ТРИЗ для «чайников» – 3. Законы развития технических систем, том 1, издание 2-е исправленное и дополненное

Рис. 19. Токарный станок

На современных роботизированных станках с программным управлением все эти функции выполняет машина, а человек только контролирует и ремонтирует ее. Этот пример очень хорошо иллюстрирует закон вытеснения человека из технической системы, путем передачи его функций новым устройствам в системе.

Если чуть-чуть вернуться назад, то мы увидим, что первоначально орудия труда (инструменты) были примитивными и все остальное делал человек. Например, муку человек получал, растирая зерна камнями.

Рис. 20. Древние жернова

Но вот появились ветряные и водяные мельницы и плотины, и человек перестал использовать свою энергию для приведения в действие инструмента. То есть, человек был вытеснен из системы на уровне источника энергии.

Рис. 21. Ветряная и водяная мельницы

Аналогично появились вспомогательные устройства, и уже в токарном станке часть функций управления взял на себя станок. Со временем появились станки с программным управлением, и процесс управления полностью взял на себя станок. Человек был полностью вытеснен их системы механической обработки изделий.

Рис. 22. Станок с программным управлением

.

Что дает нам знание закона вытеснения человека из системы? Очень многое! Ведь мы теперь знаем куда двигаться, в каких направлениях совершенствовать систему.

Закон вытеснения человека из технической системы описывает тенденцию все более полного выполнения технической системой функций, ранее выполнявшихся другими техническими системами или человеком.

Пример

Еще 30—40 лет назад всем было очевидно, что автомобилем должен управлять водитель. Но сейчас появились самоуправляемые автомобили, и нет сомнения, что со временем (причем очень скоро), профессия водителя станет такой же экзотикой, как профессия извозчика! А управляемые автомобили уйдут на 4-й этап и останутся нишевым продуктом, или в спорте, как сейчас конный спорт.

Рис.23. Самоуправляемый автомобиль «Google»

3.1. Вытеснение человека с уровня источника энергии

Это самый примитивных уровень вытеснения человека, после появления простых инструментов, замещающих органы человека. Например, паровой машины, чтобы заменить мускульную энергию, или рычага, чтобы повысить усилие человека и др. В большинстве случаев, человек уже не используется, как источник энергии. Хотя это иногда продолжается в простых решениях, где человек традиционно пользуется своей энергией. Например, при создании новых механических устройств для очистки картофеля или соковыжималок. Хотя сейчас, изначально все системы проектируются так, чтобы не использовать мускульную силу человека. Особенно массово это стало с появление дешевых электродвигателей малой мощности.

Пример

Первоначально была придумана ручная соковыжималка для цитрусовых, с помощью которой гораздо удобнее выжимать лимонный сок из лимона, чем просто выдавливать руками. А затем ее оснастили электромотором, то есть заменили человека как источник энергии на электромотор.

Рис. 24. Ручная и электрическая соковыжималка

Пример

Еще 20—30 лет назад стеклоподъемники на боковых окнах автомобилей были механическими. Теперь практически на всех машинах они оснащены электроприводом.

Рис. 25. Стеклоподъемник механический и электрический

Замечание: стоит отметить, что использование человека в качестве источника энергии практически не применяется. Даже такие традиционно «человеческие»

Рис.26. Зубная щетка с электроприводом

инструменты, как зубная щетка, ….. имеют электрические приводы. Что касается новых современных приборов, то там все это проектируется по умолчанию.

3.2. Вытеснение человека с уровня управления

В настоящее время, это наиболее широко используемый шаг в совершенствовании технических систем, поскольку позволяет существенно снизить «зависимость» технической системы от человека (снизить ручной труд, повысить диапазон использования рабочего времени и т. д.).

Первоначально управление осуществляется человеком без преобразования, то есть непосредственно воздействием физической силы человека на управляющий орган.

Примеры

Руль у небольшого парусника управляется вручную, что требовало больших усилий рулевого.

Рис. 27. Руль древних кораблей

– На старых самолетах управление было ручное, и крайне тяжелое для летчика, из-за чего для управления требовалось большая физическая сила.

Рис. 28. Сикорский БИС-1

Условно вытеснение человека из органов управления системы можно разделить на два этапа:

– нижний уровень вытеснения человека – создание системы преобразования усилия управления, что облегчает работу человека; например, гидроусилители руля автомобиля, корабля или самолета.

Замечание: стоит отметить, что, так же как и в предыдущем пункте, во всех вновь разрабатываемых устройствах, уже сразу проектируются преобразователи энергии.

– высший уровень – появление устройств «замещающих» органы человека, например, копиры в токарных и фрезерных станка. Человек полностью вытесняется из системы.

Вытеснение человека с уровня получения информации, контроля и принятия решений