проекта): определение списка глав концепт-проекта, его содержания, а также заполнение разделов Введение и Заключение. 

 

Пример использования программы Новатор 4.02 при решении конкретной технической проблемы приведён в работе [1, с 42].

Из всех модулей Новатора Консультант использует только модуль «Разработка концепций». Полученные в этом модуле концепции без сравнения между собой и в полном объёме включаются в итоговый концепт-проект.

Работа Консультанта начинается с обращения к нему Заказчика. Взаимодействие между ними иллюстрирует следующая схема.

Рис. 2. Взаимодействие Консультанта по инновациям с Заказчиком.

Пояснения.

 Заказчик на сайте Компании «Метод» в разделе «Консультант по инновациям» выбирает типовую техническую цель,  которая соответствует решаемой проблеме.

‚ Консультант соединяется с программой Новатор, находящейся на сервере Компании «Метод» и передаёт ему запрос Заказчика.

ƒ  Новатор формирует содержание концепт-проекта, в котором представлены концепции способов достижения цели и передаёт его Консультанту.

„ Консультант демонстрирует содержание  концепт-проекта Заказчику.

… Заказчик оплачивает разработку концепт-проекта.

† Консультант отправляет Заказчику файл с концепт-проектом.

 

Предложенная схема взаимодействия Заказчика с Новатором через сайт Компании «Метод»  позволяет организовывать продажу  недорогих изобретательских услуг в режиме реального времени, предотвращая несанкционированный доступ к базам данных программы Новатор.

 

Чтобы сформировать запрос к Консультанту необходимо выполнить всего 2 действия:

1. Записать в строку ключевое слово, характеризующее решаемую техническую проблему.

По мере ввода ключевого слова список доступных технических целей сокращается.

2. Выбирать из списка одну типовую техническую цель.

Выбранная цель записывается в строку ввода ключевого слова и на экран выводится окно с содержанием разработанного концепт-проекта.

 

Содержание концепт-проекта состоит из 2-х разделов. В 1-м разделе собраны короткие названия найденных концепций. Эти концепции разделены на две группы: «прямые» и «обходные» (в смысле прямые и обходные концепции). Прямые концепции предлагают непосредственный способ достижения выбранной цели. В обходных концепциях описываются способы достижения обходных целей, которые логически связаны с выбранной (прямой) целью [2].

В свою очередь группа обходных концепций разделена на подгруппы. В качестве названий этих подгрупп используется название обходных целей.

Цикл работы Консультанта, а также внешний вид рабочей зоны сайта можно пояснить на примере решения конкретной технической проблемы: «найти способы измерения скорости потока жидкого металла». Ниже приводится последовательность рабочих зон сайта, соответствующих отдельным этапам работы Консультанта. 

 

  1. Исходное положение интернет-сервиса «Консультант по инновациям».

 

  1. Ввод ключевого слова и ограничение списка технических целей.

 

  1. Выбор технической цели и анализ содержания концепт-проекта.

Ниже приводятся описание 4-х концепций, которые наилучшим образом подходят для измерения скорости жидкого металла.

 

1. Угол преломления пучка ультразвука определяет скорость жидкой среды

 

Переход

Данная концепция позволяет достичь поставленную цель потому, что:

 'жидкий металл'  - это  'жидкая среда'

Синонимы: рефракционный ультразвуковой расходомер

Описание

Пучок ультразвука проходит через поток жидкой среды.

Угол между направлениями распространения ультразвука и потока жидкой среды отличен от нуля.

В жидкой среде пучок ультразвука преломляется.

Угол преломления звука зависит от скорости жидкой среды (снос звука потоком).

Это позволяет определить скорость жидкой среды, измерив углу преломления пучка ультразвука.

Примечание.

Угол преломления пучка ультразвука определяют по пространственному распределению его интенсивности после преломления в потоке жидкой среды.

Достоинства

  • Все элементы расходомера расположены вне трубопровода, в котором движется жидкая среда.
  • Отсутствует контакт элементов расходомера и жидкой среды.
  • Позволяет измерить малый расход жидкой среды.
  • Устойчивая работа при турбулентном режиме течения жидкой среды.

Недостатки

Относительно низкая точность измерения расхода жидкой среды.

Патенты

> Расстояние до точки максимума отклоненного пучку ультразвука определяет расход жидкой среды.

U.S. Patent 4,726,235; Feb. 23, 1988; “Ultrasonic instrument to measure the gas velocity and/or the solids loading in a flowing gas stream”.

> Время задержки приема отклоненного пучка ультразвука определяет расход дыма в трубе.

U.S.Patent 5,440,937; Aug. 15, 1995;. “Process and apparatus for ultrasonic measurement of volumetric flow through large-diameter stack”.

> Разность фаз двух отклоненных пучков ультразвука определяет расход воздуха, поступающий в двигатель внутреннего сгорания.

US Patent 4,488,428; Dec. 18, 1984; “Ultrasonic air flowmeter for motor vehicles“.

Базовые эффекты

>  Движение вещества изменяет угол преломления пучка звука

 

4. Время охлаждения нагретого ферромагнетика определяет скорость жидкой среды

 

Переход

Данная концепция позволяет достичь поставленную цель потому, что:

 'жидкий металл'  - это  'жидкая среда'

Синонимы: термоанемометр, тепловой расходомер

Описание

Основными частями измерителя скорости жидкой среды являются чувствительный элемент и электрическая катушка.

Чувствительный элемент погружен в поток жидкой среды.

Витки катушки охватывает поток жидкой среды так, чтобы чувствительный элемент располагался в ее центре.

Чувствительный элемент изготовлен из ферромагнитного материала, точка Кюри которого немного выше температуры жидкой среды.

На клеммы катушки подают переменное напряжение, в ней возникает переменный ток, который создаёт переменное магнитное поле (закон Био - Савара - Лапласа).

Под действием переменного магнитного поля чувствительный элемент нагревается до температуры, равной температуре точки Кюри (нагрев перемагничиванием).

Материал чувствительного элемента превращается парамагнетик.

Индуктивность катушки резко уменьшается.

Так как чувствительный элемент находится в жидкой среде, то  за счет конвективного теплообмена он быстро охлаждается.

Когда температура чувствительного элемента становится меньше температуры точки Кюри, его материал снова превращается ферромагнетик.

Индуктивность катушки резко увеличивается.

Скорость охлаждения чувствительного элемента, а, следовательно, и период изменения  индуктивности катушки пропорциональны скорости жидкой среды.

Это позволяет по периоду скачкообразного изменения индуктивности катушки определить скорость жидкой среды.

Достоинства

  • Позволяет измерить местную скорость жидкой среды.
  • Отсутствие движущихся деталей.

Недостатки

  • Необходимо поместить ферромагнетик в поток жидкой среды.
  • Нельзя измерять быстрые колебания скорости жидкой среды.

Базовые эффекты

>  Магнитная проницаемость сердечника влияет на индуктивность катушки

>  Переменное магнитное поле нагревает ферромагнетик

>  Температура влияет на магнитную проницаемость ферромагнетика

>  Течение жидкой среды ускоряет ее теплообмен с твердым телом

 

11. Частота пульсация давления в вихревой дорожке определяет скорость жидкой среды

Переход

Данная концепция позволяет достичь поставленную цель потому, что:

 'жидкий металл'  - это  'жидкая среда'

Синоним: вихревой расходомер

Описание

Основными элементами вихревого расходомера являются тело с большой кривизной поверхности, например, цилиндр, и манометр.

Поток жидкой среды, скорость которой надо измерить, направляют на тело.

За телом возникают периодическая структура вихрей (вихревая дорожка Кармана).

Давление в области вихря отличается от давления в невозмущённом потоке жидкой среды.

Частота следования вихрей (пульсации давления) прямо пропорциональна скорости жидкой среды.

Это позволяет определить скорость жидкой среды, измерив с помощью манометра частоту пульсации давления жидкой среды в вихревой дорожке.

Базовые эффекты

>  Течение жидкой средой вдоль плохо обтекаемого тела вызывает образование вихрей

 

14. Разность потенциалов определяет скорость электропроводящей жидкости

Переход

Данная концепция позволяет достичь поставленную цель потому, что:

 'жидкий металл'  - это  'электропроводящая жидкость'

Синонимы: электромагнитный расходомер, индукционный расходомер

Описание

Основными элементами измерителя скорости электропроводящей жидкости являются два электрода и источник магнитного поля.

Электроды находятся внутри трубы и контактируют с электропроводящей жидкостью.

Участок трубы с электродами находится в области действия магнитного поля.

Электропроводящая жидкость течет по трубе и пересекает силовые линии магнитного поля.

На электродах возникает разность потенциалов, которая прямо пропорциональна скорости электропроводящей жидкости (МГД эффект).

Это позволяет определить скорость электропроводящей жидкости посредством измерения разности потенциалов на электродах.

Примечание.

1. Участок трубопровода, где производят измерение скорости указанным способом, изготовлен из немагнитного материала.

2. Если трубопровод изготовлен из электропроводящего материала, то электроды должны быть электроизолированы от стенок трубопровода.

Достоинства

  • Результат измерения не зависит от вязкости и плотности электропроводящей жидкости.
  • Высокое быстродействие при измерении скорости электропроводящей жидкости.
  • Измеритель не имеет движущихся элементов.

Недостатки

  • Наличие контакта электродов измерителя с электропроводящей жидкостью.
  • Необходимость создания магнитного поля.

Патенты

> Разность потенциалов определяет расход неньютоновской электропроводящей жидкости.

U.S. Patent 5,646,353; Jul. 08, 1997; "Electromagnetic Flowmeter for Measuring Non-Newtonian Fluids".

> Колебание разности потенциалов определяет колебания скорости циркуляции ртути в датчике сейсмических волн.

U.S. Patent 4,583,207; Nov. 29, 1982; “ Magnetohydrodynamic geophone”.

Дополнительно.

U.S. Patent 4,059,014; Nov. 22, 1977; “Electromagnetic flowmeter”.

Литература

Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Ленинград, Машиностроение, 1989.

Бобровников Г.Н., Новожилов Б.М. Бесконтактные расходомеры. Москва, Машиностроение, 1985.

Hemp, J. and M.L. Sanderson  “Electromagnetic flowmeters-a state of the review”. International Conference  Adv. in flow measurements technology.  319-340, September, 1981.

Nikitin B.I.  “Flow rate measurements of conductive liquids by means of electromagnetic velocimeters.”  Conference on flow measurements of fluids. Groningen, the Netherlands  11-15, 1978: 201-207.

 

В настоящее время возможности Консультанта полностью определяются возможностями программы Новатор. В версии 4.02 этой программы реализованы 2 стратегии изобретательства из 4-х известных (см. рис. 1,  Модуль «разработка концепций»). Это такие стратегии, как использование концепций – обобщенных технических решений, а так же использование обходных концепций, указывающих новые способы  применения известного технического решения. Две другие стратегии основаны на улучшении показателей прототипа и синтезе принципов действия технических систем.

 

Литература.

1. Сборник докладов 4-ой конференции «ТРИЗ. Практика применения методических материалов». Москва, 2012 г.

2. Сборник докладов конференции «Теория и практика решений изобретательских задач (TRIZ fest 07)». Москва, 2007 г.

 

Алфавитный указатель: 

Рубрики: 

Subscribe to Comments for "Интернет сервис «Консультант по инновациям» "