«Перелив краски». История одной задачи.
Ангарский центр методологии научно-технического творчества, или просто Ангарская школа ТРИЗ, начинает свою историю с 1986 года. А до этого момента основатель школы Геннадий Иванович Иванов сначала в одиночку, а потом с появившимися единомышленниками, использовал ТРИЗ в своей работе и обучении детей. Его первое знакомство с методикой произошло в 1973 году по книге Г.С. Альтшуллера «Алгоритм изобретения».
Основной деятельностью школы являлось обучение специалистов промышленных предприятий Сибири и Дальнего Востока, а также решение производственных проблем и разработка методических материалов.
В октябре 1989 года в одну из многочисленных командировок на Братский завод отопительного оборудования отправились преподаватели Ангарской школы ТРИЗ Геннадий Иванов, Александр Быстрицкий и Владимир Никитин (это я) для проведения 5-дневного семинара. В феврале этого же года я впервые серьёзно познакомился с ТРИЗ на 168-часовом курсе в Ангарске. Ранее я «изучал» ТРИЗ по рубрике «Изобретать? Это так просто! Это так сложно!» в газете «Пионерская правда».
При проведении обучающего семинара по традиции, которую ввёл Геннадий Иванович, обязательным был разбор учащимися своих производственных проблем с использованием только что полученных знаний. Каждый сам выбирал себе проблему и полученные во время обучения решения были дополнительным бонусом для предприятия, где проходило обучение.
На заводе в Братске некоторые задачи «разбирались у доски» так же, как это было принято у Г.С. Альтшуллера на семинарах. Кстати, одним из слушателей на этом семинаре был сегодняшний наш коллега Олег Подлесский. Ему тогда удалось найти красивое решение своей задачи и получить на него авторское свидетельство.
Тогда же пришлось разбирать у доски и задачу, связанную с переливом краски из-за проблем с поплавком. Задача звучала так. При окрашивании радиаторов методом окунания изделий в ванну с краской время от времени происходил перелив краски через край ванны на пол. Причиной перелива было то, что поплавок зарастал засохшей краской, терял плавучесть и вовремя не отключал насос, подающий краску из бака (бочки 200 литров) в ванну. На рисунках показан радиатор до покраски и после (Рис. 1 и 2).
Рис.1 Рис.2
Во время разбора задачи на доске нарисовали схему расположения оборудования, используемого в процессе окрашивания (Рис. 3).
Рис. 3
1 - монорельс, 2 - изделие, 3 - краска, 4 - поплавок, 5 - рычаг, 6 и 7 - кнопочные выключатели,
8 - насос, 9 - бак, 10 и 11 - всасывающий и наливной патрубки, 12 – ванна.
Методологические подходы вырабатывались в «боевых» условиях, когда нужно было здесь и сейчас найти решение актуальных производственных задач. И, несмотря на использование одного и того же инструментария ТРИЗ, эти подходы у разных школ имели свои особенности. У нас основными инструментами были: поиск первопричин, анализ ОЗ и ОВ, анализ ресурсов, ИКР, формулирование и разрешение противоречий, иногда ЗРТС и вепольный анализ. АРИЗ больше использовался на учебных задачах, так как готовых противоречий (ТП-1 и ТП-2) у заказчиков не встречалось, и до реальных задач из путанной проблемной ситуации нужно было ещё добраться. Функциональный подход в Ангарской школе ТРИЗ в то время не был ещё достаточно формализован.
Анализ ОЗ и ОВ вывел нас (преподавателей и слушателей) на границу сред воздуха и краски на поплавке и позволил сформулировать нежелательное явление «испарение растворителя», которое приводило к засыханию краски на поверхности поплавка. Затем, по правилам вепольного анализа было предложено разрушить вредное взаимодействие воздуха и краски на поплавке введением третьего вещества. И на роль искомого вещества нашёлся ресурс из состава краски с нужными свойствами – растворитель, который и был одним из виновников проблемы. Если насытить воздух возле поплавка парами растворителя, то он перестанет испаряться, и краска не будет засыхать. Конструктивно это выглядит так: у одного борта ванны закрепляется небольшой купол, частично погружённый в краску, внутри которого в замкнутом пространстве плавает поплавок. Таким образом, обратили вред в пользу.
На первом решении разбор не закончился. Ещё участники выявили много неиспользованных ресурсов, и получили несколько простых реализуемых идей. На этом этапе рассматривались задачи, связанные со вспомогательными операциями контроля уровня (или веса) краски и управления включением-выключением насоса.
На следующем этапе Геннадий Иванович предложил участникам сформулировать задачи в зоне возникновения нежелательных явлений на основных линиях производственного процесса. Стали рассматривать не поплавок, а подачу краски насосом, опускание и перемещение изделий в ванне, а также влияние этих операций на проявление проблемы. Кто-то увидел, что изделие при движении в ванне создаёт на поверхности краски волну, которая окатывает поплавок. И можно оградить поплавок от волн. Другой, что поток краски при доливке также является хорошим ресурсом. Если поплавок будет периодически омываться свежей краской, подающейся насосом, она не будет успевать засыхать.
В один момент возникла «странная» формулировка ИКР «Краска САМА должна выливаться из бака в нужном количестве». Как возможный вариант подачи краски я нарисовал схему автопоилки и показал её сидящему рядом Александру Быстрицкому. Думаю, что не мне одному пришла в голову эта идея в процессе выполнения методических рекомендаций, которыми умело управлял наш Учитель. И действительно, после перерыва один из слушателей, который не работал на участке окраски, предложил решение по типу автопоилки. Хозяин задачи идею категорически отверг, сославшись на то, что перевернуть и поднять 200-литровую бочку с краской над ванной имеющимся погрузчиком и другими грузоподъёмными механизмами невозможно. «Ну, нельзя, так нельзя» – согласились мы после нескольких безуспешных призывов решить выявленную вторичную задачу.
Тогда вернулись ещё к одной оперативной зоне, где происходит нежелательное взаимодействие краски на поплавок. Если поплавок не будет касаться краски, то и проблема исчезнет. Но для выполнения функции поплавок должен опираться на краску. Появилось противоречие, которое было разрешено в пространстве. Во всей ванне должна быть краска, а под поплавком не должно быть краски. В качестве ресурса использовали видоизменённую краску без красителя, растворителя и добавок – олифу. В ванне установили кусок трубы так, чтобы он был выше уровня краски. Внутри трубы установили поплавок, а в трубу залили олифу. Олифа легче краски и всегда находится наверху. Поплавок плавает в олифе, а краска подпирает олифу снизу и вообще не касается поплавка. Поскольку олифа при контакте с кислородом также со временем засыхает, ещё эффективнее будет использование невысыхающего масла, например касторового. Это решение и было принято к внедрению.
В дальнейшем Геннадий Иванович использовал эту задачу как кейс для демонстрации возможностей алгоритма решения инженерных проблем (АРИП, автор Г. Иванов, https://metodolog.ru/node/261). Алгоритм был разработан на основе решений сотен производственных проблем, выполненных специалистами Ангарской школы ТРИЗ. Разбор проблемы по АРИП позволил получить ещё ряд дополнительных интересных решений рассматриваемой задачи.
До настоящего времени многие организации и специалисты ТРИЗ-сообщества используют кейс «Перелив краски» для иллюстрации разных инструментов ТРИЗ, в частности функционально-идеального моделирования (ФИМ). Тем интереснее слушателям узнать об истории данной задачи.
Владимир Никитин. 23.03.2022