Использование разных стадий жизненного цикла
ПРИМЕР |
|
|
В Беларуси разработана технология изготовления пористых материалов. При изготовлении полимеров в них добавляют бактерии и питательные вещества для них. Через некоторое время питательные вещества внутри полимера съедены. А полимер превращается в пористый материал, который используют в качестве фильтров или для удержания смазки в подшипниках. Журнал "Юный техник", 1991 г., № 11, с. 11 |
ПРИМЕР |
|
|
Если распылять дихлофос в час ночи, яда для уничтожения тараканов потребуется в 10 раз меньше. Используя знания о суточных циклах вредителей, количество пестицидов на полях можно снизить в десятки раз. Газета "Рабочая трибуна" от 22 января 1992 г. |
ПРИМЕР |
|
|
На потоке лучше выращивать животных с одинаковым темпераментом. Флегматики — идеальный тип для промышленных комплексов. Они меньше реагируют на шум, не волнуются при переходе из одного помещения в другое. Животные же других типов волнуются и теряют вес... Журнал "Знание-сила", 1983 г., № 2, с. 3 |
Подводя итог
При решении задач с воздействием на живые объекты (биологические объекты) можно использовать следующие Правила:
|
Несколько примеров-упражнений
ПРИМЕР |
|
|
В одной из японских систем по совершенствованию есть испытание под названием "моритао". Оно считается таким тяжким, хотя человек не подвергался никаким физическим мучениям. он должен удалится на неделю в пещеру. Человек запрещается говорить с самим собой. Прошедшие через это испытание, радуются потом всякой встрече и разговору. Л.Симеонова. "Человек рядом" Изд. политической литературы, 1989 г. стр.19 |
ПРИМЕР |
|
|
В Лос-Анджелесе объявлено о начале кампании по борьбе с детским насилием. Местным властям давно не нравилось, что дети приходили в школу с родительскими пистолетами. Дело доходило до того, что директоров школ приглашали принять участие в тренировках полицейских отрядов быстрого реагирования. Терпение властей иссякло, когда 9 марта 2001 г. 15-летний подросток открыл стрельбу в с своей школе, убив двух человек. Отныне каждый школьник, с настоящим или игрушечным пистолетом, будет направляться на экскурсию в морг, где будет обязан присутствовать при вскрытии. "Если они приносят оружие в школу, значит, они доросли до экскурсии в морг" — заявил мэр. По его мнению, подросткам полезно узнать, к чему приводит стрельба в реальности, а не в видеоигре или в фильме. Журнал "Коммерсантъ-власть", от 20 марта 2001 г., с. 31 |
ПРИМЕР |
|
|
В английский парламент пришли однажды инвалиды и предложили парламентариям пересесть в инвалидную коляску и просидеть там хоть бы один день или завязать глаза и так пожить. И с тех пор английский парламент не принимает ни одного важного решения без консультации или участия инвалидов. |
ПРИМЕР |
|
|
Французской полиции удалось раскрыть систему общения, которую используют профессиональные картежники. Они передают друг другу информацию при помощи дыма сигарет. Здесь все имеет значение: из какого уголка выпускается дым, как держат сигарету, как кладут ее на пепельницу. Детективы составили таблицу таких сигналов. Журнал "Знание сила", 1994, № 4, стр. 155 |
ПРИМЕР |
|
|
Тайваньский изобретатель Ван Чун предлагает средство борьбы с курением — пепельница, в которой есть углубление для коробка. Когда его вынимают, изменятся сопротивление элемента и из пепельницы довольно долго звучит надрывный кашель застарелого курильщика. Журнал "Знание сила", 1994, № 4, стр. 155 |
ПРИМЕР |
|
|
Канадская компания D-Box выпустила необычную приставку к цифровому домашнему кинотеатру. Устройство, получившее название Odyssee Motion Simulator, включает в себя электронный блок с CD-приводом, управляющий четырьмя гидравлическими подъемниками, которые устанавливаются под кресло в домашнем кинотеатре. По ходу фильма кресло начинает двигаться в соответствии с событиями, разворачивающимися на экране. Разработчики проанализировали кассовые фильмы и написали для каждого из них сопроводительные коды, которые и управляют движением кресла. Когда запускается DVD, Odyssee ищет на своем CD соответствующую дорожку, синхронизирует ее с фильмом и начинает работу. Так как грузоподъемность гидравлики 700 кг она справляется не только с креслом, но и с диваном, на котором сидит пара-тройка заядлых киноманов. Максимальное ускорение достигает 2 g — не космический корабль, но все же чувствительно. Журнал "Компьютерра", 2001 г., № 17, стр. 10 |
