Законы развития систем. ТРИЗ. Изд. 2-е, испр. и дополненное

– Повышение функциональной и структурной целостности систем.

– Преемственность функционально-структурной организации многоуровневых систем.

– Адекватность функционально-структурной организации назначению системы.

– Сжатие этапов развития систем. Постепенное сжатие по временной оси диалектической спирали развития является общей закономерностью эволюции систем[107 - Там же, С. 108.].

Кроме того, Е. М. Балашов рассматривает:

– Принцип многофункциональности[108 - Там же, С. 94—116.].

– Методологию эволюционного синтеза систем[109 - Там же, С. 117—131.].

– Структурный синтез систем[110 - Там же, С. 132—155.].

Эволюционный синтез систем базируется на закономерностях развития антропогенных систем, используя функционально-структурный подход и создает проблемно-ориентированные системы. При этом используются принцип многофункциональности и структурный синтез систем. «Эволюционный синтез систем позволяет прогнозировать развитие проектируемых систем с позиций эволюции функций и эволюции технологий»[111 - Там же, С. 121.]. «Процесс проектирования системы на основе концепции эволюционного синтеза является по существу процессом последовательного формирования и преобразования (трансформации) моделей функционально-структурной организации систем»[112 - Там же, С. 132.].

Принцип многофункциональности[113 - Балашов Е. П. Принцип многофункциональности. Сб. трудов III Международной конференции «Вычислительная техника-73», НРБ, Варна, 1973.] устанавливающий взаимосвязь изменений функций и структуры многоуровневых систем в процессе развития и определяющий основные тенденции и этапы развития антропогенных систем.

1.5. Работы по законам развития техники в ТРИЗ

1.5.1. Законы развития технических систем, сформулированные Г. С. Альтшуллером

Первая система законов развития техники в ТРИЗ была разработана ее автором Г. С. Альтшуллером в 1956 году. Первоначально она выглядела так[114 - Альтшуллер Г. С., Шапиро Р. Б. Психология изобретательского творчества. – Вопросы психологии, 1956, №6, С. 37—49.].

– Отдельные элементы машины, механизма, процесса всегда находятся в тесной взаимосвязи.

– Развитие происходит неравномерно: одни элементы обгоняют в своем развитии другие, отстающие.

– Планомерное развитие системы (машины, механизма, процесса) оказывается возможным до тех пор, пока не возникнут и не обострятся противоречия между более совершенными элементами системы и отстающими ее частями.

– Это противоречие является тормозом общего развития всей системы. Устранение возникшего противоречия и есть изобретение.

– Коренное изменение одной части системы вызывает необходимость для функционально обусловленных изменений в других ее частях.

Кроме того, в этой работе, практически был сформулирован закон полноты частей системы. «Между главными составными частями машины – рабочим органом, передаточным механизмом (трансмиссией) и двигателем – имеется определенное соотношение, ибо все эти части находятся в тесной взаимосвязи и взаимообусловленности. Наличие взаимосвязи между главными составными частями машины приводит к тому, что развитие той или иной части оказывается возможным только до определенного предела – пока не возникнут противоречия между измененной частью машины и оставшимися без изменений другими ее частями». И далее: «Противоречия, возникающие между отдельными частями машины, являются тормозом общего развития, ибо дальнейшее усовершенствование машины невозможно без внесения изменений в соответствующие ее части, без коренного улучшения их свойств».

В следующих работах Г. Альтшуллер описывает отдельные законы. Например, закон увеличения степени идеальности дан в виде понятия идеального конечного результата и следующей формулировки: «Максимум нового эффекта при минимуме затрат на реализацию»[115 - Альтшуллер Г. С. Как научиться изобретать. – Тамбов: Кн. изд., 1961, 128 с. – С.56.].

В 1963 г. Г. Альтшуллер сформулировал следующие тенденции развития техники[116 - Альтшуллер Г. Как работать над изобретением. О теории изобретательства. – Азбука рационализатора. – Тамбов, Кн. Изд-во, 1963. 352 с. – С. 276.]:

– Увеличение параметров каждого единичного агрегата. Например, увеличение скорости самолета или грузоподъемности автомобиля.

– Увеличение удельных характеристик машин и процессов.

– Интенсификация производственных процессов (например, совмещение во времени нескольких этапов)

– «Динамизация» машин: машины с фиксированными характеристиками (вес, объем, форма и т. д.) вытесняются меняющимися в процессе работы машинами; «жесткие» конструкции вытесняются «гибкими». Это заметная тенденция в развитии современной техники – разделение машины на несколько гибко сочлененных секций.

В этой же работе описывается понятие «идеальная машина»[117 - Альтшуллер Г. Как работать над изобретением. О теории изобретательства, С. 300—301.]:

«Идеальная машина» — абстрактный эталон, в реальных условиях недостигаемый и отличающийся следующими обстоятельствами:

– Все части идеальной машины все время несут полезную расчетную нагрузку.

– Материал «идеальной машины» работает так, что его свойства используются наилучшим образом, например, металлические части работают только на растяжение, деревянные части – только на сжатие и т. д.

– Для каждой части «идеальной машины» созданы наиболее благоприятные внешние условия (температура, давление, характер движения внешней среды и т. д.).

– Если «идеальная машина» передвигается, то вес, объем и площадь полезного груза совпадают или почти совпадают с весом, объемом и площадью самой машины.

– «Идеальная машина» способна менять назначение (в пределах своей основной функции).

– Межремонтный период частей равен сроку службы всей «идеальной машины».

Сравнивая «идеальную машину» с идеей изобретения, можно судить об уровне, вообще достигнутом в данной отрасли техники, и о качестве найденной идеи.

В середине 70-х годов Г. Альтшуллер разработал другую систему законов, которая была описана в двух работах «Линии жизни» технических систем и «О законах развития технических систем», которые были распространены в школах ТРИЗ[118 - Альтшуллер Г. С. О законах развития технических систем. – Баку, 20.01.1977.]. В дальнейшем они были опубликована в книге «Творчество как точная наука»[119 - Альтшуллер Г. С. Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач. – М.: Сов. радио, 1979. – 184 с. – Кибернетика. – С. 113—127.] и сборнике Дерзкие формулы творчества[120 - Альтшуллер Г. С. Законы развития технических систем. – Альтшуллер Г. С. Дерзкие формулы творчества. – Дерзкие формулы творчества/ (Сост. А. Б. Селюцкий). – Петрозаводск: Карелия, 1987. – 269 с. – (Техника-молодежь-творчество), С. 61—65.]. Законы были разбиты на три группы: статика, кинематика и динамика. Приведем эти законы.

Статика

1.Закон полноты частей системы

Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы являются наличие и минимальная работоспособность основных частей системы.

Каждая техническая система должна включать четыре основные части: двигатель, трансмиссию, рабочий орган и орган управления[121 - Напомним, что К. Маркс ввел три обязательных элемента из которых состоит машина: машина—двигатель (у Альтшуллена – двигатель), передаточного механизма (у Альтшуллера – трансмиссия), машины-орудия, или рабочей машины (у Альтшуллера – рабочий орган) – см п. 1.2.].

Следствие из закона 1:

Чтобы система была управляемой, необходимо, чтобы хотя бы одна ее часть была управляемой.

2. Закон «энергетической проводимости» системы

Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы.

Следствие из закона 2:

Чтобы часть технической системы была управляемой, необходимо обеспечить энергетическую проводимость между этой частью и органами управления.

3.Закон согласования ритмики частей системы

Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является согласование ритмики (частоты колебаний, периодичности) всех частей системы.

Кинематика

4. Закон увеличения степени идеальности системы

Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности.