یک نوآوری جدید برای کوچکترین ماشین لباسشویی

یک نوآوری جدید برای کوچکترین ماشین لباسشویی:

این وسیله قابل حمل بسیار شگفت انگیز است و در ساک لباس براحتی جا می گیرد. مطمئن باشید موقعی که سفر می روید لباس های شما را سریع و کارآمد شستشو خواهد کرد، ... در ساخت این سیستم از فناوری نوآورانه آلتراسونیک برای تمیز کردن استفاده شده است. کافی است این وسیله کوچک را که در ابعاد یک تلفن همراه است را در ظرف آبی که لباس ها را گذاشته اید بدون نیاز به پودر رختشویی قرار دهید تا تنها با امواج مافوق صوت آنها را تمیز کند. این وسیله برای شستشوی هر گونه لباس پشمی، نخی و غیره قابل استفاده می باشد.

http://www.irantriz.ir

نقش جنگل ها در تولید ابرها

نقش جنگل ها در تولید ابرها:

آیا می دانید تولید ابر توسط جنگل آمازون در روز بیش از میزان آبی است که روزانه از رودخانه آمازون به دریا می ریزد؟ تولید ابر در در جنگل های آمازون دربرزیل 20 میلیارد تن در روز است در حالی که میزان خروجی آب از بزرگترین رودخانه جهان یعنی رودخانه آمازون هفده میلیارد تن در روز است که به دریا می ریزد. با توجه به اینکه کشور کم آبی داریم قدر جنگلها را بیشتر بدانیم و در حفظ و توسعه آنها تلاش کنیم. لازم به ذکر است که در روش ابداعی تریز ما در اصل خلاقانه سی ششم از خاصیت تغییر فاز به ویژه از خواص بخار در صنعت و طبیعت بهره می بریم. http://www.irantriz.ir

تحلیل ماده- میدان و تعداد 76 راه حل استاندارد

تحلیل ماده- میدان و تعداد 76 راه حل استاندارد

 

تحلیل و مدل سازی ماده- میدان یک سیستم فنی، در محدوده عملیاتی انجام می شود؛ یعنی در محیطی که هسته اصلی شکل گیری مسئله(رخ دادن تضاد ها) در آن قراردارد. آلتشولر و همکارانش در بین سال های 1975 تا 1985 تعداد 76 راه حل استاندارد برای سیستم های ناقص، بی اثر و زیان بخش ارائه کردند که به استاندارد ابداعی TRIZ معروف اند و به این شیوه، تحلیل ماده- میدان می گویند. در این محیط، باید حداقل دو ماده (جزء) و یک میدان (انرژی) وجود داشته باشند. کاربرد این ابزار این است که، در تعیین تغییرات ضروری سیستم فنی برای توسعه و بهبود آن، به ما کمک می کند. با استفاده از این تحلیل مسائل به طور کلی به دو دسته تقسیم می شوند:

−     مسائل آشنا (مانوس) تحت عنوان مسائل استاندارد

−     مسائل ناآشنا (نامانوس) تحت عنوان مسائل غیراستاندارد.

استفاده از تحلیل یا تحلیل ماده- میدان ، مشکل را به مهمترین عوامل پایه‌ای آن به شکل دو شیء و یک میدان به منظور به کارگیری یکی از راه‌حل های استاندارد TRIZ یا 76 اصل استاندارد، ساده‌سازی می‌کند. هر مدل ماده- میدان حداقل دارای دو ماده S₁ و S₂ و یک میدان F می‌باشد.

اولین شیء S₁، محصولی است که باید تغییر داده شود یا بر روی آن کار شود و دومین شیءS₂  معمولا ابزار یا چیزهایی است که این تغییرات، عملکردها و... را انجام می‌دهند وF میدان که به وسیله S₂ استفاده می‌شود تا S₁ تولید شود.مدل ماده- میدان همان طور که برای تجزیه و تحلیل سطوح سازنده یک شیء به کار می رود، برای تجزیه و تحلیل یک سیستم نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد26F[1].

