Глава 1. Закон развертывания-свертывания

Развитие технической системы начинается с минимального набора подсистем, которые составляют новую систему, то есть при наличии, которых появляется новое системное свойство. В ТРИЗ это называется функциональный центр системы.

Определение: функциональный центр ТС – минимальный набор подсистем, обеспечивающий появление нового системного свойства (выполнение новой функции).

В Средние века одежде при дворах королей стали придавать большое значение, тогда и появилось приспособление для глажки. Первыми утюгами стали сковороды, внутрь которой закладывались угли. Когда они нагревались, ими начинали водить по одежде.

Собственно говоря, это был первый утюг – его функциональный центр – минимальная система, обеспечивающая выполнение главной функции – разглаживать белье. Состоял он из нагреваемой рабочей поверхности, ручки и углей, в качестве нагревающего элемента.

Еще один пример – автомобиль. Первый автомобиль – это карета с двигателем.

После появления новой системы, она, как новорожденный ребенок, сразу начинает расти и развиваться. В ней появляются новые элементы и системы, которые расширяют ее возможности.

Например, достаточно быстро после появления первых автомобилей автомобиля, в нем появились тормоза, фары, зеркала и многие другие приспособления, улучшая ее качества, и расширяя возможности.

Рис.2. Первый русский автомобиль «Фрезе и Яковлева» представленный в 1896 году на Нижегородской ярмарке.

Соответственно, у утюга появилась крышка (чтобы угли не попадали на одежду при резких движениях), и даже труба (по аналогии с печкой, чтобы угли лучше горели). Такое усложнение системы с увеличением количества подсистем называется развертыванием системы.

Рис.3. Первый утюг с крышкой, утюг с трубой

Одновременно с этим проявляется и другой процесс. Это процесс сокращения и вытеснения тех или иных подсистем за счет того, что оставшиеся принимают на себя выполнение их функций. Этот процесс называется свертыванием системы.

Наиболее частые и эффективные проявления и применения закона развертывания-свертывания мы и рассмотрим ниже.

1.1. РАЗВЕРТЫВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Традиционно развертывание технических систем происходит по следующим линиям:

– линия развития дополнительных элементов и подсистем;

– линия появление вспомогательных элементов и подсистем;

– линия развития компенсационных подсистем;

– линии повышения эффективности системы;

– линия создание полисистемы из однородных систем;

– линия создание полисистемы из конкурирующих систем;

– линия создание полисистемы из альтернативных систем;

– линия развития структурной иерархии в системе;

– линия развертывание системы в типоразмерный ряд.

Линии развертывания элементов системы через:

– дробление элемента на однородные части;

– развитие неоднородности элемента.

Эти варианты развития системы необходимо проверять при анализе Вашей системы.

1.1.1. Появление дополнительных систем

После создания функционального центра в системе начинают появляться дополнительные подсистемы.

Дополнительные подсистемы – подсистемы, не влияющие на главную систему, но придающие системе новые свойства. Например, наличие фар на автомобиле не влияет на его грузоподъемность и скорость, но позволяет передвигаться безопасно в ночное время.

Появление дополнительных подсистем связано с появлением новых функций в системе. Подключение вспомогательных подсистем, позволяет расширить возможности использования системы, удовлетворить различные потребности пользователя. Особенно хорошо при этом использовать ресурсы. В работе можно использовать любые методы активизации творческого мышления – мозговой штурм, метод гирлянд ассоциации, метод аналогий и др. Но более эффективно развитие системы при использовании закономерностей развития технических систем. Анализ ограничений в системе и противоречий в ней позволяет увидеть новые возможности для системы, а затем найти те изменения, которые помогут снять эти ограничения и противоречия. Это намного быстрее и эффективнее, чем заниматься случайным поиском.

Пример

Закладка на книге не улучшает ее главную функцию, но облегчает поиск места, где было прекращено чтение. Это новая дополнительная функция для книги.

Рис. 4. Закладка на книге

Пример-шутка

Хотите, чтобы во время готовки муж находился рядом, шутил, смеялся и крутился рядом – пригласите симпатичную подругу в мини-юбке помочь вам по кухне.

Рис.5. Подружка на кухне.

В работе по развитию систем за счет появления дополнительных систем, рекомендуется два подхода их поиска:

– включение в анализируемую систему типовых дополнительных систем;

– применение 4-шагового алгоритма поиска дополнительных систем.

А. ТИПОВЫЕ ГРУППЫ

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Типовые группы дополнительных систем связаны с основными потребностями и функциями, общими для больших групп систем – условия транспортировки, хранения, энергоснабжения и т. п.

а1. Эксплуатация тяжелых систем упрощается, если в ней появляются колеса и/или ручки.

МКС: С развитием системы в ней появляются устройства, облегчающие ее транспортировку и хранение (фиксацию) – колеса, ручки и другие.

Пример

Еще в старые времена дорожные сундуки ставили на колеса.

Рис. 6. Дорожный сундук

Теперь колеса стали ставить на обычные чемоданы.

Рис. 7. Чемодан на колесах

Пример

Установка рым-болтов на тяжелое оборудование при погрузке и транспортировке – достаточно стандартное явление. После установки рым-болты вывинчиваются и удаляются.

Рис. 8. Рым-болты

а2. Защелки-фиксаторы

МКС: С развитием, в системе появляются защелки и фиксаторы, и другие аналогичные приспособления с такой функцией.

Пример

Защелки на снарядных ящиках, застежки-липучки, крючки, кнопки и др.

Рис. 9. Защелки на ящике со снарядами

Рис. 10. Застежки-липучки

Рис. 11. Застежки крючки и кнопки

а3. Реклама, идентификационная маркировка на поверхности вместо специальных бирок.

Рис. 12. Маркировка на банках

МКС: На поверхности системы располагается реклама, информация и т. п., что позволяет избежать лишних документов и инструкций.

а4. Автономные системы энергоснабжения и зарядники для оборудования.

МКС: С развитием и появлением компактных устройств энергообеспечения, в системе появляются элементы энергоснабжения или устройства согласования энергоснабжения системы с электросетями. Это позволяет сделать многие устройства автономными, что часто существенно расширяет рынки.

Автономные блоки питания, блоки питания от сетей, встроенные в приборы (сотовые телефоны, компьютеры и т.п.) аккумуляторы.

Пример

Первый ноутбук – портативный компьютер – Osborne 1 был создан в 1981 году. Его появление – наличие дополнительной системы – аккумулятора.

Рис.13. Osborne 1

Пример

Сотовые телефоны и другие устройства, обеспеченные компактными аккумуляторами.

Рис. 14. Аккумулятор сотового телефона

а5. Устройства для удобства эксплуатанта

Различные вспомогательные устройства для удобства при монтаже и эксплуатации. Например, предполагается, что при сборке должны использоваться инструменты – отвертки, шестигранники и т. п. Но часто нужного инструмента не оказывается в наличии. Комплектация такими одноразовыми инструментами систем упрощает работу и не очень дорого стоит.

МКС: С развитием в системе появляются упрощенные дешевые (одноразовые) инструменты.

Пример

Компания «Икея» вместе с комплектом мебели, который предстоит собрать Покупателю, укладывает одноразовый ключ-шестигранник для сборки. Его стоимость несколько центов, но для Покупателя – большое удобство.

Рис.15. Ключ-шестигранник компании ИКЕА

Пример

Новые плоские телевизоры с диагональю 50—65 дюймов, обычно вешают на стену. И тут возникает проблема, как повесить его ровно? В строительной практике для этого используют уровень. Именно такой мини-уровень и встроили в крепление для телевизора! Затраты копеечные, а проблема снята. Уровень в креплении телевизора – типичная дополнительная система.

Рис.16. Панель крепления телевизора с уровнем

а6. Появление сигнальных ламп.

Наглядность существенно упрощает работу системы. Поэтому в системе часто используются сигнальные лампы, иллюстрирующие то или иное состояние системы. В данном случае появление сигнальных ламп в системе можно рассматривать как появление вспомогательной системы, упрощающей эксплуатацию основной системы.

МКС: В развитием в системе для ускорения и упрощения получения информации состоянии системы Пользователем могут быть установлены сигнальные лампы, информирующие о состоянии системы.

Пример

В общественном туалете над кабинками установили красную и зеленую лампочки, показывающие, свободна или занята кабинка туалета.

Пример

Над дверью рентген-кабинета установлена лампа, которая включается, когда работает рентгеновская установка.

Замечание: Типовым шагом после появления новой дополнительной системы является свертывание (см. раздел 1, п.1.2.), при котором новая подсистема полностью встраивается в анализируемую системы становясь ее частью.

Хороший пример полного свертывания – пластиковый пакет-майка, в котором ручка стала частью мешка.

Применение полиэтилена в качестве материала для пластиковых пакетов началась в 1957 году. А вот пакеты с ручками («майки»), то есть после полного свертывания, появились спустя 25 лет (!) в 1982 году. Потерянные 25 лет – цена не знания законов развития технических систем.

Рис. 17. Мешок-майка

Замечание: Не знание и не использование закона часто приводит к большим задержкам в принятии эффективных решений.

Б. АЛГОРИТМ ПОИСКА НОВЫХ

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Для поиска новых нестандартных дополнительных функций (и соответственно, дополнительных систем) рекомендуется провести анализ, который выполняется за 4 шага.

Шаг 1. Анализ ресурсов системы

Проведите краткую паспортизацию функциональных ресурсов системы и ее подсистем*. Даже быстрый анализ элементов системы позволит выявить новые функции, которые могут быть использованы для развития системы и ее применения.

Пример

Детская коляска

Функциональный ресурс – перевозка грузов, место для сна ребенка вне прогулки.

_______________________________

* Подробно процесс паспортизации ресурсов описан в книге «ТРИЗ для чайников-2».

Шаг 2. Анализ потребностей владельца системы

Каждой системой управляет или пользуется человек (надсистема).

Но у Пользователя, кроме основной функции, которую выполняет система, могут быть и другие потребности. И хорошо бы заставить систему выполнять их. Попробуйте составить список потребностей для пользователя.

После составления списка потребностей надо постараться уточнить, какие традиционные системы используются для удовлетворения этих потребностей и какие ресурсы необходимы для функционирования новых подсистем. Затем надо проверить их наличие в данной системе или возможности их включения новых систем, сравнивая со списком выявленных ресурсов.

Пример

Среди потребностей ребенка:

– покормить ребенка во время прогулки (теплое молоко, соки, пюре);

– поменять подгузники, памперс;

– укачать, усыплять ребенка;

– развлекать и развивать ребенка.

Среди потребности матери (кроме основной – возить ребенка):

– перевозить продукты;

– перевозить женскую сумку;

– делать макияж;

– заниматься спортивными упражнениями;

– беседовать по телефону.

Пример-шутка

Хит продаж!

Женское зеркальце со встроенным фотошопом!

Шаг 3. Анализ расширения области применения системы

Для любого производителя важно максимальное расширение рынка для его продукта. Поэтому, чем больше функций выполняет система, тем шире может быть ее применение, тем более она привлекательна для Покупателя.

После получения информации о ресурсах системы, потребностях надсистемы или пользователя, можно определить дополнительные системы, которые целесообразно ввести в исходную систему, сделав это с минимальными затратами на изменение системы.

Пример 1

Мобильные телефоны могут использоваться для определения местоположения абонента, что облегчает его поиск.