Концептуальное обоснование нового решения: Кофемолка.

-резка.   На данном  этапе развития имеет место   использование электрической кофемолки.  Эта стадия подразумевает под  собой   сочетание всех предыдущих  процессов  и дополняется   автоматизацией технологий.

- излучение.   Посредством воздействия частиц на зерна происходит более эффективное измельчение с большой скоростью. Такие технологии  могут заменить все предыдущие, но для этого требуется  их экспериментальная обоснованность.

 

 

4. Наличие закономерностей стадийного  развития.

    В процессе развития  человек передает свои функции  техническому объекту.

  Основные функции человека:

   *   Технологическая (Т)

   *   Энергетическая (Э)

   *   Управленческая (У)

   *   Планирующая (П)

 

  | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |

 Человек | ТЭУП | ЭУП | УП | П | - |

 Кофемолка | - | Т | ТЭ | ТЭУ | ТЭУП |

 

 Учитывая вышеуказанную  информацию, кофемолка находится  на 2 стадии развития, потому что  человек управляет ей и планирует  её действия.

 

4.1.Закономерность конструктивной  эволюции.

 

    Закономерность  конструктивной эволюции показывает, каким образом осуществляется  переход  от одной модели  технического объекта к другой, от одного поколения технического  объекта к другому. Для количественной  оценки закономерности используют  критерии развития – количественные  значения параметров, характеризующих  модели и поколения технических  объектов:

Функциональные;

Технологические;

Экономические;

Антропологические.

Для прогноза развития конкретного  технического объекта оценивают  изменение критериев развития с  течением времени.

Под критериями развития артефактов понимают любые характеристики артефактов, на основе которых можно проводить  сравнения различных моделей  и поколений артефактов.

 Из  матрицы удовлетворения  потребностей  можно определить  черту между механическими технологиями  и автоматическими. На данный  момент  ручная и электрическая  кофемолки являются основными   конкурирующими техническими решениями  по  скорости измельчения зерен,  то есть по производительности,  поэтому в  данной работе  будет проведено сравнение между  кофемолкой с автоматической  системой управления и с неавтоматической  системой управления.

 

Электрическая кофемолка

 

 Годы | 1900 | 1915 | 1924 | 1939 | 1944 | 1965 | 1985 | 1996 | 2008 | 2012 |

 Значения | 5 | 6 | 9 | 13 | 18 | 24 | 25 | 29 | 29 | 29 |

 

Определение вида функции

5

6

9

13

18

24

25

29

29

29

0

5

10

15

20

25

30

35

1900

1915

1924

1939

1944

1965

1985

1996

2008

  2012

Годы

Значения

 

Подбор коэффициентов, позволяющих  наиболее точно описать эмпирические данные в виде какой- либо функциональной зависимости.

 

К- критерий

L- предельное значения К

а, b- коэффициенты, которые  нужно найти

е - основание натурального логарифма (2,7)

 

-b∑t²i + lna ∑ti = ∑кiti

-b∑ti + n lna = ∑кi

 

b(∑ti - ∑t²i) + lna (∑ti – n) = ∑кiti - ∑кi

lna = (∑кiti - ∑кi – b(∑ti - ∑t²i)) / (∑ti – n)

-b∑ti + n(∑кiti - ∑кi – b(∑ti - ∑t²i)) / (∑ti – n) = ∑кi

-19511b+10(367639-187-b(19511-380679121))/(19511-10)=187

-19511b+10(367452+3806596100b)/19501=187

(3806576589b+3674520)/19501=187

195199b= -2

b=-0, 00001

 

lna =(367639-187+0, 00001(19511-380679121))/ 19501

lna =16,9

a=2,7 16,9

 

Механическая кофемолка

 

 Годы | 1900 | 1915 | 1924 | 1939 | 1944 | 1965 | 1985 | 1996 | 2008 | 2012 |

 Значения | 13 | 14 | 13 | 15 | 15 | 16 | 18 | 18 | 22 | 22 |

 

Определение вида функции

13

14

13

15

15

16

18

18

22

22

13

14

13

15

15

16

18

18

22

22

0

5

10

15

20

25

1900

1915

1924

1939

1944

1965

1985

1996

2008

2012

Годы

Значения

 

Подбор коэффициентов, позволяющих  наиболее точно описать эмпирические данные в виде какой- либо функциональной зависимости.

 

К- критерий

L- предельное значения К

а, b- коэффициенты, которые  нужно найти

е - основание натурального логарифма (2,7)

 

-b∑t²i + lna ∑ti = ∑кiti

-b∑ti + n lna = ∑кi

 

b(∑ti - ∑t²i) + lna (∑ti – n) = ∑кiti - ∑кi

lna = (∑кiti - ∑кi – b(∑ti - ∑t²i)) / (∑ti – n)

-b∑ti + n(∑кiti - ∑кi – b(∑ti - ∑t²i)) / (∑ti – n) = ∑кi

-19511b+10(324641-166-b(19511-380679121))/(19511-10)=166

-19511b+10(324641+380659610b)/19501=166

(3806576589b+3246410)/19501=166

195199b= -1

b=-0, 000005

 

lna =(324807-166+0, 000005(19511-380679121))/ 19501

lna =16,4

a=2,7 16,4

 

Сводный график

 

0

5

10

15

20

25

30

35

1900

1915

1924

1939

1944

1965

1985

1996

2008

2012

Годы

Электрическая кофемолка

Механическая кофемолка

 

Из графиков можно  увидеть, что  электрическая кофемолка  и механическая отличаются количеством  функций и  электрическая кофемолка   на данном этапе развития и скорее всего  будет и дальше  наиболее функциональной.

 

    

 

5. Метод ранжирования недостатков

 

    5.1. Определение  недостатков.

 

   Учитывая прогрессивное  техническое развитие в данный  момент, следует отметить, что с  течением времени  ранее изобретенные  устройства приобретают все больше  недостатков, заменяясь при этом  новыми инновационными.  Соответственно  ранее изобретенная ручная кофемолка   теперь уже не является самым  основным способом измельчения  зерен, потому что более эффективным  прибором становится электрическая  кофемолка. Фактически электрическая  кофемолка является  усовершенствованной  ручной кофемолкой, поэтому включает  в свою технологию измельчения  все предыдущие , свойственные ручной кофемолке. Исходя из данного положения, мы будем рассматривать недостатки   электрической кофемолки в данном разделе.

 

Недостатки кофемолки  с автоматической системой управления.

 

1. Чаша выполняет 2 функции

2. Нет автоматического  датчика, показывающего степень  помола

3. Неоднородный помол кофе

4. Необходимо постоянное  использование выключателя

5. Шум

6. Налипание кофе на  стенки чаши

7. Неудобство в высыпании  молотого кофе из чаши (из-за  неудачного расположения ножа)

8. Сложность замены ножа  в случае его затупления.

9. Невозможность длительной  работы (из-за перегрева)

10. Расположение ножа в  одной плоскости

 

5.2. Ранжирование недостатков.

 

  | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | Число повторений | Ранг |

1 | - | 2 | 3 | 4 | 1 | 6 | 1 | 8 | 9 | 10 | 2 | VI |

2 | 2 | - | 3 | 2 | 5 | 6 | 2 | 8 | 2 | 10 | 4 | IV |

3 | 3 | 3 | - | 4 | 3 | 3 | 7 | 3 | 9 | 10 | 5 | III |

4 | 4 | 2 | 4 | - | 4 | 6 | 7 | 4 | 4 | 10 | 5 | III |

5 | 1 | 5 | 3 | 4 | - | 5 | 7 | 8 | 5 | 10 | 3 | V |

6 | 6 | 6 | 3 | 6 | 5 | - | 7 | 6 | 9 | 10 | 4 | IV |

7 | 1 | 2 | 7 | 7 | 7 | 7 | - | 7 | 9 | 7 | 6 |  II |

8 | 8 | 8 | 3 | 4 | 8 | 6 | 7 | - | 8 | 8 | 5 | III |

9 | 9 | 2 | 9 | 4 | 5 | 9 | 9 | 8 | - | 10 | 4 | IV |

10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 7 | 8 | 10 | - | 7 | I |

 

Из таблицы видно, что  первый ранг получил недостаток 10 -  расположение ножа в одной плоскости.

Необходимо добиться   максимального измельчения  зерен  при расположении ножа в одной  плоскости

 

 

6.  Применение поисковых методов  для разработки новых решений.

 

6.1.Метод гирляндных ассоциаций

 

1)Формулировка проблемной  ситуации.

 

Наименование объекта: Кофемолка.

 

Гирлянда синонимов:

 

Мельничка, зернодавилка, зернодробилка, блэндер, кофеварка, каппучиновар,габет, сифон

 

2)Произвольный выбор случайных  объектов.

 

 Сумка, машина, небо,  работа, стройка,   поездка, гуляние,  двор, вода, книга, держатель, нога, кассета, ручка, дверь, окно, растение, песок, пляж, поездка,  кошка, дом,  дерево, котлета,  тарелка, мышка,  стакан, журнал, робот, механизм, гайка,  проход, воздух, решение, лист, струя,  фонтан, отражение, линейка, фантазия, красота, телефон, ракета, недвижимость, , чашка, ложка, комета, самолет, двигатель, крыло, перо, жизнь, ночь, сон, одеяло, кровать, еда, ребенок, больница, сырость, сыр, дождь, снег, сезон, название, бабушка, блины,  закуска, книга,  пенсне, кальсоны, штаны, фрески, картины, рисование, лепка, песок, камень, гравий, расчет, движение, взлет, билет, стройка, решение, тетрадь, работа, программа, кофта, заколка, значение, растворитель,  йод, грибы, цветы, лес, луг, лошадь, осел, полет,  армия, бой, экономика, наглядность, интеллект, скольжение, турник, гиря, матрас. подушка, одеяло, ресторан, заправка, лазейка, клевер, лед, телефон, проводник, розетка, выключатель, автомат, физика, закон, указ, бесправие, толерантность,  выдвигаемость, сопровождение, окунь, вода, надежда, кабинет, реставрация, держатель, смола, лес, даль, длина, высота, река, разговор, медведь, звонок, белка, собирательство, клоун, цирк, представление, бабушка, блины,  закуска, книга,  пенсне, кальсоны, штаны, фрески, картины, рисование, лепка, песок, камень, гравий, расчет, движение, взлет, билет, стройка, решение, тетрадь, работа, программа, кофта, заколка, значение, растворитель,  йод, грибы, цветы, лес, луг, лошадь, осел, полет,  армия, бой, экономика, наглядность, плод, яблоко, накидка ритм, разборка, жара, солнце, природа, настрой, вероятность, термин, осознание, обаяние, нос, человечность, солдат, метафора, лошадь, осел, полет,  армия, бой, экономика, наглядность, рентабельность, гнездо, вывоз, повозка, задвижка, правило, вопрос, одежда, порт, корабль, разрешение, снабжение, горение, инсталляция, затмение, родители, машина, дача, деньги, импорт, пошлина,  разведка, слова, множество, ногти, пластина, граммофон,

гитара, лягшука, трава, осока, камыш, ветер, животные,  запрос, освидетельствование, остановка, 

цвет, механика, задвижка, щель, родина, брусок, вагонка, поезд, вагон, рельсы, путь, бесконечность,  пункт, наличие, расстройство, рыба, рынок, сбыт ,  маржа, репа, колокольчик, карета, повозка, кучер, стремена, упряжка, наряд, волосы, легкость, деревня, отдых, потребность, математика, воздух, облако медведь, звонок, белка, собирательство, клоун, цирк, представление, бабушка, блины,  закуска, книга,  пенсне, кальсоны, штаны, фрески, картины, рисование, лепка, песок, камень, гравий, расчет, движение, взлет, билет, шифер, камнерез, резак, развлечение, клуб, давление, положение, решение, польза, забота, корзина, штабель.

 

3)Комбинации из элементов  гирлянд. 

 

Чехол для кофемолки, машинная кофемолка,красивая зернодавилка, линейный блэндер, уличная кофемолка, поездка за кофемолкой, держатель кофемолки, ручная кофемолка, блэндер для прогулки, воздушная кофеварка, фонтан-кофеварка, струйная мельничка, роботизированный механизм кофеварки, деревянная кофеварка, растение для украшения мельнички, программная кофеварка, решительная мельничка, длинный габет, сезонная кофеварка, каменная зернодавилка, экономичная кофеварка, жареная мельничка, деревянная  кофеварка, однородная кофеварка, разрисованная кофеварка,  воздушная кофемолка, цветная подставка для кофемолки, габет с камнями,

 

 

 

4)Перечень признаков случайных  объектов. Прозрачная, рабочий, строительная, общественная, красивая, деревянная, большая, воздушная, ручная, сложный, переносной, открытый, интересный, настольная, устойчивая, длинная, дорогая, изысканная, мощная, титановая, музыкальная, интерактивная, шумная, летающая, исчезающая, с двигателем, охлаждающая, роботизированная, большая, воздушная, ручная, сложный, переносной, открытый, железный, цветной, крепкая, устойчивая, мягкая,, цветная, однородная, проводная, дырявая, надежная, интересный, изысканный, с рисунками, музыкальная, функциональная, водонепроницаемая, защищающая, сенсорная, черная, широкая, сверкающая, встроенная, обыденная, золотая, прозрачная, водяная,  однородная, кривая, коричневая,  пластмассовая, травянистая,  книжная, высокая, узкая, невидимая,  крутящаяся,  выпуклая,  сливочная, реальная, покрытая, грубая, фарфоровая, медная, , разрисованная, живая,

 

5)Генерирование идей.

 

Встроенная в автомобиль кофеварка, прозрачная кофемолка, переносной чехол для  блэндера, деревянная кофемолка, сенсорная кофемолка,, беспроводной блэндер, интерактивный переносной блэндер, мягкая цветная кофемолка, открытая прозрачная зеркальная кофеварка, зернодавилка с рисунками на поверхности, водонепроницаемая длинная кофеварка, струйная железная кофемолка,  аналоговая кофемолка, разрешенная мельничка,  горшковый габет,  бесформенная мельничка, разрисованная прозрачная  кофемолка, раскрашенная кофемолка

 

6)Генерирование гирлянд  ассоциаций.

 

Воздух-дыхание-человек-работа- отдых- музыка-дача-огород-друзья-подарки-вещи-стиральная машина-титан-уборка-ножницы-шить-картина-художник-творчество-красота-душа-природа-волосы-дизайн-обруч-стиль-машина- дерево-срок-ногти-ковер-стол-кухня-телевизор-антенна-вещь.

 

7)Генерирование новых  идей.

 

Подарочный блэндер, настенная кофеварка, титановая кофемашина, воздушная зернодавилка, музыкальная кофеварка,  мягкая мельничка,  спутниковая кофемолка,  кофемолка с экраном, водонепроницаемый блэндер, лазерная кофемолка

 

8)Оценка и выбор рациональных  вариантов идей.

 

Рациональные: переносной чехол  для блэндера, прозрачная кофемолка, встроенная в автомобиль кофеварка, музыкальная кофеварка, сенсорная кофемолка, кофемолка с экраном, прозрачная кофемолка,  переносной чехол для кофемолки; встроенная в автомобиль кофеварка;   музыкальная кофеварка; деревянная кофемолка; общественная кофеварка; титановая кофемолка; сенсорная кофемолка; лазерная кофемолка; настенная кофеварка; мягкая мельничка; спутниковая кофемолка;

 открытая кофемолка;  кофемолка с   экраном;  водонепроницаемый блэндер;

Идеи сомнительной полезности, но большой оригинальности: титановая  кофемолка,

настенная кофеварка, общественная кофеварка, мягкая мельничка, спутниковая кофемолка, лазерная кофемолка

Остальные: подарочный блэндер, воздушная зернодавилка, открытая кофемолка, водонепроницаемый блэндер

 

6.1.1. Выбор наилучшего варианта  решения  с использованием  матричного метода выбора.

 

1.Получение банка данных.

 

Х1 -  прозрачная кофемолка

Х2 – переносной чехол для кофемолки

Х3 – встроенная в автомобиль кофеварка

Х4 -  музыкальная кофеварка

Х5– деревянная кофемолка

Х6 – общественная кофеварка

Х7 – титановая кофемолка

Х8 – сенсорная кофемолка

Х9 – лазерная кофемолка

Х10 – настенная кофеварка

Х11 – мягкая мельничка

Х12 – спутниковая кофемолка

Х13 – открытая кофемолка

Х14 – кофемолка с   экраном

Х15 – водонепроницаемый  блэндер

 

Nxi=15

 

2.Установление критериев  для принятия решения.

 

К1 – стоимость

К2 – удобство использования

К3 – дизайн

К4 – масса

 

3.Формулировка задачи  выбора.

   ∑Вj=1

K(B1)=0,2

K(B2)=0,4

K(B3)=0,3

K(B4)=0,1

 

4.Оценка решений по  бальной шкале.

 

Х1 (открытая кофемолка)

Х2 ( прозрачная кофемолка )

Х3  (встроенная в автомобиль кофеварка)

Х4   (музыкальный блэндер)

Х5  (деревянная кофемолка)

Х6  (общественная кофеварка)

Х7  (титановая кофемолка)

Х8  (сенсорная кофемолка)