Thực Tập Phân Tích Phát Minh

Thực Tập Phân Tích Phát Minh
Các bạn thân mến,
Trong thời gian qua chúng tôi nhận được nhiều e-mail hỏi về phương
pháp nghiên cứu khoa học. Thực ra, việc nghiên cứu khoa học rất bao
quát. Nó bao gồm (và tương thuộc) nhiều kĩ năng cũng như hoàn cảnh
khác nhau mà không thể nào chỉ đơn giản trong một sớm một chiều mà
kể lể ra . Để trang bị cho mình cái gọi là các phương pháp nghiên cứu
khoa học thì mong rằng các bạn trẻ hãy (và phải) từng bước rèn cho
mình về trí cũng như về đức. Bài viết này nhằm phần nào hỗ trợ các bạn
làm quen với một kĩ năng quan trọng mà đã bị bỏ quên không được dạy
dỗ hay rèn luyện một cách đầy đủ ở nhà trường: Kĩ năng nhìn nhận và
phân tích những gì sẵn có. Bài viết chỉ lưạ chọn cái dễ thấy nhất hy vọng
từ bước đầu này các bạn sẽ tự mình làm quen dần với thói quen động não
và đặt vấn đề từ đó phát hiện ra các điểm yếu hay mạnh cuả một đề tài.
Từ đó có thể đưa ra các ý sáng tạo về đề tài mà mình phân tích
Để luyện tập, hãy tự tìm đặt vấn đề bằng cách quan sát và phân tích
những sự kiện gần gũi với đời sống. Chẳng hạn bài này sẽ đưa ra một
phân tích mẫu về chức năng cuả bình sưã cho em bé.
1. Đặt vấn đề -- Từ vú em cho đến bình sưã và vấn đề cuả bình sưã:
Bầu sưã là nơi mà "ai chưa qua chưa phải là người". Tất cả đều nếm trải
nó! Đặc biệt đối với đa số em bé trong thời buổi như hiện nay, nhưng
chắc không mấy ai để ý đặt câu hỏi rằng cái bình mà mình đang trang bị
cho em bé có vấn đề gì để thắc mắc. (Ngoại trừ mấy ...nhà sản xuất bình
và mấy em bé!!) Thật ra một yếu tố rất quan trọng gây ảnh hưởng đến
việc "thụ hưởng dòng sưã ngọt ngào" cuả các bé là: Làm sao để sưã trong
bình đươc cung cấp một cách dễ dàng đúng lúc đúng lượng tuỳ theo sức
mút cuả bé. (*). Trong chừng mức ngắn ngủi cuả bài viết chúng tôi chỉ
nêu những điểm chính.
Tập thói quen lúc nào cũng quan sát sự việc một cách có suy nghĩ, không
bao giờ ngừng đặt câu hỏi về khả năng và chất lượng thực cuả chủ thể
đưọc quan sát.

Không nhiều người nghĩ rằng một trong những nguyên nhân làm các
bé ... gầy yếu và bỏ sưã sớm là vi bình sưã không làm tốt nhiệm vụ cuả
nó. Để minh hoạ, xin so sánh với việc uống nước. Bạn cảm giác ra sao
khi đang lúc khát được cầm một ly nước giải khát đầy mà lại chỉ được
uống từng ngụm nhỏ cách quảng .. Nghiã là sau khi ngậm xong 1 ngụm
đầu bạn phải nhả ra chờ ... vài giây rồi lại uống ngụm kế...chưa kể là
trong mỗi ngụm như vậy hết một phần lớn là ...không khí. Hoàn toàn
tương tự, đối với một bình sưã chất lượng tồi sẽ gây nhiều trở ngại cho
việc dinh dưỡng cuả các em. Nguyên do chính là vì người sản xuất đã
không đặt vấn đề đã nêu khi chế tạo bình.
Muốn tìm tìm nguyên nhân cuả một vấn đề thì trước hết phải mô tả được
đối tượng (hay chủ thể làm việc) và chức năng cuả nó
1.1 Phân tích mô tả, cấu trúc cuả chủ thể: Bao gồm hình dạng, chức
năng, vật liệu cấu tạo, đặc tính...Chi tiết càng nhiều thì sẽ càng giúp cho
việc cải tiến hay điều chỉnh thiết kế (nếu có) về sau
Các bộ phận chính cuả bình sưã : Một bình sưã thông thường (nếu không
kể sưã) sẽ bao gồm 3 bộ phận chính:
Hình 1: bình sưã
• Thân bình: Chứa luợng chất lỏng (sưã) cần
thiết . Nhiệm vụ chính là cung cấp chất lỏng
qua ngõ núm. Chất lỏng không được rỉ qua các
chỗ liên kết với các bộ phân khác. Cấu tạo và
hình dáng thường không giữ vai trò điều tiết.
Thường bằng thuỷ tinh hay nhựa
• Nắp: Liên kết giưã núm và miệng bình. Nhiệm
vụ chính là hàn kín núm và miệng bình để sưã
không bị rỉ ra khi bé bú. Hầu hết các kiểu bình
là nắp có răng vặn ăn khớp với miệng mình.
• Núm: Làm nhiệm vụ cung cấp sưã. Phần quan
trọng nhất là chổ tiếp giáp với vòm miệng cuả