در تجزیه و تحلیل ماده- میدان چهار مدل اصلی وجود دارد:

1.     سیستم کامل اثر بخش

2.     سیستم ناقص (به تکامل یا یک سیستم جدید نیاز دارد.)

3.     سیستم کامل بی اثر(برای ایجاد اثر مطلوب به بهبود نیاز دارد.)

4.     سیستم کامل زیان بار(به حذف اثر منفی نیاز دارد.)

اگر در سیستم موجود مشکلی وجود داشته دارد و یکی از سه جزء سیستم حذف شده باشد، روش ماده- میدان محلی را نشان می‌دهد که در آنجا مدل به تکامل نیاز دارد، همچنین راهنمایی هایی را برای تفکر ابتکاری ارائه می‌دهد.اگر مسئله‌ای ابتکاری وجود دارد و سیستم هر سه جزء اصلی را دارا می‌باشد، روش شیء میدان می‌تواند برای اصلاح سیستم به منظور عملکرد بهترآن، روش هایی را پیشنهاد دهد. این کار مخصوصا هنگامی موثر می باشد که تغییرات اساسی در طراحی امکان پذیر است.

استانداردها، قانون های ساختاریافته ای برای ترکیب و بازسازی و نوسازی سیستم های فنی هستند. با یک بار یادگیری و درک هر استاندارد و کسب تجربه و مهارت در به کارگیری آنها در عمل، استانداردها به ما کمک می کنند تا مسئله های بسیار پیچیده را نیز بتوانیم حل کنیم. استانداردها،دوکارکردرا انجام می دهند:

1.       به ما کمک می کنند تا سیستم موجود را بهبود بخشیم یا یک سیستم جدید را با ترکیب کردن بسازیم.

2.       کارآمدترین روش ترسیم یک مدل گرافیکی از مسئله هستند. (مدل ماده-میدان).

مسائل استاندارد شناخته شده با تحلیل ماده- میدان می توانند با استفاده از این 76 راه حل ابداعانه استاندارد حل شوند:

 نوع بهبود                                                    تعداد راه حل های استاندارد

بهبود سیستم بدون ایجاد تغییر یا با تغییر اندک                                   13 راه حل

بهبود سیستم از طریق تغییر در آن                                                   23 راه حل

گذر از سیستم                                                                             6   راه حل

کشف و اندازه گیری                                                                       17 راه حل

ساده سازی و بهبود                                                                      17 راه حل

این فهرست به کسانی که با 40 اصل TRIZ آشنایی دارند کمک می کند تا با آموختن تجزیه و تحلیل ماده- میدان و 76 راه حل استاندارد، توانایی حل مسئله‌ی خود را بهبود بخشند. این گونه راه حل ها برای مسائل در سطح 3 نوآوری مورد استفاده قرار می گیرند. مسائلی که نتوان با استفاده از استاندارد های ابداعی یا اصول ابداعی به نتیجه ای رضایت بخش رسید، به مسائل غیر استاندارد نام گذاری می شوند. برای جزئیات بیشتر و نحوه ستفاده از 76 راه حل استاندارد به کتاب TRIZنوآوری نظام یافته، انتشارات رسا (1388)، ترجمه دکتر مصطفی جعفری و همکاران" مراجعه نمایید.

سطوح پنجگانه نوآوری از نظر TRIZ

سطوح پنجگانه نوآوری از نظر TRIZ

 

مطالعات دقیق، تحلیل مستندات و مدارک تعداد بسیار زیادی اختراع ثبت شده این حقیقت را آشکار کرد که همه اختراعات از نظر اررش ابداعی، با هم یکسان نیستند. آلتشولر الگوهایی را که مکررا در نوآوری های مختلف استفاده می شد شناسایی کرد. وی براساس معیار های زیر پنج سطح نوآوری را تعیین کرد.این معیار ها عبارتند از:

