Опишем систему законов техники, разработанную А. И. Половинкиным97. Он их разделяет на две группы: законы строения технических объектов и законы развития техники.
1. Законы строения технических объектов
1.1. Законы симметрии технических объектов
1.1.1. Закон двухсторонней симметрии.
1.1.2.Закон осевой симметрии.
1.1.3. Закон центральной симметрии.
1.2.Законы корреляции параметров технических объектов.
1.2.1.Закон гармонического соотношения параметров технического объекта.
1.2.2.Закон корреляции параметров одного ряда технических объектов.
1.3.Закон гомологических рядов технических объектов.
1.4.Законы соответствия между функцией и структурой технического объекта.
2. Законы развития техники
2.1.Законы расширения множества потребностей-функций
2.1.1. Закономерности возникновения и сохранения потребностей-функций.
2.1.2. Систематика потребностей и их иерархия.
2.1.3.Расширение множества потребностей-функций.
2.2. Закон стадийного развития технических объектов.
2.3.Закон прогрессивной конструктивной эволюции технических объектов.
2.4. Закон возрастания разнообразия технических объектов.
2.5. Закон возрастания сложности технических объектов.
Закономерности эволюцииантропогенных (искусственных) систем описал в своей монографии Е. М. Балашов98. Главное внимание он уделил техническим системам. Приведем основные из рассмотренных закономерностей:
1. Сохранение основных функций развивающихся систем.
2. Относительное и временное разрешение противоречий в антропогенных системах.
3.Повышение функциональной и структурной целостности систем.
4. Преемственность функционально-структурной организации многоуровневых систем.
5.Адекватность функционально-структурной организации назначению системы.
6.Сжатие этапов развития систем. Постепенное сжатие по временной оси диалектической спирали развития является общей закономерностью эволюции систем99.
Кроме того, Е. М. Балашов рассматривает:
Принцип многофункциональности100.
Методологию эволюционного синтеза систем101.
Структурный синтез систем102.
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»103. «Процесс проектирования системы на основе концепции эволюционного синтеза является по существу процессом последовательного формирования и преобразования (трансформации) моделей функционально-структурной организации систем»104.
Принцип многофункциональности105, устанавливающий взаимосвязь изменений функций и структуры многоуровневых систем в процессе развития и определяющий основные тенденции и этапы развития антропогенных систем.
Глава 4. Работы по законам развития техники в ТРИЗ
4.1. 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 так106.
1. Отдельные элементы машины, механизма, процесса всегда находятся в тесной взаимосвязи.
Первая система законов развития техники в ТРИЗ была разработана ее автором Г. С. Альтшуллером в 1956 году. Первоначально она выглядела так106.
1. Отдельные элементы машины, механизма, процесса всегда находятся в тесной взаимосвязи.
2. Развитие происходит неравномерно: одни элементы обгоняют в своем развитии другие, отстающие.
3.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.
4. Это противоречие является тормозом общего развития всей системы. Устранение возникшего противоречия и есть изобретение.
5.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»107.
В 1963 г. Г. Альтшуллер сформулировал следующие тенденции развития техники108:
1.Увеличение параметров каждого единичного агрегата. Например, увеличение скорости самолета или грузоподъемности автомобиля.
2. Увеличение удельных характеристик машин и процессов.
3.Интенсификация производственных процессов (например, совмещение во времени нескольких этапов)
4.«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»109:
«Идеальная машина» абстрактный эталон, в реальных условиях недостигаемый и отличающийся следующими обстоятельствами:
1. Все части идеальной машины все время несут полезную расчетную нагрузку.
2.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.
3.Для каждой части «идеальной машины» созданы наиболее благоприятные внешние условия (температура, давление, характер движения внешней среды и т. д.).
4. Если «идеальная машина» передвигается, то вес, объем и площадь полезного груза совпадают или почти совпадают с весом, объемом и площадью самой машины.
5.«Идеальная машина» способна менять назначение (в пределах своей основной функции).
6.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