bé. Núm được chế tạo mô phỏng như cuả
người mẹ. Làm bằng nhựa dẻo chất lượng cao
(có thể làm bằng chất liệu silicon để tăng độ
bền dẻo). Ở đỉnh núm sẽ có một hay vài lỗ
thủng nhỏ (tuỳ theo lưá tuổi) gọi là lỗ cấp sưã.
Đây là cơ phận đóng vai trò chính trong việc
điều tiết lượng sưã trong bình. Độ dày và cấu
trúc khác nhau cuả núm đều ảnh hưởng trực
tiếp đến việc cung ứng sưã cho mỗi lần mút
1.2 Phân tích vận hành cuả chủ thể: Các điều kiện để vận hành.
Diễn biến hoạt động thông thường (operation) cuả nó. Các yêu cầu về
chất lượng và số lượng cũng như không gian, thời gian tính. Đây thường
là bước quan trọng nhất để tìm ra chỗ khiếm khuyết cuả một sản phẩm,
một lí thuyết hay một phát minh mới
Việc bú bình có những diễn biến nào: -- Trong ví dụ này thì yếu tố không
gian và thời gian không giữ vai trò quá thiết yếu
• Bé mút lên núm tại vị trí cuả các lỗ thủng tạo một lực hút trực tiếp
lên chất lỏng bên trong bình (áp suất trong vòm miệng nhỏ hơn áp
suất cuả chất lỏng). Do đó, dòng sưã sẽ bắn ra.
• Sau vài lần mút liên tục thì áp suất bên trong cuả thành bình giảm
dần. Nếu như không có một cơ chế nào khác để tăng (hay để cân
bằng) áp suất bên trong bình so với áp suất không khí, thì áp suất
này tiếp tục xuống cho đến khi nó bằng với áp suất tạo thành bởi
vòm miệng. Tại thời điểm này, sưã sẽ ngưng chảy ra khỏi các lỗ
nhỏ.
• Để dòng sưã có thể tiếp tục chảy ra qua các lỗ ở đầu núm thì bắt
buộc không khí bên ngoài phải chui lọt và trong bình bằng cách nào
đó. Những cách đó có thể là:
- Bé hả miệng ra (hay chép miệng) không khí có áp suất hơn áp
xuất bên trong bình nên sẽ theo các lỗ nhỏ cuả núm chui vào bình

- Bé không hả miệng nhưng vì độ siết chặt cuả nắp bình không đủ
để cản trở không khí đi ngược vào bình qua chỗ tiếp giáp
bình ↔ nắp ↔ núm
- Có một cơ chế nào khác chủ động (từ nhà chế tạo) để đưa không
khí bên ngoài vào cân bằng áp suất (tạm gọi là CCCBAS). Cơ chế
này sẽ được đào sâu trong phần tiếp theo.
2. Dưạ vào các hiểu biết đã phân tích ở trên để tìm các chỗ yếu và
mạnh (còn gọi là phân tích hiệu quả - hậu quả) : Chỗ nào dễ bị tắt
ách, hoạt động không tốt, không nhanh, không tối ưu, hay không vững và
có thể là nguyên do gây trở ngại ? Từ đó xác định vấn đề
Chỗ nào có thể hoạt động không đồng bộ (sưã tiết ra không đều), không
hoàn thành chức năng (sưã bị rỉ hay cung cấp lúc bé không cần gây sặc
sưã). Số lượng, chất lượng, và chu kì cuả hoạt động (không khí lọt vào
dòng sữa, sưã bị tạo bọt...)
Trường hợp CCCBAS không có hay không hoạt động hưũ hiệu thì không
khi từ bền ngoài sẽ đi theo các lỗ cấp sưã để vào bình. Lượng không khí
này là nguyên do tạo ra bọt cho sưã và nhiều lúc vì không khí chưa kịp
thoát lên hết khỏi núm thì bé đã bắt đầu mút sưã. Lượng không khí này
bây giờ đổi chiều đi theo miệng cùng với một lượng nhỏ sưã vào ... bao tử
bé. (Bé có thể đã dùng môi hay răng cắn chặn lên không để cho không
khí thoát khỏi núm -- xem hình)
Hình 2: Nuốt không khí
Dưạ vào các phân tích đã có chúng ta thấy được
một điểm cần chú ý là bộ phận tạo cân bằng áp
suất cho bình sưã khi bé bú. Nhiều bình sưã đã
không có hay chỉ thiết kế qua loa dẫn đến hiệu
quả không tốt cho trẻ bú.

