8 499 394-61-66 8 903 737-65-70
г. Москва, ул. Электродная д. 2 стр. 25

Причинно-следственный анализ. Пример 1

Подпишитесь на наши статьи, чтобы быть в курсе о современных подходах к изобретательству и инженерии
Подписаться на статьи
Ваше имя
Номер телефона
Ваш e-mail

Причинно-следственный анализ. Пример 1

Оцените статью
Средняя оценка 3.75 из 5

Пример использования Причинно-следственного анализа
при совершенствовании аппарата искусственной вентиляции легких.

А.Ю. Фоменко, 2008 год


В первой части статьи про Причинно-следственный анализ мы разобрали базовые приемы анализа проблемной ситуации путем построения причинно-следственных цепочек. В этой статье мы рассмотрим практический пример использования этого метода при решении инженерной задачи.

Напомним, что под нежелательным эффектом здесь понимается некое явление прибора, которое нас не устраивает.

Например:

-       медицинский прибор перегревается во время работы.

-       производительность форсунки уменьшается в процессе ее эксплуатации.

-       дисплей имеет малый угол обзора.

Наш опыт показывает, что, как правило, гораздо эффективнее бороться не с самим нежелательным эффектом, а с его причинами. Для их поиска очень эффективно применять причинно-следственный анализ, о котором пойдем речь в данной статье.

Как было отмечено в первой части статьи, суть причинно-следственного анализа, используемого в ТРИЗ, заключается не только в поиске причин происходящего явления, но и в формулировании всех возможных концептуальных направлений решения проблемы.

Общая схема работы причинно-следственного анализа приведена на рисунке 1.


Рисунок 1 - Схема работы причинно-следственного анализа


Пример выполнения причинно-следственного анализа

Описание ситуации:

Однажды к нам обратился заказчик с задачей улучшения работы аппарата искусственной вентиляции легких. Кратко суть этого аппарата заключается в подаче в маску, установленную на пациенте, газовой смеси с заданным содержанием кислорода. Причем по условию задачи требуется достаточно точная стабилизация процентного содержания кислорода, что не всегда обеспечивается, т.к. в процессе операции датчик кислорода запотевает из-за высокой влажности выдыхаемого воздуха.

Собственно заказчик пришел с задачей спроектировать осушительную установку, которая бы устанавливалась перед датчиком кислорода. Т.к. в современных аппаратах искусственной вентиляции легких используется замкнутая система (выдыхаемый воздух не выбрасывается в атмосферу, а обогащается кислородом и подается обратно пациенту), первоначально высушенный воздух затем нужно заново увлажнять. Т.е. по сути ставилась задача, спроектировать осушитель и увлажнитель кислородсодержащей смеси.

Анализ причин возникновения нежелательного эффекта.

Для измерения концентрации кислорода использовался электрохимический датчик кислорода (рисунок 2). Принцип его работы заключается в том, что воздух через мембрану проникает внутрь датчика. Концентрацию кислорода в воздухе измеряют по разности потенциалов на электродах датчика.


Рисунок 2 – Примерный вид датчика кислорода


Датчик работает хорошо до тех пор, пока его мембрана не покроется тонким слоем воды. Когда это произошло, газ внутрь датчика перестает проходить, датчик, соответственно, начинает «подвирать» (рисунок 3).

Рисунок 3 – Схематичное описание нежелательного эффекта


В соответствии с методикой мы составили причинно-следственную цепочку

Рисунок 4 – Причинно-следственная цепочка нежелательного эффекта


Формулирование концептуальных направлений решения проблемы

Из рисунка 4 явно видно 7 концептуальных направлений решения проблемы:


Формулировка задачи после разрыва причинно-следственной цепочки

Идеи решений (до экспертизы на реализуемость и экономическую целесообразность)

1

Пациент выдыхает влажный воздух

НО

Измеряемый воздух НЕ имеет высокую влажность

- предварительно осушать воздух

- сделать что-то с пациентом, чтобы он выдыхал сухой воздух

- поменять положение датчика (у вдыхаемого воздуха влажность ниже)

2

Измеряемый воздух имеет высокую влажность

НО

Температура поверхности датчика НЕ ниже точки росы (т.е. выше точки росы)

- нагревать мембрану

3

Температура поверхности датчика ниже точки росы

НО

Вода НЕ конденсируется на поверхности мембраны

- пусть вода образуется где-то рядом, но не на мембране (например, устанавливаем охлаждающий элемент, чтобы на нем выпадал конденсат

4

Вода конденсируется на поверхности мембраны

НО

Водяная пленка НЕ закрывает поры мембраны

- сдувать, стряхивать капли воды

- пусть вода сама стекает (ухудшить смачиваемость поверхности мембраны)

5

Водяная пленка закрывает поры мембраны

НО

Мембрана пропускает НЕ не пропускает кислород в измерительную полость (т.е. пропускает кислород)

---

6

Мембрана пропускает не пропускает кислород в измерительную полость (т.е. пропускает кислород)

НО

НЕ не весь кислород проходит в измерительную полость (т.е. весь кислород)

---

7

Не весь кислород проходит в измерительную полость (т.е. весь кислород)

НО

Датчик НЕ неточно измеряет концентрацию кислорода (т.е. точно)

- вводить поправочный коэффициент, компенсируя неточность датчика


Описав все концептуальные направления решения проблемы, мы их прорабатываем, начиная с тех, которые потенциально могут дать результат при минимальных изменениях в системе и с минимальными затратами.

В частности, первой проанализировали концепцию 2 «нагревать мембрану»., т.к. датчик имел запас по температурному диапазону. Для проверки этой гипотезы сделали нагреватель датчика из обычной нихромовой проволоки и в течение одного дня проверили, что он устраняет нежелательный эффект.

Естественно, это был не конец проект, а только начало конструкторского этапа. Т.к. одно дело доказать, что принцип работает, а другое – сделать стационарный нагреватель с нормальной электроизоляцией, стабилизацией температуры, затем провести испытания и сдать полный комплект конструкторской документации. Эта задача тоже была успешно выполнена.



Хотите так же? Заполните и получите консультацию бесплатно!
как называется наша компания?
  • И
  • З
  • О
  • Ь
  • Б
  • Е
  • Р
  • Т
  • Л
  • А
Ваше имя
Номер телефона
Ваш e-mail