про ТРИЗ от медоеда #81 Законы развития технических систем
В ТРИЗ (Теория решения изобретательских задач) законы развития технических систем играют ключевую роль в прогнозировании эволюции технологий и систем. Эти законы были выявлены на основе анализа большого числа патентов и инженерных решений, и они отражают закономерности, по которым технические системы развиваются со временем.
Вот основные законы развития технических систем по ТРИЗ:
1. Закон повышения идеальности системы
Суть: Технические системы стремятся к увеличению своей идеальности. Идеальность — это отношение полезного действия системы к затратам на её создание и эксплуатацию, включая негативные побочные эффекты.
Формулировка: Системы развиваются в направлении увеличения полезных функций при минимизации затрат (ресурсов, времени, энергии) и негативных эффектов.
Пример: Современные смартфоны выполняют всё больше функций (связь, камера, компьютер) при том, что они становятся легче, дешевле в производстве и удобнее в использовании.
2. Закон неравномерного развития частей системы
Суть: Разные части системы развиваются с разной скоростью, что создаёт противоречия. Эти противоречия стимулируют дальнейшее развитие системы, устраняя несоответствия между её компонентами.
Формулировка: Развитие системы происходит неравномерно, в результате чего более "слабые" элементы системы догоняют более развитые компоненты.
Пример: В автомобилях до определённого момента развивались в основном двигатели, но затем появились улучшенные системы торможения и безопасности, что устранило противоречие между мощностью и безопасностью.
3. Закон перехода на более высокий уровень динамизма и гибкости
Суть: Системы эволюционируют от статичных и жёстких конструкций к более динамичным и гибким. Это позволяет системе лучше адаптироваться к изменениям в окружающей среде и изменять свои характеристики в зависимости от задач.
Формулировка: Со временем системы становятся более гибкими и способными к изменениям своих характеристик для выполнения различных функций.
Пример: Современные автомобили могут автоматически регулировать подвеску в зависимости от дорожных условий, что улучшает управляемость и комфорт.
4. Закон перехода на микроуровень
Суть: С течением времени системы развиваются, переходя от макроуровневых к микроуровневым элементам, что повышает точность управления процессами и увеличивает эффективность.
Формулировка: Развитие системы сопровождается уменьшением размера и управлением на микроуровне для достижения большей производительности и контроля.
Пример: Развитие микроэлектроники и создание микропроцессоров, которые заменили большие и громоздкие электронные компоненты.
5. Закон увеличения степени связанности системы
Суть: Элементы системы становятся всё более взаимосвязанными и взаимодействующими друг с другом, что повышает эффективность работы системы и её устойчивость к внешним воздействиям.
Формулировка: С развитием системы её элементы всё больше взаимодействуют друг с другом, что позволяет улучшить её работу и увеличить надёжность.
Пример: В современном автомобиле все системы (двигатель, тормоза, навигация) объединены через электронные системы управления, которые координируют их работу.
6. Закон сокращения числа переходов между элементами системы
Суть: По мере эволюции системы стремятся к упрощению, устраняя ненужные звенья в процессе передачи энергии, информации или материалов, что делает систему более эффективной.
Формулировка: Системы развиваются в направлении минимизации числа промежуточных звеньев и уменьшения потерь при передаче энергии или информации.
Пример: В переходе от механических передач в автомобилях к электрическим системам управления, такие как "электронная педаль газа", где исключается механическая связь между педалью и дросселем.
7. Закон увеличения использования полей
Суть: Технические системы переходят от использования механических взаимодействий к более "тонким" воздействиям, таким как электромагнитные, световые, звуковые и другие поля.
Формулировка: Системы со временем начинают использовать различные физические поля для выполнения своих функций вместо механических элементов.
Пример: Замена механических переключателей на сенсорные панели управления, использующие электрическое поле для распознавания касания.
8. Закон увеличения согласованности ритмов
Суть: В развитых системах ритмы работы всех её частей должны быть согласованы для увеличения эффективности. Неправильная синхронизация приводит к потерям.
Формулировка: По мере эволюции системы её элементы начинают работать более синхронно, что увеличивает производительность и надёжность системы.
Пример: В современных компьютерах синхронизация работы процессора, оперативной памяти и накопителей данных для повышения скорости работы всей системы.
9. Закон увеличения управляемости системы
Суть: В ходе развития система становится более управляемой, её параметры можно легко изменять или адаптировать в процессе эксплуатации.
Формулировка: Со временем системы приобретают более высокую управляемость, что позволяет изменять их характеристики в зависимости от условий работы.
Пример: Интеллектуальные системы управления транспортом, которые автоматически регулируют движение на дорогах в зависимости от плотности трафика.
10. Закон повышения соответствия фаз развития частей системы
Суть: В процессе эволюции все элементы системы должны развиваться синхронно, проходя стадии зарождения, роста, зрелости и упадка одновременно, что повышает эффективность системы.
Формулировка: Элементы системы должны развиваться по аналогичным фазам, иначе это приведёт к несоответствию в их развитии и снижению эффективности.
Пример: В современной промышленности необходимо, чтобы оборудование, программное обеспечение и персонал развивались параллельно и соответствовали друг другу по уровню развития.
Применение законов на практике:
Законы развития технических систем помогают инженерам и разработчикам:
Прогнозировать эволюцию систем и предсказывать будущие этапы их развития.
Устранять противоречия между различными элементами системы, повышая её эффективность.
Искать новые решения для проблем, которые возникают в процессе эксплуатации и совершенствования систем.
Заключение:
Законы развития технических систем в ТРИЗ — это мощный инструмент для анализа и прогнозирования эволюции технологий. Они помогают выявить тенденции и закономерности, которые можно использовать для создания инноваций, решения сложных инженерных задач и оптимизации работы систем.