La loi de l'augmentation du degré d'idéalité d'un système. Loi du degré croissant d’idéalité Développement efficace de grands systèmes techniques

L'analyse des inventions montre que le développement de tous les systèmes va dans le sens idéalisation, c'est-à-dire qu'un élément ou un système diminue ou disparaît, mais sa fonction est préservée.

Les moniteurs d'ordinateur à rayons cathodiques, encombrants et lourds, sont remplacés par des moniteurs à cristaux liquides légers et plats. La vitesse du processeur augmente des centaines de fois, mais sa taille et sa consommation électrique n'augmentent pas. Les téléphones portables sont de plus en plus sophistiqués, mais leur taille diminue.

 Pensez à l'idéalisation de l'argent.

Éléments ARIZ

Considérons les étapes de base de l'algorithme de résolution de problèmes inventifs (ARIZ).

1. Le début de l'analyse est la compilation modèle structurel TS (comme décrit ci-dessus).

2. Ensuite, l'essentiel est mis en évidence contradiction technique(TP).

Contradictions techniques(TP) appellent de telles interactions dans le système lorsqu'une action positive provoque simultanément une action négative ; ou si l'introduction/l'intensification d'une action positive, ou l'élimination/l'affaiblissement d'une action négative provoque une détérioration (notamment une complication inacceptable) d'une des parties du système ou du système dans son ensemble.

Pour augmenter la vitesse d'un avion à hélice, vous devez augmenter la puissance du moteur, mais augmenter la puissance du moteur réduira la vitesse.

Souvent, pour identifier le TP principal, il est nécessaire d'analyser chaîne de cause à effet(PSC) connexions et contradictions.

Continuons le PS pour la contradiction « augmenter la puissance du moteur réduira la vitesse ». Pour augmenter la puissance du moteur, il est nécessaire d'augmenter la cylindrée du moteur, pour laquelle il est nécessaire d'augmenter le poids du moteur, ce qui entraînera une consommation de carburant supplémentaire, ce qui augmentera le poids de l'avion, ce qui annulera le gain de puissance et réduira la vitesse. .

3. Mental séparation des fonctions(propriétés) à partir d'objets.

Dans l'analyse de tout élément du système, nous ne nous intéressons pas à lui-même, mais à sa fonction, c'est-à-dire la capacité d'exercer ou de percevoir certaines influences. Il existe également une chaîne de cause à effet pour les fonctions.

La fonction principale du moteur n’est pas de faire tourner l’hélice, mais de pousser l’avion. Nous n’avons pas besoin du moteur lui-même, mais seulement de sa capacité à pousser l’avion. De la même manière, ce n’est pas la télévision qui nous intéresse, mais sa capacité à restituer des images.

4. Produit contradiction croissante.

La contradiction doit être mentalement renforcée, portée à l'extrême. Beaucoup c'est tout, un peu c'est rien.

La masse du moteur n'augmente pas du tout, mais la vitesse de l'avion augmente.

5. Déterminé Zone opérationnelle(OZ) et Temps de fonctionnement(VO).

Il est nécessaire de mettre en évidence le moment précis dans le temps et dans l’espace où surgit la contradiction.

La contradiction entre la masse du moteur et celle de l’avion surgit toujours et partout. Les conflits entre personnes souhaitant monter à bord d'un avion n'apparaissent qu'à certains moments (pendant les vacances) et à certains points de l'espace (certains vols).

6. Formulé solution parfaite.

La solution parfaite(ou idéal résultat final) ressemble à ceci : l'élément X, sans compliquer du tout le système et sans provoquer de phénomènes néfastes, élimine les effets néfastes pendant le temps de fonctionnement (OT) et au sein de la zone de fonctionnement (OZ), tout en conservant un effet bénéfique.

L'élément X remplace la cuisinière à gaz. La fonction du poêle consistant à réchauffer les aliments à la maison en quelques minutes demeure, mais il n'y a aucun risque d'explosion de gaz ou d'empoisonnement au gaz. L'élément X est plus petit qu'une cuisinière à gaz. X-element – four à micro-ondes

7. Ceux disponibles sont déterminés ressources.

Pour résoudre une contradiction, il faut des ressources, c'est-à-dire les capacités des autres. éléments existants système pour remplir la fonction (impact) qui nous intéresse.

Des ressources peuvent être trouvées :

a) au sein du système,

b) en dehors du système, dans l'environnement extérieur,

c) dans le supersystème.

Pour transporter des passagers pendant les jours de pointe, vous pouvez trouver les ressources suivantes :

a) à l'intérieur du système - pour resserrer la disposition des sièges dans l'avion,

b) en dehors du système - ajouter des avions supplémentaires aux vols,

c) dans le supersystème (pour l'aviation - transport) - utiliser le chemin de fer.

8. Méthodes appliquées séparation des contradictions.

Vous pouvez séparer les propriétés en conflit des manières suivantes :

- dans l'espace,

- à l'heure,

– aux niveaux du système, du sous-système et du supersystème,

– combiner ou diviser avec d’autres systèmes.

