Технология творческого мышления - Марк Меерович

2.2. Связи между частями системы и сами ее части должны обеспечивать свободный проход энергии через всю систему.

2.3. Управление системой может осуществляться воздействием на любую ее часть.

3. Законы развития системы

Развитие технических систем происходит за счет:

3.1 согласования ритмики частей ТС (добыча угля с резонансом);

3.2 динамизации рабочего органа на макро- и микроуровнях (отклонитель бура);

3.3 повышения числа управляемых связей;

3.4 структурирования;

3.5 перехода в надсистему;

3.6 увеличения числа дополнительных функций;

3.7 специализация — универсализация;

3.8 Объединение альтернативных систем.

Практически все, что вошло в эту схему, мы уже разбирали на разных примерах и задачах. О переходе в надсистему мы тоже много говорили.

Конечно, изложенным здесь тема не исчерпывается, ведь переход в надсистему — один из основных путей развития ТС. Хочется остановиться еще на одном, очень перспективном варианте развития, который предложили инженеры В.М. Герасимов и С.С. Литвин.

Альтернатива — это противопоставление: или — или. Альтернативные ТС — это часть конкурирующих — параллельных — систем, т.е. систем, выполняющих одну и ту же функцию, но разными способами. Например, перевозку грузов по железной дороге осуществляют паровозы, тепловозы и электровозы.

Но предоставим слово самим авторам: «Альтернативные технические системы (АС) — это такие конкурирующие системы, которые имеют хотя бы одну пару противоположных достоинств и недостатков, т.е. то, что хорошо у одной из них, у другой плохо, и наоборот. АС как бы дополняют друг друга по какой-то паре характеристик. Речь идет о характеристиках, свойствах ТС, на базе которых в ТРИЗ строится техническое противоречие: скорость, устойчивость, прочность, мощность, точность, сложность, производительность, потеря вещества, энергии, информации, времени и т.п.

Чаще всего альтернативные системы дополнительны по паре характеристик, относящихся к двум разным группам: одна из АС лучше выполняет главную функцию, зато другая — более простая и дешевая»35.

Из шести приведенных в статье примеров рассмотрим один — велосипедное колесо. Классическое колесо сделано на спицах, оно прочное и легкое, но очень сложное в изготовлении: ручная трудоемкая сборка, сложное оборудование для регулировки натяжения спиц. Дисковое колесо можно изготовить одним ударом штампа, но: если оно, как колесо со спицами, легкое, то непрочное, а если прочное, то тяжелое. Поэтому колеса — со спицами и дисковое — можно рассматривать как альтернативные системы.

При объединении одна из систем выбирается в качестве базовой: как правило, та, которая проще, дешевле и технологичнее. И ставится цель: объединив достоинства систем, устранить их недостатки. (В нашем примере дисковое колесо, полученное штамповкой, должно обладать легкостью и прочностью колеса со спицами.) А затем по АРИЗу формулируется альтернативное ТП и идет поиск механизмов его разрешения. Иногда для этого достаточно перенести свойство альтернативной ТС на базовую...

Как «работает» колесо со спицами? При сборке спицы предварительно натягивают так сильно, чтобы они всегда стремились работать на растяжение, отталкивая обод колеса, который под нагрузкой стремится сжаться.

В обычном дисковом колесе диск соединяет обод со втулкой, поэтому диск должен быть толстый и прочный. Свойство спиц — работать на растяжение — перенесли на дисковое колесо. В результате получилась конструкция: тонкие диски-диафрагмы при креплении к втулкам натягиваются, как спицы, с помощью регулировочных винтов (рис. 11.2). По весу легче, по прочности — выше. Что и требовалось...

Когда переноса свойства недостаточно, ищут ресурсы объединяемых систем. Как правило, они всегда находятся. Это подтверждает и диапазон примеров в статье: бульдозерный нож к трактору для подборки торфа; бытовая мясорубка; подшипник скольжения; магнитопроводы трансформаторов... Ресурсы есть, но обычно, по законам психологической инерции, их ищут только в «своей» системе: «При решении проблем «своей» ТС никому не приходит в голову (к сожалению, АРИЗу тоже) «наворачивать» на нее еще и противоречия другой системы. А это как раз тот случай ТРИЗной логики, когда кажущееся усложнение ситуации облегчает ее разрешение»36.

