Учебник ТРИЗ/Законы развития технических систем: различия между версиями
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Нет описания правки |
D'ohBot (обсуждение | вклад) м робот косметические изменения |
||
Строка 1:
=ЗАКОНЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ=
Напомним, что законы развития технических систем представляют собой фундамент, на котором строится ТРИЗ (см.
== Законы развития технических систем, разработанных Г.С.Альтшуллером ==
=== Общие сведения ===
В середине 70-х годов Г.Альтшуллер разработал систему законов, которая была описана в двух работах «Линии жизни» технических систем<ref>'''Альтшуллер Г.С. «Линии жизни» технических систем'''. - Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач. – М.: Сов. Радио, 1979, 184 с. – Кибернетика, с. 113-119. http://www.altshuller.ru/triz/zrts4.asp.
'''Альтшуллер Г. О прогнозировании развития технических систем'''. – Баку, 1975. – 13 с. (рукопись) http://www.altshuller.ru/triz/zrts3.asp.
'''Альтшуллер Г.С. Основные этапы развития технических систем'''. – Альтшуллер Г.С. Дерзкие формулы творчества. - Дерзкие формулы творчества/ (Сост. А.Б. Селюцкий). – Петрозаводск: Карелия, 1987. – 269 с. – (Техника-молодежь-творчество), с. 25-29.
</ref>[http://www.altshuller.ru/triz/zrts4.asp][http://www.altshuller.ru/triz/zrts3.asp] и «О законах развития технических систем», которые была распространена в школах ТРИЗ <ref>'''Альтшуллер Г.С. О законах развития технических систем'''. – Баку, 20.01.1977.
В более поздних работах Г.Альтшуллер уточнил понятие законов '''перехода в надсистему''' и '''увеличения степени вепольности''' <ref>'''Альтшуллер Г.С. Найти идею'''. Введение в теорию решения изобретательских задач. - Новосибирск.: Наука, 1986, 209 с. (с. 90-106)</ref>.
Строка 14:
Кроме того, Г.С.Альтшуллером совместно с И.М.Верткиным был разработан '''закон увеличения пустотности'''<ref>'''Альтшуллер Г.С., Верткин И. Линии увеличения пустотности'''. Баку, 1987 (рукопись). http://www.altshuller.ru/triz/zrts5.asp.</ref>[http://www.altshuller.ru/triz/zrts5.asp].
=== [http://www.altshuller.ru/triz/zrts1.asp «Линии жизни» технических систем] ===
=== [http://www.altshuller.ru/triz/zrts1.asp Законы развития технических систем] ===
Законы были развиты на три группы: "'''статика'''", "'''кинематика'''" и "'''динамика'''". Приведем эти законы:
==== Статика ====
'''1. Закон полноты частей системы'''
Строка 42:
''Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является согласование ритмики (частоты колебаний, периодичности) всех частей системы.''
==== Кинематика ====
'''4.''' '''Закон увеличения степени идеальности системы'''
Строка 55:
''Исчерпав возможности развития, система включается в надсистему в качестве одной из частей; при этом дальнейшее развитие идет уже на уровне надсистемы.''
==== Динамика ====
'''7. Закон перехода с макроуровня на микроуровень'''
Строка 64:
''Развитие технических систем идет в направлении увеличения степени вепольности.''
=== Закон перехода в надсистему<ref>'''Альтшуллер Г.С. Найти идею'''. Введение в теорию решения изобретательских задач. - Новосибирск.: Наука, 1986, 209 с. (с. 90-100).</ref><ref>'''Альтшуллер Г.С. Маленькие необъятные миры'''. Стандарты на решения изобретательских задач. - Нить в лабиринте/Сост. А.Б.Селюцкий. - Петрозаводск: Карелия, 1988. с. 165-230.
</ref> ===
=== [http://www.altshuller.ru/triz/zrts5.asp Закон увеличения пустотности] ===
== Структура законов развития систем В.Петрова ==
Природа, различные области знания, деятельности, мышление и любые объекты материального мира, в том числе и техника, развиваются по своим определенным законам. Но существуют и некоторые общие законы развития, появившиеся вследствие единства материального мира. Самые общие из них - '''законы диалектики'''.
[[
Техника развивается в тесном взаимодействии с общественным развитием и экосферой, вследствие чего наблюдаются значительное проникновение и обогащение законов развития общества, природы и техники. Например, развитие техники во многом зависит от потребностей общества и влияет на развитие природы <ref>Эта система законов разрабатывалась В.Петровым в период 1976-82 годы и впервые была доложена на традиционном Ленинградском семинаре в 1980, более детальная система была доложена на семинаре преподавателей и разработчиков ТРИЗ (Петрозаводск-82), а опубликована в 1984 г. '''Петров В.М. Закономерности развития технических систем'''. - Методология и методы технического творчества. - Тезисы докладов и сообщений к научно-практической конференции 30 июня - 2 июля 1984 г. - Новосибирск, 1984, с. 52-54.</ref>. В данной книге будет в общих чертах изложена система законов, кратко описаны все законы и более детально изложены наиболее важные законы, которые читатель может использовать. Подробно с законами можно ознакомиться в специальной книге по законам развития систем.
Строка 77:
'''Петров В.М., Злотина Э.С. Теория решения изобретательских задач - основа прогнозирования развития технических систем'''. - Л.: Квант, - Братислава: ДТ ЧСНТО, 1989, 92 с.
</ref>. Схематично это изображено на рис. 11.
[[
Закономерности развития потребностей определяют тенденции их изменения. Это необходимо для определения функций и систем, с помощью которых можно удовлетворить возрастающие потребности.
Закономерности развития функций описывают тенденции их изменения. Они связаны с закономерностями развития потребностей, но имеют и свою специфику, например, переход систем к многофункциональности (универсальности) или, наоборот, к однофункциональности (специализации).
Законы развития потребностей и функций здесь рассматриваться не будут. Подробнее с ними можно ознакомиться в учебном пособии по законам развития технических систем
Строка 89:
* законы эволюции систем (определяющие развитие технических систем).
== Законы диалектики в развитии технических систем ==
Наиболее общие из законов диалектики следующие:
Строка 97:
Действие этих законов распространяется на все области бытия и мышления, по-разному развивались в каждой из них. Именно поэтому каждая вновь создаваемая наука должна опираться на эти законы.
=== Закон единства и борьбы противоположностей ===
'''Закон единства и борьбы противоположностей''' - ядро диалектики. Он служит источником возникновения любых объектов, в том числе материального мира и, в частности, технических систем. Закон характеризует одно из основных понятий ТРИЗ - '''противоречие''', которое будет подробно рассмотрено дальше.
Строка 108:
''Силы'' '''Инь''' и '''Ян''' '''''взаимодействуют, взаимопреодолевают''''' и '''''превращаются друг в друга'''''.
[[
Постепенно нарастая одна в другой, они переходят стадию предела, когда преодоление одного начала сменяется преодолением другого. Затем начинается обратное движение. Этот процесс бесконечен, ибо движение во вселенной вечно.
Строка 117:
'''Черный''' кружок на '''белом''' фоне означает, что '''Ян''' '''''рождает''''' '''Инь''', а '''белый''' кружок на '''черном''' - '''Инь''' '''''рождает''''' '''Ян'''. '''''Уменьшение''''' '''Ян''' приводит к '''''увеличению''''' '''Инь''' (см. внизу круга) и, наоборот (верх круга).
=== Закон перехода количественных изменений в качественные ===
[[
'''Закон перехода количественных изменений в качественные''' вскрывает общий механизм развития. В процессе развития количественные изменения в системе происходят непрерывно. При достижении определенного предела совершаются качественные изменения. Новое качество ускоряет темпы роста. Количественные изменения при этом совершаются постепенно (эволюционно), а качественные - скачком. Характер и продолжительность скачка могут быть разнообразными - длительными и кратковременными, бурными и относительно спокойными, с взрывом и без него и так далее.
Строка 130:
* участок I - "зарождение" системы (появление идеи и опытных образцов),
* участок II - промышленное изготовление системы и доработка системы в соответствии с требованиями рынка,
[[
* участок III - незначительное "дожимание" системы, как правило, основные параметры системы уже не изменяются, происходят "косметические" изменения, чаще всего не существенные изменения внешнего вида или упаковки,
* участок IV - ухудшение определенных параметров системы, которое может вызываться несколькими фактами:
** следование моде, влияние экономической, социальной или политической ситуации, религиозные ограничения и т.п.;
[[
** физическое и моральное старение системы.
Как правило, на участке IV система прекращает свое существование или утилизируется.
