Материал: 1284

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

110

парком ранее выпущенной бытовой аппаратуры (усилители, эквалайзеры и т.п.);

г) следовательно, поставленная проблемная ситуация должна быть решена другим способом на основе уже существующих разъемов RCA. Решение проблемной ситуации позволило бы потребителям в полной мере ощутить качество и преимущества новых форматов.

Операция 2. Описание функции (назначения) ТО. Описание содержит четкую и краткую характеристику технического средства, с помощью которого можно удовлетворить возникшую потребность. При этом рекомендуется давать сначала качественное, а затем количественное описание функции, которую требуется реализовать с помощью разрабатываемого ТО.

Примеры описания функций, в том числе для кабелей типа RCA, приведены в таблице 3.1, где для каждого ТО вначале дано качественное, а затем количественное описание функций в виде отдельных компонентов а), б), в), которые следует читать подряд как одно предложение.

 

 

 

Таблица 3.1

 

Примеры описания функции

 

 

 

 

 

Наименование

 

Описание функции

 

ТО

а) действие

б) объект

в) условия

 

 

 

между компо-

 

передает

аналоговый инфор-

нентами домаш-

 

мационный сигнал

него аудиовидео-

 

 

1. Кабель типа

 

 

комплекса

RCA-RCA

 

 

между компонен-

 

передает

цифровой информа-

тами домашнего

 

ционный сигнал

аудиовидеоком-

 

 

 

 

 

плекса

 

печатает

текстовую инфор-

на формате А4

 

мацию

 

 

 

2. Принтер

 

графическую ин-

на формате А4 со

 

печатает

скоростью 4 стра-

 

формацию

 

 

ницы в минуту

 

 

 

 

измеряет

силу электрическо-

—

 

го тока

 

 

 

3. Амперметр

 

силу постоянного

в диапазоне 6 –

 

измеряет

9А с точностью

 

тока

 

 

до 0,1 %

 

 

 

 

изменяет

громкость

от минимальной

 

до максимальной

4. Переменный ре-

 

 

 

 

в контуре автома-

зистор

осуществляет ба-

операционного уси-

тической регули-

 

лансировку нуля

лителя

ровки усиления

 

 

 

111

Операция 3. Выбор прототипа и составление списка требований. В

описании проблемной ситуации часто указывают прототип, который требуется усовершенствовать. Этот исходный прототип обычно приходится брать за основу при поиске улучшенного решения. Кроме этого, рекомендуется выбрать еще 1 - 2 дополнительных прототипа, имеющих определенные достоинства по сравнению с исходным. При этом, в первую очередь, используются существующие в практике изделия на уровне лучших мировых образцов, аналогичные технические решения в ведущем классе ТО. Ведущий класс ТО по сравнению с рассматриваемым имеет близкую функцию и более высокий технический уровень. Например, для радиоэлектроники ведущим классом может быть техника связи, для электротехники – трансформаторостроение.

При выборе дополнительных прототипов рекомендуется использовать словари технических функций, МКИ (международную классификацию изобретений), патентные описания за последние 5 - 10 лет (как по рассматриваемому, так и функционально близким классам ТО), каталоги выставок и т.д. Может быть также использована прямая мозговая атака.

Список основных требований к прототипу составляют в зависимости от уровня его описания в виде списка требований к принципу действия или техническому решению. Количественное описание функции ТО вместе со списком основных требований представляет собой техническое задание на разработку нового поколения ТО.

Иногда при выборе прототипа удается найти подходящее решение и тем самым снять проблемную ситуацию. В этом случае при дефиците времени и ресурсов можно прекратить решение задачи поиска улучшенного технического решения. Однако при наличии времени почти всегда имеет смысл и есть возможность улучшить найденное решение и тем самым отодвинуть время возникновения новой проблемной ситуации.

В примере в качестве прототипа взяты стандартные разъемы и кабели типа RCA, представленные на рисунке 3.1, б.

Операция 4. Составление списка недостатков прототипа. Как сле-

дует из закона прогрессивной конструктивной эволюции ТО, каждый используемый ТО обычно имеет некоторый список недостатков, устранение которых обеспечивает получение новой улучшенной модификации ТО. При выполнении этой операции необходимо стремиться выявить все недостатки прототипа, которые могут быть устранены в новом изделии, т.е. для каждого прототипа следует указать:

-критерии развития ТО;

-показатели, не соответствующие сформулированной функции;

-факторы, снижающие эффективность или затрудняющие использование прототипа;

-показатели, которые желательно улучшить.

Для каждого критерия, показателя и фактора следует дать по возможности количественную оценку с перспективой на будущее. Перечень требую-

112

щих улучшения критериев, показателей и факторов с их количественной оценкой будем называть списком недостатков прототипа.

При составлении списка недостатков целесообразно изучить конструктивную эволюции рассматриваемых ТО для более обоснованного выбора критериев развития, использовать метод обратной мозговой атаки. Полученный список недостатков необходимо упорядочить по степени важности их устранения и выделить самые важные недостатки, устранение которых будем считать главными целями решения задачи.

При выполнении этой операции рекомендуется использовать существующие проблемно- и объектно-ориентированные списки недостатков, а также материал книги [18].

Продолжение примера. Список недостатков применения контактной группы типа RCA:

1.Если использовать стандартную конструкцию контактной группы гнездо-штекер RCA, то возникает искажение передаваемого информационного сигнала и, как следствие, потеря качества передаваемой аудиовизуальной информации. Таким образом, контактная группа должна быть нейтральным звеном, которое передает информационный сигнал, не вызывая его искажения, и служит для соединения компонентов бытовой радиоэлектронной аппаратуры.

2.Сформулированной функции не соответствуют такие показатели как паразитные емкости и индуктивности контактной группы, а также контактное сопротивление.

3.Эффективность использования разъемного соединения типа RCA стандартной конструкции снижается из-за коррозии, которой подвержены металлические контакты; из-за неплотного соприкосновения между штекером и гнездом.

4.В новом конструктивном исполнении желательно улучшить долговечность и надежность контактной группы.

Упорядочение этих недостатков по важности их устранения: 1, 3, 2, 4. Главные цели решения задачи — устранение недостатков 1, 3.

Операция 5. Предварительная формулировка задачи. Кратко обоб-

щаются результаты, полученные при выполнении операций 1 - 4. При этом задача традиционно содержит две части: «дано» и «требуется». Такое обобщение дает комплексное и легко обозримое представление о задаче, что способствует продуктивной работе.

Дано:

а) качественное или количественное (в зависимости от характера задачи) описание функции и ограничений, накладываемых на реализацию функций;

б) перечень и описание возможных прототипов и списки требований к

ним;

в) списки недостатков прототипов. Требуется:

113

в процессе решения задачи так изменить прототип, т.е. найти такое новое техническое решение, которое бы реализовало интересующую функцию и не имело (или имело в меньшей мере) недостатки, присущие прототипу.

Продолжение примера: требуется так изменить существующую конструкцию контактной группы типа RCA, чтобы:

1)обеспечивалась передача между компонентами бытовой радиоэлектронной аппаратуры информационных сигналов со следующими показателями:

- прохождение аудиосигнала в полосе частот 10 – 100 000 Гц; - динамический диапазон передаваемых аудиосигналов – свыше 120 дБ;

2)металлические контакты были стойкими к воздействию окружающей

среды;

3)сочетались два качества – механическая прочность и простота процесса соединения-разъединения.

Операция 6. Анализ функций прототипа и построение улучшенной конструктивной функциональной структуры. Проводят корректировку

(улучшение) функциональной структуры (ФС), для чего необходимо ответить на вопросы:

а) какие можно ввести новые функциональные элементы, обеспечивающие устранение недостатков прототипа или существенное повышение эффективности и качества ТО? Дают название таким элементам и описывают их функции;

б) какие можно исключить элементы для устранения недостатков прототипа или повышения эффективности качества ТО?;

в) какие элементы целесообразно исключить путем передачи их функций другим элементам?;

г) для каких элементов, имеющих несколько функций, целесообразно разделение функций и введение вместо одного двух или более элементов? Дают названия новым элементам и описывают их функции.

После ответа на перечисленные вопросы строят улучшенную конструктивную ФС. При этом возможны ситуации, когда не удается изменить ФС прототипа или появляется несколько альтернативных улучшенных ФС.

Продолжение примера. Анализ функций штекера типа RCA.

Поиск улучшенной конструктивной ФС:

а) - фиксатор для обеспечения надежного контакта штекера и гнезда;

-встроенный фильтр для подавления электромагнитных наводок;

б) элементов, подлежащих исключению, не имеется в связи с упрощенной конструкции штекера-прототипа RCA;

в) элемент для захвата пальцами целесообразно исключить путем передачи его функции фиксатору;

г) – центральный штекер в виде сплошного стержня целесообразно разделить на собственно центральный стержень и на пружинящий наконечник;

- контакт общего проводника («юбку») целесообразно разделить на собственно цилиндр-«юбку» и на пружинный обжим.

114

Пружинящий наконечник и пружинный обжим имеют одинаковые функции – обеспечение плотного прижима центрального штекера и общего контакта к соответствующим контактам гнезда.

Улучшенная функциональная структура приведена на рисунке 3.2.

Межкомпонентный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окружающая среда

 

 

Гнездо типа RCA V2

 

 

 

 

кабель V1

 

 

 

 

 

 

 

 

V3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф1

Ф2

 

 

Ф1

 

 

Ф2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф1

 

 

 

 

Ф5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пружинящий

 

 

 

 

 

 

 

Ф1

Центральный штекер

 

 

 

наконечник Е4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е2

Ф3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изолятор

Ф5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фильтр подавления

 

 

 

 

 

центрального штекера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е5

 

 

 

 

 

 

 

электромагнитных

 

 

 

Ф3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

наводок Е1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф5

 

Контакт общего

 

 

 

Пружинный обжим

 

 

Ф5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф2

Ф2

 

 

 

Е6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проводника («юбка»)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фиксатор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е3

 

 

 

 

 

 

 

пружинного обжима

 

 

 

 

 

 

Изолятор общего

 

 

 

 

 

 

 

Ф

 

 

проводника Е

Ф

 

 

 

 

Е8

 

 

 

 

 

 

4

 

7

 

4

 

 

 

 

 

Рисунок 3.2 – Улучшенный вариант конструктивной ФС штекера типа

RCA

Список функций:

Ф1 – передача информационного сигнала; Ф2 – передача электрического сигнала общего проводника;

Ф3 – изоляция центрального штекера от контакта общего проводника; Ф4 – изоляция контакта общего проводника от фиксатора пружинного

зажима и одновременно от контакта с пальцами; Ф5 – воздействие окружающей среды на элементы, находящиеся сна-

ружи.

Операция 7. Анализ функций вышестоящей по иерархии системы.

Почти всегда рассматриваемый ТО можно представить как элемент в другой, более сложной технической системе (например, деталь в узле, узел в машине, машина в технологической линии цеха и т.д.).

Для анализа необходимо:

1.Выделить вышестоящую по иерархии систему, в которой в качестве отдельных элементов (подсистем) выступают рассматриваемый ТО и другие смежные с ним объекты (другие ТО, окружающая среда, человек и т.д.).

2.Описать функции всех элементов, входящих в выделенную систему,

ипостроить конструктивную ФС.

3.Выяснить возможность удовлетворения потребности, т.е.:

- можно ли выполнить функцию рассматриваемого ТО путем внесения изменений в смежные объекты;

Источник: https://studfile.net/preview/16438511/