Рисунок 2. Первый рентгеновский снимок рука Альберта фон Кёлликера, 21.01.1896 года
отраслях, например, новых способов выращивание овощей в многоуровневых теплицах и многие другие.
Рисунок 3. LED-светильник с множеством элементов; один из элементов
Основой пионерных изобретений являются:
открытия, то есть новое знание в науке и технике;
усовершенствование одной из подсистем (или технологии) до настолько высокого качественного уровня (скачек в развитии некоторой системы), который обеспечит создание системы с новой функцией.
В рассмотренных примерах:
Рентгеновский аппарат не смог бы быть создан без открытия Рентгеном икс-лучей (за которое он, кстати, получил Нобелевскую премию по физике за 1901 год и право на дворянский титул!).
Появление LED-светильников не могло быть сделано раньше открытия в 1960-1970-х годах желтого, белого и синего светодиодов. В свою очередь, открытия не могли бы появиться без высокого уровня развития техники и технологии выращивания кристаллов оксидов редкоземельных элементов высокой чистоты.
1.2. Второй уровень не пионерные системы, являющиеся основой новых S-кривых
К не пионерным системам относятся системы, выполняющие известные функции, и в которых используются только известные подсистемы и элементы, но объединение, которых позволяет создать новую систему. В ряде случаев, эта новая система обладает преимуществами, позволяющими преодолеть качественные ограничения, не позволяющие развиваться предыдущим системам, то есть порождает новые S-кривые. Именно такие изобретения относятся ко второму уровню.
Есть три пути создания изобретений второго уровня:
замена одной из ключевых подсистем на другую, качественно превосходящую предыдущую;
объединение двух (и более) различных систем в полисистему с образованием нового качества;
применение системы по новому назначению.
В зависимости потребности, которую удовлетворяет новая система, от ее рынка, такие системы могут стать основой для создания целых новых отраслей техники.
Замечание: А могут и не стать! Если рынок ограниченный или специфический! Но все равно это будут изобретения второго уровня.
1.2.1. Создание новых систем, через замену одной из подсистем, на подсистему с новым принципом действия, или добавление новой подсистемы (гибридизация 1).
Новые, не пионерные системы, порождающие новые S-кривые, могут появляться, в результате того, что в известной системе одна из значимых подсистем заменяется на новую, позволяющую получить новое качество. Как правило, заменяется наименее эффективная в настоящий момент для данной системы подсистема. Или подсистема, исчерпавшая ресурс развития. Новая подсистема работает на ином (хотя уже известном ранее и используемом в других системах10) принципе действия, позволяющем получить новое качество.
Примеры
Автомобиль немного измененная карета, в которую устанавливается двигатель внутреннего сгорания (или электрический двигатель). Обратим внимание на то, что и карета была известна, и двигатель внутреннего сгорания11 вышел на второй этап развития. Но новая система обладала более высокими потребительскими качествами по сравнению с обычной каретой. Именно поэтому и появилась новая величайшая S-кривая автомобили.
Рисунок 4. Первый автомобиль Луи Рено. Не правда ли он очень похож на коляску?
Пример
Беспилотные летательные аппараты это оснащение самолетов системами управления на расстоянии; первоначально установка системы телеметрии и замена системы управления. Однако впоследствии произошло полное изменение конструкции. Современные беспилотники совершенно не похожи на обычные самолеты это новая S-кривая.
Рисунок 5. Истребитель-бомбардировщик А-4С и один из первых боевых беспилотников QF-4
Рисунок 6. Современный ударный беспилотник MQ-9 Reaper, 2007 год
Как это ни парадоксально, но такие значимые с точки зрения человечества новые технические системы, как автомобиль, реактивная авиация, не что иное как «простая» удачная замена одной из важных подсистем в технической системе, на качественно более совершенную. И эта замена выполнена в соответствие с известными законами развития технических систем. Они не являются пионерными системами! То есть в классификации ТРИЗ это ГИБРИДИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ.