Строка 141:
На смену системе 1 приходит 2. Скачкообразное развитие продолжается - появляются системы 3, 4 и т.д. (рис. 16).
Общий прогресс в отрасли можно показать при помощи касательной к данным кривым (показанная на рисунке пунктирной линией) - так называемой '''огибающей кривой''',
'''Янч Э. Прогнозирование научно-технического прогресса'''. Пер. с англ. (Общ. ред. и предисл. Д.М.Гвилиани), Изд.2-е, доп. - М.: Прогресс, 1974, 586 с.
</ref>.
Строка 168:
Общая тенденция развития гребных судов показана на рис. 24.
[[
''Сначала лодкой управляли с помощью одного весла''.
[[
[[
''До нас дошли [[каноэ]] <ref> '''Каноэ''' - лодка у индейских племен Северной Америки. Каноэ изготовлялось либо из целого ствола дерева (путем выжигания и выдалбливания), либо сначала строится каркас, который затем обтягивали корой. Современное каноэ - безуключное гребное судно, для которого характерны челночнообразная форма корпуса и способ гребли одним однолопастным веслом''.</ref>
''Далее число весел в лодке увеличивалось''.
Строка 187:
''Общая тенденция развития парусных судов показана на рис. 26''.
[[
''Первоначально появился один парус на одной мачте''.
[[
''В дальнейшем количество парусов и мачт увеличивалось. Были суда с тремя и более мачтами (рис. 26)''<ref>'''Павел Фирст, инж. Вацлав Паточка. Паруса над океанами'''. (Модели старинных парусников). Пер. С чешского Е.С. Тетельбаума. Л., Судостроение, 1977. 176 с.</ref>''и многочисленными парусами''.
Строка 200:
'''''Пример 45'''. И, наконец, появились экранопланы (рис. 23)''.
[[
'''''Пример 46'''. Имеется и промежуточный (весьма ''забавный'') вариант. Между водоизмещающими судами и судами на подводных крыльях. Запатентовано судно, снабженное надувными или полыми валиками, используемыми в качестве колес''.
Строка 208:
Учет ''закона перехода количественных изменений в качественные'' происходит на '''''этапе выбора задачи''''' и '''''прогнозирования развития систем'''''.
=== Закон отрицания отрицания ===
Суть '''закона отрицания отрицания''' заключается в том, что процесс поступательного развития происходит в относительной повторяемости, как бы по пройденным ступеням. Но повторение каждый раз происходит на более высоком уровне с применением новых элементов, материалов, технологий и т.д. Можно сказать, что процесс развития происходит по спирали. Наиболее ярко это заметно в моде.
Проиллюстрируем этот закон.
[[
'''''Пример 47'''. В XIX веке на парусно-винтовых судах двигатели использовались только при штиле. Чтобы гребной винт не создавал сопротивления при плавании под парусами, его делали съемным и поднимали через шахту в корме (рис. 29) на палубу''<ref>'''Лучанский И.А. Яновский А.А. От весла до водомета'''. - Л.: Судостроение, 1964, с. 84.</ref> .
''Совершенствование силовой установки позволило избавиться от парусов. Потребность в съеме винта отпала. Шахту в корме над винтом делать перестали. В ХХ веке большие гребные винты стали делать со съемными лопастями. Судно оснастили оборудованием для замены лопастей гребного винта на плаву. И снова появилась необходимость делать в корме шахты. В изобретении Великобритании, сделанном в 1968 году и запатентованном и в СССР
''Вот еще одно решение этой проблемы для транспортных и рыболовных судов прибрежного плавания, оснащенных и двигателем и парусами. Датские инженеры создали необычный винт. Когда судно движется под парусами, винт автоматически складывается и практически не создает сопротивления. Но стоит упасть скорости судна, как лопасти винта тотчас занимают рабочее положение. Одновременно включается и двигатель. Суда с таким винтом развивают скорость на 10% выше обычных'' <ref>'''Маслов В.В. Современная энергетика морского флота'''. - М.: Знание, 1979, с. 63-64.</ref>.
Строка 223:
''Паруса напоминают поставленные вертикально самолетные крылья. Мачты судов поворачиваются вокруг своей оси, ставя паруса под наиболее благоприятным углом к ветру. КПД новых парусов в 1,5 раза больше традиционных. Паруса ставятся и убираются по такому же принципу, как раздвижной занавес в театре.''
[[
''Судно автоматизировано, и им можно было бы даже управлять на расстоянии. При среднем ветре под парусами судно может идти со скоростью 12-15 узлов, как и современные морские транспортные суда; при попутном ветре до 20 узлов (у судов в двигателями скорость при свежем ветре падает). Система парусов позволяет использовать самый слабый порыв ветра. На случай полного безветрия, что случается крайне редко, придется установить на судне маломощный двигатель. В ветреную погоду он будет управлять парусами. На паруснике установлен компьютер, обрабатывающий метеорологическую информацию, постоянно поступающую со спутника земли или наземной станции, и рекомендует капитану оптимальный курс.''
Строка 232:
На рис. 30 изображен спортивное судно с крылом.
== Законы организации технических систем ==
'''Законы организации''' представляют собой '''''критерии жизнеспособности''''' для разработки новых технических систем. Структура этих законов представлена на рис. 31.
[[
'''Жизнеспособность системы''' тесно связана с понятием '''''системность'''''.
Строка 248:
Структурная схема системности представлена на рис. 32.
[[
Таким образом, '''системность''' учитываться '''''использованием законов''''' '''полноты''' и '''избыточности системы''' и '''минимального согласования''' и обеспечение '''желательных взаимосвязей и взаимовлияний'''.
Строка 284:
В наиболее общем виде структура основных законов организации систем представлена на рис. 33.
[[
=== Закон полноты частей системы ===
'''Закон полноты частей системы''' описывает минимально необходимый набор частей, обеспечивающий минимальную работоспособность системы. В общем случае, необходимо наличие следующих частей системы:
* '''рабочий орган''',
Строка 305:
[[Изображение:Dvigitel.JPG|thumb|right|360px|'''Рис. 34. Движители для передачи большой мощности или для быстрых судов'''. 1 - трехвальная установка; 2 - гребной винт в насадке;
3 - составные гребные винты противополож-ного вращения: 4 - водометный движитель]]
'''Движитель''' для '''''судов''''' могут быть следующих видов: '''весло''', '''гребное колесо''' и '''гребной винт''', '''водомет''', '''реактивная струя''', '''парус''', '''крыло''', '''воздушный змей''', '''парашют''', '''пропеллер''', '''вращающиеся роторы'''. Основные движители показаны на рис. 33<ref>'''Крючков Ю.С., Перестюк И.Е. Крылья океана.''' - Л.; Судостроение, 1983. с. 38.</ref>
[[
На рис. 33 показаны судовые ветродвижители, т.е. движители, которые используют энергию ветра.
[[
Схема [http://en.wikipedia.org/wiki/Magnus_effect эффекта Магнуса] изображена на рис. 35. Многие этот эффект наблюдали при исполнении так называемого "крученого мяча" в настольном теннисе или футболе. Суть его в следующем. Цилиндр (или шар) вращается в определенную сторону. Стрелкой показано направление вращения ('''ω''' - скорость вращения). Цилиндр находится в потоке ветра, показанного стрелкой '''W'''. Когда скорости ветра '''W''' и вращения цилиндра '''ω''' складываются (внизу на рис. 35), общая скорость '''V<sub>2</sub>''' ''увеличивается''. При увеличении скорости, согласно [[w:Закон Бернулли|закону Бернулли]], давление '''P<sub>2</sub>''' в потоке воздуха ''падает'' (на схеме стоит знак минус "-").
С другой стороны (сверху) скорости вычитаются, общая скорость
[[
'''''Пример 49'''''. ''Как известно эффективность паруса и крыла, прежде всего, определяется их общей площадью, поэтому их делают как можно выше. Однако удлинение парусов и крыльев приводит к уменьшению остойчивости судна. Оригинальное решение этого противоречия - кольцевые и полукольцевые паруса-крылья (рис. 36)''<ref>'''Крючков Ю.С., Перестюк И.Е. Крылья океана'''. - Л.; Судостроение, 1983. с. 47.</ref>.[[
''Аналогичное решение предложено использовать и в авиации (рис. 37). По замыслу авторов, такое крыло в два раза меньше обычного, но из-за особенностей движение воздуха в "трубе" обеспечивают необходимую подъемную силу''.
[[
[[
'''''Пример 50'''''. ''В 1924 г. Французский инженер Константен, воскрешая идею XVIII в., предложил применить ветродвигатели для движения судов (рис. 38). Вращение вала ветродвигателя передается с помощью трансмиссии, содержащей двойную угловую зубчатую передачу и вал, на обычный гребной винт, движущий судно''<ref>'''Крючков Ю.С., Перестюк И.Е'''. 1983. с. 48.</ref>.
'''''Пример 51'''''. ''Французский корабел М.Мар предложил в качестве движителя использовать'' '''ветряк'''
[[
'''''Пример 52'''. Возможна комбинация ветродвижителей, например, крыла и пропеллера. На рис. 40 показано судно с комбинированной ветроэнергетической установкой<ref>'''Крючков Ю.С., Перестюк И.Е.''' 1983. с. 63.</ref>. Установка состоит жесткого полукольцевого паруса-крыла с высоким аэродинамическим качеством, которое обеспечивается большим удлинением крыла и шайбами на нижних кромках крыльев. Система крыльев имеет механизм установки необходимого угла атаки. Внутри контура, охватываемого полукольцевым крылом, по оси симметрии крыла размещен самоориентирующийся по ветру крыльчатый ветродвижитель с горизонтальной осью, для которого жесткий парус служит габаритным ограждением для ветродвигателя во время его вращения''.
Строка 335:
''При попутных ветрах полукольцевой жесткий парус в силу конструктивных условий (угол установки его ограничен) создает малую тягу, поэтому движение судна осуществляется также с помощью ветродвигателя. Реверс производится гребным винтом регулируемого шага (ВРШ)''.
[[
''Такое судно может успешно двигаться всеми курсами относительно ветра, минуя "мертвые зоны", и более эффективно использовать энергию ветра''.
Строка 341:
''Крупная прямоугольная конструкция обтягивается прочной синтетической пленкой и заполняется гелием. На змее установлена метеорологическая аппаратура, которая передает информацию на судно. Змеем можно управлять с помощью перетекания газа во внутренних отсеках.''
''Подобное решение, но более простое в осуществлении предлагает английский изобретатель К.Стюарт. Он разработал надувной пластиковый "воздушный змей", который наполняется гелием и запускается с палубы судна. По сути, это тот же парус, но без мачты. Преимущество его в том, что этот "парус" может использовать потоки на высоте даже тогда, когда над морской гладью царит безветрие.
'''''Пример 54.''''' ''Роторные суда, изобретены немецким авиационным инженером и изобретателем Антоном Флетнером [http://en.wikipedia.org/wiki/Anton_Flettner]. Работа движителя А.Флетнера [http://en.wikipedia.org/wiki/Flettner_ship] основана на [http://en.wikipedia.org/wiki/Magnus_effect эффекте Магнуса] (рис. 34). Роторные суда (рис. 42) имеют от одного до трех вертикальных цилиндров-роторов, вращаемых вспомогательным двигателем''.
[[
'''''Пример 55'''. Из всех районов Земли наиболее полно энергию ветра можно использовать в Южном океане, ограниченном Австралией, Африкой, Южной Америкой и Антарктидой.''
Строка 364:
[[Изображение:Количество корпусов.jpg|thumb|center|500px|'''Рис. 44. Количество корпусов.'''
а)
Корпуса могут отличаться по их ''количеству'', ''виду'' и ''материалу'', из которого они сделаны.
* '''''количество корпусов''''' (рис. 45) 1 корпус (рис. 45 а), 2 корпуса – ''катамаран'' (рис. 45 б), 3 корпуса – ''тримаран'' (рис. 45в), 4 и более корпусов – ''полимаран'' (рис.45 г).
Строка 381:
</gallery>
</center>
[[
'''''Пример 56'''. Научно-исследовательское судно (НИС), предложенное Стивеном Бэрроном (рис. 54), имеет полупогруженный корпус и роторный движитель<ref>'''Крючков Ю.С., Перестюк И.Е. Крылья океана'''. - Л.; Судостроение, 1983. с. 228.</ref>.''
Строка 393:
Мы показали только некоторые из видов минимально необходимых частей системы, с выявления и выбора которых начинается проектирование новой системы. В дальнейшем мы используем другие законы организации систем. Осуществляется минимальное согласование между частями системы, устанавливаем связи между ними, и подбирает дополнительные элементы. Как правило, эти операции проделываются несколько раз не разных уровнях (''системы'', ''надсистемы'', ''окружающей среды'' и ''подсистем'').
=== Закон избыточности частей системы ===
'''Закон избыточности частей системы''' предусматривает, что приблизительно '''''20% функций, элементов''''' и '''''связей''''' системы выполняют около '''''80% работы'''''. ''При создании работоспособной системы нужно учитывать, что для выполнения какой-либо работы, кроме основных элементов и связей (выполняющих главную функцию), необходимо еще приблизительно'' '''''80% вспомогательных''''', ''причем они, как правило, выполняют только '''20% основной работы'''. Учитывая это, следует предусмотреть '''"лишний" расход вещества, энергии и информации''' (приблизительно 20% на обеспечение главной функции и 80% основных и вспомогательных)''.
Строка 406:
'''''Пример 59'''. Если вернуться к предыдущему примеру, то рабочий орган для указанной основной функции – ракета, а если быть еще более точным – взрывчатое вещество в боевой головке. Все остальные части: ракета, корабль со всеми его подсистемами и экипаж – это структурная избыточность.''
=== Закон наличия связей между частями системы и системы с над системой ===
В системе необходимо обеспечить различные виды '''связей''': '''''вещественные''''' и '''''полевые''''' (''энергетические'' и ''информационные'').
Строка 425:
'''''Пример 63'''. К внешним связям (связи с внешней средой и надсистемой), например, можно отнести связь корпуса с водой и все виды связей с другими средствами, с командованием и спутниками.''
=== Закон минимального согласования частей и параметров системы ===
'''Минимальное СОГЛАСОВАНИЕ''' системы должно быть '''''функциональным, структурным''''' и '''''функционально-структурным'''''.
Строка 448:
В ''структурном согласовании'' определяются ''все взаимосвязи'' и ''взаимовлияния'', которое проводится по ''уровню'' и ''параметрам'' между элементами и связями системы (внутреннее согласование) и системы с надсистемой и внешней средой (внешнее согласование).
== Законы эволюции технических систем ==
=== Структура законов эволюции технических систем ===
Эти законы определяют общее направление развития технических систем. Структура этих законов изображена на рис. 64.
[[
В своем развитии техника становится все более идеальной, т.е. ее развитие определяется '''законом увеличения степени ИДЕАЛЬНОСТИ'''.
Строка 464:
На рис. 65 показана структура закона перехода системы на микроуровень. Механизмы каждой из закономерностей, например, дробления системы.
[[
'''Согласование структуры системы''' может осуществляться ''согласованием'' '''''элементов''''' и '''''связей системы'''''. Согласование должно быть '''''функциональное''''' и '''''параметрическое''''', согласование '''по уровням''' (''системы с надсистемой'' – '''''внешнее согласование''''', ''системы с подсистемами'' и ''подсистем между собой'' – '''''внутреннее согласование'''''). Приведем пример одного из видов параметрического согласования системы с надсистемой – согласования ритмики.
Строка 475:
В качестве примера кратко опишем закономерности увеличения степени дробления и перехода системы в надсистему. Закономерность увеличения степени дробления, представляет собой часть закона увеличения степени связанности.
=== Закон увеличения степени идеальности ===
===Увеличение степени дробления===
Увеличение степени '''дробления''' (дисперсности) вещества предусматривает и изменение твердости и эластичности. Прежде всего, это относится к рабочему органу.
Строка 484:
Эта последовательность характеризуется переходом от '''твердой монолитной''' системы ('''1''') к полностью '''гибкому''' ('''''эластичному''''') объекту ('''2'''). Дальнейшее дробление приводит к '''разделению объекта на отдельные части''', не связанные между собой или связанные с помощью какого-либо поля, например, магнитного.
[[
Дробление идет в сторону ''измельчения каждой части'' вплоть до получения ''мелкодисперсного порошка'' или ''микросфер'', т.е. объект становится '''порошкообразным''' ('''3''').
Строка 499:
''На новом витке развития'' система вновь становится '''монолитной'''. На рисунке это показано в виде ''петли обратной связи''.
''Промежуточное состояние'' в каждом из указанных переходов может занимать "'''пена'''" в ''твердом, жидком, газообразном'',
'''''Примеры:'''''
Строка 509:
# '''Аэрозоль''' с ''различным процентным содержанием жидкости и газа;''
# '''Газ''' ''различной плотности, от тяжелых до самых легких газов;''
#
#
'''''На этапе 1''''' широко применяются '''''геометрические''''' и некоторые '''''физические эффекты'''''. Сочетание этих эффектов часто встречается в строительстве при использовании предварительно напряженных конструкций.
Строка 526:
Полная схема дробления приведена на рис. 69. В нее ''дополнительно введены переходы'' '''от состояния (1) к состоянию (2)''', '''от (2) к (3)''' и ''переходы'' состояний '''(1) и (2)''' к '''капиллярно-пористым материалам (КПМ)'''.
[[
''Переход'' от '''монолитной (твердой)''' системы '''(1)''' к '''гибкой (2)''' происходит по определенной закономерности, показанной на рис. 70. [[
Рассмотрим эту закономерность.
Строка 536:
На ''следующем этапе'' отдельные '''''части соединяются''''' '''жесткими''' '''''связями''''' '''(1.2 а)'''. Количество частей и связей ''увеличивается''.
[[
''Далее'' ''жесткость связей'' '''''уменьшается''''', и постепенно связи делаются '''''гибкими''''' - ''шарнирными, пружинными'' и т.п. '''(1.2 б)'''.
Строка 552:
Подобная же последовательность характерна и для перехода от '''эластичного вещества (2) к порошкообразному (3)'''. Она изображена на рис. 73. '''''Вантовые конструкции''''' являются одним из примеров использования технологических эффектов на данном переходе.
[[
[[
В '''''вантовых конструкциях''''' основным несущим элементом сооружения служат '''''натянутые стальные тросы''''' или '''''система тросов''''' (''тросовые фермы''), по которым укладываются тонкие ''мембраны'', из стали, алюминия и пр. Для покрытия зданий с большим пролетом вантовые конструкции представляются наиболее эффективным решением.
'''''Пример 70'''. В Санкт-Петербурге построен спортивно-концертный комплекс с покрытием в виде мембраны диаметром 160 м, толщиной 6 мм и универсальными вантовыми конструкциями. За натяжением мембраны ведутся постоянные наблюдения. Крыша-мембрана спортивного зала Олимпийского стадиона в Москве толщиной 5 мм перекрывает без единой промежуточной опоры площадь свыше 30 тыс. кв. м. (рис. 74).''
[[
'''''Пример 71'''. Отметим, что мембранные конструкции были известны и раньше, но в них использовались другие принципы, например, В.Г.Шухов использовал гиперболоид вращения.''
Строка 589:
'''''Пример 73'''. При добыче полезных ископаемых роторные экскаваторы разрушают породу нерационально - резанием вместо наиболее экономичного ударного способа. Поэтому не обойтись без буровзрывных работ. В некоторых горных машинах используют принцип отбойного молотка''<ref>А.с. 1 002 470, 1 051 185, 1 082 911.</ref>.
[[
''При этом разрушение точечное, а площадь забоя большая, значит производительность маленькая. А если применить цилиндр, именно он при вращении разворачивается в плоскость. Надо взять трубу большого диаметра, насадить на ее поверхность зубья и катить по забою, который может стать наиболее технологическим - горизонтальным. Правда, катить необходимо под напором. Одновременно производя по трубе частые удары. Тогда трехметровая труба начинает разрушать породу во всей площади забоя''<ref>Изобретатель и Рационализатор,
В рассмотренном примере подсистема (рабочий орган) выполнен в виде монолитной трубы с зубьями,
Следующий переход (1.1) - '''псевдомонолит''' - отдельные части жестко соединены между собой (рис. 73). Причем соединения могут быть '''''неразъемные''''' (''сварные, паянные, клеевые'' и т.п.) и '''''разъемные''''' (''резьбовые, пазовые, шиповые'' и т.п.).
'''''Пример 74'''. Для подъема кранов разработаны ходовые колеса со съемными ребордами - выступами, предупреждающими сход колеса с рельсовой колеи. Достаточно отвинтить быстро изнашиваемые боковины и поставить на их место новые. Появилась возможность делать эту деталь из более прочного металла, чем обод''<ref>А.с. 633 789. Изобретатель и Рационализатор,
Дальнейшее развитие техники осуществляется '''''заменой''''' '''жесткой''' связи ''на'' '''гибкую''' (1.2 в). Необходимо учесть, что постепенно '''''число частей увеличивается''''', а '''''связи''''' между ними становятся все '''''более гибкими'''''.
'''''Пример 75'''. Чтобы цанга надежно зажимала деталь, кольцевые прорези губок цанги заполняют эластичным материалом. Для усиления упругости цангового патрона в месте перехода лепестков в корпус делают кольцевые пазы''<ref>А.с. 1 266 672. Изобретатель и Рационализатор,
В дальнейшем ''рабочий орган'' выполняют '''полностью гибким''' (2).
Строка 694:
Наконец, ''идеальные щетки'', которых ''нет'', а их ''функции выполняются''. В качестве таких щеток может служить '''''ионизированный газ (8)''''', который является прекрасным проводником.
=== Закон перехода в надсистему ===
В общем случае закон перехода в надсистему имеет два направления: выполнение системой функций надсистемы (или придание системе дополнительных функций) и объединение системы с другой (другими) системой (системами). Структурная схема закона перехода в надсистему показана на рис. 79.
[[
В свою очередь первое направление выполняется выявлением альтернативных способов осуществления функции надсистемы без использования существующей системы, и придать системе дополнительные функции.
Строка 705:
Г.Альтшуллер сформулировал закон перехода в надсистему формулируется следующим образом: исчерпав ресурсы развития, система объединяется с другой системой, образуя новую, более сложную систему. Кроме того, Альтшуллер предложил механизм такого перехода. Он состоит в объединении двух исходных систем, при этом получают бисистему, или нескольких систем с получением полисистемы. Переход "моно-би-поли" - неизбежный этап в развитии всех технических систем. Механизм перехода "моно-би-поли" показан на рис. 80. После объединения систем в би- или полисистему происходит некоторое изменение новой системы. При этом сокращаются вспомогательные элементы, и устанавливается более тесная связь между отдельными системами. Такие системы называются частично свернутыми.
[[
Дальнейшее развитие приводит к полностью свернутым системам, в которых один объект выполняет несколько функций. Полностью (а иногда и частично) свернутая би- или полисистема становится новой моносистемой и может совершить новый виток спирали (рис. 81). Объединение в би- и полисистему может происходить нескольким путями:
Строка 713:
# Объединение в би- или полисистему разнородных элементов. Примером такого объединения являются полисистема "мотоцикл", объединившая велосипед, двигатель, баки и т.д.; различного рода предметы, объединенные в мебельном гарнитуре; вообще любая система, объединяющая элементы, выполняющие разные функции.
# Соединение би- или полисистем из антагонистических элементов (элементов с противоположными свойствами). Объединение систем с противоположными функциями позволяет повысить управляемость надсистемы, произвольно менять ее параметры в широком диапазоне и наделить систему новыми функциями. Примерами может служить карандаш с резинкой, позволяющий не только писать, но и стирать; кондиционер, объединивший нагреватель и холодильник.
[[
Дальнейшее развитие би- и полисистем происходит в двух направлениях:
Строка 723:
# Система частично изменяемых, согласованных между собой элементов, которые функционируют только вместе и только в данной системе. Например, отдельные радиоэлементы в микросхеме. Такая система получила название полностью свернутой системы.
# Полностью свернутую систему можно представить как новую моносистему. Ее дальнейшее развитие связано с движение по новому витку спирали. Иногда в качестве новой моноститемы может выступать частично свернутая система.
[[
'''''Пример 95'''. Холодильный костюм для горноспасателей должен мало весить (не более 28 кг), чтобы он смог работать. Кислородный аппарат весит более 12 кг, инструменты - 7 кг и остается 9 кг на сам костюм и холодильный агрегат (хладовещество и оборудование).''
Строка 735:
''На рис. 82 показано устройство газотеплозащитного костюма. Жидкий кислород размещен в ранцевом резервуаре 1. Испаряясь, кислород поступает в инжектор 2, расположенный по оси сквозного канала 3. Вытекая из инжектора, кислород смешивается с теплым воздухом подкостюмного пространства и охлаждает его.''
== Обзор систем законов других авторов ==
В этом разделе будет дан краткий обзор других существующих систем законов. Наиболее полный обзор дан в работе Петров В. [[История разработки законов развития технических систем]]<ref>'''Петров В. История разработки законов развития технических систем'''. – Тель-Авив, 2002. http://www.trizland.ru/trizba/pdf-books/zrts-01-history.pdf</ref>[http://www.trizland.ru/trizba/pdf-books/zrts-01-history.pdf].
Строка 742:
<references />
[[Категория:Теория решения изобретательских задач]]
|