Решение креативных задач

Интеллект Клуб

О решении задач

Задача была приведена в прошлом выпуске, и впервые обсуждалась на форуме нашего сайта в рамках идеи создания творческой среды. Для начала была выбрана задача попроще. Приведу еще раз ее условие.

Печатные платы с множеством размещенных на них элементов распаиваются обычно на специальной установке – нижняя поверхность платы с торчащими выводами элементов омывается волной расплавленного припоя, и происходит одновременное запаивание всех выводов. Но как быть, если часть элементов планарные микросхемы, у которых выводы расположены параллельно поверхности платы и должны быть распаяны с той же стороны, с которой установлены сами элементы? Т.е., как обеспечить пайку планарных выводов на установках с волной припоя вместе с остальными обычными элементами?

Задача была взята мной из книги А.Б.Селюцкого КАК СТАТЬ ЕРЕТИКОМ. Там ее решение описано следующим образом. Цитирую:

ИКР - Х-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, подает припой наверх, к выводам. Между выводом и припоем материал платы, который мешает подняться припою – но здесь ничего не мешает сделать отверстия. А вот что это за Х-элемент, который подает припой? Припой жидкий, а один из самых простых физических эффектов, управляющих движением жидкости – действие капиллярных сил. Если в плате под планарными выводами сделать тонкие отверстия, то они сами втянут припой, и вывод будет соединен с проводником платы, на который он установлен.

Добавлю, что отверстия под выводы элементов в печатных платах металлизируются. Этим обеспечивается их смачивание припоем.

Решение действительное простое, но один из участников обсуждения этой задачи на форуме – Дмитрий (известный по задаче о видеопрокате) предложил, на мой взгляд, гораздо более интересное решение, которое способно повысить качество и надежность самого технологического процесса пайки волной.

В этой связи хочу привести одну историю, описанную В.А. Королёвым.

* * *

Было это в конце 80-х годов, в Черкассах (Украина), где проводился очередной семинар по ТРИЗ для местных инженеров. На этом семинаре был солидно представлен персонал завода телеграфной аппаратуры (ныне - по слухам - развалившегося). Собственно, этот завод и был главным заказчиком семинара. И выпускал он, понятно, не очень телеграфную аппаратуру. Так вот: Нас было трое: Иванов Г.И. (Ангарск), Киселёв Л.М. (Улан-Удэ) и ваш покорный слуга. Собрали мы, как водится, у слушателей семинара производственные задачи и поделили: кому что решать и кого выводить на решение. Среди прочих выпала мне такая задача.

Последнюю неделю каждого месяца весь личный состав инженеров и управленцев завода бросают на разбраковку печатных плат с уже припаянными радиоэлектронными элементами (в том числе и транзисторами). Разбраковка заключалась в отборе плат с плохо или совсем не припаянными этими самыми элементами. Работа визуальная и, соответственно, ручная. И вредная для глаз, потому как всё это дело очень мелкое. Все попытки как-то автоматизировать процесс разбраковки оказались безуспешными. А надо избавить инженеров от нетворческой работы, спасти их глаза и найти способ автоматического выявления непропаев. Как быть?

Нам (мне, то есть) предложено было найти этот способ. Как говорится: "Прыгай здесь и сейчас! ". К тому времени уже был накоплен определённый опыт, который практически убедил в правильности ТРИЗ. Во-первых, верить задачедателю в постановке задачи нельзя. И надо устранять причину возникновения недостатка (задачи), во-вторых. То есть, надо прежде определить, почему возникает непропай. Выясняется, что непропай есть следствие окисления покрытых оловом гнёзд в печатных платах, куда вставляются припаиваемые штырьки радиоэлектронных элементов. Более того, этот вид брака особо зловреден тем, что в начале месяца его практически не бывает, зато к концу идёт сплошным потоком. Загадочным образом эта закономерность не связана ни с процентом выполнения плана (пайка осуществляется автоматически), ни с нетрезвостью рабочих (там работницы), ни с прочими привычными источниками брака. Связь была чисто временная. И что очень важно, претензий к принятой технологии пайки ( "бегущая волна ") не было: она гарантировала отличный результат, если только место пайки не было окислено. Ситуация явно попахивала если не вредительством, то нечистой силой. С такими данными был завершён трудовой день и начался трудовой вечер.

