5 марта 2017 г.

Герасимов В.М., Кожевникова Л.А. "Развитие альтернативных технических систем путем их объединения в надсистему" Доклад

ПЕРЕНОС РЕСУРСОВ

(Развитие альтернативных технических

систем путем их объединения в надсистему)

В.М. Герасимов, Л.А. Кожевникова

Уточняются механизмы перехода в надсистему альтернатив. Перечислены варианты работ, встречающихся на практике. Рассматриваются перспективы развития метода.

Объединение альтернативных систем, перенос ресурсов, перенос материальных элементов, материальные гибриды, "Допустить недопустимое", "ИЛИ-ИЛИ", "И-И", "МИ-эффект".

- Батюшка, что будете пить - вино или водку?
- И пиво тоже.

Из подслушанного в детстве

"ИЛИ - ИЛИ" и "И - И"

Деятельность любой системы, в том числе технической, либо изменения во внешней среде приводят к возникновению противоречий. Это фундаментальная особенность любого развития. Рассмотрим два пути изменения ситуации, связанной с развитием системы:

а) в рамках принципа "ИЛИ - ИЛИ", когда осуществляется выбор между чем-то одним полезным и чем-то другим, тоже полезным. При этом неизбежно происходит ухудшение одного из параметров, что приводит к проблемам с внедрением, т.к. нужно решать следующую задачу, устраняя новый недостаток. Противоречие разрешается на уровне одной системы. ТРИЗ помогает сделать это наиболее эффективно. Однако всегда существует вероятность, что противоречие разрешить не удастся.

б) в рамках принципа "И - И", когда желанные достоинства суммируются. Принцип был предложен российским авиаконструктором Р. Бартини в 30-е годы. Конкретная его деятельность подтверждает высокую эффективность такого подхода. Противоречие формулируется и разрешается на уровне сразу двух систем (в рамках объединения альтернативных систем оно получило название "альтернативное противоречие"). Разрешение этого противоречия позволяет выиграть, ничего при этом не проиграв. Однако и у этого подхода есть свой недостаток - не так-то просто подобрать альтернативную пару.

Вывод. Оба эти подхода - составные части диалектического метода исследования. Они выполняют одну и ту же функцию и имеют разные положительные и отрицательные свойства. Реальная задача - объединение инструментов ТРИЗ и метода объединения альтернативных систем в единый метод, позволяющий использовать преимущества и того, и другого. В ходе исследований сделана попытка уточнить понятие "альтернативная система" (материал готовится к публикации).

Варианты объединения систем

а) парное объединение:

· две реальные системы [2, 4, 6]

· одна система реальная, а другая гипотетическая, не существующая ("отсутствующая"). Она обладает теми преимуществами, которые мы хотим получить, но не известно как это можно сделать (стол газорезательной машины; пример готовится к публикации).

· одна система реальная, а другая гипотетическая, причем такая, что осуществить ее нельзя в принципе (например, имеются ограничения со стороны законов природы). В этом случае можно применять прием "Допустить недопустимое" (окраска ткани; пример готовится к публикации).

· одна система реальная, а другая "сборный прототип". Это ситуация, когда есть много решений, но ни одно из них не обеспечивает того, что нужно. Вместо этих предложений создается одно искусственное, аналогичное всем сразу (труба теплообменника; готовится к публикации).

· обе системы гипотетические (замок для крепления бобин; пример готовится к публикации).

а) последовательное (многошаговое) объединение.

Результат, полученный при объединении двух систем, рассматриватся как промежуточный. Он сразу же объединяется либо с прототипом, либо с посторонней системой; процесс повторяется многократно [7, 8; работа по теме продолжается].

б) параллельное объединение.

Работа ведется сразу с большим числом систем, выполняющих одну и ту же главную функцию, но обладающих собственными положительными и отрицательными свойствами (несколько разных объектов; работа в стадии поиска новых технических решений).

Уточнение понятия "базовая система"

Рассмотрим подробнее механизмы перехода в надсистему альтернативных систем для случая, когда происходит парное объединение двух реальных систем. Использование метода включает в себя выбор "исходной системы", т.е. той, которую мы собираемся совершенствовать. Как правило, речь идет об улучшении функциональных показателей этой системы и/или снижении затрат на ее функционирование. В пару к ней необходимо подобрать другую - альтернативную - систему, выполняющую ту же самую главную функцию и обладающую парой противоположных достоинств и недостатков [1, 2, 3].

