Nástroje systematické kreativity ke zvyšování efektivity strojů a zařízení
Title Alternative:Tools of systematic creativity for increasing of machines and equipment efficiency
Loading...
Date
2017
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Habilitační práce se zabývá problematikou řešení inovačních úloh při zlepšování
technických systémů, resp. při zvyšování efektivity strojů a zařízení.
V práci jsou stručně představeny a zhodnoceny současné metody řešení inovačních úloh.
Konvenční metody nevycházejí ze zákonitostí rozvoje technických systémů, jsou zpravidla
založeny na kvantitě vygenerovaných návrhů řešení a dnes již, vzhledem k rychlému
rozvoji techniky, neposkytují požadované výsledky. Silná řešitelská metoda TRIZ
respektující fyzikální a technické zákonitosti rozvoje technických systémů poskytuje
požadované výsledky, ale její aplikace je značně náročná, čímž zabraňuje rozšíření jejího
praktického využití.
Hlavním cílem práce proto bylo vytvořit zjednodušenou metodu vycházející z metody
TRIZ, která systematicky povede řešitele od nejasné problémové situace k formulování
inovačního zadání a jeho následnému řešení a bude respektovat zákonitosti rozvoje
technických systémů.
Na základě studia metody TRIZ, vlastních řešených úloh a zkušeností byla vytvořena
metoda nazvaná TRIZ for Efficiency (TfE) sloužící k inovaci strojů a zařízení za účelem
zvýšení jejich efektivity i obecně ke zlepšování technických systémů.
Aplikace vytvořené metody TfE byla představena na vlastních úlohách zvyšování
efektivity zařízení na výrobu nanovláken procesem elektrostatického zvlákňování z volné
hladiny roztoku polymeru. Návrhy řešení byly rozpracovány MKP a ověřeny
experimentálně. Poskytnutí specifických poznatků ze zvyšování efektivity zařízení na
výrobu nanovláken bylo druhým hlavním cílem práce, který byl naplněn představením
úloh Inovace zásobníku polymeru, Studie vlivu velikosti elektrod na proces zvlákňování,
Inovace přívodem plynného média, Inovace kolektoru typu kartáč a závěrů z nich.
Využívání pokročilých systematických metod při zvyšování efektivity strojů a zařízení je
vzhledem k jejich rostoucí složitosti stále více žádoucí nejen při procesu inovace
konstrukce strojů a zařízení, ale také v procesu jejich údržby. Z toho důvodu byla metoda
TfE doplněna přístupem TRIZ for Maintenance (TfMt), zaměřeného na využití nástrojů
systematické kreativity v oblasti podnikové údržby. Toto využití je v práci demonstrováno
na dílčích příkladech.
V závěru práce jsou shrnuty zjištěné obecné i specifické závěry a jsou uvedeny další
oblasti, které by bylo vhodné v budoucnu zkoumat.
Habilitation thesis is focused on issue of innovation tasks solving at technical systems improving and efficiency increasing of machines and equipment. There are briefly presented and evaluated current methods in the first part of work. Conventional methods are not based on laws of technical systems development, they are generally based on the quantity of generated ideas and currently, due to the rapid development of technology, do not provide the sufficient results. Strong problem solving method TRIZ which respects the laws of physics and technical development of technical systems provide the appropriate results, but its application is very demanding, thus preventing the expansion of its practical use. The main objective of the presented work was to develop a simplified method based on TRIZ method, which systematically lead researcher from the vague formulation of the problem situation to the innovation task and its subsequent solution and will respect the laws of development of technical systems. A new method called TRIZ for Efficiency (TfE) used for innovation of machines and equipment to increase their efficiency and generally to improve technical systems was created based on the studies of TRIZ method, solved tasks and own experience. Application of created method TfE was introduced in tasks focused on efficiency increasing of equipment for nanofibers production using electrospinning process. The concepts have been optimized by FEM and verified experimentally. Second main goal of the work was to provide specific findings in the field of increasing efficiency of equipment for nanofibers production. This was achieved by introducing tasks Innovation of polymer reservoir, Study of the effect of electrode size, Innovation by introducing of blowing gas, Innovation of brush collector) and their conclusions. The use of advanced systematic methods for increasing the efficiency machines and equipment is due to their growing complexity ever more desirable not only at innovation of machnices, but also in the process of their maintenance. For this reason, the method TfE was supported by the approach TRIZ for Maintenance (TfMt), focused on the use of tools of TRIZplus method in maintenance. The usage of TfMt is demonstrated on the particular examples in the work. The general and specific findings and further areas that should be solved in the future are summarized in the conclusion of the work.
Habilitation thesis is focused on issue of innovation tasks solving at technical systems improving and efficiency increasing of machines and equipment. There are briefly presented and evaluated current methods in the first part of work. Conventional methods are not based on laws of technical systems development, they are generally based on the quantity of generated ideas and currently, due to the rapid development of technology, do not provide the sufficient results. Strong problem solving method TRIZ which respects the laws of physics and technical development of technical systems provide the appropriate results, but its application is very demanding, thus preventing the expansion of its practical use. The main objective of the presented work was to develop a simplified method based on TRIZ method, which systematically lead researcher from the vague formulation of the problem situation to the innovation task and its subsequent solution and will respect the laws of development of technical systems. A new method called TRIZ for Efficiency (TfE) used for innovation of machines and equipment to increase their efficiency and generally to improve technical systems was created based on the studies of TRIZ method, solved tasks and own experience. Application of created method TfE was introduced in tasks focused on efficiency increasing of equipment for nanofibers production using electrospinning process. The concepts have been optimized by FEM and verified experimentally. Second main goal of the work was to provide specific findings in the field of increasing efficiency of equipment for nanofibers production. This was achieved by introducing tasks Innovation of polymer reservoir, Study of the effect of electrode size, Innovation by introducing of blowing gas, Innovation of brush collector) and their conclusions. The use of advanced systematic methods for increasing the efficiency machines and equipment is due to their growing complexity ever more desirable not only at innovation of machnices, but also in the process of their maintenance. For this reason, the method TfE was supported by the approach TRIZ for Maintenance (TfMt), focused on the use of tools of TRIZplus method in maintenance. The usage of TfMt is demonstrated on the particular examples in the work. The general and specific findings and further areas that should be solved in the future are summarized in the conclusion of the work.
Description
Subject(s)
inovace, systematická kreativita, TRIZ, efektivita, konstrukce strojů a zařízení, elektrostatické zvlákňování, nanovlákna, innovation, systematic creativity, TRIZ, efficiency, design of machines and equipment, design of machines and equipment