1.     دانش مورد استفاده در نوآوریتا چه حد در حوزه کاری فرد نوآور قرار داشته؟

2.     تعداد آزمون های نظری که نوآور برای برای رسیدن به راه حل انجام داده چقدر  بوده است؟

3.     مسیر بهبود طرح های اصلی برای رسیدن به راه حل تا چه حد بدیهی بوده است؟

مدارکی که تنها نشان دهنده تغییراتی کوچک در طراحی بودند به عنوان پایین ترین سطح نوآوری مطرح شدند. اختراع هایی که در آنها به طریقی در سیستم تغییر داده می شد سطح میانی را تشکیل می دادند و اختراع هایی که در آنها دانش جدیدی معرفی می گردید به عنوان خلاق ترین اختراعات شناخته شدند.در نهایت، آلتشولر برای نو آوری، پنج سطح را به ترتیب زیر معرفی می کند. سعی داریم با توضیحاتی مختصر، خواص نوآوری و مثال هایی مرتبط  هر سطح را خواهیم آورد. در آخر نیز مثال هایی تصویری برای سطوح پنجگانه در یک سیستم ارائه خواهیم داد.

سطح1. ایجاد بهبودی ساده در یک سیستم فنی.

این سطح از نوآوری همان طور که از اسمش پیداست، تنها از طریق یک بهبود جزئی در هر سیستمی قابل دست یابی است. نکته مهم این است که سی و دو درصد از ابداعات ثبت شده با همین تغییر جزئی حاصل شده اند و از نظر آلتشولر این نوع نووری اختراع به حساب نمی آید و این توانایی در غالب افراد هست. اهم خواص نوآوری در این سطح به شرح زیر است:

ü      از نظر آماری 32% کل ابداعات را شامل می شود.

ü      اختراعات ثبت شده با راه حل های واضحی که به طور متوسط از بین 10 انتخاب گزینش شده اند.

ü      برای رسیدن به آن تنها به دانش فردی در یک حوزه تخصصی نیاز است.

ü      در این سطح، ماهیت یا قطعه یا روش تغییری نمی کند بلکه ویژگی خاصی ارتقا یا بهبود می یابد.

ü      در این سطح هیچ تضادی رفع نمی شود حتی اگر نوآوری نتیجه یک کار فنی و مهندسی باشد.

چند مثال:

ü      افزایش ضخامت دیوار به منظور عایق بندی بیشتر.

ü      افزایش ضخامت دیواره لیوان به منظور استحکام بیشتر آن.

ü      نوشتن یک کتاب بر اساس نوشته های دیگران.

سطح2. اختراعی که نتیجه رفع یک تضاد تکنیکی است.

آلتشولر معقتد است که اختراع در این سطح وقتی بدست می آید که یک تضاد تکنیکی یا فنی (رسیدن به بهبود یک ویژگی درمقابل خراب شدن یک ویژگی دیگر سیستم مثلا بخواهیم محیط را گرم تر کنیم اما انرژی لازم را صرف نکنیم!) را به کمک ابدع وسیله ای یا روشی برداریم. ارزش این سطح به خاطر همین است که غالب افراد علاقه ای به مقابله با تضادها ای نشان نمی دهند یا حل مسئله تضاد را غیرممکن می دانند. این نوآوری ها دارای خواص زیر اند:

ü      از نظر آماری 45% کل ابداعات را شامل می شود.

ü      اختراعات ثبت شده با انجام صدها راه حل  و سعی و خطا گزینش شده اند.

ü      برای رسیدن به آن به دانش یک تیم در یک حوزه تخصصی نیاز است.

ü      در این سطح، ماده یا قطعه یا روش تغییر می کند اما ماهیت حفظ می شود.

ü      در این سطح برای رسیدن به راه حل، یک تضاد تکنیکی رفع می شود.

چند مثال:

ü      فرمان قابل تنظیم ماشین برای راحتی راننده.

ü      ساخت تلفن یک قطعه ای(گوشی و شاسی بهم چسبیده باشند) .

ü      ترجمه یک کتاب از زبانی دیگر.

سطح3. اختراعی که نتیجه برطرف کردن یک تضاد فیزیکی است.

مانند نوآوری سطح دوم، در این سطح نیز تضاد رخ می دهد اما تضاد ذاتی یا فیزیکی یعنی همزمان در سیستم دو ویژگی متضاد مورد نظر باشند مثلا بخواهیم همزمان جسمی سرد و گرم باشد. (در ادامه به شرح مفصل این مطالب خواهیم پرداخت.) رفع این گونه تضادها منجر به نوآوری در این سطح می شود. اهم خواص این نوع از نوآوری ها چنین اند:

ü      از نظر آماری 18% کل ابداعات را شامل می شود.

ü      اختراعات ثبت شده با انجام هزاران راه حل  و سعی و خطا گزینش شده اند.

ü      به اطلاعات موجود در چندین حوزه تخصصی نیاز است و یک جهش در صنعت  به حساب می آید.

ü      در این سطح، ماده ضرورتا تغییر می کند.

ü      در این سطح برای رسیدن به راه حل، یک تضاد فیزیکی (ویژگی های ذاتی) رفع می شود.

چند مثال:

ü      انتقال قدرت خودرو با سیستم خودکار.

ü      نصب کلاچ بر روی اره برقی.

ü      از ترجمه چندین کتاب، یک کتاب را نوشتن.

سطح4.در این سطح یک فناوری (تکنولوژی) جدید ایجاد می شود که در بردارنده راه حلی اساسی است.

اگررفع یک تضاد فنی یا فیزیکی به تنهایی نتواند از پس مسئله برآید وناچارباشیم از طریق جابجایی مرزهای علوم یا تکنولوژی هایی جدید دست به ابداع بزنیم، آنگاه نوآوری سطح چهارم رخ خواهد داد. این نوآوری یک راه حل اساسی است و دریچه ای جدید به علم باز می کند. اهم ویژگی های این سطح عبارتند از:

ü      از نظر آماری 4% کل ابداعات را شامل می شود.

ü      اختراعات ثبت شده با انجام ده ها هزار راه حل  سعی و خطا گزینش شده اند.

ü      به دانش در ماورای صنعت نیاز است.

ü      بعد از ابداع یک فناوری جدید خلق می شود که نشان دهنده یک راه حل اساسی است.

ü      در این سطح، ماده کاملا تغییر می کند.

ü      در این سطح  تضاد ها (فیزیکی و تکنیکی) کاملارفع می شود.

چند مثال:

ü      استفاده ار حافظه گرمایی فلزات در تولید دسته کلید.

ü      استفاده از امواج فرا صوت برای تمیز کردن سطوح کثیف با استفاده از حفره سازی.

ü      نوشتن یک کتاب  با استفاده از ترجمه، گردآوری و تالیف چندین فصل.

سطح5. کشف یک پدیده نو.

در هر عصری مسائلی ظهور می کنند که به ندرت روش های مرسوم و تکنولوژی های موجود می توانند به حل آن کمک کنند. سوابق نشان می دهد که از طریق نگاه جامع به تمام عرصه های دانش و یا کشف مستقل یک دانش جدید می توان به جواب مسئله دست یافت. این نوع نوآوری یک انقلاب به شمار می رود و تعداد آنها بسیار نادر است. اهم ویژگی های این سطح از نوآوری را می توان چنین برشمرد:

ü      از نظر آماری کمتر از 1% کل ابداعات را شامل می شود.

ü      اختراعات ثبت شده با انجام صدها هزار سعی و خطا گزینش شده اند.

ü      به تمام  محدوده دانش بشر و خارج از آن نیاز است.

ü      یک کشف جدید صورت می گیرد.

ü      منجر به ایجاد صنایع جدید می شود.

چند مثال:

ü      لیزر در دهه 60 میلادی.

ü      ترانزیستور و کمک به ساخت ریز پردازنده در صنعت رایانه.

ü      تالیف یک کتاب که سراسر زاییده فکر نویسنده باشد.

