Каплан Л.А. Новый подход к анализу и разрешению противоречий

Подождите немного. Документ загружается.

5.1.4.

Если нужно ввести большое количество

вещества, а это запрещено условиями задачи

или недопустимо по условиям работы системы,

то в качестве вещества используют «пустоту» в

виде надувных конструкций или пены.

Нужно вводить

только

нужное вещество, только в

нужных количествах.

Использование пустоты

всегда плохо, опасно.

5.2.1. Если в вепольную систему нужно ввести поле,

следует прежде всего использовать уже

имеющиеся поля, носителями которых

являются входящие в систему вещества.

Для выполнения действия

всегда нужно вводить только

специально предназначенное

для этого поле.

Для введения любого нового

поля

всегда используются

только специально

предназначенные для этого

элементы.

5.2.2. Если нужно ввести поле, а по стандарту 5.2.1

это сделать невозможно, то следует

использовать поля, имеющиеся во внешней

среде.

Для выполнения действия

всегда нужно вводить только

специально предназначенное

для этого поле.

Нельзя использовать

внешнюю среду.

5.2.3. Если в систему нужно ввести поле и это нельзя

сделать по стандартам 5.2.1 и 5.2.2, следует

использовать поля, носителями или

источниками которых могут «по

совместительству» стать вещества, имеющиеся

в системе или во внешней среде.

Для введения любого нового

поля всегда используются

только специально

предназначенные для этого

элементы.

Каждый элемент является

носителем

только одного

поля.

5.3.1. Эффективность применения вещества (без

введения других веществ) может быть

повышена фазовым переходом 1, т.е. заменой

фазового состояния имеющегося вещества.

Фазовые состояния элементов

неизменны.

Свойства веществ одинаковы

при любых условиях.

5.3.2. Двойственные свойства могут быть обеспечены

фазовым переходом 2, т.е. использованием

веществ, способных переходить из одного

фазового состояния в другое в зависимости от

условий работы.

Фазовые состояния элементов

неизменны и независимы от

условий работы.

Свойства веществ одинаковы

при любых условиях.

5.3.3. Эффективность системы может быть повышена

за счет фазового перехода 3, т.е. использования

явлений, сопутствующих фазовому переходу.

Свойства и поведение веществ

одинаковы при любых

условиях.

5.3.4. Двойственные свойства системы могут быть

обеспечены фазовым переходом 4 – замена

однофазового состояния двухфазовым.

Фазовые состояния элементов

неизменны.

5.3.5. Эффективность технических систем,

полученных в результате фазового перехода 4,

может быть повышена введением

взаимодействия (физического, химического)

между частями (или фазами) системы.

Элементы системы

независимы и никогда никак

не взаимодействуют друг с

другом.

5.4.1. Если объект должен периодически находиться

в разных физических состояниях, то переход

следует осуществлять самим объектом за счет

использования обратимых физических

превращений, например, фазовых переходов,

ионизации – рекомбинации, диссоциации –

ассоциации, и т.д.

Свойства и поведение веществ

одинаковы при любых

условиях.

Элементы системы

неизменны.

5.4.2. Если необходимо получить сильное действие

на выходе при слабом действии на входе,

необходимо привести вещество-

преобразователь в состояние, близкое к

критическому. Энергия запасается в веществе,

а входной сигнал играет роль «спускового

крючка».

Результат

всегда

пропорционален входному

воздействию.

Свойства и поведение веществ

одинаковы при любых

условиях.

5.5.1. Если для решения задачи нужны частицы

вещества (например, ионы) и непосредственное

их получение невозможно по условиям задачи,

требуемые частицы нужно получить

разрушением вещества более высокого

структурного уровня (например, молекул).

Элементы системы и

окружающей среды нельзя

изменять или разрушать.

5.5.2. Если для решения задачи нужны частицы

веществ (например, молекулы) и невозможно

получить их непосредственно или по стандарту

5.5.1, то требуемые частицы надо получить

достройкой или объединением частиц более

низкого структурного уровня (например,

ионов).

Элементы системы и

окружающей среды нельзя

изменять или соединять.

5.5.3. При применении стандарта 5.5.1 простейший

путь – разрушение ближайшего вышестоящего

«целого» или «избыточного» уровня, а при

применении стандарта 5.5.2 – достройка

ближайшего нижестоящего «нецелого» уровня.

Элементы системы и

окружающей среды всегда

неизменны.

Таблица 12. Законы и линии развития технических систем и устраняемые

необоснованные ограничения

Примечание: Тексты законов и линий развития приведены по [63].

Законы и линии Необоснованные ограничения

Закон поэтапного развития систем (S-кривая)

Системы развиваются поэтапно.

Процесс развития системы

все время

однороден

На разных этапах темпы развития системы

различны.

Темпы развития всегда одинаковы или

постепенно

нарастают.

В начале развития характеристики

системы улучшаются медленно.

Новая система должна развиваться так

же быстро как

ранее развивалась

прежняя система.

Необходимо сразу реализовать

наилучшие решения.

В начале развития характеристики новой

системы уступают характеристикам

прежней системы.

Новая система должна сразу превзойти

прежнюю систему по всем

характеристикам.

Затем наступает этап бурного роста

показателей системы.

Показатели системы должны расти

постепенно, с медленно нарастающей

скоростью.

Затем рост показателей системы

замедляется по мере исчерпания

эволюционного потенциала системы.

Темпы роста показателей системы

должны постоянно нарастать.

Когда система исчерпывает свой

эволюционный потенциал, ее сменяет

другая система, с другим принципом

действия.

Необходимо использовать только тот

принцип действия, который уже доказал

свою успешность.

Закон вытеснения человека из системы

В процессе развития технической системы

происходит поэтапное вытеснение из нее

человека, то есть техника постепенно

берет на себя ранее выполнявшиеся им

функции.

Только человек может успешно, точно и

эффективно выполнять все функции,

необходимые для работы системы.

Первый путь вытеснения: замена

деятельности человека устройствами,

выполняющими те же операции.

Никакое устройство не способно

полностью заменить человека в

выполнении всех функций.

Второй путь вытеснения: отказ от

«человеческого» принципа работы, от

технологии, рассчитанной на человеческие

возможности и интеллект.

Все функции можно выполнять только

так, как их выполняет человек.

Вытеснение с исполнительного уровня.

Только человек может точно выполнять

работу.

Вытеснение из исполнительных органов.

Только человек может успешно и точно

обработать изделие.

Вытеснение из преобразователя вещества,

энергии и информации.

Только человек может успешно и точно

преобразовать любые вещество, энергию

и информацию в то, что нужно.

Вытеснение из источника вещества,

энергии и информации.

Только человек может поставлять

нужные и правильные вещества, энергию

и информацию.

Вытеснение с уровня управления.

Только человек может правильно и

точно управлять системой.

Вытеснение с информационного уровня.

Только человек может правильно, точно

и адекватно обработать своевременно

всю поступающую информацию.

Вытеснение с уровня принятия решений.

Только человек может принимать

правильные решения и нести за них

полную ответственность.

Закон развития через противоречия

В развитии технических систем

происходит чередование этапов

количественного роста и качественных

скачков.

Процесс развития системы все время

однороден.

Система постоянно развивается только

количественно, без каких бы то ни было

качественных изменений.

Качественные изменения – это всегда

плохо

и очень рисковано.

Характеристики технической системы

развиваются неравномерно.

Все характеристики системы развиваются

одинаково, однородно, равномерно.

В процессе количественного роста в

результате неравномерного развития

характеристик технической системы

появляются противоречия.

Никаких противоречий не должно

появляться.

Противоречие – это всегда плохо.

Закон повышения степени идеальности систем

Развитие технических систем есть процесс

повышения их степени идеальности.

Развитие технических систем есть

процесс реализации любых физически

возможных изменений.

Совершенствование в рамках

существующей концепции.

Любые физически возможные изменения

приводят к совершенствованию системы.

Переход к принципиально новой системе.

Успешная концепция никогда не должна

сменяться другой концепцией.

Отход от успешной концепции - это

всегда плохо и очень рисковано.

Закон развертывания – свертывания

Повышение идеальности технических

систем осуществляется путем

развертывания – увеличения количества

и качества выполняемых полезных

функций за счет усложнения системы, и

светрывания – упрощения системы при

сохранении или увеличении количества и

качества полезных функций.

Совершенствование системы

осуществляется только путем

постепенного ее усложнения.

Упрощение системы всегда

сопровождается снижением количества и

качества полезных функций.

Развитие технических систем –

однородный процесс.

Все звенья основной функциональной

цепочки должны быть минимально

жизнеспособны.

Все звенья основной функциональной

цепочки должны быть

наилучшими.

Развертывание технической системы в

процессе ее развития в рамках

существующей концепции происходит от

функционального центра к периферии

системы:

Усложнение системы всегда происходит в

любом направлении.

Все части системы развиваются

однородно, одинаково.

1. Включение в систему дополнительных

подсистем, повышающих качество

выполнения основных функций,

компенсирующих недостатки.

Система должна оставаться только такой,

как есть; нельзя вводить в систему

никакие новые элементы.

2. Включение в систему дополнительных

подсистем, расширяющих ее

функциональные возможности.

Система должна всегда выполнять одни и

те же функции.

3. Увеличение числа ступеней (уровней)

в иерархии за счет ее

внутрисистемного дробления путем

разделения системы на однородные

подсистемы (элементы) либо на

разнородные (разнофункциональные)

подсистемы.

Структура системы должна всегда

оставаться неизменной.

Каждая подсистема должна оставаться

неизменной.

4. Переход к ретикулярной (сетевой)

структуре.

Система должна управляться только

«сверху вниз».

Развертывание технической системы

происходит также за счет перехода в

надсистему.

Структура надсистемы должна всегда

оставаться неизменной.

Функцию может выполнить только

специально созданная для того система.

1. Создание надсистемы из разнородных

подсистем (элементов), дающих новые

системные свойства.

Система всегда обладает только теми

свойствами, которыми обладают ее

элементы.

Никаких новых свойсв не может

возникнуть при объединении элементов.

2. Создание надсистемы из одинаковых

или однородных подсистем

Элементы должны всегда быть

независимыми, разными.

(элементов). Объединение одинаковых элементов

ничего нового не даст.

3. Создание надсистемы из системы

(элементов) со сдвинутыми (т.е.

близкими, но неодинаковыми)

характеристикам.

Элементы системы должны быть

одинаковыми, однородными.

4. Создание надсистемы из

альтернативных (конкурирующих)

систем.

Элементы системы должны использовать

только один принцип действия.

5. Создание надсистемы из инверсных

систем (систем с противоположными

функциями).

Элементы системы должны служить

только одной цели.

Свертывание технической системы

проходит три последовательных этапа.

Развитие технических систем –

однородный процесс.

1. Минимальное свертывание

технической системы – создание

связей между исходными системами,

обеспечивающих появление

системного эффекта при минимальном

их изменении.

Элементы системы независимы и никак

не связаны

друг с другом.

Система обладает только теми

свойствами, которыми обладают ее

элементы.

Никаких новых свойств в системе не

может возникнуть.

2. Частичное свертывание – изменение

подсистем с целью упрощения,

подгонки друг к другу.

Элементы системы независимы и никак

не связаны друг с другом.

a. Исключение дублирования

функций отдельных подсистем.

Каждая функция должна выполняться

только специально созданной для этого

подсистемой.

b. Передача определенных функций

специализированным подсистемам.

Каждая функция должна выполняться

только специально созданной для этого

подсистемой.

c. Исключение отдельных элементов

системы.

При исключении элементов всегда

пропадают их функции.

d. Укрупнение элементарных

подсистем – объединение их в

«неразборные блоки».

Элементы системы независимы и никак

не связаны друг с другом.

3. Полное свертывание – полное

изменение подсистем, установление

между ними неразрывных связей.

Связи между подсистемами должны быть

неизменными – какими они были всегда.

Закон повышения динамичности и управляемости систем

В процессе развития технической системы

происходит повышение ее динамичности

и управляемости, т.е. способности к

целенаправленным изменениям,

обеспечивающим улучшение адаптации,

приспособление системы к меняющейся,

Система всегда должна быть неизменной,

только такой, какой она была создана.

Изменяемость системы – всегда плохо,

опасно.

Система всегда независима от внешней

взаимодействующей с ней среде. среды.

В процессе развития идет переход к

мультифункциональности:

Система и ее функции

всегда должны

быть

неизменными, только такими,

какими они были созданы.

1. Переход к системам со сменными

элементами.

Элементы и состав системы неизменны.

a. Аппаратный принцип, при котором

выполнение той или иной функции

задано устройством системы; для

смены нужно вводить элементы из

надсистемы.

Элементы и функции / возможности

системы

неизменны.

b. Программный принцип, при

котором в системе имеются все

нужные блоки и выполнение той

или иной функции задается

программой их соединения и

подключения.

Структура системы неизменна.

2. Переход к системам с изменяющимися

элементами.

Элементы системы неизменны.

В процессе развития технических систем

происходит переход к системам с

увеличенным числом степеней свободы, с

повышением возможностей системы к

изменениям:

Система всегда должна быть неизменной,

только такой, какой она была создана.

Увеличение числа степеней свободы

системы – всегда плохо, опасно.

1. От статичных неизменяемых систем к

системам с механическими

изменениями:

Система

всегда должна быть неизменной,

только такой, какой она была создана.

a. С применением шарниров.

Шарнирные соединения

ненадежны,

непредсказуемы.

b. С применением шарнирных и

других механизмов, изменяющих

направление и величину

действующих сил.

Структура системы и ее взаимодействий

должны оставаться неизменными.

c. С применением эластичных,

гибких, пластичных и т.п.

материалов.

Гибкие материалы ненадежны,

непредсказуемы.

2. Переход к системам, изменяемым на

микроуровне, за счет свойств

входящих в них веществ, нелинейных

зависимостей параметров, фазовых

переходов всех видов, химических

превращений

Свойства элементов системы всегда и

всюду одинаковы и изменяются

однородно.

3. Переход к системам, в которых

изменяется, перемещается, становится

более динамичным не вещество, а

поле.

Поля (взаимодействия) всегда и всюду

должны быть неизменными.

Повышение управляемости системы

предусматривает:

Развитие технических систем –

однородный процесс.

1. Принудительное управление

состоянием системы:

Система всегда ведет себя независимо.

a. Введение управляющих веществ,

устройств.

Система

неизменяема, в нее нельзя

ничего

вводить.

b. Введение управляющих полей.

Для выполнения функции «управление»

нужно использовать только специально

созданное

для этого устройство.

c. Введение хорошо управляемого

процесса, действующего против

основного, которым нужно

управлять.

Все процессы в системе должны быть все

время направлены только в одну

сторону.

2. Переход к самоуправлению:

Система должна управляться только

принудительно; «самоуправление» -

только благозвучное название

«неуправляемости», поэтому

самоуправление – всегда плохо, опасно.

a. За счет введения обратных связей.

Управляющее воздействие в системе

должно всегда двигаться только в одну

сторону – от управляющего органа к

исполнительному.

b. Использование «умных» веществ –

разнообразных физических и

химических эффектов, явлений.

Использование самоуправляющихся

веществ – это всегда «неуправляемость».

В процессе развития происходит

изменение устойчивости технической

системы:

Снижение

устойчивости системы –

всегда плохо, опасно.

1. От системы с одним статически

устойчивым состоянием к системе с

несколькими устойчивыми

состояниями.

Система должна постоянно иметь

только одно устойчивое состояние.

2. От систем, устойчивых статически, к

системам, устойчивым динамически,

т.е. за счет движения, проходящего

через систему потока энергии,

управления.

Система должна при любых условиях

быть устойчивой.

3. Использование неустойчивых систем,

моментов потери устойчивости.

Система обязательно должна все время

быть устойчивой.

