"Процессный" алгоритм - запуск холодного двигателя

А. Ершов
(13.10.03.)

Наше внимание привлекла работа "Процессный" алгоритм", выставленная Каревым А.А. на его собственном сайте http://karev.narod.ru
В ней есть очередная разработка в области теории, которая подкрепляется примером решения изобретательской задачи.

Уже первые фразы задают работе энергичный и деловой тон.

"Как правило, исходная ситуация формулируется просто: "Есть такой-то объект, который плохо выполняет то-то и то-то". Это всё, что можно получить от Заказчика".

Становится ясно - автор знает, что можно получить от Заказчика, а чего нельзя. Это подкупает, такому человеку хочется верить.

Но далее!

"Остальное Решателю предстоит выяснять "по ходу", работая в контакте со специалистом, в ведении которого находится "такой-то объект". Прежде всего, необходимо уяснить, из каких основных узлов состоит "такой-то объект" и каковы их функции".

Конечно, может возникнуть вопрос - что еще хотел бы получить от Заказчика человек, который не знал "из каких основных узлов состоит "такой-то объект" и каковы их функции". Здесь многое объясняет афористично поданная мысль: "Совершенству нет предела, но следует помнить, что искусство инженера заключается в умении вовремя остановиться в изучении предмета!".

Но заострим внимание на самом главном в работе - нам предъявлен новый алгоритм.

Он прост как рецепт взращивания денежного дерева на поле чудес.

"Шаг 1. Указать параметр объекта, который требуется изменить (сохранить), и препятствующий этому вредный процесс.

Шаг 2. Считать, что объект находится в том из своих состояний, нахождение в котором порождает описываемую на шаге 1 проблему.

Идеальный Конечный Результат (ИКР): Объект САМ препятствует (указать вредный процесс и значимые обстоятельства - время и/или место его протекания).

Шаг 3. Какой параметр объекта должен был бы измениться (сохраниться), но не может? Это и есть обеспечивающий процесс, существование или отсутствие которого мешает достижению ИКР.

Шаг 4. Любым доступным способом обеспечить (указать обеспечивающий процесс)".

Иными словами, скажи, что ты хочешь и сделай это любым доступным способом. Есть еще рекомендация: "Если появляется новая проблема (что-то надо изменить, но существует серьезное препятствие), то перейти на шаг 1 и повторить процедуру".

Прекрасная, замечательная формулировка метода перебора вариантов!

Автор справедливо отмечает, что "Найденное решение может оказаться "сырым", несовершенным. Если в конкретно взятом случае и существуют какие-то критерии оценки качества найденного решения, то... Чаще всего характер этих зависимостей точно неизвестен и может потребоваться время на их углубленное изучение".

Верная мысль. Однако выводы из нее автор делает удивительные.

"Необходимо все же попытаться сразу улучшить найденное решение, последовательно "примеряя" его к линиям развития систем".

В работе дан перечень этих "линий развития":

"1. Инверсия логики. ... Выбор типа логики существенно влияет на структуру системы (т.е. на её конструкцию)...

2. Инверсия системы (изделие и рабочий орган меняются ролями);

3. Повышение проводимости энергетического канала (изменение параметров или материала рабочего органа и/или изделия, использование искусственной Среды);

4. Повышение устойчивости системы введением (улучшением) обратной связи;

5. Переход к использованию энергоэкономного процесса (дроблением, переходом на микроуровень, переходом по ряду МАТХЭМ, комбинированием полей...)

6. Восстановление рабочего органа (расходуемого вещества) непосредственно в процессе работы системы;

7. Использование встроенного источника энергии;

8. Увеличение производительности процесса за счет возрастания скорости (согласованием ритмики, введением дополнительных преобразований энергии) - расширение во времени;

9. Увеличение производительности процесса за счет пространственного роста - расширение системы по линии "моно-би…поли" с последующим объединением ("свертыванием") дублирующихся частей;

10. Замена рабочего органа и/или изделия системой (по мере возрастания числа элементов и/или связей надежность системы падает, поэтому может потребоваться дублирование элементов и подсистем)...

11. Повышение функциональности (динамизацией элементов, связей, структуры, состава)".

Эти "линии развития" явно напоминают хорошо всем известные приемы и закономерности. И в этом не было бы ничего странного, не отвергай А.А. Карев так яростно сами основы ТРИЗ, в том числе и закономерности.

В работе встречаются забавные несоответствия, процесс выявления которых полезен как тренировка. Например указывается, что "В список направлений развития не включено повышение управляемости, но в этом нет ошибки. Плохая управляемость есть прямое нарушение основополагающего принципа, согласно которому полезный процесс должен выполняться САМ".

Тезис можно было бы считать верным, но как трактовать позицию номер 4 в приведенном выше списке? Да и вообще, если исходить из требования неуклонной реализации ИКР, то можно убрать из данного списка еще целый ряд позиций.

Предвидя возможные вопросы, автор указывает:

"Рекомендация с "примеркой" решения может создать ложное впечатление, что решателю предлагается действовать чуждым ТРИЗ методом проб и ошибок (МПиО). Безусловно, в пределах перечня линий развития дело обстоит именно так, но на это есть свои причины".

И ничего хитрого. Понятно, что здесь мы имеем дело с "инверсией логики". Если автор пользуется "чуждым методом", но на это есть свои причины, то нарушения нет.

Вернемся к алгоритму. В связи с его ненаполненностью новыми смыслами, возражать здесь особо и не на что. Но в тексте приведен разбор задачи. Он столь же краток, как и алгоритм, поэтому также процитирую его полностью.

"Пример: В зимнее время необходимо уменьшить время запуска двигателя автомобиля, находящегося на открытой автомобильной стоянке, но этому препятствует вредный процесс снижения температуры двигателя неработающего автомобиля.

Сокращенное описание проблемы: Ускоренному запуску двигателя препятствует вредный процесс снижения температуры.

Шаг 2. Считать, что объект находится в том из своих состояний, нахождение в котором порождает описываемую на шаге 1 проблему.

Идеальный Конечный Результат (ИКР): Объект САМ препятствует (указать вредный процесс и значимые обстоятельства - время и/или место его протекания).

Пример: Двигатель САМ препятствует снижению температуры (охлаждению) во время стоянки.

Шаг 3. Какой параметр объекта должен был бы измениться (сохраниться), но не может? Это и есть обеспечивающий процесс, существование или отсутствие которого мешает достижению ИКР.

Пример: Отсутствует процесс повышения температуры двигателя Это и есть искомый (хотя и отсутствующий) Х-процесс.

Шаг 4. Любым доступным способом обеспечить (указать обеспечивающий процесс).

Пример: Если бы причиной невыполнения ИКР был существующий обеспечивающий процесс, то пришлось бы вернуться на шаг 1 и решать новую проблему. В данном же примере причиной невыполнения ИКР является отсутствие нужного обеспечивающего процесса, поэтому его необходимо организовать.

Решение: Любым доступным способом обеспечить самопрогрев двигателя. Можно по мере остывания двигателя периодически прогревать его при помощи специального автоматического устройства.

Одной из зарубежных автомобильных фирм предложено решение, не требующее расхода топлива - тепло отбирается у антифриза и накапливается в специальном термосе, заполненном церезином (углеводород, обладающий высокой теплоемкостью). При помощи накопленного за вчерашний день тепла можно в считанные секунды прогреть двигатель. Испытания показывают, что тепла, запасаемого термосом, предостаточно".

Здесь особенно трогает отсылка к "специальному автоматическому устройству". (Помнится, в свое время Альтшуллер писал о святой вере в "машину с кнопкой"). Видимо это все, что автор смог придумать самостоятельно, так как далее идет отсылка к чужому решению.

Задаче о прогреве автомобильного двигателя зимой столько же лет, как и автомобилю. За долгие годы изобретатели совершили в этой области немало проб и наделали немало ошибок. В настоящее время существует по меньшей мере четыре подхода к обеспечению обогрева двигателя. Конструкции, реализующие эти принципы, давно уже предлагаются потребителям, то есть вышли на стадию промышленного производства. Все они имеют различные недостатки. В частности, реализация подхода, на который указывается в примере, ограничивается временем хранения нагретого теплоносителя в теплоаккумуляторе.

Создатели подобных систем вынуждены лавировать между увеличением массы теплоаккумулятора, стоимостью его изоляции и временем сохранения работоспособности. В известных конструкциях энергия сохраняется не более 30 часов. Поэтому обогрев автомобиля после двух морозных выходных дней уже становится самостоятельной задачей. Увеличение ресурса обогревателя - это увеличение массы теплоаккумулятора и стоимости его изоляции. Не учитывать уже созданное - обрекать себя на копание в решениях середины прошлого века. А ведь в работе прямо указывается: "Если уже делались попытки решить поставленную задачу, то чрезвычайно полезно проанализировать достоинства и недостатки предлагавшихся ранее решений". Почему же это не было сделано?

К сожалению автор неоднократно грешит игнорированием собственных рекомендаций. Так, например, в тексте работы указывается:

"Перед выполнением "процессного" алгоритма необходимо описать ситуацию - что выполняется хорошо и что выполняется плохо? Описание необходимо сделать так, чтобы оно было понятным даже для человека, не имеющего специального образования".

Рассказано и как это сделать:

"наиболее выгодна следующая стратегия - шаг за шагом (процесс за процессом) пройти по воображаемому дереву процессов от внешнего проявления НЭ до его причины - плохо выполняемого или вообще отсутствующего процесса".

И что мы имеем в итоге? "Ускоренному запуску двигателя препятствует вредный процесс снижения температуры". Сплошные внешние проявления и никаких причин.

Обращают на себя внимание и досадные для инженера неточности, допущенные в тексте. Например, автор указывает, что на нагрев двигателя не тратится энергия. Это может иметь место, только в том случае, если используется тепло антифриза, которое он имеет после выключения двигателя. Такая схема не требует наличия специального теплоаккумулирующего тела, а предполагает перекачку самого антифриза в теплоаккумулирующую емкость.

Если же использовать церезин, указанный в отсылке на эксперимент "одной из зарубежных автомобильных фирм", то очевидно, что накопление в нем энергии должно быть обеспечено затратами энергии.

Кстати, о церезине. Это вещество хорошо знакомо ценителям сыра (высококачественный сыр покрывают воскоподобными веществами и часто это бывает именно церезин). Выбран он был разработчиками, скорее всего из - за совпадения температуры плавления с температурой антифриза в системе. В принципе речь может идти о любых парафинах, широко используемых как вещества теплоаккумуляторы (достаточно вспомнить термобигуди, накапливающие тепло в кипящей воде). То есть решение с накоплением энергии хорошо известно и его применение в данном случае действительно подпадает под рекомендацию достижения цели "любым доступным способом".

Автор также предполагает, что "Можно по мере остывания двигателя периодически прогревать его при помощи специального автоматического устройства". К сожалению накопить такое количество энергии пока не удается. Простой расчет (исходя из теплотворной способности топлива и кпд двигателя) показывает, что утилизация всей энергии, выбрасываемой за время часовой поездки на Жигулях в окружающую среду, . позволила бы сохранять неработающий двигатель нагретым в течение 15 -20 морозных часов. Но это потребует сотни килограмм теплоаккумулирующего тела, к которым придется добавить вес самой конструкции теплоаккумулятора и гипотетической системы сбора тепла. (Будем считать, что такой отъем энергии не отразится на кпд и мощности двигателя).

Итог: испытание нового алгоритма автору провести не удалось по причине отказа от самостоятельного решения.

Если рассматривать приведенный пример как некое условное представление хода решения, то выполнен он нечетко, с нарушением заявленных в работе принципов.

Однако финальный аккорд работы столь же энергичен, как и ее начало. Автор выделил жирным текстом нечто очень для него важное.

"Запрещается использование данного метода и его оригинальных элементов ("процессного" алгоритма и перечня линий развития) в коммерческих целях без прямого согласия автора!"

И хотя непонятно, что теперь придется делать всем приверженцам метода проб и ошибок, а также людям, знавшим приемы Альтшуллера и закономерности развития технических систем, я присоединяюсь к этому призыву.

Граждане! Использование данного метода и его оригинальных элементов категорически не рекомендуется. Особенно в коммерческих целях.