Эстетические параметры согласовываются при архитектурных разработках, при создании интерьера, при разработке новой моды и т. д.
Социальные параметры согласовываются при определении минимальной заработной платы, минимальной пенсии, мероприятий здравоохранения и т. д.
Экологические параметры должны быть согласованы при разработке новых заводов, электростанций, других сооружений и технологий.
Экономические параметры согласовываются при любых видах деятельности.
Согласование эргономических параметров важно не только при создании новой техники, но и при разработке игрушек, спортивных снарядов и оборудования и т. д.
Приведем пример на согласование размеров.
Пример 4.120. Кукла
Некоторыми куклами ребенок играет несколько лет. Размеры куклы не меняется. Не плохо бы, чтобы и кукла росла вместе с ребенком
В США выпускаются надувные игрушки из пластика, которые способны расти вместе с ребенком. Надо лишь подкачать сжатого воздуха.
Основное внимание мы уделим согласованию технических параметров.
Пример 4.121. Согласование параметров
При разработке электрических и радиоприборов согласуются сопротивления, конденсаторы, индуктивности, частоты и т. д.
Разработка сложных систем требует четкой согласованности входных и выходных характеристик соединяющихся блоков. Такое согласование идет по многим параметрам.
Пример 4.122. Космическая станция
Завершалась разработка космической станция «Венера-12». К конструкторам пришел ученый из Института геохимии и аналитической химии. Он попросил разместить в спускаемом аппарате станции еще один прибор весом 6 кг. Конструкторы только посмеялись над ним. Надо отметить, что в автоматических космических аппаратах очень плотная упаковка, где учитывается каждый грамм веса и кубический сантиметр пространства.
В спускаемом аппарате был центровочный груз, что бы он занимал строго определенное положение в пространстве. Конструкторы догадались заменить центровочный груз прибором, который одновременно выполнял свои функции и функции груза. Таким образом, была свернут (убран) центровочный груз, а его функция была передана прибору.
Пример 4.123. Шины самолета
В момент касания колеса шасси самолета посадочной полосы, колесо сильно истирается. Это происходит из-за очень большого трения, возникающей в результате разности скоростей движения самолета и неподвижной посадочной полосы. Как правило, такие колеса меняются после нескольких посадок. Это очень дорого.
Соответственно нужно было согласовать эти скорости и сделать разницу скоростей, как можно меньше или равной нолю. Следовательно, нужно или делать «бегущую» посадочную полосу или раскрутить колесо шасси. Естественно, значительно легче раскрутить колесо. Для этого нужно использовать имеющиеся ресурсы набегающий поток. На боковой поверхности колеса сделали направляющие (лопатки). Набегающий поток раскручивал колесо, и оно крутится точно с той же скоростью, с которой движется самолет22.
Согласование ритмики
Этот вид параметрического согласования выделен, так как достаточно часто используется в технике.
Под ритмикой мы понимаем временную диаграмму, частоты и периоды работы системы. Эти параметры должны быть согласованы для повышения эффективности работы системы и отсутствия нежелательных эффектов.
Согласование временных характеристик может проводиться:
1. Заданием строгой определенной последовательности работы.
Пример 4.124. Ритм работы
Конвейерная линия, последовательность работы на различных автоматах, график работы и т. п.
2. Динамичный график работы. Последовательность действий меняется в зависимости от устанавливаемых критериев.
Пример 4.125. Виды воздействия
В сложных технологических процессах виды и режимы обработки меняются в зависимости от свойств, которые необходимо получить, от состояния и вида объекта и т. д.
В медицине виды и продолжительность воздействия на пациента зависят от его состояния. Воздействия автоматически изменяются в зависимости от изменения определенных показателей состояния пациента.
3. Процесс делается прерывистым (импульсным) и в паузы одного процесса вставляется другой процесс. Это может экономить время проведения процесса или проводить два и более взаимоисключающих процесса.
Пример 4.126. Телегазета
С экрана телевидения можно прочесть телегазету. Для этого не используется специальный канал. Информация, несущая текст газеты, распределяется между сигналами телепрограммы. Специальная приставка позволяет прочесть текст газеты слитным. В современных телевизорах такая «приставка» встроена внутри.
Согласование частоты работы системы:
1. Согласование частот работы системы.
Пример 4.127. Радиоаппаратура
Чтобы ликвидировать вредные воздействия отдельных блоков радиоаппаратуры, предварительно согласовывают частоты их работы.
Пример 4.128. Массаж
Предложено массаж тела делать в ритме сердечных сокращений23.
Пример 4.129. Свисток для собак
В определенных условиях человек должен давать собаке различные команды, но их не должны слышать другой человек. Придуман «свисток», который излучает сигналы на высокой частоте, которые не может различить ухо человека, но собака слышит их.