حال برای فهم بهتر و نگاه مقایسه ای جامع و فراگیر به سطوح نوآوری، به بیان چند نمونه تصویری از سطح پنجگانه نوآوری در مورد  یک سیستم خاص می پردازیم؛  اگر دقت کنید، این تصاویر به نوعی مراحل تکامل فناوری در هر سیستم را نیز نشان می دهند.

سطوح نوآوری سیستم "گوشی تلفن"

سطوح نوآوری سیستم "شیرآب"

دقت کنید که با بحث و بررسی بیشتر، می توان خواص سطوح پنجگانه سیستم های بالا را یافت؛ مثلا اگر گرافیت را به هر نحو ابزاری ابتدایی برای نوشتن درنظر بگیریم، مداد جمع و جورتر، با قابلیت حمل آسان و با صرفه تر می باشد لذا تضادهای تکنیکی زیادی برای ابداع آن حل شده اند. یک روان نویس نسبت به مداد دارای این خاصیت اضافه است که می تواند بارها پر و خالی شود و لذا حداقل یک تضاد فیزیکی برای ابداع آن حل شده است (هم پر و هم خالی است اما در زمان های متفاوت). دستگاه چاپگر دارای فناوری هایی است که می تواند تمام علاوه بر نوشتن و پر و خالی شدن مکرر به خلق اثار متعددی بپردازد که با مداد غیرممکن یا به صرفه نیست و در آخر قلم دیجیتالی یک انقلاب در اسکن و ذخیره سازی متون در کمترین زمان است.

نکته دیگر که بعدا در قوانین تکامل به تشریح آن می پردازیم، اینست که در تکامل سیستم های هرکدام نسلی را نشان داده شده است که دارای ویژگی های قابل مقایسه و قابل بررسی در یک طبقه هستند و ما هم در درج تصاویر بالا به این مورد توجه کرده ایم.

گنریش آلتشولر از پژوهش های خود چنین نتیجه گرفت که بسیاری از اختراعات (77%) تنها از نوع دو سطح 1 و2 هستند. به کارگیری متدولوژی TRIZمی تواند به مخترعین کمک کند تا با توجه به وضعیت کنونی خود به اختراعاتی در سطوح  3 و 4 بپردازند.

قانون افزایش سطح ایده آلی

قانون افزایش سطح ایده آلی

به هر چیزی که یک کارکرد مشخص انجام دهد، یک سیستم یا نظام فنی می گویند. برای مثال می توان یک خودکار یا همین کتاب را نام برد. قانون کمال بدین معنی است که نظام های فنی همواره به سمت افزایش درجه ایده آلF بودن یا کمال خود پیش می روند. نحوه نگرش به منبع و نحوه انجام کارکرد مطلوب بسیار حائز اهمیت و تعیین کننده است.

تفکر مهندسی مرسوم می گوید که: «به انجام چنین و چنان کار کرد هایی نیاز داریم، پس  باید چنین و چنان مکانیزم ها و ابزار هایی را فراهم کنیم تا کار انجام شود.» اما در TRIZ اینگونه فکر می شود: «به انجام چنین و چنان کار کردهایی نیاز داریم، اما انجام آنها باید بدون نیاز به ایجاد یک مکانیزم و یا ابزار جدید در سیستم، صورت پذیرد.»  به عقیده کارشناسان امر، این طبق این تفکر در صورتی که بتوانیم کارکرد سودمند اولیه و اصلی سیستم را شناسایی کنیم به طوری که توسط سیستمی که وجود ندارد ارائه شود، به سرعت به نوآوری در طراحی رسیده ایم!

اما سیستم ایده آل چیست؟ ایده آلی یا سطح ایده آل بودن عبارت از نسبت جمع کلیه جنبه های مثبت و مفید سیستم به جمع کلیه جنبه های منفی و مضر سیستم می باشد:

لذا به طور کلی هر سیستم به سه طریق زیر به سمت ایده آلی پیش خواهد رفت:

-         افزایش عملکردهای مفید در صورت کسر،

-         کاهش عملکردهای مضر یا هزینه‌ها در مخرج کسر،

-         ترکیبی از دو راه اول و دوم.

مطابق TRIZ سیستم ایده‌آل سیستمی است که از چیزی تشکیل نشده باشد، ولی عملکرد خود را انجام دهد. سیستم ایده‌آل رویکردی برای دستیابی به هدف مورد نظر توسعه دهنده است بدون اینکه پیچیدگی سیستم افزایش یابد. به واقع سیستم ایده‌آل سیستمی است که عملکردهای سود بخش آن افزایش یافته و عملکردهای مضر آن کاهش یابد.‌

کارکرد این نحوه نگرش چیست؟ مدل سیستم ایده‌آل شبیه یک قطب نماست که دوره‌های فرایند تفکر را نشان می‌دهد تا حل مسائل جدید تسهیل شود. ارزش دیگر آن تعیین، تخمین و مقایسه راه‌حل‌های خلق شده جدید با حالت ایده‌آل آن است. TRIZ راهکارهای بسیار متفاوتی برای فرموله کردن و به دست آوردن سیستم ایده‌آل ارائه می‌کند. ایده آلی، همیشه انعکاس دهنده حداکثر میزان به کارگیری منابع موجود توسط سیستم است.

قانون ایده آلی می گوید هر سیستم فنی، در طول دوره حیات خود، تمایل دارد که تا آخرین حد ممکن، قابل اطمینان، ساده، مؤثر و به بیانی دیگر ایده آل باشد. هر وقت که یک سیستم فنی را بهبود می دهیم، در حقیقت داریم این سیستم را به مرزهای ایده آلی خود نزدیکتر می کنیم. این سیستم، هزینه کمتری خواهد داشت، نیاز به فضای کمتری پیدا خواهدکرد و انرژی کمتری را نیز به هدر می دهد.ایده آلی همواره منعکس کننده استفاده بهتر از منابع است.

برای بیشتر روشن شدن موضوع، با دقت به داستان زیر توجه کنید:

یک کارگاه تولید مواد پروتئینی و گوشتی در آفریقای جنوبی، محصولات خود را به آمریکا ارسال می کند. سرد نگه داشتن این فرآورده ها در طول فرایند حمل و نقل و جا به جایی، الزامی است. گوشت ها باید به آمریکا برسند. در نتیجه ضروری است هواپیماهای باربری به سیستم یخچال مجهز باشند. در دوره ای که رقابت در بازار مدام افزایش می یابد، صاحب کارخانه مجبور به کاهش هزینه های حمل است. بدیهی است که او باید حجم محصولات خود را در هر نوبت ارسال افزایش دهد تا هزینه های حمل و نقل و صادرات هر محموله به عدد بزرگتری سرشکن شود و سهم هزینه های هرکیلو گرم کالای ارسالی، کاهش یابد. تحلیل شرایط نشان می دهد که او در صورتی می تواند در این رقابت، برنده میدان باشد که بتواند هم وزن سیستم خنک کننده، گوشت صادرکند. بدین معنا او از حداکثر فضای ارسال بار، بهره گرفته است. مدیر کارگاه دقیقا موفق شد تا همین کار را انجام دهد. با توجه به پرواز هواپیمای باری در ارتفاع 15000 تا 25000 پایی، دمای هوا در طول پرواز کمتر از 32 درجه فارنهایت (صفردرجه سانتیگراد) است، درنتیجه دیگر نیازی به سیستم خنک کننده وجود نخواهد داشت.

به عنوان مثالی دیگر، در شکل زیر نمونه ای از مسیر تکاملی «درب» به عنوان یک سیستم را مشاهده می کنید. آیا می توانید مفهوم ایده آلی را از این روند دریافت کنید؟ آیا  می توانید مراحل بعدی آن را پیش بینی نمایید؟

مراحل رسیدن به سطح ایده آل در سیستم "درب"