ТРИЗ для профи и не только. Законы развития технических систем. Том 1. Издание 3-е, исправленное и дополненное

Подробно об использовании законов динамизации элементов системы и технологии, согласования-рассогласования, развертывания-свертывания при совершенствовании систем можно прочитать в книге серии «ТРИЗ для чайников» «Законы развития технических систем», том 2 [5]. Мощным инструментом для таких изобретений становятся микростандарты, описанные в законах развития технических систем [5, 15].

1.4. Четвертый уровень – конструкторско-технологическая оптимизация

Часто значительное повышение степени идеальности системы обеспечивается простой инженерной работой, в рамках известных инженерных знаний.

Определение: Конструкторско-технологическая оптимизация – это улучшение системы за счет изменения материалов, оптимизации конструкции системы и ее элементов, без разрешения противоречий.

Этот уровень, в понимании многих тризовцев, не является изобретательским, поскольку не разрешается техническое противоречие, или разрешается примитивное противоречие очевидными способами. Часто это уровень рационализаторского предложения. Но иногда даже эти решения могут быть защищены патентами, а главное, они могут быть очень эффективными с экономической точки зрения. Реализуются же они в рамках известных тенденций развития в рамках закона повышения степени идеальности.

Замечание: Часто бывает, что эти «не изобретения» настолько существенно меняют стоимость и эффективность системы, что это радикальное меняет ее положение на рынке.

К традиционным путям конструкторско-технологической оптимизации относятся:

– замена материалов;

– оптимизация параметров и формы деталей на основе стандартных инженерных расчетов;

– использование серийных элементов из других областей техники;

– переход к крупноблочным конструкциям;

– компромиссные решения.

Пример

Замена стальных труб в системах водоснабжения домов на пластиковые и металлопластиковые не только существенно снизила стоимость материала и сборки, но и повысила их долговечность.

Рисунок 25. Чугунные трубы заменены на пластиковые

Пример

В сущности современная газонокосилка принципиально не отличается от первой бензиновой газонокосилки 1918 года полковника Эдвина Джорджа. Обычное конструкторское совершенствование всех элементов, без прорывных пионерных решений. Но, черт возьми, есть разница! Если желающих покупать первые газонокосилки было немного (дорогие, тяжелые, шумные…), то теперь почти каждый владелец дома в США имеет свою газонокосилку.

Рисунок 26. Прямо скажем – газонокосилка несколько изменилась

На сегодня в ТРИЗ разработано множество инструментов, позволяющих эффективно развивать систему в рамках одной S-кривой и получать великолепные результаты за счет решений третьего и четвертого уровня.

Глава 2. Потребности. Значение изобретения для общества

В цирке ходила легенда о трюке, который придумал один жонглер. Год он готовил номер с жонглированием тремя спичками! С точки зрения мастерства – это сложнейший трюк! Он показал номер профессионалам, и они были в восторге, но… в цирке номер не пошел. Зрители не могли увидеть этот номер даже с ближних рядов в огромном здании цирка!

Так и в изобретательстве. Есть великолепные изобретения, которые практически не влияют на развитие общества, а есть простенькие решения, которые совершают переворот в обществе.

Что же значимо при внедрении изобретения? Что делает его важным для общества?

Как то ни странно, но значение изобретения для общества не всегда связано с его уровнем. Более важны:

– Своевременность появления изобретения (готовность общества, науки, техники и технологий); под этим мы понимаем, позволяет ли уровень развития техники быстро и безболезненно внедрять новую техническую систему?

– Широта применения системы, рынок внедряемой системы; то есть насколько широкие слои населения могут использовать новую техническую систему или технологию?

– Значение для пользователя; важность потребности человека или общества, которую оно удовлетворяет?

– Значение для надсистемы, и влияние инновации на ее развитие.

Важными оказываются некоторые другие параметры.

Итак, уровень сложности найденного технического решения совсем не тождественен его значению для общества. Часто бывает, что одинаковые по уровню изобретения имеют для общества совершенно разное значение.

2.1. Уровень изобретения и потребность в нем

Рассмотрим три изобретения первого уровня. Все они – пионерные изобретения. В основе каждого из них – открытие. Каждое из них стало началом новой S-кривой, новым направлением в своей области.

2.1.1. Пенициллин

Пенициллин – первый антибиотик – антимикробный препарат, полученный на основе продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

По легенде, его случайно открыл в 1928 году Александр Флеминг. Он занимался исследованиями борьбы с бактериями, и как-то обратил внимание на то, что плесень Penicillium, которая выросла в обычной колбе, угнетает рост колонии бактерий.

Флеминг сделал правильный вывод – плесень Penicillium notatum обладает бактерицидным действием.

Его результаты стали основой работ, Говарда Флори (Howard Florey, 1898—1968) и Эрнста Чейна (Ernst Chain, 1906—79), Оксфордского университета, которые в 1938 году выделили чистую форму пенициллина. А уже в 1941 году была получена первая доза пенициллина, которая спасла жизнь 15-летнему подростку с заражением крови.

Рисунок 27. Александр Флеминг

Рисунок 28. Колонии плесени Penicillium notatum

Надо понимать, что еще в 1930-х годах десятки тысяч людей умирали от дизентерии, воспаления лёгких, тифа, лёгочной чумы, а сепсис был смертным приговором[14 - Оба мои деда умерли от воспаления легких совсем не старыми, им не было и 50 лет. Один – незадолго до Великой Отечественной войны, второй – в 1942 году. Пару доз пенициллина могли бы спасти каждого из них!].

С началом Второй Мировой войны резко возросла потребность антибиотиках, способных защитить многие тысячи раненых от заражения крови. Работы над получением пенициллина резко ускорились, и в 1943 году впервые началось промышленное производство пенициллина. Грибок выращивали на курином бульоне, а затем из него получали лекарство.

Раскачиваться времени не было и технология массового выпуска пенициллина, сразу же была передана на предприятия Pfizer и Merck. В середине Второй мировой войны в США производство пенициллина было поставлено на конвейер, что спасло от гангрены и ампутации конечностей десятки тысяч американских и английских солдат.

Рисунок 29. Чаны для выращивания пенициллина

В 1945 году Флемингу, Флори и Чейну была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях».

Однако технология выращивания грибка на курином бульоне была крайне дорогостоящей и громоздкой. Нужна была другая технология.

И она появилась! В 1946 г. удалось осуществить синтез пенициллина, который был идентичен природному, полученному биологическим путем. Технология биосинтеза пенициллина позволила многократно снизить стоимость препарата, а главное – она стала основой для получения многих других антибиотиков.

Пенициллин, а затем и другие антибиотики стали доступными во всех странах мира, что спасает жизнь и здоровье миллионам людей.

2.1.2. Имплантирование в стоматологии

Как это ни странно, но зубным протезированием люди занимались еще две тысячи лет назад. Следы протезирования находят в египетских захоронениях. Правда, успехи были крайне сомнительны.

Настоящее протезирование началось с XIX века. И основными правилами протезирования были: