Сергей Фаер - Траблшутинг - Как решать нерешаемые задачи, посмотрев на проблему с другой стороны

• Уровнемер надо выключать, так как в активном режиме часть гелия испаряется – мы тратим часть дорогого гелия на то, чтобы измерить, сколько его осталось!

• Стоит уровнемер несколько тысяч долларов. Мы же хотим производить аналогичный прибор со значительно меньшей себестоимостью.

Можно ли измерить уровень жидкого гелия другим способом? Поразмышляем…

По сути, термос – черный ящик, куда нельзя заглянуть и вводить посторонние вещества и энергию. Может быть, термос можно взвешивать? Нет, затруднительно: вокруг термоса куча проводов, шлангов, трубочек – это всё чревато искажениями. Пока откладываем это решение и ищем другие.

В идеале гелий сам должен сообщать, сколько его осталось. Без посторонних устройств, без проводов и дополнительного испарения.

Я представил себе бутылку с жидкостью. Больше жидкости, меньше… И вдруг вспомнил, как в детстве пил лимонад прямо из бутылки и дул в горлышко, чтобы создать звук. Звук всегда был разным и зависел от количества лимонада: меньше лимонада – звук глухой, больше – звонкий. Вот и идея: надо каким-то образом дуть внутрь термоса через отверстие, из которого выходит газообразный гелий, и измерять частоту выходящего звука. А если не дуть, а использовать внутренние ресурсы, которые в системе уже есть? Точно!

Гелий постоянно испаряется, попросту говоря, кипит. Это значит, что шума в колбе с гелием предостаточно. И внутри колбы в замкнутом пространстве будет образовываться стоячая звуковая волна. Остается только поставить микрофон в струю выходящего гелия и построить график зависимости частоты звука от уровня гелия.

Я подошел к термосу, в котором оставалось немного жидкого гелия, чтобы продумать идею с микрофоном. И начал решать задачу, как защитить микрофон от холода. Но оказалось, что уже в 20 см от выходного отверстия гелий не такой холодный. Я подставил руку под струю газа и понял: микрофон не понадобится – даже моя рука чувствовала пульсацию гелия. Я подсчитал: 80 ударов в минуту. Позже сделал замеры в течение одного цикла – от полной колбы с жидким гелием до пустой – и построил график зависимости частоты пульсации газообразного гелия от уровня жидкого гелия (рис. 1.5).

Кстати, уровень жидкого гелия мне пришлось замерять с помощью того самого дорогого уровнемера, который таки внес погрешность в мой график. Но это оказалось непринципиально: нам нужно знать уровень жидкого гелия только для того, чтобы понимать, когда он закончится, а такую информацию мой график дает безусловно. Дело сделано!

Результат

• Точность измерения нас устраивает, и она постоянна на всех стадиях испарения гелия.

• Наш «измеритель» не нагревает колбу, а значит, дорогой гелий дополнительно не испаряется.

• Новое устройство стоит ноль долларов – достаточно иметь на руках часы с секундной стрелкой.

Красивые идеальные решения характерны тем, что они задействуют то, что уже есть в системе, под рукой, и не привлекают со стороны материалов, денег, людей. Это называется – использовать ресурсы. Существуют разные виды ресурсов, методы их поиска и варианты использования.

Согласно ТРИЗ ресурсы могут классифицироваться как вещественные, энергетические, пространственные, информационные или временные.

Ресурсы вещества – пригодные к дополнительному использованию любые материалы, из которых состоит система и ее окружение, выпускаемая ею продукция, отходы и т. п.

Пример.Для закрепления мобильного флагштока можно врезать его в асфальт или плитку. Но это портит дорожное покрытие. Существуют мобильные флагштоки с полым основанием, которое заполняется водой и таким образом удерживает флаг. Вода находится в ближайшем окружении – берется из системы водоснабжения, затем отводится в канализацию.

Ресурсы энергии – любая энергия, нереализованные запасы которой имеются в системе или ее окружении.

Пример.Свет фар автомобиля, отраженный нашивками на одежду (катафотами), помогает водителю заметить пешехода.

Ресурсы пространства – имеющееся в системе или ее окружении свободное место. Эффективный способ реализации этого ресурса – использование пустоты вместо вещества.

Пример.Автомобиль с контейнером должен проехать под аркой моста, но контейнер оказался буквально на сантиметр выше нижней балки. Решение задачи: частично выпустить воздух из шин, и автомобиль свободно проедет под мостом [30] www.actr.pro/book/21 .