Читать книгу: «ТРИЗ для «чайников» – 3. Законы развития технических систем, том 2»

© Лев Певзнер, 2018

ISBN 978-5-4493-8667-0 (т. 3)

ISBN 978-5-4493-8668-7

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

От автора

Как и все книги из серии «ТРИЗ для чайников», эта книга адресована инженерам и исследователям, не имеющим специальной подготовки в области ТРИЗ. То есть материалы книги могут быть сразу применены для работы любым специалистом.

В этой книге сохраняется подход, который использовался в книгах серии. То есть Вам будут предложены общие тенденции развития технических систем (в классификации Б. Злотина – линии, паттерны различных законов), и их проявление через микростандарты. Я постарался помочь Вам сделать анализ возможностей развития Вашей системы как можно более простым и алгоритмизированным, а заодно, дать Вам в руки мощный инструмент.

Любые ли тенденции, описанные ниже, могут работать в Вашей ситуации? Нет не любые! Но вероятность того, что вы на верном пути будет значительно выше, чем при случайном, хаотичном поиске.

Все ли линии и микростандарты описаны в данной книге? Нет, далеко не все! Работа по анализу развития систем с помощью законов развития только в самом начале. Частично законы развития технических систем, предложенные Г. Альтшуллером, описаны в работах Б. Злотина, А. Зусман, В. Петрова, Ю. Саломатова, С. Литвина, А. Любомирского и других исследователей. Но превращение их в полномасштабный эффективный инструмент – задача, стоящая перед тризовцами в настоящее время.

Я буду благодарен Вам, если вы найдете и пришлете новые линии, микростандарты и примеры, не описанные в книге, и пришлете их. Все исправления будут использованы при втором издании книги «исправленном и дополненном»!

Введение

Это случилось в Уральском НИИ черных металлов, когда я работал младшим научным сотрудником лаборатории листового проката. Я зашел к нашим соседям, в лабораторию металлоизделий. Мой коллега сидел за своим столом расстроенный до последней степени.

– Ты чего такой грустный?

– Да вот послали заявку на изобретение, а ВНИИГПЭ (Всесоюзный научно-исследовательский институт государственной патентной экспертизы – пояснение автора) отказал. Вот ты изобретатель, взял бы да изобрел, как воевать с ВНИИГПЭ!

– А, зачем воевать? Возьми да посмотри по законам развития, как должна совершенствоваться система. Вот тебе и будет новая заявка.

– А-а, говорить все могут. И вообще, что это за законы?

Я взял материалы заявки. Лаборатория металлоизделий занималась прокаткой заготовок для столовых ножей, стамесок и других изделий периодического профиля. При такой прокатке стальной пруток диаметром 12—20 мм и длиной 10—20 см нагревается до 800—1200 градусов, а затем задается в валки, на которых вырезан нужный профиль. Проходя между валками, металл деформируется, и получается исходная заготовка для изделия, которая после шлифовки и полировки становится ножом, вилкой или стамеской. Обычно, при такой прокатке проблема состоит в том, что много металла уходит в ширину, в облой, как говорят прокатчики. В облой уходит до трети металла. И это все отходы. Придумал мой товарищ простое и очень эффективное решение: вдоль на поверхности прокатного валка нанести неглубокие бороздки (0,1—0,3 мм глубиной и 0,5—1,0 мм шириной). Потери металла на них мизерное, зато теперь металл не сможет утекать в ширину и весь потечет в длину, то есть будет практически полностью использован по назначению. Пруток можно будет сделать короче и сэкономить дорогую нержавеющую сталь. Здорово придумано, да вот экспертиза нашла похожее решение, придуманное раньше, и отказалась выдать авторское свидетельство.

– Ну, так что, будем совершенствовать твои валки?

– Ну-ну, посмотрим, на что твой ТРИЗ годен!

– Итак, один из законов развития технических систем говорит о том, что при совершенствовании системы параметры инструмента и изделия должны согласовываться между собой. Кстати, у тебя как, на заготовке асе бороздки одной глубины?

– Да.

– Для всех изделий?

– Ну почему, у каждого изделия своя глубина бороздок: у узких больше, чтобы меньше металла вбок текло, а у широких – бороздки помельче: больше металла в ширину идет.

– Слушай, а форма изделия у тебя меняется по длине?

– Конечно.

– Так ведь тогда получается, что металл должен течь по-разному в разных местах заготовки. Где больше, где меньше.

– Ну, конечно же, ты что, сам не понимаешь, что ли?

– Да я-то понимаю. Не понимаю другого. Если у тебя металл по-разному должен течь, так почему же у тебя бороздки одной глубины?

– А, в самом деле, почему? Так ты предлагаешь…

– Да, да. Сделать валки с сетками бороздок переменной глубины. Где глубже, где мельче, а если надо, чтобы металл активно вбок потек, так вообще поперек валка бороздки сделать, На это и заявку послать.