Настоящий испытатель должен свободно летать на всем, что только может летать, что, вообще говоря, летать не может. С. А. Корзинщиков (летчик- испытатель, 1904-1943 г.г.) Как вы думаете, что нужно сделать, чтобы, канат, пропущенный через люк, не перетирался о его острую кромку? — Что тут думать? скажете вы, Нужно просто скруглить эту кромку! Поздравляю. Вы стали изобретателем! Да-да, не удивляйтесь — это настоящее изобретение, которое, правда, несколько раньше вас, сделали сотрудники Северного научно-исследовательского института промышленности и зарегистрировали его за номером 414171. А что нужно сделать, чтобы на верхнюю часть двигателя, переносной моторной пилы, не попал дождь? - обратился я к пятилетнему карапузу с вопросом. Сверху нужно поставить откидную крышечку! Ответ ребенка совпал с описанием изобретения № 946927, которое сделали семь взрослых дядей из российского производственного объединения "Машиностроительный завод им. Дзержинского". Иногда хочется почесать свою спину, но рукой не дотянуться до нужного места. Как быть? Проблему решили американцы — они первыми запатентовали под номером 4574788, устройство для почесывания спины, которое представляет собой обычный скребок с изогнутой ручкой. Чешись на здоровье! А вот еще один взлет творчества. В России запатентована мышеловка под номером 1158139, которая не только ловит мышь, но и для гарантии бьет ее молотком по голове. Не было раньше в мире мышеловки с кувалдой — и вот она появилась. Человечество спасено! Вопрос: — Трудно ли делать изобретения? Судя по приведенным примерам, не очень. Тогда попробуем решить еще одну задачу. В закрытом герметичном сосуде нагревают жидкость. Как узнать момент ее закипания, если нельзя на нее посмотреть и нельзя установить термометр? Вероятно, многие в этой ситуации задумаются. Рассмотрят десятки вариантов, прежде чем выйдут на решение, которое имеется в российском патенте № 269558. Там предложено пропускать по жидкости небольшой электрический ток. Когда жидкость закипит, в ней появляются многочисленные газовые пузырьки и сопротивление прохождению электрического тока резко возрастает. Еще пример. Известны корабли на подводных крыльях. Они перемещаются с большой скоростью, но при этом их крылья, погруженные в воду, быстро изнашиваются в силу кавитационного эффекта. Как быть? Как вообще исключить износ крыла? Это задача для своего решения потребует от вас, быть может, нескольких недель творчества, месяцев глубоких раздумий и перебора сотен вариантов. Можно предложить быстросъемное крыло, чтобы без хлопот менять изношенное на новое. Но это удорожает конструкцию крыла и его эксплуатацию. Можно изготовить крыло очень толстым, чтобы оно долго изнашивалось. Но это уменьшит скорость движения судна, увеличит гидродинамическое сопротивление, а, следовательно, увеличит расход топлива. Можно изготовить крыло из высокопрочных сталей. Износ крыла уменьшится, но не исчезнет, потому, что при кавитационных явлениях разрушаются самые прочные материалы. Но по условиям задачи, крыло вообще не должно изнашиваться... Тогда можно... Что же еще можно? Как видите, проблема просто так не решается. А вот, по изобретению России № 412062, крыло охлаждают, чтобы на его поверхности всегда образовывалась корочка льда. Эта тонкая корочка льда изнашивается под разрушительным воздействием кавитационных потоков, но тут же восстанавливается... Этот процесс идет постоянно пока корабль движется. Корочка льда предохраняет крыло от кавитационного износа, и снижает гидродинамическое сопротивление воды и в результате, корабль движется еще быстрее. Согласитесь, что это достаточно неожиданное и красивое решение. Итак, мы с вами выяснили, что изобретения бывают разные, точнее уровни творчества, при решении технических проблем, бывают различными. В изобретательской практике различают пять уровней творчества. Познакомимся с ними подробнее.
