Этюды о законах развития техники

1. Этюды о законах развития техники ТРИЗ-Саммит - 2006 Рубин М.С., г. Санкт-Петербург, 13-14 октября 2006 г.

2. Три составных части доклада • Система ЗРТС • Принцип захвата и многообразия в развитии систем. Введение в теорию захвата • «О влиянии земных условий на развитие техники» и «Развитие расходомеров»

3. Система ЗРТС по Г.С.Альтшуллеру

4. Определения ТС - 1 • Техническая Система - это все, что создано человеком. • Ю.П. Саламатов «Техническая система – это совокупность упорядочено взаимодействующих элементов, обладающая свойствами, не сводящимися к свойствам отдельных элементов, и предназначенная для выполнения определенных полезных функций».

5. Определения ТС - 2 • Литвин, Любомирский: «Техническая система - это совокупность материальных компонентов, предназначенная для удовлетворения какой-либо потребности человека (общества) или технической системы более высокого иерархического уровня, обладающая хотя бы одним свойством, выходящим за сумму свойств составляющих ее элементов (компонентов)»

6. Предмет и область ТРИЗ Мышление, интеллект, психология творчества Область ТРИЗ Материальные системы в развитии

7. Определения ТС - 3 • Техническая система (ТС) – это материальная, неживая функционально-ориентированная система, которая входит в качестве элемента в надсистемную структуру и используется и/или развивается на основе мыслительных образов человека или сообщества. • Под функционально-ориентированными понимаются системы, предназначенные для выполнения одной или ограниченного количества главных функций.

8. Определения ТС - 4 • Система – это комплекс взаимодействующих элементов. • В качестве надсистемы может выступать человек, сообщество, другая техническая или иная система, в которую в качестве функционирующего элемента входит техническая система. Применение, создание и развитие ТС происходит на основе мысленного образа человека. • Биотехническая система – биологическая система с элементами технической системы или техническая система с элементами биологической системы. • Социально-технические системы (СТС) – социальные системы с элементами технических систем. СТС могут быть функционально-ориентированными или саморазвивающиеся.

9. Онтогенез и филогенез • Системный онтогенез – это процесс развития конкретной технической или иной системы. Конкретный автомобиль, например, вначале должен быть создан, проверен, и передан первому владельцу. В автомобиле могут менять детали, двигатель, устанавливать новое оборудование и т.д. Онтогенез рассматривает материальную систему. • Системный филогенез – это процесс исторического развития систем. Системный филогенез может рассматриваться на разных уровнях обобщения. Системный филогенез рассматривает нематериальные объекты – образы, идеи, модели, технологии и пр.

10. Отличие законов от приемов… • Филогенез • Онтогенез

11. Типы технических систем

12. Структура системы ЗРТС

13. Саморазвивающиеся (ССТС)

14. Функционально-ориентированные

15. Необходимость уточнений • двигатель, трансмиссию, рабочий орган и орган управления - К.Маркс в «Капитале» писал не о технических системах в целом, а конкретно о машинах • Неравномерность развития частей системы обнаруживается только при возникновении противоречий • С макро на микро и не только…

16. Техническое вещество

17. Структуризация системы законов • Обратное использование – не развитие, регресс, не работа, а бездействие. • Двойственность в объекте закона (и инструмент, и изделие, и надсистема, и альтернативная система…). • Иерархичность системы законов. • Разделение по типам и классам.

18. Введение в теорию захвата Принцип захвата и многообразия в развитии систем • Под системным захватом мы будем понимать любые процессы, при которых элементы одной системы (объект захвата) превращаются или становятся элементами другой системы (субъект захвата). • При этом объект захвата может полностью или частично потерять признаки прежней системы или наоборот их сохранить.

19. От частиц до галактик • В некоторых случаях захват бывает взаимовыгодный (например, симбиоз животных и растений), то есть помогающий в существовании и развитии взаимозахватываемых систем. • Процессы системного захвата наблюдаются во всех системах от элементарных частиц и галактик до летоисчисления и цивилизаций

20. Млечный Путь "съедает" Стрельца.

21. Гравитационный захват планет. • Нептун захватил Тритон

22. Захват на уровне простейших животных • Амеба - простейшее одноклеточное, относящаяся к типу Protozoa

23. Растения и животные захватывают сушь

24. Доступ к новым ресурсам • Сейчас биомассаокеанов, озер и рек в совокупности составляет менее 0,2% от всей биомассы Земли. • На Земле вся "Масса живого вещества составляет около 0,01 – 0,02% от костного вещества биосферы". • Если живые организмы сильно ограничены в возможностях захвата имеющихся на Земле ресурсов, то с помощью техники человек практически неограниченно может захватывать не только ресурсы Земли, но и Луны и другихпланет

25. Развитие теорий как захват • Работы Птолемея служили фундаментом астрономии почти полторы тысячи лет! • Уже после создания Николаем Коперником его гелиоцентрической системы прошло еще более ста лет, прежде чем теория Птолемея начала сдавать свои позиции

26. Захват летоисчесления • Ученого монаха Дионисия Малого осенила мысль: христиане должны вести счет годам в годах от рождения Христа • Христиане заимствовали день рождения своего бога из персидской религии. Древние персы верили, что их бог Солнца — Митра родился 25 декабря

27. Захват на уровне филогенеза и онтогенеза. • Захват растениями и животными земной суши – это пример захвата на уровне филогенеза. • Захват на уровне онтогенеза – это захват для поддержания системы в целостном состоянии.

28. Захват и затраты • Процесс захвата может характеризоваться захватом ресурсов: материя (вещества и поля), энергия, пространство, информация и время • Затраты на захват также можно охарактеризовать теми же параметрами ресурсов

29. Эффективность захвата • Соотношение между затраченными ресурсами и захваченными ресурсами показывает эффективность того или иного захвата • захват системы Птолемея (пример 8) по времени можно оценить дробью (1500 лет применения) / (30 лет исследований Птолемея) = 50.

30. Реакция захвата с поглощением объекта захвата • Одна система (субъект) поглощает (присоединяет) к себе другую систему с выделением или поглощением внешних ресурсов (материи, энергии, информации, вещества и времени) • Ss + So = S's (r↓↑), где Ss – субъект захвата So – объект захвата S's - субъект захвата в новом качестве после захвата (r↓↑) – баланс ресурса (resource) при реакции захвата (с поглощением или выделением ресурса).

31. Реакция захвата с обменом (симбиоз) • Ss + So = (S's + S'o) (r↓↑), где • S'o - объект захвата в новом качестве после захвата • - бесполезное для Ss является полезным для So , а бесполезное для So является полезным для Ss; • - бесполезное для Ss является полезным для So , а полезное от So частично переходит к Ss; • - полезное для Ss частично переходит к So , а полезное для So частично переходит к Ss;

32. Реакция захвата вытеснением. Борьба за лимитирующий фактор. • Ss + (Lf−So) = (Lf'−S's)+(Lf''−S'o), (r↓↑), где Lf (limiting factor) – лимитирующий фактор для Ss или So • ограничениями надсистемы, которая использует рассматриваемую систему • ограничения подсистемы - ограниченные ресурсы

33. Плодотворный захват, синтез новой системы из элементов • So1+ So2+So3+…+ Son = (S'o1+ S'o2+S'o3+…+ S'on) + Ss (r↓↑) • На уровне молекул • На уровне творчества личности • На уровне формирования государства

34. Реакция разложения (внутренний захват) • So → S's + S''s (r↓↑), • повзрослевший молодняк уводит под свое руководство часть или даже всю стаю, оставляя бывшего вожака в одиночестве

35. Принцип роста многообразия • В момент Большого Взрыва формируются первые "неоднородности" - частицы, которые сразу же начинают взаимодействовать друг с другом, захватываться друг другом • В процессе захвата многообразие увеличивается

36. Увеличение многообразия • «Естественный отбор… ведет к дивергенции признаков; чем больше живых существ населяет одну и ту же область, тем больше они различаются по строению и образу жизни» (Чарльз Дарвин). • «Вся область жизни на Земле может рассматриваться в ее целом как одна система расхождений. Возрастание различий ведет ко все более устойчивым структурным соотношениям» (А.А.Богданов).

37. Двойственность захвата • объект захвата может эффективно использовать своего захватчика для развития и сохранения

38. Захват как источник противоречий • источником противоречий является столкновение различных процессов захвата между собой; • разные требования к одному элементу от процессов захвата различного уровня • противоречия в ходе построения функционально-технологических цепочек процессов захвата.

39. Три типа процессов и три источника противоречий захвата • 1. Саморазвивающиеся процессы и системы. • 2. Функционально-ориентированные процессы и системы. • 3. «Процессы-кирпичики» и «системы-кирпичики» (вещество).

40. Принцип захвата в теориях личности • Фромм (неплодотворная ориентация -берущая; овладевающая; сберегающая; обменивающая - и плодотворная ориентация) • Фрейд • Маслоу

41. Принцип захвата и пассионарность • пассионарность - это проявление свойства любой системы, любой материи – стремления к захвату • Сила пассионарных толчков захвата в соотношении между новым способом захвата и наличием подходящих ресурсов

42. Цивилизация как процесс преобразования среды • язык • письменность • искусство • этика • религия • наука • технологии • государственность • гражданские ….институты • законодательство • экономика • бизнес • политика • … Естествен-ная среда ОБЩЕСТВО БТМ Искусственная среда ЛЮДИ КУЛЬТУРА

43. Модели развития общества Три основных подхода к формированию модели развития общества: • формационный (на основе смены общественно-экономических формаций), • цивилизационный (на основе развития отдельных цивилизаций), • культурологический (на основе развития культур).

44. Итоги захвата • Для развивающих систем характерно свойство "системного захвата« • Захват и многообразие взаимно дополняют друг друга • Можно выделить модели захвата и типы эволюционирующих систем • С единых позиций могут быть рассмотрены различные эволюционирующие системы и теории

45. Влияние земных условий на развитие техники 1980 год, г. Баку

46. От чайных клиперов к пароходам

47. От ветряных мельниц к промышленным

48. От ледника к холодильнику

49. От котлов к скороваркам

50. Задача о натрии Натрий очень быстро окисляется на воздухе и поэтому его обычно хранят в банке с керосином. Для обработки натрия на производственном конвейере этот способ не подходит: банки будут мешать обработке натрия, а керосин загрязнит всю автоматическую линию. Как быть?