3. Tìm tòi xem xét các bước cải tiến, hoàn thiện hay thiết kế mới
có thể lên các chỗ yếu:

Đây là lúc chúng ta bắt đầu để ý xem sự áp dụng các phương pháp suy
nghĩ sáng tạo từ các nhà sản xuất khác nhau cho cùng một vấn đề.
3.1 Cải thiện những thiết kế cũ: Từ khi bình sưã có mặt trên thị trường
thì mỗi nhà sản xuất có thể nhìn và cải tiến các loại bình sưã cho bé ở các
góc độ khác nhau -- Có sản phẩm rất tốt nhưng cùng có nhiều thứ "phát
minh" trở nên xa lạ và ... buồn cười nưã. Xin lần lượt trình bày một số
điển hình.
Bước đầu tiên cuả việc cải thiện những mô hình thiết kế cũ là ước định
cho được tầm mức cải biến, giá trị cuả nó, giá phải trả (không chỉ tính
trong chi phí mà phải tính đến nhiều yếu tố bị ảnh hưỏng khác kể cả
không và thời gian), và quan trọng nhất hiệu quả thực dụng cũng như các
phản ứng phụ (side effect) cuả nó. Trong khi "cân đo" tầm mức xứng
đáng để cải thiện thì hãy tính toán việc lưạ chọn phương án nào tốt nhất.
- từ bộ phận nào hay chức năng nào:
3.1.1 Cải tiến cục bộ - từ bộ phận nào hay chức năng nào:
Trong bình sưã thì rõ ràng bộ phận núm là bộ phận trực tiếp cung cấp
chất lỏng nên việc dễ hiểu là nhiều nhà sản xuất sẽ cải tiến từ bộ phận
này:
• Núm : thêm thắt hay ... cắt bớt. Người ta có thể thiết kế lại hình
dáng cuả núm (cũng như nắp để thoả mãn điều kiện của núm mới)
Cách đơn giản nhất để có một CCCBAS là ... chỉ cần đục một lỗ nhỏ trên
vành núm. Thật vậy, khi đường kính lỗ này khá nhỏ thì bình thường chất
lỏng sẽ (ngay cả không khí) sẽ không chui lọt qua được (do sức căng bề
mặt cuả nước) đó đó nó sẽ không bị rỉ. Ngược lại, khi có một áp suất vừa
đủ (cỡ sức mút cuả bé) thì không khi sẽ vượt qua "van" cản này dễ dàng
và góp phần cân bằng áp suất trong bình.
Hình3: CCCBAS đơn giản nhất là ... đục thủng một lỗ rất nhỏ trên vành
cuả núm cao su
Một cách cải thiện khác là sưả đổi
dạng vành cuả núm (và nắp):

Hình 4

• Nắp: Đi xa hơn nhà thiết kế có
thể biến nắp trở thành CCCBAS:
Bằng cách thay đổi hình dạng,
nắp dùng để chỉnh độ lớn dòng sưã
Hình 5
- Tuy nhiên, trong các cải biến trên vẩn còn một khuyết điểm nưã không
khắc phục được là khi không khí vuợt qua các van từ phiá dưới (lúc cho bé
bú thì bình suã đuợc để nghiêng đáy bình cao hơn và núm ở vị trí thấp
nhất). Không khi khi đi ngang qua lớp sưã sẽ tạo nên rất nhiều bọt --
(Mặc dù theo tác giả bài viết bọt sưã dâũ sao cũng sẽ nổi lên trên lập tức
và ở ngoài phạm vi núm ... không mấy ảnh hưởng đến ... sức khoẻ bé)
Những bọt sưã này có thể gây ra cảm giác không hài lòng cho người tiêu
dùng.
3.1.2 Cải tiến theo định hướng
• Bình: Trong việc cải tiến thì nan đề chính là áp suất không khí và
áp trong bình sưã chứ không nhất thiết là bộ phận nào sẽ gánh