'

Технология инновационного проектирования Innovative Design Technology Порядок работы над проектом на примере проекта «Cleaner»

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Технология инновационного проектирования Innovative Design Technology Порядок работы над проектом на примере проекта «Cleaner»


Слайд 1

Проект «Вакуумный пылесос» SUBMITTED TO THE SANYO Electric Co. Ltd. PRESENTED BY Institute of Innovative Design Terms: Beginning: January 01 2003 Completion: March 31 2003 FINAL PRESENTATION


Слайд 2

Вакуумный пылесос SANYO SC-JT8D Объект анализа


Слайд 3

Захватывать и двигать пыль потоком воздуха. Главная полезная функция


Слайд 4

Главная цель Разработать конструкцию очищающей системы, которая резко уменьшает уровень шума с 62 Дб(A) до 49 Дб(A) или меньше, используя ТРИЗ технологию. Цели проекта


Слайд 5

Прогноз – нет никаких ограничений, вплоть до замены физического принципа. Желательный уровень результатов проекта – степень изменений объекта: Уровень E. Ограничения


Слайд 6

Технология инновационного проектирования


Слайд 7

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЭТАП


Слайд 8

Информационный ответ Информационный запрос Legend: Концептуальный этап Info 2 Научная (обоснованная) информация Info 1 Исходная информация Info 3 Функциональная информация Info 4 Поддерживающая информация Аналитический этап Ключевые задачи Концепции Обработка информации Информационный этап


Слайд 9

Информационный поиск Используемые виды информации ИНФОРМАЦИЯ Info 4 Поддерживающая информация Info 3 Функциональная информация Info 1 Исходная информация ИНФОРМАЦИЯ ПО СПЕЦИФИЧЕСКИМ КОНЦЕПЦИЯМ НАУЧНО ОБОСНОВАННЫЕ РАСЧЕТЫ ПАТЕНТЫ ЛИТЕРАТУРА ВЕДУЩИЕ ОБЛАСТИ ТЕХНИКИ ИНЖЕНЕРНЫЕ РАЗРАБОТКИ И ИХ КОМПОНЕНТЫ (ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ, И Т.Д. ТО ЕСТЬ ДАННЫЕ ДЛЯ ФОРМУЛИРОВАНИЯ ФУНКЦИЙ) РЕСУРСЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ ИСХОДНАЯ ИНФРМАЦИЯ ОТ ЗАКАЗЧИКА (ДИАГРАММЫ, ПРИМЕРЫ, И Т.Д.) ДАННЫЕ О ПРОДУКЦИИ КОНКУРЕНТОВ Научная информация Info 2 ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОБЪЕКТА АНАЛИЗА (ФИЗИЧЕСКИЕ, ХИМИЧЕСКИЕ, ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ) ЭВОЛЮЦИЯ ОБЪЕКТА ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ОБЪЕКТ И ЕГО КОМПОНЕНТЫ


Слайд 10

Направления информационного обеспечения проекта Vacuum Сleaner


Слайд 11

Пример определения ведущих областей науки и техники


Слайд 12

Базы патентных данных: 1. Федеральный институт промышленной собственности (ФГУ ФИПС), Росиия. http://www.fips.ru 2. Патентная база данных США (USPTO). http://patft.uspto.gov/ Патентный поиск информации


Слайд 13

Таблица информационного поиска (фрагмент)


Слайд 14

Аналитический этап


Слайд 15

Структура аналитического этапа


Слайд 16

Генетический анализ


Слайд 17

ПЕРВЫЙ ЭТАП: Ручная чистка Fig. 5 Хлопалки ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ПРОЦЕССА ЧИСТКИ КОВРОВ ПЕРВЫЙ ЭТАП: Ручная чистка. Первым инструментом для чистки ковров была метелка. Это требовало больших затрат времени и сил и не давало необходимого качества чистки, т.к. размер инструмента (щетинки метелки) значительно больше размера изделия (пыли). Следующий шаг выхлопывание ковра. Инструмент силы инерции. Примеры хлополок представлены на рисунке. Хлопалки


Слайд 18

ВТОРОЙ ЭТАП: Ручная- механическая чистка. The Bissell Crystal Sweeper the late 1800's Пыль захватывается и перемещается вращающейся щеткой. Щетка вращается опорными роликами чистильщика. The Dustkiller 1910 Захват и перенос пыли осуществляется воздушным потоком. Воздушный поток создает ручной поршневой компрессор.


