Теория решения изобретательских задач
Шрифт:
Рабочий орган, трансмиссия, двигатель и орган управления — основные функциональные блоки ТС. Техническая система, имеющая все основные функциональные блоки, называется полной (развитой).
Линия эволюции ТС схематически выглядит так (рис. 6):
Рис. 6. РО — рабочий орган, Тр — трансмиссия, Дв — двигатель, ОУ — орган управления
1. Всегда ли развитие идёт от простейшего
— Техническая система может остановиться в своём развитии по данной линии. Так, обычный столярный молоток, как и столетия назад, представляет собой рабочий орган с трансмиссией, а функции двигателя и органа управления по-прежнему выполняет человек. В то же время семейство молотков включает и такую специализированную ТС, как устройство для забивания свай в грунт, имеющее уже и двигатель, и орган управления.
2. Приведите пример развитой ТС со всеми основными функциональными блоками.
— Самолёт. Он имеет РО — винт (движитель) и фюзеляж с крыльями, двигатель [9] , трансмиссию, органы управления. Обратите внимание, что любой из функциональных блоков можно рассматривать как самостоятельную ТС, которая также может иметь свои функциональные блоки. Например, система управления современного самолёта — сама по себе сложная ТС, имеющая свои двигатели и трансмиссии.
3. Выше сформулирована ГФ молотка. Но ведь молотки бывают разные — от обычного столярного или кулинарного до молота для забивания свай. Разве у них одна ГФ?
9
Или несколько двигателей.
— Главная функция первобытного молотка осталась таковой для всего семейства: изменять форму, свойства, положение в пространстве объекта путём нанесения ударов по его поверхности. В то же время для специализированного молотка мы можем сформулировать ГФ точнее, с учётом его специализации.
4. Вы привели формулировки ГФ для сравнительно простых объектов. А как быть со сложными, многофункциональными системами, например компьютером?
— То, что сейчас называют компьютерами — это большое семейство ТС, которые используются с разными целями. Техническая функция компьютера — это обработка электрических сигналов. А вот назначений (которые также можно назвать потребительскими функциями) даже у обычного офисного компьютера действительно очень много. При использовании различных программ ГФ может меняться.
5. Технические системы, выполняющие функции измерения или обнаружения, например микроскоп, имеют те же функциональные блоки?
— В измерительных системах присутствуют те же функциональные блоки. Так, рабочими органами микроскопа являются или окуляр, или экран, на который проецируется изображение. Система линз, по которым проходит световой поток, — это трансмиссия. Источник света (лампа или зеркальце, которое посылает солнечный свет на обследуемое поле) — это двигатель. Есть в микроскопе и своя система управления — это система наведения на резкость или система смены уровня увеличения.
6. Можно ли считать развитыми ТС, работающие как статические конструкции, например телевизионную антенну или здание?
— Многие статические конструкции (свая, столб) до сих пор являются простыми техническими системами,
Упражнение 1
Сформулируйте ГФ для следующих технических систем [10] :
• шариковая ручка;
• колесо телеги;
• броня танка;
• кулинарный молоток для отбивания мяса.
Упражнение 2
1. Перечислите несколько возможных дополнительных функций ТС «шариковая ручка».
2. Найдите несколько возможных латентных функций ТС «воздушный шар».
3. Подсистемы и надсистемы, системный подход
10
Ответы в приложении 1.
Подсистемы
Как правило, ТС рассматривается не абстрактно, а в контексте какой-либо задачи.
Например, необходимо удешевить автомобильное колесо, не ухудшая его потребительских качеств. Колесо автомобиля, как и любая ТС, имеет части. Можно выделить эти части и представить колесо в виде структурной схемы (рис. 7):
Рис. 7. Структурная схема колеса
При этом не забудем, что части колеса тоже могут рассматриваться как технические системы и детализация схемы может продолжаться настолько глубоко, насколько это необходимо для решения конкретной задачи.
Структурная схема — это схема, показывающая связи между подсистемами ТС.
Любые части (элементы) ТС в ТРИЗ называются подсистемами. Зачем нужно «вычислять» подсистемы, делать структурную схему? Дело в том, что все свойства ТС определяются её подсистемами и взаимодействием между ними. Структурная схема позволяет тщательно разобраться в устройстве и свойствах ТС, найти неиспользованные резервы совершенствования, ресурсы развития ТС.
Подсистема — часть ТС, имеющая значение для решения задачи. Элемент — подсистема ТС, условно считающаяся неделимой в рамках конкретной задачи.
Надсистемы
В то же время каждая ТС является частью какой-то б'oльшей системы. Эта б'oльшая система, в которую рассматриваемая ТС входит в качестве подсистемы, в ТРИЗ называется надсистемой.
Так, кухонная плита является подсистемой кухни, а сама кухня — подсистемой квартиры. Кухня — надсистема для плиты. Квартира — надсистема для кухни.
Для каждой ТС можно найти много надсистем. Выбор надсистемы зависит от задачи, в рамках которой рассматривается система. Если решается задача о продаже кухонных плит, то в качестве одной из надсистем логично рассматривать торговый зал магазина, в котором их продают.