Первый уровень творчества Объект принципиально не изменяется, остается таким как есть. Изменению подвергаются вспомогательные элементы объекта, — например, скругляются кромки люка, устанавливается дополнительная крышка на бензопиле, изменяется форма рукоятки скребка. Для первого уровня творчества характерно, что задача и средства ее решения находятся в пределах одной узкой специальности. Как правило, решение не связано с устранением какого-либо явного противоречия. В общем объеме мирового патентного фонда находится примерно 32% технических решений, выполненных на первом уровне творчества.
Второй уровень творчества В объект вносятся мелкие изменения и дополнения, которые не меняют основной принцип действия, — например, дополнительный ударный механизм в мышеловке, установка второй спирали в лампе накаливания для повышения надежности, телефон снабжается автоответчиком. Для второго уровня творчества характерно, что задача и средства ее решения находятся в пределах одной науки, т.е., если задача возникла в механике, то она и решается средствами, взятыми из механики. Как правило, такие решения связаны с устранением мелких противоречий на уровне вспомогательных, подсистемных элементов. В общем объеме мирового патентного фонда находится 45% технических решений, выполненных на втором уровне творчества. Примечание: Изобретения первого и второго уровней творчества, составляют 77% мирового патентного фонда. Они нужны, они совершенствуют технику, но принципиально ее не меняют. Это обычные конструкторские решения, но если они ранее не были известны, то признаются изобретениями. Творчество на первом и втором уровне доступно любому грамотному специалисту.
Третий уровень творчества В основной объект вносятся значительные изменения и дополнения, направленные на максимальное развитие (модернизацию) существующего принципа действия. Например, изменяемая геометрия крыла самолета, воздушный винт с регулируемым шагом, система автоматического оттаивания холодильника, двигатель внутреннего сгорания с регулируемым объемом камеры сгорания и т.п. Для третьего уровня творчества характерно, что задача и средства ее решения находятся в пределах разных наук, но смежных между собой, то есть, если задача возникла в механике, то средства для ее решения берутся, например, из гидравлики, теплотехники, и т.п. Как правило, решения третьего уровня творчества связаны с устранением противоречий, возникших на уровне системных элементов. В общем объеме мирового патентного фонда находится 19% технических решений, выполненных на третьем уровне творчества.
Четвертый уровень творчества В основной объект вносятся изменения, полностью меняющие принцип его действия. Например, суда на подводных крыльях, высокочастотная печь для приготовления пищи, ультразвуковая стиральная машина и т.п. Для четвертого уровня творчества характерно, что задача и средства ее решения находятся в пределах разных и не смежных между собой наук. То есть, если задача возникла в механике, то средства для ее решения могут быть взяты, например, из химии, биологии, оптики. Как правило, такие решения связаны с устранением противоречий, возникших на уровне надсистемных элементов. Например, оптоволоконный кабель связи. В нем изменен принцип действия — вместо электрического тока применен световой поток. Задача, лежащая в области электросвязи, решена средствами, взятыми из оптики. Разрешено надсистемное противоречие — кабелей между точками связи, должно быть много, чтобы пропустить тысячи и миллионы сигналов связи и должно быть мало, чтобы не усложнять, и так предельно сложную, систему кабельной связи. В общем объеме мирового патентного фонда находится 3,7% решений, выполненных на четвертом уровне творчества.
Пятый уровень творчества Создается не существующий ранее объект с новым, ранее неизвестным, принципом действия. Например, паровой двигатель, самолет, радио, лазер и тому подобные. Эти изобретения называют пионерными, т.к. они сами порождают новую науку, например, теплотехнику, аэродинамику, радиотехнику, квантовую оптику и. Творчество на пятом уровне предоставляет человечеству новые, неизвестные ему ранее, возможности. Пятый уровень творчества — это удел избранных. В патентном мировом фонде изобретений, выполненных на пятом уровне творчества, содержится всего 0,3%, но они являются основой цивилизации. Но, для широкого внедрения этих изобретений в производство нужны годы, чтобы провести научно-исследовательские, конструкторские, технологические и иные работы с решением сотен и тысяч других задач, требующих использования всех остальных уровней творчества. * * * Работая методом проб и ошибок любой, относительно грамотный, человек может создавать изобретения первого и второго уровней, проанализировав 10-20 вариантов. Но, чтобы выдать решение третьего уровня творчества, этому же человеку придется совершить уже тысячи проб. Нужно быть исключительно талантливым человекам, чтобы выдавать решения третьего уровня творчества. А что такое талантливый человек? Это человек предельной трудоспособности, который, решая задачу, без устали ищет ее решение, перебирая все новые и новые варианты. Не зря говорят, — Талант это 99% пота и 1% удачи. Для четвертого уровня творчества требуется перебрать сотни тысяч вариантов. Невозможно одному человеку сделать это в течение относительно короткой, жизни. Поэтому ему, как Эдисону, приходится подключать к этой работе сотни помощников или организовывать специальные институты, что и делает государство. Но во всех случаях рассчитывать приходится, в основном, на везение и счастливый случай. Для пятого уровня творчества, количество проб и ошибок бесконечно, как бесконечен окружающий нас мир. Этот уровень творчества лежит за пределами обычного человеческого мышления и пока окутан тайнами подсознания, интуиции и вдохновения. Теория решения изобретательских задач — ТРИЗ — новая, научно обоснованная, технология творчества, которая сегодня позволяет, при ее полном освоении, любому образованному человеку, работать не менее чем на третьем и четвертом уровнях творчества. А как быть с пятым уровнем творчества? Однажды, великого древнегреческого философа Сократа спросили "Многое ли ты знаешь?" На что философ ответил: - "Чем больше я познаю, тем больше сознаю, что я об этом мало знаю". ТРИЗ молодая, развивающаяся наука, и можно быть уверенным, что со временем на ее основе будет создана, доступная всем, технологию творчества пятого уровня. Мы будем свободно получать решения, на которые сегодня тратятся многие десятилетия. Но следует учитывать, что мир, хотя и познаваем, но не познаваем до конца. При массовом освоении пятого уровня, появятся другие, более высокие уровни творчества, которые потребуют от человечества новых интеллектуальных усилий. Творчество и познание не имеет границ роста, они так же бесконечны, как бесконечен мир космоса. Поэтому творческая активность человека не будет иметь границ.
|
|
|
|
Законы развития технических систем © Генрих Саулович Альтшуллер |
Из книги "Творчество как точная наука", Г.С. Альтшуллер, М. "Советское радио", 1977 г, стр. 122-127.
Законы развития технических систем можно разделить на группы: "статику", "кинематику" и "динамику".
"Статика" — законы, которые определяют начало жизни технических систем. Любая техническая система, возникающая в результате синтеза в единое целое отдельных частей, дает жизнеспособную систему. Существуют, по крайней мере, три закона, выполнение которых необходимо для того, чтобы система оказалась жизнеспособной.
Закон |
|
|
Закон полноты частей системы Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является наличие и минимальная работоспособность основных частей системы. |
Каждая техническая система должна включать четыре основные части: двигатель, трансмиссию, рабочий орган и орган управления. Смысл закона заключается в том, что для синтеза технической системы необходимо наличие этих четырех частей и их минимальная пригодность к выполнению функций системы, ибо сама по себе работоспособная часть системы может оказаться неработоспособной в составе той или иной технической системы. Например, двигатель внутреннего сгорания, сам по себе работоспособный, оказывается неработоспособным, если его использовать в качестве подводного двигателя подводной лодки.
Закон можно пояснить так: техническая система жизнеспособна в том случае, если все ее части не имеют "двоек", причем "оценки" ставятся по качеству работы данной части в составе системы. Если хотя бы одна из частей оценена "двойкой", система нежизнеспособна даже при наличии "пятерок" у других частей. Аналогичный закон применительно к биологическим системам был сформулирован Либихом еще в середине 19-ого века ("закон минимума").
Из закона вытекает очень важное следствие.
