ТРИЗ для «чайников» 3
Законы развития технических систем, том 2
Лев Певзнер
© Лев Певзнер, 2018
От автора
Как и все книги из серии «ТРИЗ для чайников», эта книга адресована инженерам и исследователям, не имеющим специальной подготовки в области ТРИЗ. То есть материалы книги могут быть сразу применены для работы любым специалистом.
В этой книге сохраняется подход, который использовался в книгах серии. То есть Вам будут предложены общие тенденции развития технических систем (в классификации Б. Злотина линии, паттерны различных законов), и их проявление через микростандарты. Я постарался помочь Вам сделать анализ возможностей развития Вашей системы как можно более простым и алгоритмизированным, а заодно, дать Вам в руки мощный инструмент.
Любые ли тенденции, описанные ниже, могут работать в Вашей ситуации? Нет не любые! Но вероятность того, что вы на верном пути будет значительно выше, чем при случайном, хаотичном поиске.
Все ли линии и микростандарты описаны в данной книге? Нет, далеко не все! Работа по анализу развития систем с помощью законов развития только в самом начале. Частично законы развития технических систем, предложенные Г. Альтшуллером, описаны в работах Б. Злотина, А. Зусман, В. Петрова, Ю. Саломатова, С. Литвина, А. Любомирского и других исследователей. Но превращение их в полномасштабный эффективный инструмент задача, стоящая перед тризовцами в настоящее время.
Я буду благодарен Вам, если вы найдете и пришлете новые линии, микростандарты и примеры, не описанные в книге, и пришлете их. Все исправления будут использованы при втором издании книги «исправленном и дополненном»!
Введение
Это случилось в Уральском НИИ черных металлов, когда я работал младшим научным сотрудником лаборатории листового проката. Я зашел к нашим соседям, в лабораторию металлоизделий. Мой коллега сидел за своим столом расстроенный до последней степени.
Ты чего такой грустный?
Да вот послали заявку на изобретение, а ВНИИГПЭ (Всесоюзный научно-исследовательский институт государственной патентной экспертизы пояснение автора) отказал. Вот ты изобретатель, взял бы да изобрел, как воевать с ВНИИГПЭ!
А, зачем воевать? Возьми да посмотри по законам развития, как должна совершенствоваться система. Вот тебе и будет новая заявка.
А-а, говорить все могут. И вообще, что это за законы?
Я взял материалы заявки. Лаборатория металлоизделий занималась прокаткой заготовок для столовых ножей, стамесок и других изделий периодического профиля. При такой прокатке стальной пруток диаметром 1220 мм и длиной 1020 см нагревается до 8001200 градусов, а затем задается в валки, на которых вырезан нужный профиль. Проходя между валками, металл деформируется, и получается исходная заготовка для изделия, которая после шлифовки и полировки становится ножом, вилкой или стамеской. Обычно, при такой прокатке проблема состоит в том, что много металла уходит в ширину, в облой, как говорят прокатчики. В облой уходит до трети металла. И это все отходы. Придумал мой товарищ простое и очень эффективное решение: вдоль на поверхности прокатного валка нанести неглубокие бороздки (0,10,3 мм глубиной и 0,51,0 мм шириной). Потери металла на них мизерное, зато теперь металл не сможет утекать в ширину и весь потечет в длину, то есть будет практически полностью использован по назначению. Пруток можно будет сделать короче и сэкономить дорогую нержавеющую сталь. Здорово придумано, да вот экспертиза нашла похожее решение, придуманное раньше, и отказалась выдать авторское свидетельство.
Ну, так что, будем совершенствовать твои валки?
Ну-ну, посмотрим, на что твой ТРИЗ годен!
Итак, один из законов развития технических систем говорит о том, что при совершенствовании системы параметры инструмента и изделия должны согласовываться между собой. Кстати, у тебя как, на заготовке асе бороздки одной глубины?
Да.
Для всех изделий?
Ну почему, у каждого изделия своя глубина бороздок: у узких больше, чтобы меньше металла вбок текло, а у широких бороздки помельче: больше металла в ширину идет.
Слушай, а форма изделия у тебя меняется по длине?
Конечно.
Так ведь тогда получается, что металл должен течь по-разному в разных местах заготовки. Где больше, где меньше.
Ну, конечно же, ты что, сам не понимаешь, что ли?
Да я-то понимаю. Не понимаю другого. Если у тебя металл по-разному должен течь, так почему же у тебя бороздки одной глубины?
А, в самом деле, почему? Так ты предлагаешь
Да, да. Сделать валки с сетками бороздок переменной глубины. Где глубже, где мельче, а если надо, чтобы металл активно вбок потек, так вообще поперек валка бороздки сделать, На это и заявку послать.
Спустя месяц заявка была готова, а еще через полтора года мы получили авторское свидетельство 1 337 179. В 1988 году это решение было внедрено сразу на трех заводах, выпускающих изделия периодического профиля (рис. взят из авторского свидетельства).
Рис. 1. Вальцы с бороздками разной глубины.
Как видите, законы развития технических систем прекрасный инструмент для совершенствования технических систем*.
В тризовской среде часто спорят, как называть «законы развития технических систем» или «закономерности развития технических систем». В сущности, терминология это философские рассуждения, не имеющие практического значения. Мы будем пользоваться и тем, и другим термином, в зависимости от ситуации и принятой практики использования этих терминов в ТРИЗ.
В этой книге мы рассмотрим не весь комплекс законов развития технических систем, а только три из них, которые на сегодня наиболее детально разработаны, и могут быть сразу эффективно использованы рядовым инженером, без специального обучения:
.______________________________________________
* Вы можете спросить, а можно ли развивать систему не зная законы развития технических систем, по наитию, по озарению, благодаря одаренности? Да, можно! Просто вы потеряете больше времени, сил и денег. Это все равно, что подбирать корни квадратного уравнения, по очереди подставляя числа, вместо того, чтобы пользоваться формулой Виета.
Закон повышения динамичности и управляемости
Закон развертывания-свертывания;
Закон согласования-рассогласования.
Благодаря им можно быстро увидеть основные направления по совершенствованию Вашей системы в рамках действующей S-кривой (подробно о S-кривой написано в ТРИЗ для чайников-3, том 1) и предложить новые решения.
Все законы будут рассмотрены через линии и микростандарты. Применение такого подхода позволяют сделать работу с законами более инструментальной.
Важное замечание: не существует разных законов развития. Есть один общий закон, который мы условно, для удобства анализа, разделили на несколько закономерностей. Именно поэтому одна закономерность часто отражается в другой. Например, динамизация системы обеспечивает согласование (или рассогласование) в ней, а развертывание часто связано с динамизацией. Все три рассмотренные закономерности будут частично покрывать друг друга. На одни и те же решения Вы сможете посмотреть под разными углами зрения, и это расширит Ваши возможности в поиске оптимальных решений для Вашей задачи.
Глава 1. Закон развертывания-свертывания
Развитие технической системы начинается с минимального набора подсистем, которые составляют новую систему, то есть при наличии, которых появляется новое системное свойство. В ТРИЗ это называется функциональный центр системы.
Определение: функциональный центр ТС минимальный набор подсистем, обеспечивающий появление нового системного свойства (выполнение новой функции).
В Средние века одежде при дворах королей стали придавать большое значение, тогда и появилось приспособление для глажки. Первыми утюгами стали сковороды, внутрь которой закладывались угли. Когда они нагревались, ими начинали водить по одежде.
Собственно говоря, это был первый утюг его функциональный центр минимальная система, обеспечивающая выполнение главной функции разглаживать белье. Состоял он из нагреваемой рабочей поверхности, ручки и углей, в качестве нагревающего элемента.
Еще один пример автомобиль. Первый автомобиль это карета с двигателем.
После появления новой системы, она, как новорожденный ребенок, сразу начинает расти и развиваться. В ней появляются новые элементы и системы, которые расширяют ее возможности.