Естественно было предположить, что чем дольше плата контактировала с воздухом, тем менее она была пригодна к пайке. Первое решение было совершенно очевидным: в цехе, где эти платы изготавливают, надо их сразу прятать в изолированную ёмкость с инертной средой. И (дело было, как уже говорилось, вечером, за чашкой крепкого - по-сибирски - чая) сразу начался полёт фантазии на тему способов изоляции от кислорода. Придумано было много чего интересного. К моему разочарованию на следующий день выяснилось, что напрягался я зря. Утром следующего дня выяснилось, что завод сам именно этих плат (по которым ставилась задача) не делает. Их привозят из Германии запечатанными в вакуумированную плёнку. Именно это обстоятельство (дороговизна импортных плат) и вынудило руководство завода поставить перед нами такую задачу. А совсем не забота о глазах инженеров. После секундного замешательства рецензент опомнился: раз платы уже изолированы от внешней среды, то проблему надо искать во временном зазоре между нарушением изоляции (иначе не пропаяешь) и собственно пайкой. Начальству (занятие почтили своим высоким присутствием заводские боссы) был задан вопрос: а что происходит с платами после того, как их привезли на завод? И начальство в лице главного инженера начало рассказывать. Мы, ещё не знающие конца истории, с удивлением наблюдали, как по непонятным для нас причинам по мере повествования рот у начальника разъезжался всё шире и шире. Переходя в нервный смех.

Оказывается, раз в месяц со склада в цех выписывают месячную норму плат. Само по себе это ни хорошо, ни плохо. Далее несколько человек (преимущественно всё те же злосчастные инженеры) готовят платы к подаче на конвейер. И это тоже ни плохо, ни хорошо само по себе. Подготовка заключается в снятии с плат изоляции. И это терпимо. А вот что уже плохо, так как это то, что изоляцию сдирают на весь месячный план вперёд. За один день. Естественно, что первые дни брака не бывает: платы-то чистенькие. Но с каждым часом, проведённым на воздухе, слой окиси на контактах постепенно нарастал. Соответственно нарастал и брак. И было он следствием организации процесса, разработанным этим главным инженером. Самым интересным в данной задаче был вовсе не очевидный производственный идиотизм (подобных примеров навидались за семинары предостаточно, хотя в данном случае был прямо-таки апофеоз). Самое интересное было видеть, как большой начальник под твоим управлением выходит на решение собственной задачи, над которой он страдал много лет и которую он сам же породил.

Королёв В.А. Киев 24.10.2002 г.

* * *

Так вот, если бы этот завод использовал решение, которое предложил Дмитрий, то, скорее всего, описанной выше проблемы, просто бы не возникло, не смотря на снятую с плат упаковку.

Можете попробовать самостоятельно найти это решение или посмотреть его на нашем форуме.

Теперь следующая задача.

Задача о посадке ткани при шитье

Когда две ткани сшиваются на швейной машине, то возникает, так называемая, посадка нижней ткани. Происходит это из-за конструктивных особенностей швейной машины. Сшиваемые ткани транспортируются зубчатой рейкой, расположенной под тканями. К рейке ткани прижимаются лапкой. Между верхней тканью и лапкой возникает трение, которое приводит к тому, что верхняя ткань несколько растягивается, а нижняя под воздействием рейки сжимается. В результате происходит посадка нижней ткани относительно верхней. Если шов длинный, то набегает довольно большое смещение тканей и нижняя ткань в конце шва оказывается короче верхней - края могут не совпадать на несколько сантиметров.

Для устранения посадки существует несколько решений. Например, швейная машина оснащается дополнительным верхним двигателем ткани, который выполняется в виде аналогичной рейки, или в виде ролика с приводом, который расположен за лапкой и создает дополнительное тяговое усилие на верхнюю ткань, компенсирующее силу трения лапки. Но существует и другое - более оригинальное решение, устраняющее посадку тканей. Какое?

Все желающие принять участие в обсуждении и решении этой задачи приглашаются на форум Интеллект-Клуба, который расположен на нашем сайте.

До встречи.

Александр Барышников
Обратная связь

Другие публикации