Читать книгу Ресурсы. Аварийный анализ. Исследовательские задачи - Лев Певзнер - Страница 3

К основным характеристикам любого ресурса относятся:

• вид ресурса;

• источник ресурса;

• количество ресурса;

• ценность ресурса;

• готовность ресурса к использованию.

1.1. Основные виды ресурсов

К основным видам ресурсов относятся – вещественные, энергетические, пространственные, временные и функциональные ресурсы. Специалисты выделяют и другие виды ресурсов – ресурс изменения, системный ресурс, информационный ресурс и многие другие, но мы их пока рассматривать не будем.

Вещественные ресурсы

Определение: Под вещественными ресурсами понимаются все вещества, которые есть в технической системе или около нее.

Пример

Все живые организмы, переработав пищу, выделяют экскременты. Рыбы не являются исключением, поэтому на дне бассейнов в рыбоводческих хозяйствах скапливается так называемый активный ил, который утилизируют, или, проще говоря, вывозят на свалку – и тратят на это деньги.

На Верх-Исетском металлургическом заводе в подсобном хозяйстве, организованном в бывших очистных сооружениях, выращивали рыбу. Там и образовывался этот активных ил, причинявший хлопоты. А если рассмотреть ил как ресурс – как его использовать? Во-первых, он применим для биоочистки сточных вод городского водного хозяйства. А, во-вторых, он применим в самом рыбоводческом хозяйстве. Для выкармливания мальков не годится комбикорм, которым кормят подрастающую рыбу. Они едят только живой корм, а его надо специально выращивать. Выяснилось, если смешать активный ил с обрывками сетей, в которых выращивают рыбу, то на этой массе активно размножается трубочник, который и является живым кормом для мальков.

Так что в рыбоводческом хозяйстве теперь ничего не пропадает[4].

Рис. 4. Рыбоводство в бывших очистных сооружениях

Рис. 5. Наполеондер. Золотая монета 20 франков 1812 год

Пример-анекдот

Как-то Наполеон беседовал с актрисой, и она, окончательно осмелев, попросила у Наполеона его портрет на память.

– Нет ничего проще, – ответил император, и дал ей золотую монету со своим изображением.

Энергетические ресурсы

Определение: Под энергетическими ресурсами понимается любая энергия, которая не подводится извне и не вырабатывается специальной новой системой, а уже есть в совершенствуемой технической системе или около нее.

Рис. 6. Схема работы тепловой трубы при обогреве перекрестка

Пример

Самые опасные места на дорогах – перекрестки. Особенно в период зимы, когда на дорогах возникает гололед.

Как избежать гололеда? Как обогреть хотя бы наиболее опасные участки дорог? Именно над этим задумались инженеры из автомобильной компании «Даймлер-Бенц». Они предложили обогревать перекрестки устройством, которое использует подземное тепло! Как это работает? Очень просто!

Под асфальтом в землю вертикально вкопаны длинные (около 10 метров) тепловые трубы. На глубине 8—10 метров в мягком климате южной Германии температура не опускается ниже 10 °C. Жидкость, находящаяся в трубе стекает на дно и выкипает. Пары поднимаются поднимаются вверх и конденсируются на верхней торцевой поверхности тепловой трубы. Эта поверхность подогревается, нагервая асфальт, находящийся над ней на перекрестке.

Этого тепла хватает, чтобы обогревать перекрестки и не допустить обледенения. Устройство очень надежно (в нем нечему ломаться!), хотя и дорогое [2].

Пример-анекдот

Не знаю, что за люстру повесили соседи снизу, но благодаря им у меня на кухне теперь есть теплый пол!

Рис. 7. Благодаря им у меня на кухне теперь есть теплый пол!

Пример-анекдот

Две блохи выходят из ресторана

– Так что, – говорит одна, – пешком пойдем или подождем собаку?

Рис. 8. Пешком пойдем или подождем собаку?

Пространственные ресурсы

Определение: пространственные ресурсы – свободное пространство в технической системе или около нее, которое можно использовать для размещения элементов данной системы или для решения поставленной задачи.