Как это ни парадоксально, но такие значимые с точки зрения человечества новые технические системы, как автомобиль, реактивная авиация, не что иное как «простая» удачная замена одной из важных подсистем в технической системе, на качественно более совершенную. И эта замена выполнена в соответствие с известными законами развития технических систем. Они не являются пионерными системами! То есть в классификации ТРИЗ это ГИБРИДИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ.
Обычно, первоначальная конструкция таких гибридов довольно механистичная замена одной системы другой или дополнение системы отсутствующим элементом (например, системы автоматического управления вместо человека, соответствие с законом вытеснения человека из системы), При этом все остальные части системы сохраняются. Однако, со временем, эта замена становится основой для радикального совершенствования всей системы. Но происходит это уже в рамках новой S-кривой (см. Раздел 2, глава 3).
Замечание: Стоит отметить, что значимость изобретения для этой группы часто определяется не только (и не столько) самим изобретением, но, в большей степени, рынком системы, и его значимостью для развития общества, то есть Потребностью, которую оно удовлетворяет (см. Раздел 1, глава 2).
Пример
Казалось бы, керосиновая лампа это всего лишь модернизация масляной лампы, известной еще со времен Древнего Египта, которая стала использовать новое топливо промышленно производимый керосин (неограниченный ресурс), вместо животного масла (весьма ограниченный ресурс). То есть система совсем не пионерная, и изменения не очень значительные, но изменение доступности топлива позволило резко расширить рынки. Ее появление радикально изменило общества. Клерки смогли увеличить рабочий день (особенно в зимнее время), повысились возможности образования (студенты и учёные получили возможность читать в вечернее время), работники получили возможность работать на предприятиях и мануфактурах в темное время суток, продавцы продавать товары и т. д.
Рисунок 7. Керосиновая лампа
Важное замечание гибридизация, в отличие от создания пионерных систем, вполне алгоритмизируемый процесс, а значит, может быть поставлен «на поток».
Поиск таких изобретений может быть выполнен, например, с использованием обычного морфологического ящика. Стоит отметить, что при работе с таким ящиком важную роль играет понимание «тенденции удешевления продуктов». Это существенно снизит психологическую инерцию при создании новых, достаточно дорогих на первом этапе, но пока неэффективных систем. В классификации Г.С. Альтшуллера это позволяет создавать изобретения четвертого-пятого уровней.
1.2.2. Простое объединение двух и более разнородных систем с последующим свертыванием (гибридизация 2).
Объединение разнородных систем позволяет создавать новые объекты.
Пример
В современном комбайне объединены две системы косилка и молотилка. Но у них общий двигатель, шасси с колесами и многое другое. А технология такова, что одновременно выполняются две операции. И все это делает один человек!
Рисунок 8. Косилка и молотилка были объединены в комбайн
Техника гибридизации хорошо разработана в исследованиях В. М. Герасимова и В. О. Прушинского, и может, после приобретения небольшого опыта, быть использована рядовыми инженерами [12, 13].
Инструментами для гибридизации могут быть, хорошо проработанные на сегодня, функционально-стоимостной анализ и законы развития технических систем. Такой подход позволяет быстро и эффективно создавать изобретения второго-четвертого уровня по классификации Г.С. Альтшуллера.
1.2.3. Использование известных материалов, технических систем и технологий по новому применению
Часто применение известных технологий порождает новые технические системы (новые S-кривые), отличающиеся от тех, которые использовали эти технологии ранее.
Наиболее ярким примером этого являются современные компьютеры. Первоначально компьютеры разрабатывались для выполнения сложных математических расчетов.
Но, в какой-то момент, программисты начали использовать компьютеры для печати картинок символами. Идея была подхвачена и вскоре на компьютере стали печатать тексты, а еще через некоторое время у компьютеров появилась масса новых применений. Теперь математические вычисления один из узких рынков из всех применений компьютеров. Разумеется, и сама система при этом претерпела существенные изменения.