Задачи

Как увидеть трещину?
 
Подложка с микро-предохранителями представляет собой "слоёнку" - прозрачная стеклянная пластинка размером 100x100 мм и толщиной 0.5-1.0 мм между двумя не очень прозрачными пластинами алюмины (Al2O3) белого цвета.
Подложка и пластинки склеены между собой специальным клеем.
В процессе приклейки в клее могут появиться пузыри, а в стеклянной пластинке трещины.
Чтобы обнаружить эти дефекты "слоёнку" просвечивают (прозрачная-непрозрачная - что делать).
Пузыри клея видно неплохо, а вот с трещинами в стекле проблема.
Крупные ещё как-то можно обнаружить, а вот мелкие...
Обнаружение трещин и пузырей позволяет заранее пометить дефектные участки подложки, чтобы отсеять их потом, после разрезки на отдельные элементы - микропредохранители (размер 2 x1,2x1 мм, например)
Как быть?
Технологию желательно не менять.
Т.е необходимо обнаруживать трещины, а не решать глобальную задачу по получению подложек без трещин

Почему металл проникает под маску?
 
Submitted by Gregory Frenklach on вт, 13/09/2011 - 17:07
Есть несколько технологий получения контактных поверхностей ("плечиков" - того, что собственно припаивается к печатной плате) у элктронных SMT элементов (микро-конденсаторов, микро-предохранителей, микро-идукторов и т.д.)
1. Фотолитография с последующим электролитическим "выращиванием" плечиков - после разрезки подложки с элементами имеем хорошие контактные поверхности.
2. Разрезка подложки на полоски, загрузка в специальные приспособления и металлизация с торца в условиях глубокого вакуума.
3. Разрезка подложки на отдельные элементы, обмазка их с торца специальной пастой с последующим нагревом в печи для образования "плечиков"
4. Металлизация торцов отдельных элементов в условиях глубокого вакуума затем покрытие клеем торцов...
Да мало ли какие технологии есть.
У каждой есть свои достоинства и недостатки...
Есть одна не совсем стандартная технология.
В соответствии с этой технологией подложку приклеивают к стеклу (обычному) разрезают на полоски устанавливают маску из нержавейки так, что прорези между полосками находятся посередине прорезей в маске (они шире). Маску к подложке прижимают в специальном приспособлени "мостиками", которые расположены поперёк прорезей
Металлизацию осуществляют в установке глубокого вакуума. Для этого приспособления с подложками и масками устанавливают на металлический "поднос", который затем загружается в установку для металлизации. В этой установке глубокого вакуума "поднос" с подложками и масками нагревается примерно до 250-300 градусов, чтобы их "обезгазить" и только затем металлизируют.
Металл опускается сверху и оседает на маске и на подложке, но только на тех поверхностях, которые не закрыты маской. Затем маску снимают, стравливают то что на ней осело (медь, например, чтобы подготовить к следующему циклу) а полосы на подложке разрезают на элементы - "плечики" готовы. Разумеется их потом покрывают никелем и оловом, но это уже к задаче не относится.
Вот мы и добрались до задачи...
Маски сначала делали из алюмины (только для эксперимента, поскольку алюмина не самый подходящий материал для изготовления масок), но они работали плохо (возможно из-за негладкой поверхности) - металл заходил под маску. Скорей всего предположение о том, что дело в негладкой поверхности было правильным, поскольку когда на люмину наклеили стекло и сделали маски из "слоёнки" метал перестал проникать под маску.
При переходе от опытной технологии к производственной решили перейти на травлёные маски из нержавейки, как удобные для обслуживания - нехрупкие. Поверхность металла в этих травлёных масках гладкая, как стекло или почти, как стекло, но снова столкнулись с явлением, от которого думали, что избавились - металл проникает под маску, а это недопустимо.
От металлических масок решили не отказываться - удобно работать, но как устранить проникновение металла под маску?
И непонятно почему это вообще происходит!
У этой задачи есть очень интересное продолжение, но сначала надо выяснить причину проникновения металла под маску. И эта задача, и те которые появились, как "продолжение успеха" решались с помощью методики решения исследовательских (я их называю диагностическими) задач.

Как засунуть 10-миллиметровый стент из нитинола в 2-х миллиметровую трубку из пластика?
 
