В состав системы входят труба, крупный обломок кирпича, осадок, вода и насос. Осадок уже исключен, труба с обломком не контактирует и поэтому воздействовать на него не может. Насос же воздействует на обломок посредством давления воды.

Итак, из пяти элементов остались два: крупный обломок с острыми краями, застрявший в осадке, и вода. И задача свелась к предельно конкретной и физической: острые края обломка под действием воды должны исчезнуть, тогда обломок освободится. Очевидно, на острые края могут действовать свойства воды как вещества, в частности основное свойство — способность воды растворять. Кроме того, вода имеет некую положительную температуру, т.е. обладает запасом тепла — назовем это «тепловым полем». Еще есть «механическое поле» — давление, создаваемое насосом. Но на обломок кирпича все эти свойства не подействуют... Как же сделать его маленьким? Или размягчить? Или отодрать слой с поверхности?

Давайте вернемся к началу (см. АРПС, приложение 1) и посмотрим, что мы проскочили. Нашли? На шаге 1 было сказано: «без специальных терминов»! А почему — в примечании 8.

Что же мы с вами не сделали? Не выбросили термин «кирпич», не заменили его простым словом, например «очищалка» или «обдиралка». И по всем законам психологической инерции наша мысль пошла проторенным путем, не позволяя представить себе обломок кирпича не цельным и твердым куском спекшейся глины, а чем-то иным, способным к изменениям. Тогда кирпича с его свойствами уже нет, есть просто обдиралка. И эта обдиралка под действием воды, ее давления и температуры должна уменьшаться, причем уменьшение идет с поверхности за счет ее размягчения и отрыва частиц...

Из какого же вещества должна быть изготовлена обдиралка, чтобы на нее подействовали свойства воды? Растворяется в воде, например, соль, большие твердые куски которой можно бросать в трубу вместо кирпича. А еще в воде хорошо растворяется... вода, твердая вода — лед. Можно в трубу бросать просто куски льда. Можно «сморозить» маленькие куски кирпича в один большой — если он застрянет, то распадется на маленькие. Мы сразу выходим на решение исходного противоречия: большой кусок хорошо чистит, а маленькие не застревают.

Для запайки ампул с лекарством их устанавливают в квадратный ящик с ячейками (25 × 25 = 625 ампул) и на конвейере подают к газовой горелке. Горелка представляет собой трубу с отверстиями (как в нагревателях горячей воды или в газовых духовках), расположенную на некоторой высоте поперек конвейера. Из отверстий вниз выбиваются языки пламени. Эти языки пламени при прохождении ящика с ампулами нагревают шейку ампулы. При нагреве шейка оплавляется, стекло стекает вниз и ампулы запаиваются, герметизируя лекарство.

Но при горении газа длина языков пламени меняется, и не все шейки ампул успевают нагреться до такой температуры, чтобы оплавиться и закупорить лекарство. Часть ампул не запаивается, получается брак. Можно уменьшить скорость движения конвейера, но тогда падает производительность труда. Поэтому попробовали увеличить подачу газа в горелки. Длина языков пламени увеличилась, и все ампулы стали прекрасно запаиваться. Но длинные языки пламени начали касаться и тела ампулы, в котором находится лекарство (рис. 7.2). Лекарство при нагреве портится, опять получается брак. Как быть?

В этой проблеме определение основной функции обычно затруднений не вызывает: ОФ — запайка ампул с целью герметизации лекарства. А вот при записи принципа действия (ПД — нагрев языком пламени) обычно упускают одну очень важную деталь — не указывают, при каких условиях ОФ выполняется наилучшим образом (вспомните задачу о температуре химического раствора!). И тогда возникают затруднения в выборе средства устранения и, соответственно, второго нежелательного эффекта. Между тем и то, и другое будут четко определены, если в условии отметить, что 100-процентная герметизация происходит в длинном языке пламени.

Шаг 1. Техническая система для запайки ампул путем нагрева шейки ампулы длинным языком пламени состоит из конвейера, ящика с ампулами и газовой горелки с длинными языками пламени. В процессе выполнения запайки возникает нежелательный эффект (НЭ1) — нагрев тела ампулы с лекарством. Чтобы устранить НЭ1 — нагрев тела ампулы с лекарством, — можно использовать средство устранения (СУ) — уменьшить длину языка пламени. Однако при этом возникает новый нежелательный эффект (НЭ2) — не все ампулы запаиваются.

Схема задачи:

ОФ — запайка шейки ампул.

ПД — нагрев шейки ампулы длинным языком пламени.

Состав системы — ампула, лекарство, горелка, ящик, конвейер.

НЭ1 — нагрев лекарства.

СУ — уменьшить длину языка пламени.

НЭ2 — нет полной запайки ампул.

Варианты технических противоречий в их крайних состояниях:

Если уменьшить длину языка пламени, то нагрев лекарства исчезает, но появляется неполная запайка ампул.

Если же длину языка пламени не уменьшать, то неполная запайка ампул не возникает, но сохраняется нагрев лекарства.

Шаг 2. Постановка изобретательской задачи:

Не уменьшая длину языка пламени и обеспечивая тем самым полную запайку ампул, устранить нагрев лекарства.

Шаг 3. Определяем оперативную зону (ОЗ) — зону, где происходит конфликт. Для этого еще раз вспомним, что суть конфликта — в нагреве лекарства длинным языком пламени. Таким образом, конфликтная зона — это зона контакта длинного языка пламени с телом ампулы, с той ее частью, в которой находится лекарство. Ситуация аналогична той, которая возникла в задаче о мешалке для расплава стали: тепло от пламени к лекарству передается через стеклянное тело ампулы. И если мы сумеем отделить ту часть длинного языка пламени, которая находится ниже шейки ампулы, от соприкосновения с поверхностью тела ампулы, то лекарство нагреваться не будет.

Шаг 4. Определяем оперативное время (ОВ). Это время Т состоит из времени выполнения основной функции T3, которое полностью совпадает с временем конфликта Т1, так как нагрев лекарства происходит одновременно с запайкой ампул.

Т = T1 = T3.

Как видно из проведенного анализа, в этой задаче все пространство делится на две части, две зоны: в одной — верхней — осуществляется реализация основной функции (запайка шейки), в другой — нижней — возникает НЭ1 (нагрев лекарства). А наличие двух зон фактически исключает возможность возникновения противоречия, так как появляется возможность эти зоны просто отделить одну от другой даже в том случае, если эти действия происходят одновременно. (Детальный анализ возможных вариантов сочетаний элементов ОЗ и ОВ проводится при изучении методики решения сложных технических задач и выходит за рамки данного пособия.)