Cледствие |
|
|
Чтобы техническая система была управляемой, необходимо, чтобы хотя бы одна ее часть была управляемой. "Быть управляемой" — значит менять свойства так, как это надо тому, кто управляет. |
Закон |
|
|
Закон "энергетической проводимости" системы Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы. |
Любая техническая система является преобразователем энергии. Отсюда очевидная необходимость передачи энергии от двигателя через трансмиссию к рабочему органу.
Передача энергии от одной части системы к другой может быть вещественной (например, вал, шестерни, рычаги и т.д.), полевой (например, магнитное поле) и вещественно-полевой (например, передача энергии потоком заряженных частиц). Многие изобретательские задачи сводятся к подбору того или иного вида передачи, наиболее эффективного в заданных условиях.
Важное значение имеет следствие из закона.
Следствие |
|
|
Чтобы часть технической системы была управляемой, необходимо обеспечить энергетическую проводимость между частью и органами управления. |
Закон |
|
|
Закон согласования ритмики частей системы Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является согласование ритмики (частоты колебаний, периодичности) всех частей системы. |
Хорошо работают, а значит, и жизнеспособны только системы, в которых вид колебаний подобран так, что части системы не мешают друг другу и наилучшим способом выполняют полезную функцию.
* * *
К "кинематике" относятся законы, определяющие развитие технических систем независимо от конкретных технических и физических факторов, обусловливающих это развитие.
Закон |
|
|
Закон увеличения степени идеальности системы Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности. |
Идеальная техническая система — это система, вес, объем и площадь которой стремятся к нулю, хотя ее способность выполнять работу при этом не уменьшается. Иначе говоря, идеальная система — это когда системы нет, а функция ее сохраняется и выполняется.
Несмотря на очевидность понятия "идеальная техническая система", существует определенный парадокс: реальные системы становятся все более крупноразмерными и тяжелыми. Увеличиваются размеры и вес самолетов, танкеров, автомобилей и т.д. Парадокс этот объясняется тем, что высвобожденные при совершенствовании системы резервы направляются на увеличение ее размеров и, главное, повышение рабочих параметров. Первые автомобили имели скорость 15-20 км/ч. Если бы эта скорость не увеличивалась, постепенно появились бы автомобили, намного более легкие и компактные с той же прочностью и комфортабельностью. Однако каждое усовершенствование в автомобиле (использование более прочных материалов, повышение КПД двигателя и т.д.) направлялось на увеличение скорости автомобиля и того, что "обслуживает" эту скорость (мощная тормозная система, прочный кузов, усиленная амортизация). Чтобы наглядно увидеть возрастание степени идеальности автомобиля, надо сравнить современный автомобиль со старым рекордным автомобилем, имевшим ту же скорость (на той же дистанции).
Видимый вторичный процесс (рост скорости, мощностей, тоннажа и т.д.) маскирует первичный процесс увеличения степени идеальности технической системы. Но при решении изобретательских задач необходимо ориентироваться именно на увеличение степени идеальности — это надежный критерий для корректировки задачи и оценки полученного ответа.
Закон |
|
|
Закон неравномерности развития частей системы Развитие частей системы идет неравномерно; чем сложнее система, тем не равномернее развитие ее частей. |
Неравномерность развития частей системы является причиной возникновения технических и физических противоречий и, следовательно, изобретательских задач. Например, когда начался быстрый рост тоннажа грузовых судов, мощность двигателей быстро увеличилась, а средства торможения остались без изменения. В результате возникла задача: как затормозить, скажем, танкер водоизмещением 200 тыс. тонн. Задача эта до сих пор не имеет эффективного решения: от начала торможения до полной остановки крупные корабли успевают пройти несколько миль…
Закон |
|
|
Закон перехода в надсистему Исчерпав возможности развития, система включается в надсистему в качестве одной из частей; при этом дальнейшее развитие идет на уровне надсистемы. |
Один из путей такого перехода: технические системы объединяются с образованием би- полисистемы. Объединение систем в надсистему (НС) "выгодно" для технической системы:
часть функций передается в надсистему (например, ремонт телевизоров в одной мастерской);
часть подсистем выводятся из технической системы, объединившись в одну становятся частью надсистемы (коллективная антенна вместо десятков индивидуальных);
у объединенных в надсистеме технических систем появляются новые функции и свойства…