Представляете себе , что такое стент?
Это такая пружинка, которая остаётся в организме и поддерживает стенки кровеносного сосуда после того, как этот (закупоренный) сосуд открыли с помощью катетера.
Если сосуд находится в сердце - достаточно, чтобы стент был сделан из нержавеющей стали - деформация стента в процессе работы органа небольшая.
А если этот сосуд в шее или в мышце?
В этом случае стенты делают из нитинола - сплава с памятью формы, но используют не свойство памяти формы (так горячо любимое ТРИЗ спецами), а свойство сверх-эластичности, присущее этим сплавам при определённом (заданном заранее) диапазоне температур.
Эта заданная температура равна температуре человеческого тела и находится в диапазоне 37 +/- 2 градуса цельсия
Стент из нитинола доставляется в сосуд с помощью системы состоящей из гибкого "рукава", который не даёт стенту раскрыться и гибкого "выталкивателя", который этот стент из рукава выталкивает в нужном месте.
Вот мы и подошли к задаче.
Внутренний диаметр рукава меньше 2 мм.
Диаметр стента в раскрытом состоянии около 10 мм.
Длина стента до 100 мм
Стент надо засунуть в рукав.
Делают это, охлаждая стент до минусовой температуры (нитинол становится мягким, как никель), сжимая его до требуемого диаметра на оправке специальным приспособлением, которое называется кримпер и, затем,заталкивая стент в "рукав".
1. При нормальной температуре стент не складывается "ровно" из-за упругости.
2. При низких температурах стент складывается ровно, но при заталкивании в "рукав" сильно деформируется (более дозволенных 6-8%) и теряет форму, что недопустимо.
Всё из-за того, что кримпер должен сжимать стент сильно, чтобы довести его до требуемого диаметра, а это приводит к большой силе сопротивления выталкиванию (из кримпера), которая деформирует стент.
Как быть?
Дополнительная информация 1: Свойства суперэластичности не означает, что Вы можете пластически деформировать материал без предела. При превышении определённого уровня сохраняется остаточная деформация. Это верно как в случае если материал находится в пластичном состоянии, так и в случае суперэластичного состояния.
Т.е. если Вы при низких температурах сдеформируете нитинол больше допустимого - он не "вспомнит" свою форму полностью. То же самое и если он находится в состоянии суперэластичности - Вы не можете его "комячить" без предела, а какой (примерно) предел я писал.
Форма в суперэластичном состоянии и есть та форма, которую материал "помнит". В диапазоне температур, когда материал суперэластичен его можно деформировать (до определённого предела) но как только Вы освобождаете материал - он снова принимает прежнюю форму. В случае превышения предела имеем остаточные деформации.

Дополнительная информация 2: Существующие на рынке, но не удовлетворяющие нас системы (около 300 000 $) не подходят не из-за цены, а из-за того, что при сжатии стента до маленького диаметра и заталкивании его в пластиковую трубку деформация для стентов, с которыми работала моя фирма иногда превышала допустимый предел. Иногда стент неправильно складывался, что требовало усилия его выталкивания из трубки выше допустимого - т.е. он ещё мог недопустимо сильно сдеформироваться при выталкивании или даже не вытолкнуться совсем. Т.е. представьте себе ситуацию, когда стент не полностью раскрылся в организме. Извлечь его невозможно - нужна операция. А можно и тромб в мозг получить в качестве "подарка". Это при том, что стент кримпером на оправке складывается почти идеально.
Все проблемы возникают, когда стент из сжимающего стент кримпера, переталкивается в пластиковый рукав.
В дополнение - сжимающие "губки" кримпера - весьма точного прибора - не очень "любят", когда по ним "елозит" стент. Появляются царапины и кримпер надо чинить, а это почти треть цены новой системы.
"Губки" из тефлона ещё чувствительней к царапинам. "Головка" кримпера похожа на диафрагму и способна изменять свой диаметр от 14 мм, например, до 0-0.5 мм, но в отличие от диафрагмы у неё нет нахлёста и толщина может быть от 10 мм до 120 мм и более - т.е. больше длины стента. Сама кримперная "головка" (в зависимости от размера) может стоить 30 000 - 80 000 $

Дырки в баллонах
 
И ещё одна реальная задача и снова из области стентов и катетеров. Только стенты на этот раз те, которые вставляют в сосуды сердца и, поэтому, делают их из нержавейки или из такого радионепрозрачного материала как сплав кобальта с хромом. Доставляются эти стенты в нужное место с помощью катетеров с баллоном. Затем балон раздувается до скажем 10-12 атмосфер (иногда и больше до 16-18 атмосфер) чтобы открыть закупорку в сосуде и раскрыть стент, который потом не даст забитому сосуду вернутья в прежнее состояние. Баллон вакуумируется складывается и вытаскивается из "тела".
Баллон в сложенном состоянии представляет собой "трёхлистник" с "листами" закрученными вокруг оси баллона. Когда баллон раздувают специайьным раствором он приобретает форму сардельки определённого диаметра, а как только сдувают и вакуумируют - он снова превращается в трехлистник с листами закрученными вокруг оси баллона.
На сложенный и закрученный таким образом баллон устанавливают стент и обжимают кримпером.
Обжимают крепко, поскольку, кроме силы обжатия ничего стент на баллоне не держит.
Если обжатие слабое, двигаясь по кривым сосудам сердца к месту установки стента, его можно потерять.
А теперь собственно проблема...
Представьте себе, что 1-2 баллона из десяти оказываются с маленькими дырочками…
Если дырочки большие, то балон со стентом просто не раздувается и его надо вытаскивать и брать новый.
Если дырочки маленькие - они проявляются при давлении более 10 атмосфер, когда баллон со стентом прижат к стенке сердечного сосуда и тонкая как волос струя под давлением бъёт в сердце - этакая "резка струёй воды"
Если дырочки средние - баллон только частично раскрывает стент.
А дальше "ни туды и ни сюды" - вытащить ни стент ни баллон нельзя и надо делать операцию на сердце с не гарантированным успехом. Поэтому в то вреня, как в одной комнате устанавливают стент в другой комнате дежурит бригада хирургов - на всякий случай. Один-два таких случая - и компанию можно закрывать. Поэтому, естественно, все стоят "на ушах" оптимизируют технологию - в основном режимы работы кримпера.
Т.е. усилие обжатия, температуру нагрева губок, количество обжатий, предельный диаметр обжатия и т.д., изготавливают несколько опытных партий катетеров разных типоразмеров. Проверяют сколько дырок получилось и на сколько уменьшилась/увеличилась сила необходимая, чтобы сдвинуть стент обжатый на баллоне. Если сила снизилась ниже допустимой - увеличивают силу обжатия или меняют количество обжатий - и так пока не дойдут до оптимума. И снижают количество дырок, скажем, до 1-2 на сотню катетеров. Продавать такую продукцию нельзя...
Учтите, что все эти отработки технологии связаны с опытными партиями катетеров, стоят огромные деньги и занимают много времени.

Как повысить срок службы измерительного приспособления для RF элементов?
 
Сердце машины - это измерительное приспособление, которое измеряет соответствуют ли характеристики RF елементов (микро-фильтров и, микро-каплеров (этакий миниатюрный трансформатор) заданным.
RF елементы работают в диапазоне частот до до 5 гигагерц (сейчас до 10 и выше)
Измерительное приспособление проверяет 20-30 тыс. элементов в час. Для этого элемент с помощью роторного вакуумного захвата берётся с питателя на загрузочной позиции и затем опускается на контакты измерительного приспособления. В зависимости от результатов измерения элемент либо отбраковывается, либо упаковывается.
Такое приспособления стоят до 10 000 $. Они не ремонто-пригодны и портятся после ... 20-30 тыс замеров.
Это и неудивительно, ведь сердце приспособления - печатная плата из эпоксигласа. Это такая квадратная пластинка с прорезанными насквозь пазами вокруг четырёх контактных поверхностей, на которые опускаются контактные поверхности элементов с частотой около десяти ударов в секунду. Пазы прорезаны, чтобы обеспечить контактам печатной платы необходимую гибкость.
Импеда;нс (комплексное сопротивление, полное сопротивление) каждой измерительной линии 50 Ом.
Для обеспечения этого нижняя часть платы покрыта слоем металла (никель, золото), а толщина линий, ведущих к контактным поверхностям, на которые опускаются контакты измеряемого элемента имеет определюнную сачётную ширину (чтобы получить 50 Ом) Один из параметров такого расчёта - толщина эпоксигласа между линией ведущей к контакту и металлом заземления, покрывающим плату снизу.
Приспособление измеряет прямой и обратный сигнал в децибелах на различных частотах.
Проблема заключается в том, что в металле на верхней и нижней поверхностях печатной платы от постоянных изгибов после где-то 20 000 измерений появляются микротрещины, которые так сильно искажают измерения, что надо заменять приспособление.
Хотелось бы:
-Довести количество измерений хотябы до миллиона
-Сделать приспособление ремонто-пригодным в пределах нескольких сот $
Как быть?
Дополнительная информация 1:  Элементик сверху прижимается к закремплённым консольно контактам (полоски эпоксигласа, покрытые с двух сторон металлом) и прогибает их. В результате в металлическом (никель-золото) покрытии эпоксигласа (более точное название материала - FR4) после 20 000 тыс прогибов появляются терещины. К чему прикреплены контакты и как роли не играет - модель задачи предельно упрощена - есть контакты и элемент, который прижимают к ним сверху.
У элемента, кстати, в реальных условиях четыре контактных поверхности => и контактов тоже четыре, но для модели задачи достаточно одного контакта.
Ещё более упрощённая модель задачи - один контакт (полоска FR4 покрытая металлом с двух сторон), который гнётся и в результате в металле появляются трещины.

Ох уж эти "швейцары"!
 
Submitted by Gregory Frenklach on ср, 14/09/2011 - 20:17
Ещё одна реальная задача, правда, из нетехнической области. Решил её без всякого ТРИЗ человек, который научил меня работать. Не проектировать машины и приборы, не решать изобретательские задачи, а работать. Я присутствовал при процессе разрешения этой довольно конфликтной ситуации.
Итак, задача:
Израильская фирма по производству пассивных электронных элементов заказала у своего швейцарского партнёра 2(две) сложных измерительно-сортировочно-упаковочных автоматических машины для упаковки электронных элементов в ленту. Оборудование сложное, дорогостоящее,и без этого оборудования фирма не сможет обеспечить клиентов своей продукцией.Машины поставляются по очереди по мере их изготовления.
Вдруг выясняется, что многолетний швейцарский партнёр после поставки 1-й машины желает перенести на более поздний срок поставку 2-й машины.
Для израильской фирмы это означает нарушение срока поставки продукции своим клиентам. Известно, что мощности в Швейцарии позволяют выполнить заказ в срок. В чём дело?
Израильская фирма посылает своего представителя в Швейцарию. Во время встречи с руководством ш.фирмы выясняется, что существует параллельно заказ американской фирмы на 10 (десять) подобных машин. Поскольку заказ американского партнёра больше - ш.фирма задействовала все свои мощьности на выполнение именно этого заказа. Как убедить ш.партнёра изменить приоритеты.

В какой бутылке яд?
 
Submitted by Gregory Frenklach on вт, 20/09/2011 - 20:08
Как-то ме пришлось давать семинар для работников одной весьма продвинутой израильской компании.
Группа была, пожалуй, самая сильная из тех, что мне встречались как в бывшем Союсзе, так и в Израиле.
Эту группу отличало ещё и то, что они не пытались меня "опустить", задавая каверзные задачки на смекалку.
По карйней мере так продолжалось первые пару дней...
Я даже отметил этот момент в разговоре со своим напарником после занятия, которое длилось около восьми часов.
"Только вымолвить успела - дверь тихонько заскрипела..."
Короче ко мне подходит один слушатель и задаёт (предварительно заявив, что семилетний мальчик её решил) следующую задачку:
Имеется 1000 бытылок, 10 стаканчиков, 10 мышей
В одной из бутылок сильнейший яд, одна капля которого убьёт, а в остальных вода.
Наливать в любой стаканчик можно жидкость хоть из одной бутылки, хоть из нескольких, а хоть из всех бутылок сразу.
10 мышей - расходуемый материал, т.е. можно отравить, хоть всех.
Каждый стаканчик можно использовать (т.е. наливать в него жидкость из бутылок до теста над мышью - опускания её мордочкой в стаканчик) только один раз - потом он выбрасывается.
Можно сразу налить жидкость во все 10 стаканчиков и сразу провести тест над всеми мышами (ткнуть их мордочками каждую в свой стаканчик).
Если в стаканчике в житкости в стаканчике есть хоть капля яда - мышь умирает.
Нужно так построить тест/систему тестов, чтобы использовав один раз каждый из десяти стаканчиков, определить в какой бутылке (1000 бытылок) яд.
Есть два возможных решения этой задачи.

Простите, как пройти в Мекку?
 
Умение задать "правильный" вопрос (другим, природе, себе) очень важная вещь при решении задач.
Что должно быть в вопросе, а чего там быть не должно?
Вот этого умения и касается следующая задача.
Паломник, совершающий хадж в Мекку подходит к месту, где дорога раздваивается.
По какой из двух дорог идти паломник не знает, но к счастью на развилке стоит полицейский...
Плохо то, что это один из двух братьев-близнецов, похожих друг на друга, как две капли воды и о которых идёт молва, что один из них всегда говорит правду, а другой всегда лжёт.
Узнать, кто из братьев стоит перед ним паломник не может.
После ответа на один единственный вопрос, который он может задать полицейскому, паломник должен выбрать правильную дорогу.
Какой это вопрос?