Одну из этих систем назначают "базовой". Именно она в дальнейшем служит основой для строительства надсистемы из двух прототипов, и именно на нее мы переносим полезные ресурсы альтернативной системы. Итоговая система часто бывает очень похожа на "базовую" (проявляется "эффект исчезновения"). Понятно, что от правильного выбора базовой системы зависит многое. В статье [2], опубликованной 16 лет назад, приведена рекомендация: "В качестве базовой обычно выбирается ТС с более низкими затратами на функционирование, т.е. та, которая проще, дешевле, технологичнее".

Практика показывает, что так бывает только в тех случаях, когда целью работы является улучшение функциональных показателей системы. Например, в паре гвоздь - шуруп оба выполняют функцию "Соединять детали" [4]. Гвозди проще делать и легче забивать в доску, но держат они хуже шурупов, а шурупы держат лучше гвоздей, однако стоят дороже и завинчивать их сложнее. Если гвоздь исходная система, то все в порядке - именно она и будет базовой. У шурупа придется искать ресурсы, позволяющие усовершенствовать гвоздь, не усложняя его изготовления и использования. Но как быть, если исходная система шуруп? Ведь в этом случае "улучшить" значит совсем другое - упростить изготовление и использование шурупа без ухудшения его функционирования. Получается, что искать ресурсы придется в технологии изготовления и применения гвоздя, который по приведенному выше правилу должен быть "базовой" системой. Возникает терминологическая путаница.

Встречаются ситуации, когда разобраться в том, какая система "проще и дешевле" не так легко. Например, этому критерию полностью соответствовали датчики положения регулирующего органа на АЭС в США [5]. В СССР аналогичные датчики были значительно сложнее и дороже. Казалось бы, все ясно - именно они должны были работать лучше. Но получалось совсем по-другому: благодаря высокой сложности конструкции наши датчики не обеспечивали безопасность, необходимую на атомных станциях. Зачем же их такими делали? У них было свое преимущество - малые по высоте габариты позволяли сильно экономить на высоте капитальных зданий. Какие критерии принимать во внимание в этом случае при назначении "базовой" системы определить не так-то просто. Тем не менее, удалось найти решение, объединяющее в себе преимущества и американских, и советских датчиков. Уже много лет новые датчики - малогабаритные, простые и надежные - безотказно работают на АЭС в России и за рубежом.

При подборе альтернативной пары часто приходится сталкиваться со случаями, когда обе системы примерно одинаковы по сложности и стоимости. Причем, каждая из них только частично выполняет свою функцию хорошо, а частично плохо [6]. Вводить в этом случае понятие "базовой" системы нецелесообразно. Речь идет о совместном использовании двух систем либо полностью, либо частично.

Вывод. Понятие "базовая" система не является строго необходимым. Оно носит рекомендательный характер для тех случаев, когда элементы альтернативной пары легко сравнить по функционально-затратным признакам. Ресурсы более дорогой и лучше работающей системы легче переносить на более простую и дешевую. С этого удобнее начинать работу по решению задачи. Однако, всегда есть смысл проверить и второй вариант переноса ресурсов, тем более, что таких вариантов всего два.

Что переносить при объединении систем?

Для всех видов объединения актуальным является вопрос: какие именно ресурсы переносить с одной системы на другую? В работе [2] приведена рекомендация: "Основным механизмом разрешения альтернативных ТП является перенос на базовую ТС требуемых свойств альтернативной ТС. Очень существенно, что переносятся не конструктивные элементы, а именно свойства, которые обеспечивают достоинства, имеющиеся у альтернативной системы и отсутствующие у базовой".

Казалось бы, все правильно, ведь только недостающие свойства нам и нужны в той системе, которую мы хотим улучшить. Но можно ли говорить о переносе свойства "в чистом виде", без его материального носителя? Чем-то это напоминает улыбку Чеширского кота. Видимо, поэтому рядом со строгой рекомендацией в статье приведено смягчающее разъяснение: "Эти свойства могут быть в частном случае конструктивно связаны с определенными элементами, а могут быть реализованы и другими способами".

Многолетняя практика использавания при решении задач метода объединения альтернативных систем позволяет утверждать: в начале работы всегда идет перенос материальных элементов (вместе с теми свойствами, которыми они обладают). А затем уже возможны варианты. Чаще всего, эти элементы так и остаются в той системе, куда их перенесли.

Например, для объемной натяжки диафрагменного колеса [2, пример 1] используется разжимная втулка с регулировочными болтами (т.е. применяется пара винт-гайка). Но ведь и в спицевом колесе для натяжения спиц приходится применять точно такую же пару винт-гайка, только функцию натяжных болтов выполняют сами спицы. В подборщике торфа [там же, пример 2] на бульдозерную линейку перенесен и оставлен абсолютно материальный поток воздуха. Для усовершенствования подшипника скольжения [там же, пример 4] в масло добавлены микрошарики - элементы шарикоподшипника, и т.д.

Бывают случаи, когда привнесенный элемент все-таки удается исключить, заменив его на имеющийся в системе (пример готовится к публикации). Возможны варианты, когда используются ресурсы обеих систем, или когда недостающие ресурсы берутся из надсистемы; встречаются другие, более сложные случаи.

В тех случаях, когда системы в альтернативной паре примерно одинаковы по стоимости, а в функциональном плане дополняют друг друга, речь вообще идет о материальных гибридах. В них на равных задействованы элементы обеих систем [4, "гвоздевой шуруп"], либо обе системы полностью [6, пневмо-механический схват робота].

Вывод. При объединении альтернативных систем конечной целью является перенос свойств. Но при практическом решении задачи в качестве переносимых ресурсов всегда выступают материальные элементы, обеспечивающие эти свойства (или новое функционирование).

Перспективы.

С нашей точки зрения, следующим шагом в совершенствовании изобретательской методики может быть объединение современных инструментов, сильных и эффективных, но, в то же время, достаточно сложных, с методом перебора вариантов - инструментом хотя и слабым, но зато очень простым. Цели у этих инструментов совпадают, а достоинства и недостатки противоположны. Значит, имеется реальная возможность перейти в надсистему альтернатив, где преимущества обоих подходов просуммируются, а недостатки исчезнут. Работа по этой теме ведется уже давно [9]. В работе [10] более подробно рассмотрены психологические аспекты метода перебора вариантов. Исследования продолжаются.

В последнее время появляется все больше публикаций, доказывающих, что информация при определенных обстоятельствах способна материализоваться. Можно небрежно отмахнуться от этих утверждений, как от совершенно нереальных, а можно попробовать проверить. Ведь если окажется, что "что-то в этом есть", то было бы странно не использовать этот ресурс в изобретательстве. Направление получило название "МИ-эффект". Исследования по этой теме ведутся в течение полутора лет.

Сентябрь 2006 г.

Литература.

1. Герасимов В.М. Технический отчет №1 по теме "Механизмы перехода в надсистему альтернативных систем" [Рукопись] / В. М. Герасимов, С. С. Литвин; Теорет. отдел ТРИЗ и ФСА НИЛИМ. - Л., 1990. - 37 с. - Рукопись деп. В ЧОУНБ 20.03.1990 № 871.

2. Герасимов В.М. Зачем технике плюрализм: (развитие альтернативных технических систем путем их объединения в надсистему) / В. М. Герасимов, С. С. Литвин // Журнал ТРИЗ. - 1990. - Т.1. - № 1. - С. 11-26. - Режим доступа: http://www.metodolog.ru/00594/00594.html . - Загл. с экрана.

3. Герасимов В.М. Развитие технических систем путем их объединения в надсистему / В. М. Герасимов, С. С. Литвин // Краткосрочный семинар "Теория и практика решения изобретательских задач с использованием методов активизации и повышения эффективности творческого мышления, 25-26 окт., 1990 г. - Л., 1990. - С. 35-41.

4. Герасимов В. Гвоздь и шуруп : (учебная изобретательская байка) [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://trizminsk.org. - Загл. с экрана.

5. Герасимов В. Дешевая и безопасная техника [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.metodolog.ru/00680/00680.html . - Загл. с экрана.

6. Герасимов В. Гибрид : (история с изобретательского семинара) [Электронный ресурс] - Режим доступа:http://www.trizminsk.org/e/212010.htm . - Загл. с экрана.

7. Герасимов В.М. Технику двигают недовольные / В.М. Герасимов, И.В.Герасимов // Журнал ТРИЗ. - 1995. - 1 (№10). - С. 41-46. - Режим доступа: http://www.triz-spb.ru/lit/_95_1/Gerasimov_Techniku_dvigajut.htm. - Загл. с экрана.

8. Герасимов В. Плетень : (изобретательская байка) [Электронный ресурс] - Режим доступа:http://www.trizminsk.org/e/212003.htm. - Загл. с экрана.

9. Герасимов В. М. Объединение альтернативных методик / В.М. Герасимов // 3-й научный семинар по проекту "Изобретающая машина", 15-17 сент. 1992 г.: тез. докл. - Минск, 1992. - С. 26-29.

10. Герасимов В. Техническое консультирование : (объединение альтернативных подходов) [Электронный ресурс] - Режим доступа: "http://www.metodolog.ru/00500/00500.html". - Загл. с экрана.