Пример

Есть старая легенда о строительстве синагоги в Вильно. В 1630 году евреям с большим трудом удалось получить разрешение на ее постройку. И непременным было условие: она не должна быть выше ратуши. Однако евреям не хотелось уступать. Через некоторое время синагога была построена – и действительно ее высота снаружи была немного ниже ратуши. Условие властей было соблюдено. Но это только снаружи! А внутри пол синагоги находился намного ниже уровня земли, поэтому зал внутри синагоги был выше зала ратуши.

Рис. 9. Старая синагога в Вильно (1934 год)

Пример

Потолок в гараже – прекрасный пространственный ресурс, если он из дерева или ДСП. Под ним можно хранить спиннинги или лыжи (предварительно сделав специальные крепления), а так же, если он не очень высокий – можно сделать целый склад для крепежа. Для этого достаточно взять стеклянные банки с завинчивающимися жестяными крышками, и крышки прибить или прикрутить к потолку. Теперь вы будете хорошо видеть все банки и брать ту, которая нужна. Чтобы ее снять, достаточно открутить банку. И вернуть на место легко – одним движением руки!

Рис. 10. «Вы не поверите…

Пример-анекдот

Двое заключенных разговаривают в маленькой камере.

– Вы не поверите, если я скажу, сколько я платил за такую же комнату в Нью-Йорке.

Временные ресурсы

Определение: Временные ресурсы – время до выполнения производственного процесса, время самого процесса, а также время после него, если это время возможно использовать для решения возникающих проблем или совершенствования технической системы.

Пример

Чтобы подавать клиенту холодное пиво, бармены в пивных барах держат массивные стеклянные кружки в морозильниках. Когда клиенту наливают пиво, оно дополнительно охлаждается.

Пример

Обычно для стерилизации молока применяют пар или кипяток. Это требует специального оборудования, занимающего производственную площадь, и связано с потерями тепла при подаче энергоносителей к оборудованию.

Фирма Туомо Халонен пропустила по трубам молокопровода электрический ток, который нагревает их и стерилизует молоко. Для повышения эффективности нагрева трубы выполнены из сплава, плохо проводящего электрический ток [3].

Пример

Простым и очень знакомым примером использования временного ресурса является использование рассады. Короткого лета недостаточно, чтобы капуста, помидоры и огурцы созрели, поэтому в теплице или на окне выращивают рассаду. А весной она высаживается на поля.

Рис. 11. Рассада на окне и в теплице

Пример-шутка

Судья:

– Чем вы можете доказать свою невиновность?

– Можно подумать?

– Хорошо, у вас есть на это 5 лет!

Рис. 12. Хорошо, у вас есть на это 5 лет!

Функциональные ресурсы

Определение: Функциональные ресурсы – способность технической системы и ее подсистем выполнять, кроме основной функции, некоторые другие функции, которые не использовались ранее.

Пример

При работе процессора выделяется большое количество тепла, а при перегреве он быстро выходит из строя. Поэтому эффективный отвод тепла от процессора – одна из важнейших задач изготовителей современных компьютеров. Особенно сложно это в ноутбуках, где пространство ограничено. Красивое решение связано с использованием тепловых труб, которые быстро и эффективно переносят тепло, выделяемое процессором, на корпус ноутбука. Корпус начинает выполнять функцию радиатора.

Рис. 13. Тепловая труба в ноутбуке отводит тепло от процессора на корпус

Замечание: Возможно, для эффективного использования вам придется изменить форму элементов системы.

Пример

Неожиданный функциональный ресурс нашелся у пчел. Кроме основной функции сбора меда, они активно используются для опыления растений, как на полях, так и в теплицах. В каждой теплице устанавливается 1–2 улья. Пчелы не только мед собирают, но и опыляют растения.

Пример-шутка

Девочка с пирсингом, купаясь в реке, поймала судака на пупок!

1.2. Источники ресурсов

Как это ни парадоксально, но ресурсы находятся везде. Можно сказать, что мы живем среди ресурсов. Но, для удобства, дальнейшего анализа мы разделим зоны поиска ресурсов на три группы:

• в самой технической системе;

• в надсистемах, в которые входит данная техническая система, или системах, находящихся рядом;

• во внешней среде.

Определение: Ресурсы, находящиеся в самой технической системе, с которой мы работаем, называются ресурсами системы.

Это наиболее доступные для использования ресурсы, применение которых вызывает минимальные изменения в системе и, что важно, как правило, не затрагивают надсистему. Это существенно упрощает внедрение решений по совершенствованию технической системы.

