Публикации по ТРИЗ

Доклад на научно-практической конференции
"Творчество во имя достойной жизни",
Великий Новгород, 11-12 июля 2001 года

СХЕМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЗАКОНОВ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Эта работа является продолжением работы "Второй этап анализа законов развития технических систем" (и Резюме к ней), где представлено обоснование обусловленности ЗРТС физическими законами и свойствами материального мира ( г. Петрозаводск, 2000 г.).

В работе "Второй этап анализа законов развития технических систем" (1) показано, что законы развития технических систем (ЗРТС) и их взаимодействие обусловлены , с одной стороны, ролью, отводимой человеком техническим системам (ТС) ; а, с другой стороны, поскольку ТС - материальные объекты, - физическими законами и свойствами материального мира.

1. Роль ТС. ЗПЧС. Человек создает ТС для обслуживания своей жизни и деятельности; иными словами, ТС - инструмент по определению, что отчасти объясняет почему любая ТС в процессе развития должна становиться полной (Закон полноты частей системы - ЗПЧС) или, что то же, - полным инструментом.

2. ТС - материальные объекты, подчиняющиеся законам материального мира. Согласно законам физики материальная система должна находиться в состоянии:

равновесия (как внутреннего, так и в отношении объекта взаимодействия),
устойчивого равновесия, чтобы существовать.

3. Равновесие и согласование.

3.1.Обусловленность ЗСР. "Согласно законам Ньютона, например, лучше не прыгать в проходящий поезд, не разогнавшись до его скорости. Согласование скоростей - это приобретение состояния покоя (в системе отсчета поезда) или, что то же, - равновесия; в результате чего становится возможным взаимодействие материальных объектов без разрушения и нежелательных потерь энергии. Согласование параметров взаимодействия, обеспечивающее равновесие (сил), соответствует наилучшим условиям взаимодействия объектов. Первая группа ЗРТС относится к статике. Статика изучает условия равновесия материальных тел под действием сил. Закон согласования ритмики (ЗСР) устанавливает необходимость согласования ТС по временным параметрам взаимодействия: ритмике и периодичности действия. ЗСР прямо обусловлен законами Ньютона" (1).
3.2. Обусловленность ЗСПВ. "Согласование по параметру (параметрам) взаимодействия представляет собой, по существу, механизм приведения в равновесие соответствующих сил во избежание взаиморазрушения материальных объектов. Параметры взаимодействия могут быть не только временными, но и пространственными (форма, размеры,…), эксплуатационными (прочность, надежность,…),физическими (сопротивление вес,…). Мир - материален, системен и - существует, поэтому согласование взаимодействующих объектов, по-видимому, универсально. Исходя из этого, "Согласование в технических системах", рассматривающее согласование параметров ТС, можно именовать, на мой взгляд, "Законом согласования по параметру взаимодействия" (ЗСПВ)" (1). {Равновесие} => {ЗСПВ, ЗСР}.
3.3. Согласование ТС с миром.. Действие ЗСПВ. Материальный мир - динамический самоорганизующийся эволюционирующий беспредельный. Чтобы взаимодействовать с объектами мира без разрушений, - ТС должна становиться такой же: динамической, самоорганизующейся, эволюционирующей, с беспредельными возможностями увеличения значения и количества необходимых параметров; иными словами, Закон согласования по параметру (параметрам) взаимодействия (ЗСПВ) ТС с миром обусловливает: Закон перехода в надсистему (ЗПНС) - увеличение количества параметров взаимодействий и функций; Закон увеличения степени динамичности (ЗУСД) , Закон увеличения степени управляемости (ЗУСУ). {ЗСПВ} => {ЗПНС, ЗУСД, ЗУСУ }.
3.4. Взаимодействие ЗПНС и ЗСПВ. Человек по сравнению с миром имеет ограниченные возможности, поэтому увеличение мощности ТС (величины, количества параметров, функций) с какого-то момента превосходит эти возможности (рассогласование - ЗСПВ'): {ЗПНС} => {ЗСПВ'}.
3.5.Взаимодействие ЗПНС и ЗСПВ', ЗПЧС, ЗВЧ. Рассогласование ТС с человеком по мощности (ЗСПВ'), продолжающееся увеличение мощности в процессе развития ТС (в том числе, необходимость проникновения в недоступные человеку места, области мира) заставляет человека передать свои функции (живого инструмента) технической системе. ЗПНС и ЗСПВ' обусловливают переход к полной ТС и "вытеснение" человека из ТС ( Закон полноты частей системы - ЗПЧС, Закон вытеснения человека - ЗВЧ - Б.Л. Злотин): {ЗПНС,ЗСПВ'} => {ЗПЧС, ЗВЧ}.
3.6. Взаимодействие ЗПНС, ЗСПВ, ЗПЧС, ЗОР РО. На всем протяжении жизни ТС действует ЗПНС (увеличение значения и количества параметров), обусловленный согласованием ТС с миром (ЗСПВ). В соответствии с ЗСПВ согласовываются взаимодействующие элементы. Во взаимодействии полной ТС с каким-либо объектом мира - это рабочий орган (РО), поэтому РО изменяется (согласовывается) в первую очередь (Закон опережающего развития рабочего органа - ЗОР РО - Г.И. Иванов): {ЗПНС, ЗСПВ,ЗПЧС} => {ЗОР РО}.
3.7. Взаимодействие ЗОР РО, ЗУСД', ЗУСУ'. ЗНР. Опережающее развитие рабочего органа (ЗОР РО), отсутствие надлежащей динамичности и управляемости (ЗУСД', ЗУСУ') полной ТС обусловливают технические противоречия, что проявляется как неравномерность развития (ЗНР): {ЗОР РО, ЗУСД', ЗУСУ'}=>{ЗНР}.

4. Устойчивость равновесия. Обусловленность ЗУСИ, свертывания ТС.

Статика отмечает, что из всех состояний равновесия практически реализуются лишь те, которые являются устойчивыми. Физическое условие устойчивости равновесия механической системы - потенциальная энергия минимальна. Потенциальная энергия механической системы определяется конфигурацией системы, то есть, а) взаимным расположением элементов, а также б) их положением во внешнем силовом поле. Существует понятие нулевой конфигурации, для которой потенциальная энергия системы условно считается равной нулю. Выбор нулевой конфигурации произволен и в каждой конкретной задаче производится так, чтобы максимально упростить ее решение. Наиболее простое решение в любой ситуации даст, наверное, нулевая конфигурация в виде точки. Тогда материальная система в виде материальной точки наиболее устойчива, потому что имеет нулевую конфигурацию или, что то же, - минимальную потенциальную энергию - в любой ситуации. Нулевая конфигурация - в плане положения системы во внешнем силовом поле -обусловливает "слияние" с внешней системой. Можно предположить, что "стремление" материальной системы к устойчивости в процессе развития посредством:

"стягивания" конфигурации в точку отражают: Закон увеличения степени идеальности - ЗУСИ ("системы нет, а ее функция выполняется"), а само "стягивание в точку" - механизм свертывания; и Закон перехода на микроуровень (ЗПМиУ)
"слияния" с внешней системой - свертывание в надсистему - отражает Закон перехода в надсистему (ЗПНС).

Итак, {Устойчивость равновесия в процессе развития ТС}=>{ЗУСИ, свертывание, ЗПМиУ; ЗПНС}.

4.1. Взаимодействие ЗСПВ, ЗПНС, ЗОР РО, ЗНР, ЗУСД, ЗУСУ,ЗУСИ. Необходимость проникновения в недоступные человеку места, области мира с неизвестной окружающей средой потребует от полной ТС самоорганизации: самособлюдения условий устойчивого равновесия или, что то же, - самосогласования с неизвестной средой по параметрам взаимодействия.
4.2. Взаимодействие ЗСПВ, ЗПНС, ЗОР РО, ЗНР, ЗУСД, ЗУСУ, ЗУСИ, ЗПМиУ. Бесконечное пребывание полной ТС в неизвестной недоступной для человека эволюционирующей среде потребует эволюции технической системы. Эволюция осуществляется трансформацией тела, вещества тела ТС, что требует перехода на микроуровень (ЗПМиУ).

Схема взаимодействия законов развития технических систем:

Схема показывает причинно-следственную связь ЗРТС:

Чтобы обеспечивать в процессе развития равновесие ТС - выполнение ЗСПВ, - понадобится выполнять ЗПНС, ЗУСД, ЗУСУ;
Чтобы обеспечивать в процессе развития устойчивость ТС - выполнение ЗУСИ, ЗПНС, понадобится увеличивать количество параметров взаимодействия, функций, а также осуществлять свертывание и переход на микроуровень - выполнение ЗПМиУ;

Можно сказать, ЗУСИ определяет устойчивость первого порядка в процессе развития: в каждой конкретной ситуации включает или не включает - регулирует - действие законов, поскольку "отвечает" за идеальное вписывание ТС в конкретную технологическую, научно-техническую ситуацию (или, что то же, - за идеальную конфигурацию, отвечающую наиболее простому решению, когда ТС - еще не точка и не слилась с надсистемой), задавая направление в сторону полного свертывания системы в точку.

ЗПНС определяет устойчивость второго порядка в процессе развития: слияние ТС с надсистемой или, что то же, - свертывание в надсистему.

Литература.

Бдуленко М.К., Второй этап анализа законов развития технических систем, доклад., конференция МА ТРИЗ, тезисы докладов, г.Петрозаводск, 2000 г.
Бдуленко М.К., Резюме к докладу "Второй этап анализа законов развития технических систем", авг.2000г, ЧОУНБ.