Подобная статья, кстати, еще один пример стремительного и эффективного развития ТРИЗ как науки: однозначная терминология, четкая логика построения алгоритма, красивые решения реальных и разноплановых задач. И формулировка нового закона: «Развитие технических систем идет в направлении их объединения друг с другом с целью взаимного использования ресурсов для дальнейшего совершенствования на уровне надсистемы».

Вас ничего не смущает? Есть одно маленькое «но», но это «но» не техническое, а чисто методическое: является ли новое колесо надсистемой по отношению к предыдущим колесам? Едва ли... Скорее всего, это просто усовершенствованное колесо, в котором объединены альтернативные свойства...37

Чтобы закончить главу о законах, приведем один отрывок из книги Г.С. Альтшуллера «Найти идею». Этот отрывок можно условно назвать:

БАЛЛАДА О КИРПИЧЕ И ЗАКОНАХ

А вообще мне хотелось написать книгу о кирпиче, т.е. о ТРИЗ на примере возможного развития обыкновенного кирпича. Все законы развития технических систем приложимы к кирпичу. Скажем, переход к бисистеме: кирпич из сдвоенного вещества. С позиций ТРИЗ тут ясно различимо техническое противоречие: надо ввести второе вещество (закон есть закон!) и нельзя вводить второе вещество (система усложнится). Выход — использовать вещество «из ничего», пустоту, воздух. Кирпич с внутренними полостями: вес уменьшился, теплоизоляционные качества повысились. Что дальше? Увеличение степени дисперсности полостей: от полостей к порам и капиллярам. Это уже почти механизм. Пористый кирпич, пропитанный азотистым материалом (по а.с. 283264), вводят в расплав чугуна, кирпич медленно нагревается, происходит дозированная подача газообразного азота. Или: пористый кирпич пропускает газ, но задерживает открытое пламя (а.с. 737706) и воду (а.с. 657822). И снова переход к бисистеме: можно заполнить капилляры частично (снова ввести «пустоту»), тогда появится возможность «гонять» жидкость внутри кирпича (внутреннее покрытие тепловых труб).

Далее слово «кирпич» следовало бы взять в кавычки, потому что структура с капиллярами, содержащими жидкость, может оказаться чем угодно: например, шариком в подшипнике по а.с. 777273 («Подшипник качения, содержащий внутреннее и наружное кольца с размещенными между ними полыми телами качения, частично заполненными теплоносителем, отличающийся тем, что с целью повышения долговечности подшипника путем обеспечения автоматической балансировки массы тел качения, внутренняя поверхность каждого тела качения имеет капиллярно-пористую структуру»).

В а.с. 1051026 предложен кирпич с капиллярами, заполненными магнитной жидкостью: под действием магнитного поля жидкость поднимается, создавая разрежение в вакуумном захвате. Такой «кирпич» — почти машина... Вообще, на уровне «кирпич с заполненными жидкостью капиллярами» можно остановиться надолго. Количество изобретательских возможностей здесь очень велико. Жидкость способна испаряться, создавая мощный охлаждающий эффект. Сепарироваться, фильтроваться, перемещаться... Поры и капилляры могут быть одного размера, а могут менять диаметр, скажем, по длине «кирпича» — и тянуть вдоль него жидкость в сторону уменьшения диаметра капилляров (а.с. 1082768)...

Но пористый кирпич — это даже еще не микроуровень. Можно задействовать группу молекул — магнитные домены. Молекулы, атомы, электроны... Представьте себе «кирпич» из нитинола, способный при изменении температуры менять диаметр капилляров (и даже направление их сужения!). Это уже не «почти машина» — это просто машина.

Три главные особенности просматриваются в «идеальном кирпиче»:

1. Полезную работу выполняют все уровни «кирпича» и вещества, из которых он состоит. «Кирпич» работает на уровне камня, на уровне теплоизолирующих полостей, на уровне пор и капилляров, на уровне кристаллической решетки, на молекулярном уровне и т.д.

2. Число уровней сравнительно невелико. Но на каждом уровне можно задействовать десятки, сотни эффектов и явлений. Наконец, поистине неисчерпаемые ресурсы повышения идеальности открываются при использовании взаимодействий между уровнями.

3. Усложняясь, «идеальный кирпич» приобретает свойства и функции механизмов и машин. Чем сложнее «идеальный кирпич», тем шире набор управляемых свойств и универсальнее функции.

Словом, хотелось написать книгу о том, как кирпич становится «идеальным кирпичом»38.

Глава 12. ЗАКОНЫ РАЗВИТИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СИСТЕМ

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД КАК МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА