Исследование принципа действия (на примере зарождения ТС «телефон»)
Кайков Игорь Константинович, Karlsruhe, Germany, 2010
Кайков Олег Игоревич, Karlsruhe, Germany, 2010
Аннотация
Работа построена на основе анализа более 20 технических систем семейства «телефон», основанных на различных физических принципах действия (ПД) в период зарождения этой ТС (1830 – 1880 гг.). Исследовался процесс создания, развития и смены ПД технических систем, предназначенных для передачи звуковых колебаний на удаленное расстояние. Построены аналитические модели этих систем, выявлены противоречия их развития. Определены технические и нетехнические системные факторы выбора ПД. Описаны критерии оценки для выбора и изменения ПД. Рассмотрены возвраты к ПД ранее отвергнутых технических систем. В качестве источников информации использовались материалы, опубликованные преимущественно в 1850-1900 гг. на русском, английском, французском и немецком языках.
Предлагаемая работа освещает методы исследования понятия «Принцип Действия ТС», процесс проведения исследования и его результаты. Исследование осуществлялось на основе анализа семейства систем для передачи звуковых колебаний на расстояние («Телефон») в период возникновения данной ТС.
Понятие «Принцип Действия» (ПД) широко используется в курсе школьной и вузовской физики, в научно-популярной, патентной и научной литературе. Однако, как правило, описание ПД носит весьма общий характер; сводится к краткой характеристике и служит для понимания функционирования той или иной ТС и пояснения отличий от других ТС.
В ряде исследовательских и практических задач такого подхода вполне достаточно. Однако, для развития ТРИЗ как науки необходимо более глубокое исследование и детальное развитие как отдельных понятий, так и взаимосвязей с понятиями в других разделах ТРИЗ и науки вцелом.
В ходе работы ставились, главным образом, исследовательские цели по анализу «Принципа Действия»: Что представляет собой ПД как понятие? Каким образом осуществлялся выбор ПД ТС? Как происходила смена ПД ТС? Кроме того, имелись ввиду также учебно-методические цели: подготовка материалов для учебных примеров, вовлечение молодых исследователей в ТРИЗ.
По имеющимся описаниям составлялись краткие характеристики различных ТС «Телефон» начального этапа развития. При этом фиксировалось: прототип, краткое описание конструкции, электрическая схема, общий вид, достоинства и недостатки ТС.
По мере сбора и накопления информации проводилась аналитическая работа. При этом использовались следующие понятия и инструменты ТРИЗ: 4-х элементная модель ТС; понятие и приемы формулирования различных видов противоречий; функция ТС. Основное внимание уделялось выявлению следующих аспектов: какую проблему прототипа решает, противоречие (административное, техническое, физическое), способ разрешения противоречия, какой новый принцип действия ТС вводится. Использовались инструменты: Системный Оператор, Сеть проблем и частичных решений, Диаграмма Сибирякова-Исикавы.
В ходе работы был выявлен и систематизирован материал по зарождению ТС «Телефон» с возникновением целого спектра аналогичных по своей функции ТС, но различных по принципу действия. Было дано рабочее определение «Принципа Действия». Исследованы технические и нетехнические системные факторы процесса создания, выбора и смены принципа действия, а также условия возвратов к принципам действия ранее отвергнутых технических систем. Также в результате проведения работы было сформулировано несколько рабочих гипотез, которые предполагается проверить на накопленном материале, а также на ряде других ТС.