Слайд 19

Star Vacuum Date of production is unknown. Manufactured in England Distributed by Baxendale and Co. Ltd. Manchester, England Захват и перенос пыли осуществляется воздушным потоком. Воздушный поток создается мехами двигаемыми в ручную. Viking (Friction vacuum cleaners) Примерно 1940 Vital Manufacturing Co., Cleveland, OH Мешок для сбора пыли условно не показан. Захват и перенос пыли осуществляется воздушным потоком. Воздушный поток создается центробежным вентилятором. Центробежный вентилятор вращается опорными роликами чистильщика. Чистильщик двигается в ручную.


Слайд 20

ТРЕТИЙ ЭТАП: Синтез классической технической системы «ПЫЛЕСОС» На смену ручным чистильщикам пришел пылесос, он качественнее очищает ковер .Первый пылесос изобрел британский инженер Хуберт Бут в 1901 году. Пылесос, получивший название "Фырчащий Билли", был снабжен вакуумным насосом приводимым в действие бензиновым мотором мощностью в пять лошадиных сил. Этот пылесос пользовалось в Лондоне большой популярностью. Однако шум производимый пылесосом пугал лошадей. Поэтому власти Лондона запретил их использование на улице.


Слайд 21

Richmond, 1909 Масса- 20кг. Electrolux V, 1921. Уменьшена масса- 14кг. LG V-3644HTV. 2002 Уменьшен размер- 318x265x218мм Уменьшена масса- 3.8кг. Уменьшение шума- 67дб Увеличена сила всасывания- 350Вт Увеличено качество очистки выпускного воздуха - 5 степеней фильтрации


Слайд 22

Надсистема: Система: Подсистема: Окружающий воздух Электричество Вакуумный пылесос Пыль Пользователь Труба Корпус Мотор-вентилятор Щетка (пол) Пылесборник Провод Корпус щетки Щетка Колесики Турбо-щетка Подшипники турбо-щетки Всасывающий канал трубы Рукоятка Шарнир Всасывающий центральный шланг Выходной наружный шланг Соединитель Выходной канал трубы Панель управления Корзина пылесборника Колесо провода Поглощающий фильтр выходного воздуха Выходные окна колес Фильтр защиты двигателя Блок управления Лопатки ротора Статор вентилятора Статор электромотора Ротор электромотора Шариковые подшипники Коллектор Ротор Корпус электромотора Выходной канал Электрические щетки Вилка Электр. провод Оплетка Держатель Мешок Корпус вентилятора Поверхность (пол) Компонентно-структурный анализ Соединительная втулка Входные воздушные окна Провода управления


Слайд 23

Функциональный анализ фрагмент функциональной таблицы


Слайд 24

Только 4 элемента обеспечивают выполнение главной полезной функции (ГПФ): ·        Всасывающий поток воздуха ·        Щетка ·        Турбо-щетка ·        Пылесборник Выводы функционального анализа


Слайд 25

Вспомогательные функции - 50% Вредные функции - 48% Основные функции - 2% Statistics: Число элементов 39 Основные функции 4 Полезные функции 104 Вредные функции 94 Функционально-параметрический анализ Статистика


Слайд 26

28% Результаты процедуры свертывания Решение задач свертывания позволят уменьшить шум без изменения физического принципа работы вакуумного пылесоса.


Слайд 27

Причинно-следственный анализ Mechanical noise Release of air into atmosphere Friction of airflow about surfaces ШУМ Inhomogeneity of airflow Acceleration of airflow Change of airflow direction inside elements of cleaner Creation of turbulent airflow Capture and transfer dust by air Creation of pressure gradient Existing operation principal of cleaner Blades move air Internal friction of airflow Viscosity of air > 0 Rotor rotation Rotation of electric motor rotor Operation principle of electric motor Rigid junction of vibration sources with body Transmission of vibration by body Interaction between electric motor rotor and stator Creation of vibration Ball bearings rotation Deceleration of airflow Blades rotation in the air Turbo-brush rotation Discrete noise Aerodynamic noise Suction of air from atmosphere


Слайд 28

Постановка ключевых задач


Слайд 29

Классификация задач Ключевые задачи Направление 1 ГАШЕНИЕ ШУМА БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА _____________ 3 ЗАДАЧИ ИЗМЕНЕНИЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА _____________ 5 ЗАДАЧ ИЗМЕНЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ВАКУУМНОГО ПЫЛЕСОСА ___________ 4 ЗАДАЧИ Направление 2 Направление 3


Слайд 30

Концептуальный этап


Слайд 31

Концептуальное направление 1 ГАШЕНИЕ ШУМА БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА The purpose of this direction: reduction of noise level without change of fan-motor. In concepts of the given direction fan-motor does not change, reduction of noise level is achieved by design methods with the minimal changes in system.


Слайд 32

Концепция 1(A). Гашение шума активными глушителями (резонатор Гельмгольца) 1. Всасывающий трубопровод. 2. Рукоятка. 3. Горловина резонатора Гельмгольца. 4. Резонатор Гельмгольца. 5.Система тонкой настройки резонатора Гельмгольца. 6. Нейтрализующий электрод. 7. Источник высокого напряжения. 8. Провода управления.


Слайд 33

Концепция 1(В). Гашение шума активными глушителями (резонатор Гельмгольца) 1. Корпус мотора. 2. Кольцевой вход. 3. Резонаторы. 4. Мотор-вентилятор.


Слайд 34

Концепция 2. Уменьшение дискретной компоненты шума вращающимся экраном. Электромотор-вентилятор. 2. Ротор. 3. Лопатки. 4. Корпус 5. Ось. 6. Поддерживающая подушка. 7. Решетка.


Слайд 35

Концепция 3. Жесткое соединение электромотора с корпусом не передающее вибрацию 1. Электромотор. 2. Электромагнит. 3. Внутренняя обойма соединения. 4. Внешняя обойма соединения. 5. Эластичные подушки 6. Уплотнительный гофр.


Слайд 36

Концептуальное направление 2 ГАШЕНИЕ ШУМА С ПОМОЩЬЮ ИЗМЕНЕНИЯ МОТОРА-ВЕНТИЛЯТОРА. The purpose of this direction: reduction of noise level with change of fan-motor. In concepts of this direction reduction of noise is associated with the change of fan-motor.


Слайд 37

Концепция 4. Подшипники ротора электромотора не создающие вибрацию 1. Внешнее кольцо осевого подшипника. 2. Внутреннее кольцо осевого подшипника. 3. Постоянный магнит осевого подшипника. 4. Постоянные магниты радиального подшипника. 5. Кольцевые прокладки. 6. Вал. 7. Магнитная жидкость.


Слайд 38

Концепция 5. Применение ультразвуковой сирены увеличивающей всасывающую способность вентилятора 1. Ротор. 2. Всасывающий статор. 3. Выходной статор. 4. Корпус.


Слайд 39

1. Корпус. 2. Выходные окна. 3. Подающая часть ротора вентилятора. 4. Моторная часть ротора вентилятора. 5. Статор вентилятора. 6. Статор электромотора. 7. Тепловые трубы. 8. Оси. Концепция 6. Вращение ротора вентилятора за счет статора электромотора


Слайд 40

Концепция 7. Безлопастной дисковый вентилятор 1. Корпус. 2. Диски. 3. Соединяющая решетка. 4. Статор вентилятора. 5. Вал электромотора.