Закон перехода на микроуровень и к использованию полей

Развитие технических систем идет в

направлении все большего использования

глубинных уровней строения материи

Система всегда должна использовать

принципы действия только одного

уровня, только одной природы.

(вещества) и различных полей. Использование каждого уровня не

связано

с другими уровнями, поэтому

невозможно организовать

взаимодействие нескольких уровней

Нужно использовать только успешный

принцип действия, использование других

принципов действия

– всегда плохо,

опасно, ненадежно

Переход к использованию более

эффективных полей (МАТХЭМ).

Нужно использовать

только успешный

принцип действия, использование других

принципов действия – всегда плохо,

опасно, ненадежно.

Переход к совместному действию двух

или более полей разной природы.

Нужно использовать

только один

принцип действия, только поля одной

природы.

Переход от использования поля одного

знака к совмещению в одной системе

действия полей противоположного

направления (знака).

Воздействия должны быть направлены

только в одну сторону, имет только

один

знак.

Переход к использованию переменных

(периодически изменяющихся во времени

или в пространстве) полей.

Воздействия должны быть неизменными,

постоянными.

Переход к использованию импульсных и

градиентных (неравномерных в

пространстве или во времени) полей.

Воздействия должны быть только

постоянными и однородными,

равномерными

Переход к совместному действию

постоянных полей разных знаков,

переменных полей разных частот и

импульсных полей.

Нужно использовать только один

принцип действия, только поля одной

природы и только одного характера.

Закон согласования – рассогласования

В процессе развития технической системы

происходит последовательное

согласование системы и ее подсистем

между собой и надсистемой,

заключающееся в приведении основных

параметров к определенным значениям,

обеспечивающим эффективное

функционирование.

Различные элементы системы

независимы друг от друга.

Если система работоспособна, то

существующие значения параметров

оптимальны, и их нельзя менять.

В процессе развития технической системы

происходит последовательное

рассогласование – целенаправленное

изменение отдельных параметров,

обеспечивающее снижение эффективности

Различные элементы системы

независимы друг от друга.

Если система работоспособна, то

существующие значения параметров

оптимальны, и их нельзя менять.

вредных явлений в системе.

В процессе развития технической системы

происходит сдвиговое согласование

(рассогласование) – целенаправленное

изменение отдельных параметров,

обеспечивающее получение

дополнительного полезного эффекта за

счет различия между элементами,

воздействиями, их свойствами и

параметрами.

Все элементы системы и воздействия

должны иметь

одинаковые, однородные

свойства и параметры.

В процессе развития технической системы

происходит динамическое согласование

(рассогласование), при котором

параметры системы изменяются

управляемо или самоуправляемо, так,

чтобы принимать оптимальные значения в

зависимости от условий работы.

Все свойства и параметры всех элементов

и воздействий и их соотношения должны

быть

неизменными.

Система должна управляться только

принудительно; «самоуправление» -

только благозвучное название

«неуправляемости», поэтому

самоуправление – всегда плохо, опасно.

Технические системы в своем развитии

проходят следующие этапы согласования:

Развитие технических систем –

однородный процесс.

1. Принудительное согласование.

Различные элементы системы

независимы друг от друга.

2. Буферное согласование – согласование

с помощью специально вводимых

согласующих звеньев.

Система должна оставаться только такой,

как есть; нельзя вводить в систему

никакие новые элементы.

Согласовывать элементы нужно только

напрямую.

3. Свернутое согласование

(самосогласование) – согласование за

счет самих подсистем, обычно

благодаря тому, что хотя бы одна из

них может работать в динамическом

режиме.

Система должна согласовываться только

принудительно; «самосогласование» -

только благозвучное название

«неуправляемости», поэтому

самосогласование

– всегда плохо, опасно.

Технические системы в своем развитии

проходят следующие этапы развития

взаимодействия между инструментом и

изделием:

Развитие технических систем –

однородный процесс.

1. Взаимодействие в точке.

Нужно обрабатывать все изделие сразу.

2. Взаимодействие по линии.

Наиболее эффективное воздействие –

только в одной точке.

Растягивание воздействия в линию ведет

только к снижению эффективности.