Понятия вепольного анализа

Одной из наиболее интересных концепций, предложенной Альтшуллером является минимальная техническая система, названная веполь от вещества и поля. Веполь имеет три компонента: вещество, поле и связь между ними. Под веществом понимается любая физическая система или объект, например, проволока и ледоруб могут быть рассмотрены как вещества. Под полем понимается физическое поле, но которое может иметь более физическое значение, такое как: температурное поле, поле натяжения, поле напряжения.

Структурный вещественно-полевой (вепольный) анализ - раздел ТРИЗ, изучающий преобразование структуры технических систем.

Вепольный анализразработан Г.Альтшуллером.

Статистический анализ технических решений показал, что для повышения эффективности технических систем их структура должна быть выполнена определенной. Модель такой структуры называется веполем.

Веполь- минимально управляемая техническая система, состоящая из двух взаимодействующих объектов и энергии их взаимодействия. Взаимодействующие объекты условно названы веществами и обозначаются В₁ и В₂, а энергия взаимодействия полем и обозначается П.

Принятые обозначения:

D - веполь (в общем виде);

- действие;

- взаимодействие;

~ - неудовлетворительное действие (или взаимодействие), которое по условиям задачи должно быть изменено;

П® - поле на входе: «поле действует»;

®П - поле на выходе: «поле хорошо поддается действию (изменению, обнаружению, измерению)»;

П' - состояние поля на входе;

П'' - состояние того же поля на выходе (меняются параметры, но не природа поля);

В' - состояние вещества на входе;

B- вещество, не поддающееся управлению;

В'' - состояние вещества на выходе;

В' - В'' - «переменное» вещество, находящееся то в состоянии В', то в состоянии В''(например, под действием переменного поля);

- переменное поле.

В вепольных формулах вещества надо записывать в строчку, а поля сверху и снизу; это позволяет нагляднее отразить действие нескольких полей на одно и то же вещество.

Веполь изображается схемой (4.1).

Термин ВеПоль произошел от слов "Вещество" и "Поле".

Вепольный анализ включает в себя определенные правила и тенденции. Эти тенденции подчиняются закону увеличения степени вепольности,который будет описан ниже.

Если В₁ - изделие, В₂ - инструмент, "обрабатывающий" изделие В₁, а П - поле (энергия, сообщаемая инструменту), то веполь будет иметь вид (4.2).

Пример 4.1.Обрабатывающий станок имеет привод - источник энергии П (поле механических сил), который обеспечивает воздействие рабочего органа (резец, фреза, сверло и т.п.) В₂ на обрабатываемую деталь В₁.

Этот же пример можно представить и другой вепольной формулой (4.3): резец В₂ действует на деталь В₁ через механическое поле П.

В случае, когда вещество преобразует один вид поля (энергии) П₁ в другой П₂, веполь имеет вид (4.4).

Веполь по формуле (4.4) характерен для преобразователей энергии, которые могут быть представлены в виде генераторов, двигателей, трансформаторов, усилителей, измерительных элементов (датчиков) и т.п.

Пример 4.2.

Генератор электрического тока (В) преобразует вращательное поле (П₁)

механических сил которое может быть изображено и как (П_мех), в

электрическое поле (П₂) или (П_эл). Веполь будет иметь вид (4.5).

Пример 4.3.

Трансформатор электрического тока (В) преобразует переменный

электрический ток напряжением одного уровня (П₁) в переменный

электрический ток напряжением другого уровня (П₂). В связи с тем, что

вид поля качественно не меняется, поля можно изобразить как П^', П^'',

тогда схема веполя по формуле (4.4) можно представить также в виде

(4.6).

Существует класс задач, в которых необходимо измерять какие-то параметры систем или обнаруживать какие-то объекты или их части. Условно такие технические системы будем называть - измерительные. Рассмотрим пример построения веполя измерительных систем.

Пример 4.4.Точное измерение вмонтированных в карбидные печи

сгорающих электродов без остановки печи осуществляют "на слух" - по

изменению шума горящей между ними вольтовой дуги. Не прерывая

процесса, их можно установить в оптимальное положение. Такой

прибор сконструирован на химическом заводе в Гале. Модель такой системы имеет вепольную структуру по формуле (4.7)

где В₁ - прибор "переводящий" шум дуги (звуковое поле П₁) в некоторый сигнал (поле П₂ - например, электрический сигнал), используемый затем для регулирования расстояния между электродами.