Пример

Проблема приживаемости тканей при трансплантации связана с работой иммунной системы человека. Иммунная система отторгает все чужеродные клетки, поэтому, если человеку пересаживают ткани, то ему необходимо принимать специальные препараты. Но эти препараты вредны для организма.

Избежать приема препаратов можно, если при пересадке тканей использовать ресурс самого человека – его ткани. Например, для пересадки кожи на лицо можно использовать кожу с живота, а для шунтирования сосудов сердца – сосуды из бедра.

Пример

Эта история произошла у берегов Ирландии в 1917 году. Немецкие подводные лодки ночью ставили морские мины, а английские тральщики утром их обезвреживали. На следующую ночь немцы опять ставили мины, а англичане снова их вылавливали, и так несколько дней подряд. Наконец, англичане не протралили фарватер, но сделали вид, что тралили! Очередной ночью немецкая подводная лодка UC-44, по хорошей традиции, пошла ставить мины, и подорвалась на своей же мине, поставленной накануне! В живых остался только ее командир Курт Теппенджоханнс, который был возмущен «безответственной» работой английских тральщиков и все высказал подобравшим его англичанам.

Рис. 14. Немецкая подводная лодка времен Первой Мировой войны

Определение: Ресурсами внешней среды называются ресурсы, которые могут быть найдены в окружающей техническую систему природе, то есть это земля, вода, воздух и др.

Пример

Проект «Makai Ocean Engineering» предполагает получение электроэнергии в районе Гавайских островов за счет перепада температуры между прогретыми (часто до 25 °C) верхними слоями воды в океане, и температурой холодной воды на глубине (там температура около 5 °C).

Находящаяся в верхних слоях океана теплая вода используется для того, чтобы испарить рабочую жидкость. В качестве жидкости используется аммиак. Аммиак кипит при достаточно низких температурах (равной температуре теплых слоев). При кипении получается пар аммиака, который затем приводит в движение турбину, вырабатывающую электроэнергию. Холодная морская вода, поднимается насосом с глубины нескольких сотен метров и охлаждает отработанный пар, что приводит к его конденсации. Далее процесс повторяется.

Пример

Внешними ресурсами умело пользуются орлы и грифы, которые часами могут парить в небе, ловя восходящие потоки воздуха.

Каждая техническая система работает в рамках надсистемы (или нескольких надсистем), то есть большей по размерам, и, как правило, по ресурсным возможностям, технической системы.

Определение: Ресурсы всех надсистем, в рамках которых работает исследуемая система, называются ресурсами надсистем. Условно, к ресурсам надсистем можно отнести и ресурсы систем, находящихся рядом, хотя и не работающих в надсистеме.

Пример

Уникальную коллекцию почтовых марок и других знаков земской почты сумел собрать Агафон Карлович Фаберже – внук основателя знаменитой ювелирной фирмы Фаберже. Сложность коллекционирования этих марок состояла в том, что марки земской почты имели крайне ограниченное хождение и выпускались местными властями небольшими тиражами. Найти их было очень трудно. А у Агафона Фаберже было одно из самых полных собраний этих редких марок. Получил он эту коллекцию благодаря использованию ресурса находящейся рядом другой системы.

Рис. 15. Марки земской почты России

Агафон Карлович воспользовался тем, что находящееся по соседству представительство фирмы «Зингер» задумало переезд в новое помещение. Знакомые рассказали ему о том, что заказы это представительство получало по почте. Весь архив в виде писем, получаемых изо всех российских городов, хранился в подвалах, хотя был уже никому не нужен. Просто письма (естественно с марками!) не выбрасывали, а складывали там. Перевозить их в новое здание никто не собирался, но и тратить силы на вывоз архива никто не хотел. Вот Агафон Карлович и предложил представительству компании «Зингер» вывезти этот архив совершенно бесплатно. А уж снять редкие марки с конвертов было делом техники.

Примеры

Активно используют надсистемные ресурсы и представители живого мира.

Рыбы-прилипалы с удовольствием путешествуют на акулах, используя их как энергетический ресурс для передвижения.

А раки-отшельники используют пустые раковины в качестве жилья, получая вещественный ресурс в виде «дома».

Рис. 16. Рак-отшельник

4

Из опыта работы автора на Верх-Исетском металлургическом заводе.