Изобретательный кадий
 
Умер араб и оставил завещание, где он делил своих верблюдов между сыновьями следующим образом:
1. Старший сын получает половину верблюдов
2. Средний сын получает треть верблюдов
3. Младший сын получает девятую часть верблюдов
Поскольку верблюдов было всего семнадцать, братья чуть не перерезали друг другу глотки
Но, услышали мольбу матери: "Братья не режьте друг друга"
Они обратились к судье (кадию)
И тот "разрулил ситуацию"
Как это ему удалось?

"Чан" с клеем на мебельной фабрике
 
Submitted by Gregory Frenklach on вс, 11/09/2011 - 15:30 На одной мебельной фабрике клей для процесса держали в огромном "чане" с краном, вроде самоварного.
Когда клей подходил к концу "чан" снова заполняли.
Иногда тот момент, когда пора было заполнить чан клеем пропускали, клей заканчивался и производство останавливалось на пол-дня - пока приготовят и подвезут порцию клея.
Пробовали поставить туда датчик поплавком, но это же клей - датчик сразу переставал работать.
Предложили прерывание электрического контакта, но даже не стали пробовать - а вдруг искра.
Клей-то горючий.
Кто будет отвечать если что.
Вот так и работали от остановки до остановки и никакие дисциплинарные меры не помогали - дело было ещё в восьмидесятых.
Что делать?
Эта (реальная) задача - аналог задачи "баллон вежливо доложил", вот только сильно переделывать обромный, величиной с комнату чан, чтобы он "докладывал" не стОит...

Неутомимые гномики
 
Эту задачу давали при приёме на работу в некоторые hi tech компании.
Имеется, скажем, миллион (можно и больше) свечек.
Проходит первый гномик и зажигает каждую свечку.
Проходит второй гномик и тушит каждую вторую свечку.
Проходит третий гномик и либо тушит каждую третью свечку - если она горит, либо зажигает - если она не горит.
Проходит четвёртый гномик и делает то же самое, но с каждой четвёртой свечкой.
И так далее пока миллионный гномик не потушит (или не зажжёт) последнюю свечку.
Свечки могут гореть вечно. Это я на всякий случай, чтобы никто не сказал, что какие-нибудь свечки (например, первая) могут полностью догореть...
Сколько свечек останется гореть, когда гномики закончат свою работу?
Замечу, что в этой задаче интересно не столько само решение сколько его (решения) ход и/или обоснование.
Место встречи изменить нельзя
 
Submitted by Gregory Frenklach on пн, 01/08/2016 - 16:04
Эту задачу много лет назад (больше четверти века) мне дал А.Гин. Я сильно его "огорчил" не тем, что довольно быстро решил задачу, а тем, как решил - я воспользовался одним из сорока приёмов.
А теперь задача...
В вершинах равностороннего треугольника (1,2,3) со стороной "А" находятся три черепашки. Эти черепашки начинают одновременно и9и с одинаковой скоростью) ползти - первая ползёт ко второй, вторая - к третьей, третья - к первой. Поскольку черепашки всё время находятся в движении - чтобы ползти друг к другу они должны всё время менять направление. Таким образом каждая из них ползёт по кривой и в конце своего пути они встречаются в центре треугольника.
Какова величина пути (длина кривой, начинающейся в вершине треугольника и заканчивающейся в центре), пройденного  каждой черепашкой?

Подвесной мост через Янтзы
 
При постройке подвесного моста через Янтзы возникла серьёзная проблема. Чтобы "заякорить" стальные, многожильные тросы около метра в диаметре в берег установили циклопические бетонные блоки - вырыли огромные котлованы и залили бетоном.
Но анализ показал, что что бетон не в состоянии удержать метровый трос и будет разрушен силой его натяжения, несмотря на все попытки якорения.
Наконец, инженеры нашли простое и эффективное решение - попробуйте его повторить.
Раз катушка, два катушка, три...
 
Submitted by Gregory Frenklach on пт, 19/08/2016 - 19:02
На заводе, производящем электрические кабели, возникла небольшая проблема...
Дело в том, что проволоку желательно подавать в скручивающую машину для её лучшей работы в виде предварительно скрученных "прядей" по две-три-четыре проволоки - хотя бы 2-3 оборота на метр длины.
Проволока поставляется в катушках.
Неужели строить специальную машину для скручивания и перемотки из двух (трёх, четырёх..) катушек в одну?
Поиграв с катушками для ниток, вы найдёте красивое решение этой реальной задачи - я уверен.

Веялка для хай-тека

 После разрезки подложки электронные элементы (микроконденсаторы размером 1x0.5x0.4мм) нужно отделить их от пластинок клея (1x0.5x0.2мм).
Подобрать жидкость с требуемым удельным весом (больше клея, но меньше элементов) проблематично да и как это повлияет на коррозию элементов?
Внести в клей феромагнитные частицы? Можно, но беда в том, что и элементы тоже магнитятся, а клеит клей с феромагнитными частицами плохо...
Электризация? При работе с электронными элементами? Рискнули, но оказалось, что электризуются и клей и элементы.
Строить специальный электросепаратор? Циклонный фильтр? Должен работать, но его тоже надо строить, проверять.
Никто на предприятии не желает начинать исследовательскую работу с заранее неизвестным результатом.
Относительно хорошо работает вибросито - главное то, что оно есть и это применяемая на предприятии технология. Более тонкие частицы клея проваливаются через точные (химическое травление) прорези сита, а элементы - нет.
Но вот беда - элементы всё-таки тяжелее и довольно большАя часть пластинок клея "плавает" сверху и не проваливается через прорези сита. Эти пластинки удаляли затем вручную, провеивая перед слабым вентилятором.
В результате от  вибросита (автоматическая операция) отказались и провеивали перед вентилятором. Операция ручная. Каждый из работников делает её, как умеет. Иногда у некоторых работников часть элементов сдувает.
Как повысить эффективность процесса?

Наматывать или не наматывать - вот в чём вопрос
 
Ещё одна очень красивая задача...
На одном предприятии бумагу нарезали на куски, намотав несколько слоёв на цилиндр диаметром около полуметра.
В случае если намотать на цилиндр много слоёв бумаги - процесс получается достаточно производительным, но из-за разницы в диаметрах намотки между первыми и последними слоями - разница в размерах между кусками нарезанной тоже получаетсся значительной, а это недопустимо.
Если намотать на цилиндр два-три слоя - разница  в размерах между нарезанными кусками допустимая, но производительность процесса резко падает, и с этим приходится мириться.
Что делать? Заказывать новое оборудование?
Дорого и это займёт много времени. Существующий процесс (намотка на цилиндр с последующей резкой) простой и надёжный. Вот если бы как-нибудь решить проблему с производительностью, оставаясь про этом в пределах допустимой разницы в размерах...

Нечего на вакуум пенять коли подложка крива
 
После напыления металла на кермическую подложку она (подложка) деформируется. Есть деформации допустимые и недопустимые. Недопустимые - это когда подложка настолько "кривая", что не всегда захватывается вакуумными присосками столов и пневмозахватов различного автоматического оборудования в процессе фотолитографии.
Подложка бьётся, оборудование нужно останавливать, чистить (процесс идёт, кстати, в читых комнатах) да и сама подложка если она разбивается или трескается в конце процесса нанесения множества слоёв металла и диалектрика стоит немало.
Есть прибор, который с помощью лазера очень точно измеряет кривизну подложки в девяти (шестнадцати, двадцати пяти точках), но это занимает очень много времени.
Не нужно решать глобальную задачу о недопущении деформации подложки в процессе металлизации. Процесс напыления металла идёт в глубоком вакууме и не стоит вмешиваться в этот процесс. Тем более, что количество "кривых" подложек не такое уж большое. Как их (подложки) быстро и эффективно отбраковать?

Монокристаллическая пластина
 
В одной очень умной установке выращивали цилиндрические монокристаллы. Затем их резали на пластинки, которым, нагревая, придавали нужную форму,
Проблема возникла, когда потребовалась плоская монокристаллическая пластинка с шириной больше максимального диаметра цилиндра монокристалла, который можно вырастить в установке.
Можно конечно заказать другую установку, но это и деньги и время... Как быть?

Капризная диза
 
Машина для нанесения супер-тонкого слоя диэлектрика на подложку с будущими конденсаторами весьма и весьма сложный агрегат. Диалектрик высаживается на поверхность подложки в результате сложного взаимодействия различных газов внутри камеры машины.
Газы подаются через отверстие дизы (маленькая - 3-4 см длиной). Эта диза должна быть правильно ориентирована для нормального протекания процесса т.е. "смотреть" всегда в одно и то же место на стенке камеры. Ориентируют её всякий раз во время техобслуживания машины. Открывают камеру, снимают и чистят дизу и ставят на место. Опытный работник поворачивает дизу довольно точно, но хотелось бы, чтобы эту операцию мог проводить любой.
Дизу менять нельзя - это данность, как и место её установки в машине. Хотелось бы какое-нибудь простенькое приспособление. Как быть?

Связь - это наше всё
 
Фирма поставляет довольно высокие антены телескопической стойкой, работающие в условиях крайнего севера.
Антены хорошие, лёгкие и недорогие, но покрываются льдом. Стойка антены иногда не выдерживает и ломается.
Телескопическая стойка состоит из полых труб - одна в другой.
Сама антена - этажерка. Когда на этажерке собирается лёд - антена гнётся (от ветра, например) и стойка иногда ломается в месте стыка.
Можно конечно укрепить это место толстой стальной трубой, но весить этот кусок будет больше, чем полантены.
Опять же как крепиться к стойке? Дырки делать - ослабляет. Клеить?
Да и глаз режет (что немаловажно) - лёгкая красивая антена и тяжёлая стальная чушка.
Что делать?

Испытание подшипников в агрессивной среде
 
Некоторые подшипники испытывают в агрессивных средах.
Емкость для испытаний должна быть закрыта, но при этом кольца подшипника должны вращаться друг относительно друга.
Передача вращения через отверстие с уплотнением в стенке не подходит. Уплотнение "живёт" дольше подшипника, но тоже портится. По этой же причине не проходят всякие решения с различного типа бесконтактными передачами. Т.е. можно, конечно построить что-нибудь этакое магнитное, покрытое тефлоном, но это тоже время деньги да и уверенности в том, что будет долго служить нет.
Как быть?

Подушка не для головы
 
Трубы очень большого диаметра иногда шлифуют изнутри.
Для этого через трубу пропускают длинную шлифовальную (покрытую абразивом) ленту. Лента, движется внутри трубы вдоль её (трубы) оси. Труба в это время тоже вращается вокруг своей же оси.
К внутренней поверхности трубы ленту прижимает раздутая воздухом подушка. Эта подушка тоже движется вдоль оси трубы.
Всё бы хорошо, но подушка быстро портится из-за того, что её режут острые края ленты.
Можно, конечно попытаться придумать, как прижать шлифовальную ленту к трубе чем-нибудь другим, но подушка так хорошо с этим справляется...
Как быть?

Швед, русский колет, рубит режет...
 
Вернёмся примерно на полторы тысячи лет назад - во времена Римской Империи.
Несколько римских легионов могли разгромить врага, превышающего римлян по численности в десять и даже более раз. При этом бой мог идти от рассвета до заката.
Конечно, римские легионеры были не только обученными, но и выносливыми воинами, но посмотрите на тех же спортсменов, например, боксёров или борцов. Уже через три минуты с них градом льёт пот. А ведь они сражаются не за жизнь, а за победу, причём, спортивную. Представьте себе, что было бы если бы один борец поочерёдно боролся с десятью противниками.
Можно (и нужно) отдать должное тому, что римляне дрались строем, а не толпой и выбирали места для сражений, дающие преимущество именно строю.
Но дело не только и не столько в этом - как им удавалось сохранять силы в течение многих часов?

Электрический угорь и Яблочков
 
Элктрический угорь - очень интересная рыба. Она охотится, оглушая добычу электрическим разрядом напряжением 300-600 вольт, а генерировать может разряд напряжением более 1000 вольт и силой тока около 1 ампера.
Длина электрического угря может достигать 3 метров, 4/5 от которой занимает специальный электрический орган, представляющий собой этакую батарею из шестисот электрических дисков, каждый из которых связан с мозгом независимыми нейронами.
Во время охоты угорь генерирует серию (4-8) коротких разрядов длительностью 2-3 миллисекунды. Для такого короткого разряда все диски электрического органа должны сработать практически одновременно.
Проблема в том, что разница в расстоянии между, например, первым и последним диском электрического органа угря весьма значительная, и сигнал от мозга должен доходить по нейронам до них (дисков) с большой разницей во времени, не позволяющей одновременного срабатывания.
Как Природа справилась с этой проблемой?

Стент из нитинола
 
Ещё одна реальная задача...
Один из видов стентов из нитинола, который засовывают туда, куда и не догадаешься очень похож на пружину растяжения с сомкнутыми кольцами.
Нитинол - это не сталь. Из нитиноловой проволоки очень сложно изготовить пружину с прижатыми друг к другу витками. Поэтому проволоку наматывают, фиксируют в намотанном состояни, фиксируют полученную навивкой форму с помощью термообработки и, затем, делают дополнительную термообработку для получения требуемых температур превращения.
Но результате всех этих операций витки проволки не прижимаются друг к другу - в лучшем случае касаются, что недопустимо для дальнейшей (нормальной) работы стента.
Проблема усугубляется ещё и тем, что нитинол - "капризный" материал и, поэтому, надёжная работа сделанных из этого материала стентов сильно зависит от качества поверхности. Для устранения поверхностных дефектов стент (в данном случае поверхность нитиноловой проволоки) иногда нужно обработать с помощью электрохимических процессов. Это называется electro-polish. Для этого с проволки снимают (стравливают) 10 до 30 микрон. Т.е. в этом (наихудшем случае) имеем даже зазор между витками.
Как всё таки получить навитый из нитиноловой проволоки стент (пружину) с прижатыми друг к другу витками?

Сломанные метчики и одно забавное животное
 
Эту задачу я услышал от В.В.Митрофанова (светлая память этому замечательному человеку) в конце восьмидесятых годов прошлого века. Волюслав Владимирович ехидно заметил, что дал эту задачу на собрании преподавателей Ленинградского народного университета научно-технического творчества - "такой МПиО пёр".
А теперь задача...
При нарезании длинной резьбы (на проход) метчики ломаются из-за слишком большой длины. Попробуйте упереть длинный тонкий стержень в стол одним концом и надавить на другой, и причина станет понятной.
Как быть?
Волюслав Владимирович также рассказывал, что изобретателя на новую идею нарезания длинной резьбы навело одно забавное сказочное животное, название которого прямо выводит на идею решения этой задачи.

Клеить надо с умом
 
Ещё одна "реальная" задача. По крайней мере не менее реальная, чем большая часть из 15000 "реальных" задач, решённых Б.Злотиным за период с 1974 до 2010.:)
На одном заводе изготавливали простенькие трансформаторы с феромагнитными сердечниками. Сердечник состоит из двух частей, каждая из которых похожа на букву "Е". При этом внутренняя (средняя) "перекладина" "Е" чуть-чуть короче внешних.
В середине собранного из двух частей сердечника на средних "перекладинках" повёрнутых друг другу "Е" устанавлвают катушку трансформатора.
После установки катушки внешние "перекладины Е-образных частей сердечника склеивают специальным клеем (что-то вроде эпоксидки) с феромагнитными частицами - для того, чтобы уменьшить потери магнитного потока в зонах склейки между двумя частями сердечника. Для того, чтобы клей не вытекал места склейки обматывают бумажной лентой, а части сердечника прижимают друг к другу зажимом.  Потом слегка прихватывают клеем катушку трансформатора.
Затем трансформатор отправляют в печку, чтобы клей затвердел. Потом убирают ленту и... трансформатор готов.
Проблем с этим процессом немало...
Не удаётся получить однородную консистенцию клея с феромагнитными частицами, сами феромагнитные частицы разных размеров и, поэтому, зазор между частями сердечника у готовых трансформаторов может быть разным,  клей до и во время процесса сушки вытекает, бумагу (с покрытием) не всегда удаётся полностью оторвать и т.д.
В результате процент выхода годных трансформаторов низкий.
Как быть?

Ведьма!
 
Реальная исследовательская задача "на дому".
Я решил установить новые кондиционеры в квартире. Через некоторое время после установки два новых кондиционера (один в гостинной, а другой в спальне) из пяти периодически перестали слушаться пульта.
Кондиционеры или не включались, или (если работали) не позволяли изменять установки режима работы , температуры и т.д. и не выключались. Потом эта неисправность каким-то мистическим образом исчезала, но затем вдруг снова появлялась
Замена батареек в пультах ничего не дала.
Обнуление - тоже.
Использование пультов от работающих кондиционеров (той же марки) не помогло - "испорченные" кондиционеры на пульты не реагировали.
Отсоединение кондиционеров от электрической сети на некоторое время в соответствии с руководством по эксплуатации тоже в большинстве случаев ничего не давало.
В ручном (аварийном) режиме кондиционеры включались и, после этого иногда (реже) начинали слушаться пульта, а иногда (чаще) - нет.
Техник из отдела обслуживания, которого я вызвал для проверки кондиционеров никаких неиспрвностей не нашёл, хотя "провоцировал"  их изо всех сил. Кондиционеры в его присутствии  работали идеально. Техник проверил электрическую сеть и сказал, что есть проблема с напряжением - оно выше, чем надо, а это критично для для кондиционеров типа инвертер. Эти инвертеры, оказывается, очень "нежные" и не любят скачков напряжения.
Потом оказалось, что его измерительный прибор просто был неисправен и напряжение сети в полном порядке.
Всё это продолжалось около двух недель пока я не заметил странную закономерность - кондиционеры в большинстве случаев переставали слушаться пульта, когда моя жена находилась в комнате и снова нормально работали, когда её не было в комнате.
Неужели я женат на ведьме?

Ответы и даже обсуждения решений можно найти тут:
https://www.metodolog.ru/forum/5
https://www.metodolog.ru/forum/5?page=1
https://www.metodolog.ru/forum/5?page=2