Спустя месяц заявка была готова, а еще через полтора года мы получили авторское свидетельство №1 337 179. В 1988 году это решение было внедрено сразу на трех заводах, выпускающих изделия периодического профиля (рис. взят из авторского свидетельства).

Рис. 1. Вальцы с бороздками разной глубины.

Как видите, законы развития технических систем – прекрасный инструмент для совершенствования технических систем*.

В тризовской среде часто спорят, как называть – «законы развития технических систем» или «закономерности развития технических систем». В сущности, терминология – это философские рассуждения, не имеющие практического значения. Мы будем пользоваться и тем, и другим термином, в зависимости от ситуации и принятой практики использования этих терминов в ТРИЗ.

В этой книге мы рассмотрим не весь комплекс законов развития технических систем, а только три из них, которые на сегодня наиболее детально разработаны, и могут быть сразу эффективно использованы рядовым инженером, без специального обучения:

.______________________________________________

* Вы можете спросить, а можно ли развивать систему не зная законы развития технических систем, по наитию, по озарению, благодаря одаренности? Да, можно! Просто вы потеряете больше времени, сил и денег. Это все равно, что подбирать корни квадратного уравнения, по очереди подставляя числа, вместо того, чтобы пользоваться формулой Виета.

– Закон повышения динамичности и управляемости

– Закон развертывания-свертывания;

– Закон согласования-рассогласования.

Благодаря им можно быстро увидеть основные направления по совершенствованию Вашей системы в рамках действующей S-кривой (подробно о S-кривой написано в ТРИЗ для чайников-3, том 1) и предложить новые решения.

Все законы будут рассмотрены через линии и микростандарты. Применение такого подхода позволяют сделать работу с законами более инструментальной.

Важное замечание: не существует разных законов развития. Есть один общий закон, который мы условно, для удобства анализа, разделили на несколько закономерностей. Именно поэтому одна закономерность часто отражается в другой. Например, динамизация системы обеспечивает согласование (или рассогласование) в ней, а развертывание часто связано с динамизацией. Все три рассмотренные закономерности будут частично покрывать друг друга. На одни и те же решения Вы сможете посмотреть под разными углами зрения, и это расширит Ваши возможности в поиске оптимальных решений для Вашей задачи.

Глава 1. Закон развертывания-свертывания

Развитие технической системы начинается с минимального набора подсистем, которые составляют новую систему, то есть при наличии, которых появляется новое системное свойство. В ТРИЗ это называется функциональный центр системы.

Определение: функциональный центр ТС – минимальный набор подсистем, обеспечивающий появление нового системного свойства (выполнение новой функции).

В Средние века одежде при дворах королей стали придавать большое значение, тогда и появилось приспособление для глажки. Первыми утюгами стали сковороды, внутрь которой закладывались угли. Когда они нагревались, ими начинали водить по одежде.

Собственно говоря, это был первый утюг – его функциональный центр – минимальная система, обеспечивающая выполнение главной функции – разглаживать белье. Состоял он из нагреваемой рабочей поверхности, ручки и углей, в качестве нагревающего элемента.

Еще один пример – автомобиль. Первый автомобиль – это карета с двигателем.

После появления новой системы, она, как новорожденный ребенок, сразу начинает расти и развиваться. В ней появляются новые элементы и системы, которые расширяют ее возможности.

Например, достаточно быстро после появления первых автомобилей автомобиля, в нем появились тормоза, фары, зеркала и многие другие приспособления, улучшая ее качества, и расширяя возможности.

Рис.2. Первый русский автомобиль «Фрезе и Яковлева» представленный в 1896 году на Нижегородской ярмарке.

Соответственно, у утюга появилась крышка (чтобы угли не попадали на одежду при резких движениях), и даже труба (по аналогии с печкой, чтобы угли лучше горели). Такое усложнение системы с увеличением количества подсистем называется развертыванием системы.

Рис.3. Первый утюг с крышкой, утюг с трубой

Одновременно с этим проявляется и другой процесс. Это процесс сокращения и вытеснения тех или иных подсистем за счет того, что оставшиеся принимают на себя выполнение их функций. Этот процесс называется свертыванием системы.

Наиболее частые и эффективные проявления и применения закона развертывания-свертывания мы и рассмотрим ниже.

1.1. РАЗВЕРТЫВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Традиционно развертывание технических систем происходит по следующим линиям:

– линия развития дополнительных элементов и подсистем;

– линия появление вспомогательных элементов и подсистем;

– линия развития компенсационных подсистем;

– линии повышения эффективности системы;

– линия создание полисистемы из однородных систем;

– линия создание полисистемы из конкурирующих систем;

– линия создание полисистемы из альтернативных систем;

– линия развития структурной иерархии в системе;

– линия развертывание системы в типоразмерный ряд.

Линии развертывания элементов системы через:

– дробление элемента на однородные части;

– развитие неоднородности элемента.

Эти варианты развития системы необходимо проверять при анализе Вашей системы.