2. Согласование работы, действий и с собственной частотой объекта.
Пример 4.130. Резка стекол
Для повышения эффективности резки стекла делают надрез на его поверхности и подают на стекло акустические колебания, с частотой равной частоте собственных колебаний стекла (а.с. 996 347). Стекло намного быстрее и точнее режется.
3. Динамическое согласование частот работы с собственной частотой объекта.
Пример 4.131. Воздействие на человека
Давно замечено, что низкие частоты отрицательно влияют на человека и даже могут убить его. Это свойство использовали для создания психологического оружия.
Многие органы человеческого тела имеют довольно низкие резонансные частоты: голова 20 30 Гц, вестибулярный аппарат 0,5 13 Гц, руки 2 5 Гц, а сердце, позвоночник, почки имеют общую настройку на частоту около 6 Гц.
Во Франции изобретен свисток для разгона демонстраций. В пятимильной зоне люди чувствуют во всем теле сильную болезненную вибрацию.
В США созданы инфразвуковые «прожекторы», которые создают в атмосфере акустические волны, способные повредить зрение, вызвать тошноту, страх Это новый вид психотропного оружия. На этих частотах звук легко проникает сквозь бетонные и металлические преграды. Можно предположить, что этот вид воздействия доведен до совершенства и для разных целей воздействуют на разные участки тела, изменяя частоту воздействия.
4. Согласование путем складывания противоположных сигналов или в противофазе.
Пример 4.132. Подавление шумов
Один из способов подавления шумов. Шумы улавливаются микрофоном, инвертируются и подаются точно такой же амплитуды обратно. Сигналы складываются и взаимно уничтожают друг друга.
Пример 4.133. Динамики
Часто на разных участках пространства требуется передавать через динамики разную информацию. Эта ситуация встречается в выставочных залах и других больших залах. Если передавать различную информацию через динамики, развешенные в разных местах зала, то возникнет явление реверберации (наложения одних волн на другие), то речь станет не различимой и будет только шум.
В Японии разработана аппаратура, накладывающая сигнал голоса дикторов на несущие ультразвуковые колебания, излучаемые динамиками. В каждый участок пространства направлено два динамика. Они излучают два направленных противофазных ультразвуковых луча. Лучи пересекаются в нужной зоне зала. Несущая (ультразвуковая) частота уничтожается, а остается только голос диктора.
Этот же принцип используется при радиопередаче. Несущая частота в радиоприемнике уничтожается, и остается только нужный сигнал.
Пример 4.134. Определение отека легких
Чтобы предотвратить отек легкого, необходимо знать количество жидкости, содержащейся в легких. Это осуществляли с помощью определения электрического сопротивления. Для этого ставили один электрод на груди и один на спине. Подавая на электроды малый ток, определяли сопротивление. Так как сопротивление кожи почти в 20 раз больше, чем сопротивление легких, то изменение сопротивление в легких было практически невозможно. Кроме того, сопротивление кожи изменяется по разным причинам.
Профессор Павел Рабинович из Израиля, предложил ставить с каждой стороны по три электрода. Это позволило при измерении вычесть составляющую кожного измерения и измерять только изменение сопротивление легких24.
4.5.8. Закон свертывания развертывания системы
Закономерность свертывания развертывания является основным из законов эволюции технических систем. Структура этих законов показана на рис. 4.47.
Рис. 4.47. Структура закономерностей эволюции систем
Закономерность свертывания развертывания включает два закона:
1. Закономерность свертывания;
2. Закономерность развертывания.
Закономерность свертывания развертывания заключается в том, что любая система в своем развитии сворачивает или разворачивает функции и элементы систем.
Этот закон увеличивает степень идеальности системы.
Закономерность свертывания.
Эта закономерность увеличивает степень идеальности за счет сокращения числа элементов системы без ухудшения (или при улучшении) функционирования.
Закономерность развертывания.
Эта закономерность увеличивает степень идеальности за счет увеличения числа функций, выполняемых системой без ее усложнения.
Закономерность свертывания
Данная закономерность один из способов увеличения степени идеальности, путем снижения себестоимости системы. Легче всего это осуществить, устраняя части системы. Идеально, когда при этом, функциональность системы не ухудшается, а остается той же или повышается.
Достичь этого можно, перераспределив полезные функции свернутых элементов между оставшимися элементами, а также их передачей элементам надсистемы или подсистемы.
Пример 4.135. Автомобиль
В автомобилях имеется тенденция помещать электродвигатель в колесо. Каждое колесо имеет свой двигатель, что позволило каждым колесом управлять отдельно, что значительно увеличило маневренность. Стало возможным разворачиваться на месте и осуществлять параллельную парковку.
Это пример на свертывание преобразователя энергии трансмиссии и переход к более управляемому полю (переход от механического к электрическому полю).
Пример 4.136. Зубная щетка на пальце
Пример на свертывание ручки зубной щетки изображен на рис. 4.48. Функцию ручки выполняет палец элемент надсистемы. Щетка стала компактной.
Это пример на свертывание трансмиссии (связи).
Рис. 4.48. Зубная щетка на пальце25
Пример 4.137. Зубная щетка ионы
Имеется зубная щетка, которая чистит зубы без пасты и воды (рис. 4.49). В щетке имеется стержень из диоксида титана, размещенный в прозрачной оболочке. При воздействии света стержень высвобождает электроны, которые при взаимодействии со слюной вырабатывают ионы водорода, разлагающие зубной налет.
Данный пример на свертывание надсистемных элементов (пасты и воды) и процесса механической очистки зубов процесс перешел на микроуровень.
Рис. 4.49. Зубная щетка ионы26
Правила свертывания:
свертываются элементы или операции, выполняющие вредные функции;
затем свертывают маловажные элементы или операции особенно с большой относительной стоимостью;
можно свернуть дополнительные элементы или операции, если какой-то элемент или операция выполняют эту функцию самостоятельно;
функции устраненных элементов или операций должны быть переданы другим элементам или операциям системы (подсистемам) или надсистеме. Функции свернутых операций могут быть осуществлены на: предыдущих, последующих или параллельных операциях.
Свернуть можно некоторые неважные функции системы. Это позволит снизить себестоимость системы, за счет отсутствия затрат времени и средств на их выполнение.
При свертывании широко используются все виды ресурсов.
Рассмотрим некоторые пути свертывания технических систем:
1. Передача функций, свернутых частей системы другим элементам системы или операциям процесса.
2. Вытеснение части системы или операции в надсистему.
3. Миниатюризация.
4. Переход в подсистему.
Удаление элементов и передача их функций другим элементам системы
Свертывание осуществляется за счет передачи функций свернутого элемента другим элементам системы.
Примечания
1
Овчинников В. Горячий пепел. М.: АСТ, 2011. ISBN: 978-5-17-073316-3,978-5-271-34599-9, 978-5-226-04068-9
2
Рисунок из книги: Енё Р. Сабо. Революция машин. История промышленного переворота. Из-во. «Корвина». Будапешт. 1979, С. 97.
3
Рисунок из статьи: Кортунов Д. 10 ошибок в дизайнеконок. Турбомияк. 12.02.3008.
4
Рисунок с сайта http://www.perunica.ru/raznoe/5649-pritcha-pro-slona-i-slepcov-dlya-teh-kto-lyubit-v-spore-iskat-istinu.html
5
Альтшуллер Г. С. Теория решения изобретательских задач. Справка «ТРИЗ-88». http://www.altshuller.ru/engineering16.asp.
6
Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. 2-е изд. М: Московский рабочий, 1973. С. 2347.
Альтшуллер Г. С. Уровни изобретений. URL: http://www.altshuller.ru/triz/levels.asp.
7
Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. 2-е изд. М: Московский рабочий, 1973. С. 32.
8
Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. С. 36.
9
Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. С. 3335.
10
Рис. 3.123.14 с сайта www.rfclimat.ru с разрешения руководителя компании Компания РФК Климат Михаила Каминского
11
URL: http://pro-kondicioner.ru/stati/princip-raboty-kondicionera.html
12
URL: https://www.tadviser.ru/index.php/Продукт:UiPath_Platform
13
URL: https://monobank.org.ua
14
URL: https://www.rbc.ru/crypto/news/5c654b179a79472c255271aa
15
URL: https://iconspeak.world/
16
URL: https://iot.ru/wiki/umnoe-selskoe-khozyaystvo
17
URL: https://www.popmech.ru/technologies/9590-chudesa-levitatsii-mikroskopicheskie-roboty/URL: http://technicamolodezhi.ru/news/novosti_nauki_i_tehniki/robot_%E2%80%93_levitator
18
URL: http://robotrends.ru/pub/1607/mikroskopicheskie-roboty-izlechat-ot-raka
19
URL: https://ria.ru/20180212/1514488251.html?in=t
20
URL: https://nplus1.ru/news/2018/07/18/rolls-royce
21
URL: https://ki-news.ru/2021/02/10/10-novyh-robotov-kotorye-izmenyat-mir/
22
Пат. Франции 2 600 619.
23
А.с. 1163853.
24
Патент США 4 749 369.
25
http://www.amazon.co.uk/Emmay-Health-Silicone-Finger-Toothbrush/dp/ B002L3TTQU http://www.jefferspet.com/products/petrodex-finger-gloves
26
https://vk.com/wall-38808673?offset=40&own=1&z=photo-38808673_290872033%2Fwall-38808673_67
http://soladey.narod.ru/work.htm