Слайд 41

Концепция 8. Эжекционный вакуумный пылесос 1. Патрубок. 2. Отсек для сбора пыли. 3. Эжектор. 4. Баллон с газом. 5. Компрессор. 6.Блок управления. 7. Воздушный фильтр. 8. Воздушные пути высокого давления.


Слайд 42

Концептуальное направление 3 ИЗМЕНЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ВАКУУМНОГО ПЫЛЕСОСА The purpose of the given direction: reduction of noise level associated with change of a design of vacuum cleaner. In concepts of the given direction reduction of noise level is achieved by change of design of a vacuum cleaner.


Слайд 43

It is offered to change design not changing principle of operation in order to reduce noise of vacuum cleaner. Vacuum cleaner operates without release of air in environmental atmosphere. Air circulates inside the system (a body of vacuum cleaner - an airway - a floor brush - an airway – the body). Концепция 9. Вакуумный пылесос не всасывающий и не выпускающий воздух


Слайд 44

Концепция 9(A). Вакуумный пылесос не всасывающий и не выпускающий воздух с активной системой охлаждения 1. Корпус. 2. Радиатор. 3. Термомеханический конвертер. 4. Канал возврата воздуха. 5. Вентилятор. 6. Пылесборник. 7. Провод. 8. Подающий контур воздушного пути. 9. Всасывающий контур воздушного пути. 10. Щетка.


Слайд 45

Концепция 9(B). Вакуумный пылесос не всасывающий и не выпускающий воздух с активной системой охлаждения 1. Щетка. 2. Элементы Пельтье. 3. Охлаждающий вентилятор. 4. Канал возврата воздуха. 5. Вентилятор. 6. Пылесборник. 7. Датчик температуры. 8. Блок управления. 9. Провод. 10. Подающий контур воздушного пути. 11. Всасывающий контур воздушного пути. 12. Щетка.


Слайд 46

Удаление потенциальных проблем 1. Всасывающий трубопровод. 2. Коронирующий электрод. 3. Электропроводный пылесборник. 4. Высоковольтный источник.


Слайд 47

Вновь появившийся ресурс 1. Корпус. 2. Гибкий соединитель. 3. Внешний уплотнительный манжет. 4. Внешний уплотнительный манжет. 5. Окна возврата воздуха. 6. Всасывающее воздушное окно.


Слайд 48

Концепция 10. Электростатический вакуумный пылесос 1. Корпус. 2. Воздушный канал. 3. Провода высокого напряжения. 4. Корпус щетки. 5. Коронирующие электроды. 6. Всасывающая полость.


Слайд 49

Концепция 11. Электростатический пылесос 1. Корпус. 2. Роллеры. 3. Щеточный нейтрализатор. 4. Ось. 5. Источник высокого напряжения. 6. Коронирующие электроды. 7. Униполярный электретный пылесборник.


Слайд 50

Ранжирование концепций


Слайд 51

Результаты ранжирования концепций


Слайд 52

ВЫВОДЫ В результате выполненных исследований выявлены 3 концептуальных направления и разработаны 11 концепций совершенствования пылесоса, позволяющие в соответствии с требованиями Заказчика уменьшить шум работы пылесоса. Произведено ранжирование разработанных концепций, позволяющее произвести многокритериальную количественную оценку их эффективности. Наиболее перспективным направлением дающее максимальный эффект по цели проекта является ”Концептуальное направление 3: Изменение конструкции пылесоса”. Наиболее перспективной концепцией дающей максимальный эффект по цели проекта является ”Concept 11. Электростатический уборщик”. Проведенный предварительный анализ патентоспособности 1,3,10,11 концепций свидетельствует об их оригинальности и возможности патентования.


×

HTML:





Ссылка: