УРОК № 7-1: ЭТАПЫ БОЛЬШОГО ПУТИ: ДИНАМИЗАЦИЯ СИСТЕМ

Урок № 7: Этапы большого пути: Динамизация систем


Если нельзя, но очень хочется, то можно!

 

Над входом в лекционную аудиторию первого в СССР института изобретательского творчества в г. Баку висел этот лозунг. Он призывал нас преодолевать психологические барьеры при встрече с новым, верить в свои силы и творить. Практически большинство пришедших слушателей не имели изобретательского опыта. Среди нас были школьники, студенты, инженеры, аспиранты и кандидат наук. Задачи решали больше по наитию, по аналогии или путем перебора известных решений до тех пор, пока не познакомились с ТРИЗ. Очень трудно было перестраивать свое мышление на новый лад, изгоняя из него стремление решать любую задачу перебором вариантов, т.е. методом проб и ошибок (МПиО). Тогда мы ещё только пытались найти и приоткрыть каждый свою «зеленую дверь» (вспомните Г. Уэльса) в страну Творчества, понять её законы.

По определению творчество предполагает неповторимость и нестандартность в подходах к решению задач, относящихся к творческим. Проблема творчества является актуальной. Но ни в школе, ни в вузе творчеству не учат. Вся система среднего и высшего образования в большей степени направлена на формирование у будущего специалиста определен­ного уровня знаний и практических навыков, а с введением ЕГЭ – к «натаскиванию» школьников на удачное отгадывание ответов. Не случайно система ЕГЭ была устранена в СССР еще в 1935г. Постановлением Совнаркома. Вторичный её приход только усугубляет проблему. Но главное, современное образование не направлено на формирование творческой личности. Большинство людейк творчеству относят даже обычное конструирование или сборку моделей, т.е. копирование. Отсюда и неправильное понимание проблемы творчества, и само миропонимание. Чаще можно слышать вердикт: этому дан талант, а этому не дан - от природы, Бога или еще от кого-либо. Поэтому основной технологией был и ещё остается МПиО.

Всё это и подвигло на создание «Школы изобретательства» в г. Минеральные Воды, которая работала 7 лет на общественных началах. К распаду Советского Союза по стране работало около 400 подобных школ и институтов изобретательского творчества, где слушателей учили основам изобретательства на базе Отечественной Теории Решения Изобретательских Задач (ТРИЗ). Например, обязательным условием защиты выпускной работы в нашей школе было решение изобретательской задачи и получение авторского свидетельства.

Психологи утверждают, что 98 % рождающихся людей имеют способность к различным видам деятельности. Однако по результатам серии исследований, проведенных учеными нашей страны и США в порядке подготовки к конференции "Профессиональная непригодность и функциональная безграмотность": установлено, что 37 % шестилеток проявляют нестандартное мышление, творческие способности, к семилетнему возрасту процент таких детей падает до 17 %, а среди взрослых людей встречается лишь 2 % творчески одаренных личностей.

Цифры эти ужасающие, но ничего не говорят о причинах такой быстрой творческой деградации людей, и о том, как поддерживать творческий уровень на высокой отметке, постоянно самосовершенствуясь. Опыт работы с людьми разного возрастного и образовательного ценза (в Красноярском университете технического творчества у нас в качестве слушателей были школьники, студенты, инженеры, кандидаты и даже 2 доктора наук) показывает, что с возрастом многие перестают учиться, привыкают к шаблонами тому, что их больше устраивает, включая и их знания. На этом фоне легко создавать разные мифы об особом даре избранных, которые, потакая создателям мифов, за редким исключением пускают непосвященных в свою творческую лабораторию. Типичные примеры - миф о том, что Менделееву периодическая таблица приснилась во сне, ну а если бы не было Зингера, то швейную машинку так бы и не изобрели, хотя Зингер предложил только проделать в иголке отверстие для нитки, и т.п. Редко кто из ученых допускал любопытных и любознательных в свою творческую лабораторию. Прекрасный пример в этом плане автобиографические книги академика Н.В. Левашова «Зеркало моей души» и Светланы Левашовой «Откровение», в которых авторы на собственном опыте показывают, как шаг за шагом они формировали свое миропонимание и свои творческие способности, свой талант.

Искаженное, неправильное мировоззрение ведет к тем ошибкам, которые мешают правильному пониманию любой возникшей ситуации и любых явлений разумной жизни.

Например, изобретательство.

В процессе изучения природного мира, человек, используя полученные знания, изобретая, чтобы удовлетворить свои потребности и усилить свои возможности, создал искусственный мир — мир технических систем (ТС), роль которого стать своего рода «костылями» до того времени, пока он не научится обходиться без них. Но при исследовании и преобразовании природного и искусственного мира человек использует одни и те же подходы, т.е. одну и ту же методологию. Его познание проходит через решение творческих задач, технология которых включает две фазы: создание моделей, исследуемых или синтезируемых (усовершенствуемых) систем и их «внедрение». Отличие возникает лишь на стадии «внедрения» результатов исследования: в науке — проверка соответствия придуманных моделей природных систем реальным системам, в технике — их воплощение в «металл».

Смело до безумия, но фантастично и неактуально

 

Изобретательство должно стать нормой для любого грамотного инженера, а не исключением, особенно после появления отечественной ТРИЗ. Ему можно, и нужно учить и сделать решение творческих задач планомерным процессом, не зависящим от воли случая или других неуправляемых факторов.

Нас приучили доверять специалистам, и мы готовы поверить любым их нелепицам, особенно, если нелепицы рождены авторитетами. Отсюда большинство народа рассуждают по авторитету, а живут по преданиям. Как говорил по этому поводу Козьма Прутков: «Многие вещи нам не понятны не потому, что наши понятия слабы; но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий». И он же говорил, что «специалист подобен флюсу, полнота его односторонняя». Узкий специалист в наше время – это дорога с односторонним движением.

Вот несколько примеров, когда незнание и нежелание думать приводит к нелепицам.

Например, в школьной истории нам внушали, что египетские пирамиды строились огромной армией рабов, порядка 100 000 человек, например, при строительстве пирамиды Хеопса на участке размером 232,9 х 232,9 м. При этом они использовали систему рычагов для укладки блоков, которые вырезали в каменоломнях и доставляли их на катках. Это-то блоки весом от 2,5 до 500 тонн?! Попробовали бы сами историки, придуманными ими способами добычи, добыть, изготовить и доставить блоки за десятки километров от каменоломен по реке и по пескам к месту укладки! Как говорил К. Чапек: «Величайшее бедствие цивилизации - ученый дурак».

Блок в 500 тонн не способно смонтировать ни одно из существующих грузоподъемных устройств. Нужна целая система таких механизмов. Возникает противоречие: чтобы установить блок в 500 тонн в пирамиду, у египтян должно было быть приспособление, способное создать нужную подъемную силу, и не должно быть такого приспособления, чтобы смонтировать блок, т.к. не было их при уровне развития Египта, согласно исторической парадигме. Нет их и в наше время.

Противоречие может быть устранено двумя путями:

1. У египтян не было таких грузоподъемных механизмов, но они использовали то, что может уменьшить вес - антигравитацию. Но прямых доказательств этому нет.

2. Египтяне не имели мощных грузоподъемных механизмов, поэтому блоки не перемещали из каменоломен, а изготавливали на месте.

Как показали исследования, блоки для пирамид древние строители изготавливали из бетона, вяжущее (цемент) для которого получали с помощью шаровых мельниц (см. рис. 1), используя в качестве сырья обезвоженный от палящего солнца известняк, который «валялся под ногами».

Они применили два изобретательских приема: дробления (превратили камни в порошок) и динамизации (сделали порошок подвижным, способным принимать любую форму, добавив нужное количество воды) Кстати, рецепт бетона был обнаружен на одной из стел эпохи фараона Джоссера1. Бетон укладывали в опалубку, на дно и к стенкам которой предварительно крепили циновку. Следы от циновки видны на обломках каменного блока (см. рис. 7.1.).

Когда материал блока принимал необходимую прочность, поверх него заливали раствор известняка, а затем изготавливали следующий блок. Вот почему между блоками нет зазора, в который могло бы пройти лезвие бритвы.

Кроме того, надо понимать, что сложности и высокой точности строительства должны соответствовать и аналогичные технологии, т.к. они развиваются параллельно и по одним и тем же законам. Нельзя строить космический корабль топором и пилой.

Другой пример – изобретение пушек-мушкетов. Они появились в XIII веке. Но вот в иллюстрациях к Ветхому Завету 1536 года ветхозаветное войско израильтян изображено как средневековое войско2 со средневековым вооружением, которое везет за собой пушку на лафете (рис. 7.2.)!!!

Несмотря на то, что порох был известен задолго до изобретения пушек, последние появились только в 13 веке. Нужно было еще пройти этап изготовления труб (этап поиска состава устройства), которые могли бы выдержать взрыв пороха и были бы по всей длине одного калибра. Это новые технологии для того времени. Поэтому, если и были идеи и эксперименты, то они наверняка были неудачными, так же, как и с паровой машиной Паппена.

Например, изготавливали пушки из дерева (см. рис. 7.2.1.), когда уже был известен принцип пушки. Это был тупиковый ход. Нельзя «перепрыгивать» в развитии системы через этапы…

Итак, вначале были изобретены стволы, которые жестко крепили к основанию, были разные варианты (это был поиск структурыустройства, см. уроки 3 и 4). Затем, чтобы можно было менять положение ствола в пространстве, их сделали подвижными (стадия адаптации устройства), приделав колеса или посадив на лафет. Все шло в соответствии с законами развития технических систем, но методом проб и ошибок. Никто не обращал внимание на то, что технические системы «эволюционируют» (параллельно с эволюцией сознания человека). И в наше время повторяются одни и те же ошибки, т.к. о законах развития технических систем заговорили с появлением теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). В наше время неудачным был эксперимент с динамичным танком, когда пытались «перепрыгнуть» через этап в его развитии. А вот легендарной «Катюше» повезло. Перед войной этот ротный миномёт уже был динамизирован, но рама со снарядами устанавливалась на позиции стационарно, а далее её нужно было перевозить на новую позицию. Заводу было дано срочное задание ГКО СССР: установить миномет на пневмоколесный ход. За 13 часов - за ночь (!) по эскизам конструкторов была собрана на пневмоходу реактивная установка, получившая затем название «Катюша». Вот это были темпы!

Но есть и другая беда человечества – быстрое привыкания к шаблонам, штампам, незнание законов развития систем, ведущее к возникновению психологической инерции, являющейся тормозам развития, как человека, так и науки, и техники.

Вот типичный пример. Изобретатель Митурич П.В., после долгой переписки с патентными экспертами наконец-то в 1930 году получил авторское свидетельство на движитель для судов с эластичным корпусом и гибким каркасом, приводимым в волнообразное движение с помощью шатунов (см. рис. 7.2.1.). До него азбукой для кораблестроителей был жесткий корпус судна, который должен иметь достаточную остойчивость.

 

Поэтому эксперты были просто ошарашены его решением, заметив в своем ответе: «Мы, судостроители, боремся с гибкостью судов, а вы ищете в ней какие-то динамические возможности. Смело до безумия, но фантастично и неактуально». Они забыли, что в подвижной воде судно должно быть также подвижно, как вода, а не быть просто жестким болтающимся в воде «бревном». Об этом знал еще капитан Немо, девиз которого был «Подвижный в подвижном».

Эти примеры ещё раз подтверждают необходимость разностороннего развития людей, их воображения, чтобы видеть мир системно и объемно, со знанием законов его развития, а не калейдоскопично: переставил факты – новая картина, еще переставил – совсем другая картина и, как следствие, приговор науки: «есть академическая наука и академики лучше знают, что можно использовать, а что нет». Аналогично известный академик расправился с судном на воздушной подушке (рис. 7.2.1.) Константина Циолковского в 1927 году, который первым высказал идею подобной машины на воздушной подушке в работе "Сопротивление воздуха и скорый поезд". Вместо колес динамичный бесколесный слой сжатого воздуха. Эта идея и подтолкнула доцента Новочеркасского политехнического института Владимира Левкова к созданию собственной конструкции, правда, не поезда, а катера, опытные модели которого были построены в 1935 году им же. Но промышленные модели появились в 1959 г. Практически на 32 года официальная наука задержала развитие этой системы! Она же задержала развитие физики Вселенной почти на 80 лет после экспериментов американского исследователя Мюллера (см. Н.Левашов. Неоднородная Вселенная) по измерению скорости света и скорости эфирного ветра.

Отличный ответ таким горе- «академикам» в методологическом плане - статья Алексея Артемьева «Города мастеров» (см. «Советник»). Для того, чтобы археологические находки можно было связать с конкретной эпохой, необходимо хорошее знание законов развития технических систем, знание технологий времени создания артефакта, экологии того времени и т.д. Только тогда можно создать мозаичную или объемную картину прошлого.

Как уже было отмечено в уроках № 3 и 5, система в своем развитии проходит три стадии. Одной и самой длительной является стадия адаптации.Основным механизмом адаптации является динамизация (в широком смысле слова).

Впервые об этом приеме писал в своей книге «Творчество как точная наука» Г.С.Альтшуллер, который предложил мне в 1979 г. исследовать этот прием, т.к. сдается ему, это скорее всего, закон. Было проведено исследование (проанализировано большое количество патентов, технических систем, научно-техническая литература) и подготовлена статья для журнала «Наука и техника», предварительно она была апробирована в 1980 г. на Свердловском семинаре по ТРИЗ, затем на Петрозаводском, где была дана обширная схема закона в виде таблицы, хотя чуть раньше Альтшуллеру была послано схематическое изображение закона динамизации, которую он раскритиковал, но, которая в 1984 г. вошла в модель эволюции ТС (см. урок 6), и была доложена на Всесоюзной конференции в в г. Новосибирске в институте философии, где получила высокую оценку и самого Г.С.Альтшуллера. В журнале «Техника и Наука» статья не была опубликована, хотя первая статья была дополнена описанием закона динамизации и дана схема (алгоритм) развития любой технической системы, а также к физическим полям, используя которую слушатели нашей школы сделали несколько изобретений, а затем на них были получены авторские свидетельства.

К сожалению, к указанному редакцией сроку другие авторы не подготовили статьи по другим законам, что в результате явилось причиной разрыва отношений с редакцией. А сама статья была растиражирована и разослана многим тризовцам, это было нормой. Первая публикация о законе динамизации в виде тезисов появилась в сборнике к вышеуказанной конференции. А дальше пошло обычное явление – присвоение отдельных кусков статьи разными «авторами».

 

Все технические системы «рождаются» жесткими. Например, многоэтажное здание. И с первых "шагов", после синтеза системы, в еще незнакомый, но сложный и быстроменяющийся мир, технические системы начинают испытывать на себе воздействия его среды - технической, природной, а также «претензий» человека. Вот в этот период и начинается для "молодой" системы великая "драма идей", потому что она вступает в длительную стадию адаптации к окружающей среде (ОС) - время интенсивного приобретения «навыков жизни» в ней (рис. 7.2.2.). Об этом знал ещё и жюль-верновский капитан Немо, девиз которого был: «Подвижный в подвижном».

По общему определению динамизация - это приспособление (адаптация) системы к меняющейся взаимодействующей с ней окру­жающей среде (ОС) через «ломку» структуры системы, её элементов.

Встречаясь с первыми претензиями(воздействиями среды или человека), система как бы "ломается" на части, соединяемые затем подвижными или гибкими связями, например, кубик Рубика, дома-трансформеры и т.п.. Вначале она поддается и приспосабливается к силе окружающей среды (пассивная адаптация). Затем, используя её силу, направ­ляет эту силу против самой же среды (активная адаптация). На­конец, "ломает" саму среду, изменяя ее так, как это нужно са­мой системе или человеку (агрессивная адаптация). В противном случае система не проходит отбор, производимый человеком, тогда остается одно - занимать узкую "нишу" в техносфере или "поги­бнуть", не успев развернуться в сложную систему и дать многооб­разие своему виду. Пример игрушка «Ванька-встанька» (рис. 7.2.3.).

 

Итак, «молодые" системы имеют преимущественно жесткие связи меж­ду частями и жесткую структуру (например, нож = лезвие+ручка), которые не позволяют им адап­тироваться к меняющимся условиям ОС. Однако в процессе разви­тия систем, жесткие связи и структура заменяются на подвижные (складной нож = лезвие + ручка, соединенные шарнирно), гибкие, динамичные, легко поддающиеся управляемому изменению. Причем степень этой подвижности постоянно увеличивается при "освоении" среды путем введения новых гибких, подвижных свя­зей. Чтобы динамизировать систему, в ТРИЗ рекомендуют применять ПРИНЦИП ДИНАМИЧНОСТИ3:

а) характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе работы;

б) разделить объект на части, способные перемещаться относительно друг друга.

Иначе говоря, там, где система разрушается под действием каких-либо воздействий или жесткая связь мешает ей приспособиться к новым условиям, нужно заранее разрушить систему в этом месте и соединить разрушенные части подвижными связями. Судно с длинным корпусом разрушается надвое при длине волны шторма соизмеримой с длиной корпуса судна. Следовательно, в этом месте нужно заранее «сломать» корпус судна и соединить его части подвижными связями. Типичный пример, катамаран (рис. 7.2.4.): с целью обеспечения возможности прохождения узких фарватеров и повышения маневренности катамарана, каждый из поперечных рычагов 2 шарнирно 3 присоединен к борту корпуса 1, а платформа 4 снабжена колесами 5, смонтированными на ее продольных краях, при этом платформа 4 выполнена с поперечными пазами, а корпуса снабжены роллами, которые размещены в поперечных пазах платформы.

А вот пример из живописи, когда художнику нужно было в статике показать динамику. Речь идёт о картине Сурикова В.И. (1887 г.) «Боярыня Морозова». Решение пришло не сразу. Суриков хотел показать движение саней, на которых сидела Морозова, но в этом случае это был бы просто «кадр» из действа, т.к. люди стояли вдоль дороги. Нужно было показать, что сани движутся. Суриков ввел в картину персонаж бегущего за санями мальчика, в результате чего картина пришла в «движение». Аналогичный прием ранее использовал Перов В.Г. в картине «Тройка» (1866 г.): на ней бежит собака, придающая картине динамичность.

 

 

 

Для особо любознательных

 

Рациональный алгоритм динамизации

технических систем (РАД) 4

В соответствии с закономерностью последовательного вычерпывания ресурсов развития, адаптация идет по трем направлениям (см. урок 6): на уровне системы (В), переходом в надсистему (А) и - в подсистему (С) (на уро­вень вещества, его структур и поля, см. рис. 7.3, схему РАД). Систему

можно развивать по любому из возможных направлений, прогнозируя её развитие заранее и четко по законам, воплощая в «металл» уже полученную идею, вместо слепого перебора вариантов методом проб и ошибок, который часто требует годы жизни. Это должно стать нормой жизни: каждый инженер должен быть изобретателем. Это возможно при правильном мировоззрении и правильном понимании законов развития искусственных систем, к которым относится техника, а также законов мироздания.

В цепочках алгоритма РАДа, как в ДНК, записано какой быть системе в том или ином "возрасте". Вот несколько примеров. Подвесное многоэтажное здание (рис. 7.2.2.) по А.С. СССР № 787585 (БИ № 46, 1980 г.): для улучшения условий эксплуатации и комфортности, его этажи выполнены с возможностью одновременно перемещаться вдоль ствола на подвесках и вращаться вокруг ствола. Исходную систему - здание - разделили на части, соединив их подвижными (кинематическими) связями,согласовав их движение с дневным солнечным циклом, превратив в результате здание в техническую систему более высокого ранга. Теперь у него имеется не только двигатель (Д), трансмиссия (Т), но и орган управления (ОУ), управляющий зданием и его подсистемами (этажами). Кстати, в природе принцип динамичности один из главных механизмов адаптации природной системы к реальным условиям.

Другой пример, свая – жесткая система. Однако по А.С.СССР № 609828 (БИ № 21, 1978 г.): для повышения несущей способности, ствол сваи выполнен в виде сердечника и двух швеллеров, соединенных шарнирно. А вот по А.С. СССР № 816817 (БИ №30, 1971 г.) опорная поверхность подколонника фундамента выполнена сферической и установлена в сферической выемке. Вместо жесткой связи введён шарнир.

Независимо от того, какая часть система подвергается адаптации, её механизм остается одним и тем же, а степень динамизации зависит от глубины проникновения «претензии π»(воздействия окружающей среды: внешней или внутренней – показано красными стрелками) в саму систему. Это можно видеть на модели эволюции технических систем (см. урок. 6) и рис. 7.4.

 

Здесь красными стрелками показаны линии развития (динамизации) системы. Например, как только появились танкеры водоизмещением более миллиона тонн и возникли проблемы с торможением системы и возможным её разрушением, появились решения, предлагавшие выполнять танкер из отдельных секций-контейнеров – подсистем - водоизмещением по 10 000 тонн, связанных друг с другом шарнирно (см. рис. 7.5, Патент. Вбр. № 1403 191).

 

А чтобы увеличить скорость судна, увеличивают не мощность его двигателей, а уменьшают трение корпуса о воду применением материала «ламинфло», аналогичного коже дельфина, выделяющей длинномерные молекулы, превращающие турбулентные потоки в ламинарные. В данном случае «претензия» ударила по веществу корпуса. Понятно, что место, «куда может ударить претензия», вызвано многоуровневостью Окружающей Среды (ОС) и самой системы.

Динамизация ТС, как диалектический процесс отражает всю гамму противоречий, возникающих при воздействии на них меняющихся условий, «претензий» окружающей среды. Разнообразие этих «претензий» приводит к созданию разнообразия технических систем, отзывчивых на них. Однако «претензии» окружающей среды меняются гораздо быстрее, чем создается многообразие ТС, способных «откликнуться» на них. Попытки совместить в одной системе возможность «отклика» на различные изменения «претензий» окружающей среды приводит к значительному усложнению ТС. Возникает целая гамма противоречий1. не только между ТС и ОС, но и между тенденциями развития ТС, которые могут быть разрешены следующими способами:

  1. Уходом от «претензий» ОС путем изменения ТС таким образом, чтобы на измененную ТС эти «претензии» не действовали и отпала необходимость в согласовании организаций ТС и ОС (переход от винтовой авиации к реактивной – меняется форма самолета и крыльев, отсутствуют явление флаттера и др.).

  2. Уходом в другую среду, где эти «претензии» отсутствуют или не оказывают разрушающего воздействия на ТС (переход от надводного судна к подводному и др.).

 

РАД приспособит систему к чему угодно…

Используя рациональный алгоритм динамизации (РАД) можно динамизировать любую систему по линиям А, В и С (см. рис. 7.3, схему РАД). Например, по линии «жесткая система» 1 -2 – 3 – 4 …: 1 - судно с «жестким» корпусом, но его трудно разгружать при швартовке в порту, поэтому судно разделили на две части и соединили их шарнирно – 2, но с ростом размеров судна, в частности танкеров, становится опасным его разрушение под действием больших волн и возникает возможность загрязнения океана, например, нефтью (рис. 7.5.). Для устранения этой опасности, танкер делят на множество контейнеров, которые соединяют друг с другом шарнирно или гибкими связями – 3. Или: судно выполняют гибким, в виде «рыбьего хвоста» - 3. Океан подвижен, поэтому он будет «ломать» жесткий каркас судна, следовательно, он должен быть разрушен конструкторами, в идеале до отдельных атомов, т.е. танкер должен стать подвижным или жидким – Э или Ж. Инженеры, братья Аршава, так и сделали во время войны, поэтому их «жидкие» танкеры в виде «мешков» по 12000 тонн водоизмещением немецкие летчики не могли заметить с самолетов.

Можете взять любую жесткую систему и «прогнать» её по линиям схемы (рис. 7.3.), прогнозируя дальнейшее развитие системы. Так вы можете сделать своё первое изобретение.

Например, возьмем древнее изобретение человека – судно для выполнения различных функций. Перечислим «претензии» внешней среды к судну: большая осадка при швартовке у причала, мелководье, узкие фарватеры, макроволны и др. А дальше ваш «ход».

А вот пример из практики. В 90-м году мы демонстрировали наш отечественный программный продукт «Изобретающая машина», созданный на основе ТРИЗ, в Южноуральске. На третий день выставки начальник почты отделения железной дороги прислал главного инженера узнать, что это за программа. Получив рекламный материал, инженер удалился, сказав, что начальник не верит в то, что можно решать задачи по правилам… А в последний день за 15 минут до закрытия выставки он вновь появился и сказал, что начальник поверит, если мы решим его задачу, которую тот решал целый год. Он даже изготовил опытный образец, а министр путей сообщения СССР рекомендовал внедрить его изобретение во всех почтовых отделениях железной дороги. Я согласился и предложил изложить задачу. А она состояла в том, что для погрузки посылок в вагоны используют тележки, на которых подвозят посылки к вагонам. Однако при большом количестве адресатов поезд из тележек не умещается на перроне и, кроме того, за короткий период почтовики не успевают загрузить все посылки. Как быть?

Программа быстро вывела на техническое противоречие, которое следовало устранить. Если используем мало тележек, тогда их все разместим на перроне, но не погрузим все посылки. Используем много тележек, погрузим все посылки, но не разместим тележки на перроне. Стало ясно что нужно сделать, чтобы разрешить возникшее противоречие: чтобы подвезти все посылки к вагону, тележек должно быть много, и их не должно быть много (должно быть мало), чтобы они смогли разместиться на перроне. Примерно в течение 10-15 минут решения задачи программа подсказала, что нужно использовать приемы динамичности и перехода в другое измерение(от плоской – к пространственной). Было представлено несколько решений.

Итак, посылки укладывают на основание тележки, следовательно, тележек должно быть мало, чтобы разместить их на перроне против соответствующего вагона, но, с другой стороны, оснований должно быть много, чтобы разместить все посылки. Устраним это противоречие путем перехода к полисистеме (см. урок 6): разместим несколько тележек одна над другой. Лишние элементы (колесные пары и т.п.) нужно убрать, оставив только основания, которые теперь будут выполнять роль полок.

Эти полки зафиксируем на четырех стойках, на таком друг от друга расстоянии, чтобы могла поместиться посылка, но жесткие стойки с полками будут мешать, когда посылок будет мало, т.е. тележки нужно адаптировать к меняющимся условиям. Сделаем связь полок со стойками подвижной с фиксаторами и еще введем шарниры в основание стоек, чтобы их можно было «пригибать» к основанию, как складной нож. Это одно из предложенных решений, к которому пришел начальник почты. Он пригласил к себе на почту, чтобы показать свою тележку, при этом долго сетовал на то, что потерял год на то, что можно было получить за 10-15 минут.

Другой пример. Возьмем обычную школьную доску – это жесткая система (точка 1 РАДа). Её площадь ограничена, а нужно увеличить хотя бы в два-четыре раза, а то и во много раз. Попробуйте сами, используя принцип динамичности или схему динамизации развить школьную доску по линиям: Б - А-О1 –О2 -; Б – 1 – 2 – 3 – 4 -; Б – Э – Ж – Г – П.

Теперь мы знаем, что, степень изменения системы, т.е. её динамизация зависит от глубины проникновения претензии (воздействия) в систему. Но иногда система использует "хитрые" приемы: уходит от претензий, чтобы разрушить их или не быть отзывчивым на них, т.е. не быть совместимой с ними. В этом случае мож­но наблюдать проявление другого механизма антидинамизации.

 

АНТИДИНАМИЗАЦИЯ

 

До сих пор речь шла о том, что с развитием технических систем повышается степень их динамичности. В систему вводятся гибкие, подвижные связи, позволяющие ей лучше приспособиться к взаимодействующей с ней средой. Но вот несколько примеров, когда для лучшей приспосабливаемости системы повышают ее жесткость. Здесь наблюдается обратная тенденция - увеличение жесткости системы, т.е. антидинамизация.

Например, чтобы воздухо-опорное сооружение надежно противостояло натиску ветра, по А.С. СССР № 528 373 к шатру крепят элементы жесткости в виде колец переменного сечения, накачанных подобно шинам велосипеда. А для управления жесткостью шланга по А.С. СССР № 934 143 его гибкий изолирующий материал выполнен пористым и пропитан электрореологической суспензией. В электростатическом поле суспензия мгновенно твердеет.

Еще один пример.

А.с. СССР 479 871: стойка шахтной крепи, выполнена в виде пневматического баллона, соединенного с верхним и нижним основаниями. С целью увеличения жесткости крепи, основания снабжены дисками с фиксаторами угла поворота и шарнирно укрепленными стержнями, которые расположены наклонно относительно оси стойки.

А в природе? Если бы ствол бамбука рос в виде сплошной «трубы», то тогда он не смог бы удержать собственный вес. Поэтому природа мудро создала узлы на стволе, чем сделало ствол более жестким и одновременно, гибким, «сдав» экзамен по сопромату на отлично.

Введение жестких связей - антидинамизация- не противоречит закону динамизации, а отражает диалектический характерразвития технических систем. Аналогично и в живой природе: одеревенение молодых побегов, превращение хрящей в кости и т.д. Антидинамизация преобладает в тех случаях, когда воздействие каких-либо меняющихся условий вызывает необходимость уменьшения или ликвидации подвижности систем. Это один из путей уйти от разрушающего действия ОСпри переходе претензий ОС с уровня, на котором было соответствие организаций системы и ОС (например, плод человека в утробе: он гибок, подвижен, как жидкость, в которой он находится) на более высокий, т.е. макроуровень (вверх по схеме РАДа)

(чтобы выдержать воздействие гравитации, у человека после рождения укрепляются кости), или - при переходе ТС на новый уровень организации, на котором сохраняются воздействия прежнего уровня претензий ОС (жесткий операционный стол заменяют «жидким», который легко принимает форму человеческого тела) (за счет физических или иных свойств вещества ТС).

Известно, что перепад мерности при одних условиях (значениях) может привести к неустойчивости (динамичности) вещества и распаду его на первичные материи, а при других - обеспечивает его стабильную устойчивость (жесткость структуры) (см. Н.Левашов. «Неоднородная Вселенная»).

Борьба и единство двух тенденций – увеличение подвижности и увеличение жесткости сопутствуют развитию ТС на любом этапе динамизации. На макроуровне вначале идет динамизация структуры ТС (метр делится на 10 частей и эти части соединяются шарнирами, получается складной метр), но сохраняется антидинамизация частей (каждая часть метра жесткая) и вещества системы (материал метра – вещество с жесткой кристаллической структурой). При переходе функционирования системы на микроуровень, наоборот, на макроуровне система становится жесткой, а на микроуровне становится подвижной структура вещества и его подсистем.

Зная о второй стороне закона динамизации - антидинамизации, всегда можно заранее решать возникающие задачи и прогнозировать новые.

Понимание того, что в природе каждое явление имеет свою противоположность: динамизация может меняться антидинамизацией. порядок – беспорядком, беспорядок – самоорганизацией (синергетикой) и.т.д., позволит сформировать правильное миропонимание.

Как уже отмечалось выше, адаптация живой материи к окружающей её среде происходит поэтапно, следовательно, развитие искусственных систем также должно происходить по тем же общим законам.

Если естественный отбор в природе – это адаптация к условиям экологической ниши, то в технике аналогично: каждое новое изобретение есть адаптация технической системы (ТС) к условиям, в которых должна будет функционировать система, т.е. к той нише, для которой она создана.

Потребность выполнять данную (главную полезную) функцию (для которой создана данная ТС) заставляет изобретателей адаптировать её к новым условиям функционирования, т.е. к новой нише техносферы, а это даёт многообразие данного вида ТС. КПД ТС является одним из определяющих факторов в конкурентной борьбе ТС. Возможность повышение эффективности и КПД системы создаёт условия для активного заселения данной ниши и распространения физического принципа системы на другие ниши. Изменение условий функционирования (чаще определяемых человеком) требует адаптации ТС к этим условиям, что приводит к их «мутации», если по аналогии использовать биологический термин.

 

За одного битого двух не битых дают

 

Познание и развитие окружающего мира идет неравномерно, что отражается на неравномерном развитии искусственных систем, причем развитию подлежат в первую очередь те части искусственной системы (ИС), которые испытывают претензии окружающей среды.И чем больше претензий «бьёт» по системе, тем быстрее она развивается.

Развитие частей искусственной системы идет неравномерно; чем сложнее система, тем неравномернее идёт развитие ее частей.Это проявление закона неравномерности развития частей системы.

Неравномерность развития частей системы является причиной возникновения технических и физических противоречийиследовательно, изобретательских задач.Например, когда начался быстрый рост тоннажа грузовых судов, мощность двигателей быстро увеличилась, а средства торможения остались без изменения. В результате возникла задача: как тормозить, скажем, танкер водоизмещением 200 тыс. 2 5 млн. тонн. Задача эта до сих пор не имеет эффективного решения: от начала торможения до полной остановки крупные корабли успевают пройти несколько миль…

Системы, которые прошли какие-то этапы в своем развитии, как правило, подтягивают отстающие системы путем переноса человеком технических решений от одной системы к другой и из одной области техники в другую, при условии, что и там, и там возникают одинаковые противоречия. Примерно так при разностороннем развитии человека наиболее «продвинутые» нейроны мозга подтягивают менее «продвинутые», ликвидируя перепад мерности (см. «Сущность и разум» т. 2)

Помните: кого чаще «бьют», тот быстрее и развивается

 

 

 

 

1Носовский Г.В., Фоменко А.Т. Введение в новую хронологию. (Какой сейчас век?). М.: КРАФТ+ЛЕАН, 1999. – 613-622.

2Носовский Г.В., Фоменко А.Т.Там же.с.552-554, 581-590.

3Г.С. Альтшуллер, Алгоритм изобретения. - М.: Московский рабочий, 1969 - Приложение 1.

4Кондраков И.М. Динамизация технических систем. Тез. В сб.: "Методология и методы технического творчества". Новосибирск. СО АН СССР. 1984 г. С. 70-72; Кондраков И.М. Рациональный алгоритм динамизации технических систем. Вестник БелГТАСМ. № 5, 2003. Материалы межд. конф. «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии», посвященного 150-летию В.Г.Шухова Белгород, 2003. с. 367-371.

 

27

 

http://www.zoofirma.ru/
Яндекс.Метрика
http://www.zoofirma.ru/
http://www.zoofirma.ru/