– закономерность согласования функций;
– закономерность перехода к моно- или полифункциональности.
Подробнее закономерности развития потребностей и изменения функций изложены в [81].
4.4.5.2. Последовательность построения новой системы
1. Анализ существующих систем (бенчмаркинг).
2. Определениепотребности, которую необходимо удовлетворить.
3. Выбор главной функции, способной удовлетворить выбранную потребность.
4. Выбор принципа действия, способного наилучшим образом выполнить главную функцию.
5. Выбор вида рабочего органа, способного наилучшим образом выполнять принцип действия системы.
6. Выбор источника и преобразователя вещества, энергии и информации. Они должны наилучшим образом обеспечивать работоспособность системы.
7. Выбор системы управления.
8. Выбор связей. Существенным образом зависит от выбранных элементов.
На каждом из этапов, сначала выбирают принцип действия этого элемента, а затем уже сам элемент. Таким образом, выбирается концепция будущей разработки.
4.5. Закономености эволюции систем
4.5.1. Общие сведения
Закономерности эволюции систем предназначены для улучшения, совершенствования существующих систем. Они показывают общее направление развития систем и тенденции их изменения.
Основные закономерности эволюции систем (рис. 4.13):
– закономерность увеличения степени идеальности;
– закономерность увеличения степени управляемости и динамичности;
– закономерностьперехода в надсистему;
– закономерность перехода на микроуровень;
– закономерность согласования;
– закономерность свертывания – развертывания;
– закономерность сбалансированного развития системы.
Рис. 4.13. Основные закономерности эволюции систем
Закономерность увеличения степени идеальности является основным законом эволюции. Все остальные законы показывают способы достижения идеальности.
Закономерность увеличения степени управляемости и динамичности систем имеет тенденции
– увеличение степени вепольности;
– увеличение управляемости веществом, энергией и информацией.
Закономерность увеличения степени вепольности описан в п. 4.6.
Увеличение управляемости веществом, энергией и информацией в данной книги не будет рассматриваться. Жту закономерность
4.5.2. Закономерность увеличения степени идеальности
4.5.2.1. Общие понятия законоинрности увеличения степени идеальности
Г. С. Альтшуллер писал: «Понятие об идеальной машине – одно из фундаментальных для всей методики изобретательства».
Общее направление развития систем определяется законом увеличения степени идеальности. Это самая главная закономерность эволюции систем..
Г. С. Альтшуллер сформулировал закон увеличения степени идеальности следующим образом :
Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности.
Автор пособия незначительно изменил эту формулировку.
Закономерность увеличения степени идеальности заключается в том, что любая система в своем развитии стремится стать идеальнее.
4.5.2.2. Виды степеней идеализации системы
Условно можно выделить четыре степени идеализации системы:
1. Появляться в нужный момент в нужном месте;
2. Самоисполнение;
3. Идеальная система – функция;
4. Функция становится не нужной.
Система должна появляться в нужный момент в нужном месте
Идеальная система должна появляться в нужный момент в необходимом месте и нести полную (100%) расчетную нагрузку.
В остальное (не рабочее) время этой системы быть не должно (она должна исчезнуть) или выполнять другую полезную работу (функцию).
Нужное действие должно появляться в нужный момент в необходимом месте или при необходимом условии.
Приведем пример идеального воздействия (процесса), совершаемого в нужном месте в нужный момент, не причиняя вреда окружению.
Пример 4.25. Остановка крови
Внутренние кровотечения в полевых условиях практически невозможно остановить. Это часто приводит к смертельным исходам. Особенно это важно во время ведения боевых действий.
Американские ученые разработали технологию DBAC (Deep Bleeder Acoustic Coagulation), позволяющую быстро свертывать кровь путем нагрева до температуры свертывания (от 70° C до 95° C) под воздействием ультразвука.
Обнаружение кровотечения осуществляется с помощью эффекта Доплера.
Для обнаружения кровотечения прибор подает ультразвуковые импульсы и в месте кровотечения наблюдает максимальное смещение частоты сигнала. Так локализуется место кровотечения.
Ультразвуковые волны воздействуют только на пораженный участок и совершенно не влияют на работу расположенных рядом органов.
Пример 4.26. Печать по требованию (Print-on-Demand)
Традиционно книги печатают офсетным способом. Это очень производительная и качественная печать. После этого продукцию необходимо доставить в необходимую страну на конкретный склад, где она хранится до тех пор, пока не будет вся распродана.
Идеально, что бы печаталось только необходимое в данный момент количество экземпляров и в нужном месте.
С появлением цифровой печати стало возможным печатать продукцию по требованию. Эта технология получила название Print-on-Demand. Это высококачественная печать, позволяющая выпустить даже одну книгу. Продукция не хранится на складах, а сразу поступает к заказчику.
Предмет должен появиться только в нужный момент в необходимом месте.
Можно использовать убирающиеся, складные, надувные, заменяемые и съемные предметы или их части. Они не занимают лишнее место и «появляются» в момент, когда они нужны.
Идеальная информация появляется в нужный момент в нужном месте, без затрат времени и усилий на ее поиск.
Самоисполнение
Идеальная система должна выполнять все процессы (действия) самостоятельно (САМА) без участия человека.
Пример 4.27.Каменщики в Петербурге
Для строительства Петербурга не хватало каменщиков. Они не хотели ехать в далекую новую столицу.
Царь Петр I издал указ об освобождении петербургских каменщиков от податей, но эта мера не помогла.
Каменщики сами по собственному желанию должны прибыть на строительство Петербурга.
Петра I издал другой указ, запрещающий возводить во всей России «всякое каменное строение какого бы имени не было, под страхом разорения всего имения и ссылки». Каменные здания стали возводиться только в Петербурге, что и вызвало приток каменщиков.
Достаточно много технических систем, в названии которых есть слово «САМ» – без непосредственного участия человека. Уменьшение участия человека в работе технической системы осуществляется с помощью механизации, автоматизации и кибернетизации, в частности, компьютеризации.
Механизация труда позволяет облегчить выполнение отдельных операций, повысить их производительность и точность изготовления. Создаются специализированные инструменты, приспособления и механизмы.
Пример 4.28.Одевание автомобильных шин на конвейере
Одна из операций при сборке автомобилей – одевание колес. Конвейер находится на определенной высоте, для удобства сборки. При одевании колеса на вал, его нужно или поднимать вручную, или иметь специальное устройство для его поддержания.
Колесо должно подниматься САМО.
Колесо размещают на тележке сверху (рис. 4.14а). Когда необходимо надевать колесо, рабочий нажимает кнопку, тележка наклоняется, колесо падает вниз (рис. 4.14б), ударяется о пол, подскакивает (САМО поднимается). Когда колесо оказывается на уровне оси, рабочий направляет колесо на ось.