Prévenir les collisions entre voitures et piétons. Dans le temps - un feu tricolore, dans l'espace - un passage souterrain.

Résumant les étapes d'ARIZ :

Modèle structurel – Recherche de contradictions – Séparation des propriétés des objets – Renforcement des contradictions – Détermination du point temporel et spatial – Solution idéale – Recherche de ressources – Séparation des contradictions

La loi de l'augmentation du degré d'idéalité d'un système

Le système technique dans son développement se rapproche de l'idéalité. Une fois atteint l’idéal, le système doit disparaître, mais sa fonction doit continuer à être remplie.

Les principaux moyens de se rapprocher de l'idéal :

· augmenter le nombre de fonctions exercées,

· « s'effondrer » en un corps de travail,

· transition vers le supersystème.

Lorsqu’il s’approche de l’idéal, un système technique combat d’abord les forces de la nature, puis s’y adapte et enfin les utilise à ses propres fins.

La loi de l’idéalité croissante s’applique le plus efficacement à l’élément qui se trouve directement dans la zone de conflit ou qui génère lui-même des phénomènes indésirables. Dans ce cas, une augmentation du degré d'idéalité est généralement réalisée par l'utilisation de ressources (substances, champs) précédemment inutilisées disponibles dans la zone où se pose le problème. Plus les ressources seront retirées de la zone de conflit, moins les progrès vers l’idéal seront réalisés.

Loi du développement en forme de S systèmes techniques

L’évolution de nombreux systèmes peut être représentée par une courbe en forme de S, montrant comment le rythme de son développement évolue au fil du temps. Il y a trois étapes caractéristiques :

1. "enfance". Cela prend généralement beaucoup de temps. Actuellement, le système est en cours de conception, de perfectionnement, un prototype est produit et les préparatifs pour la production en série sont en cours.

2. "floraison". Il s'améliore rapidement, devient plus puissant et plus productif. La machine est produite en série, sa qualité s'améliore et la demande augmente.

3. "vieillesse". Passé un certain point, il devient de plus en plus difficile d’améliorer le système. Même de fortes augmentations de crédits n’aident guère. Malgré les efforts des concepteurs, le développement du système ne suit pas le rythme des besoins toujours croissants des humains. Elle cale, marque le pas, change ses contours extérieurs, mais reste telle qu'elle est, avec tous ses défauts. Toutes les ressources sont finalement sélectionnées. Si à ce moment vous essayez d'augmenter artificiellement les indicateurs quantitatifs du système ou de développer ses dimensions, en laissant le principe précédent, alors le système lui-même entre en conflit avec l'environnement et les personnes. Cela commence à faire plus de mal que de bien.

A titre d’exemple, prenons une locomotive à vapeur. Au début, il y a eu une phase expérimentale assez longue avec des spécimens isolés imparfaits, dont l'introduction s'est en outre accompagnée d'une résistance de la part de la société. Cela a été suivi par le développement rapide de la thermodynamique, l'amélioration machines à vapeur, les chemins de fer, service - et la locomotive reçoit une reconnaissance publique et des investissements dans son développement ultérieur. Puis, malgré un financement actif, des limites naturelles sont apparues : efficacité thermique limitée, conflits avec l'environnement, incapacité à augmenter la puissance sans augmenter la masse - et, par conséquent, la stagnation technologique a commencé dans la région. Enfin, les locomotives à vapeur ont été remplacées par des locomotives diesel et des locomotives électriques plus économiques et plus puissantes. La machine à vapeur a atteint son idéal – et a disparu. Ses fonctions ont été reprises par les moteurs à combustion interne et les moteurs électriques - également imparfaits au début, puis se développant rapidement et atteignant finalement leurs limites naturelles de développement. Puis un autre apparaîtra nouveau système- et ainsi de suite sans fin.

Loi de Dynamisation

La fiabilité, la stabilité et la cohérence d'un système dans un environnement dynamique dépendent de sa capacité à évoluer. Le développement, et donc la viabilité du système, est déterminé par l'indicateur principal : degré de dynamisation, c'est-à-dire la capacité d'être mobile, flexible, adaptable à l'environnement extérieur, en changeant non seulement sa forme géométrique, mais aussi la forme de mouvement de ses parties, principalement l'organe de travail. Plus le degré de dynamisation est élevé, plus l'éventail des conditions dans lesquelles le système maintient sa fonction est large. Par exemple, afin de faire fonctionner efficacement une aile d'avion dans des modes de vol sensiblement différents (décollage, vol de croisière, vol à vitesse maximale, atterrissage), elle est dynamisée par l'ajout de volets, de becs, de spoilers, d'un système de contrôle de balayage, etc.

Cependant, pour les sous-systèmes, la loi de la dynamisation peut être violée - il est parfois plus rentable de réduire artificiellement le degré de dynamisation d'un sous-système, le simplifiant ainsi, et de compenser une moindre stabilité/adaptabilité en créant autour de lui un environnement artificiel stable, protégé des facteurs externes. Mais en fin de compte, le système total (supersystème) reçoit encore un plus grand degré de dynamisation. Par exemple, au lieu d'adapter la transmission à la contamination en la dynamisant (autonettoyage, autolubrification, rééquilibrage), on peut la placer dans un carter étanche, à l'intérieur duquel est créé l'environnement le plus favorable aux pièces mobiles ( roulements de précision, brouillard d'huile, chauffage, etc.)

Autres exemples :

· La résistance au mouvement de la charrue est réduite de 10 à 20 fois si son soc vibre à une certaine fréquence en fonction des propriétés du sol.

· Le godet d'excavatrice, transformé en roue rotative, a donné naissance à un nouveau système minier très efficace.

· Une roue de voiture constituée d'un disque de bois dur avec une jante en métal est devenue mobile, souple et élastique.

Loi de complétude des parties du système

Tout système technique qui remplit indépendamment une fonction a quatre parties principales- moteur, transmission, élément de travail et commande. Si le système est dépourvu de l’un de ces éléments, sa fonction est alors assurée par une personne ou par l’environnement.

Moteur- un élément d'un système technique qui est un convertisseur de l'énergie nécessaire pour remplir la fonction requise. La source d'énergie peut être située soit dans le système (par exemple, essence dans le réservoir du moteur combustion interne voiture), ou dans le supersystème (électricité du réseau externe pour le moteur électrique de la machine).

Transmission- un élément qui transfère l'énergie du moteur à l'élément de travail avec transformation de ses caractéristiques qualitatives (paramètres).

Corps de travail- un élément qui transfère de l'énergie à l'objet en cours de traitement et remplit la fonction requise.

Outil de contrôle- un élément qui régule le flux d'énergie vers les parties d'un système technique et coordonne leur fonctionnement dans le temps et dans l'espace.

En analysant n'importe quel système d'exploitation autonome, qu'il s'agisse d'un réfrigérateur, d'une horloge, d'un téléviseur ou d'un stylo, vous pouvez voir ces quatre éléments partout.

· Fraiseuse. Corps de travail : fraise. Moteur : moteur électrique de la machine. Tout ce qui se trouve entre le moteur électrique et la fraise peut être considéré comme une transmission. Moyens de contrôle - opérateur humain, poignées et boutons, ou contrôle par programme (machine contrôlée par ordinateur). Dans ce dernier cas, le contrôle logiciel a « déplacé » l’opérateur humain du système.

Question 3. Lois de développement des systèmes techniques. La loi du passage traversant de l’énergie. La loi du développement avancé du corps ouvrier. La loi de transition « mono – bi – poly ». La loi du passage du niveau macro au niveau micro

$ Pensez à l'idéalisation de l'argent.

Éléments ARIZ

Considérons les étapes de base de l'algorithme de résolution de problèmes inventifs (ARIZ).

1. Le début de l'analyse est la compilation modèle structurel TS (comme décrit ci-dessus).

2. Ensuite, l'essentiel est mis en évidence contradiction technique(TP).

Pour augmenter la vitesse d'un avion à hélice, vous devez augmenter la puissance du moteur, mais augmenter la puissance du moteur réduira la vitesse.

Souvent, pour identifier le TP principal, il est nécessaire d'analyser chaîne de cause à effet(PSC) connexions et contradictions.

3. Mental séparation des fonctions(propriétés) à partir d'objets.

4. Produit contradiction croissante.

La contradiction doit être mentalement renforcée, portée à l'extrême. Beaucoup c'est tout, un peu c'est rien.

La masse du moteur n'augmente pas du tout, mais la vitesse de l'avion augmente.

5. Déterminé Zone opérationnelle(OZ) et Temps de fonctionnement(VO).

Il est nécessaire de mettre en évidence le moment précis dans le temps et dans l’espace où surgit la contradiction.

6. Formulé solution parfaite.

La solution idéale (ou le résultat final idéal) ressemble à ceci : l'élément X, sans compliquer du tout le système et sans provoquer de phénomènes néfastes, élimine les effets néfastes pendant le temps de fonctionnement (OT) et dans la zone de fonctionnement (OZ), tandis que maintenir un effet bénéfique.

7. Ceux disponibles sont déterminés ressources.

Pour résoudre la contradiction, il faut des ressources, c'est-à-dire la capacité d'autres éléments déjà existants du système à remplir la fonction (l'impact) qui nous intéresse.

Des ressources peuvent être trouvées :

a) au sein du système,

b) en dehors du système, dans l'environnement extérieur,

c) dans le supersystème.

Pour transporter des passagers pendant les jours de pointe, vous pouvez trouver les ressources suivantes :

a) à l'intérieur du système - pour resserrer la disposition des sièges dans l'avion,

b) en dehors du système - ajouter des avions supplémentaires aux vols,

c) dans le supersystème (pour l'aviation - transport) - utiliser le chemin de fer.

8. Méthodes appliquées séparation des contradictions.

Vous pouvez séparer les propriétés en conflit des manières suivantes :

- dans l'espace,

- à l'heure,

– aux niveaux du système, du sous-système et du supersystème,

– combiner ou diviser avec d’autres systèmes.

Prévenir les collisions entre voitures et piétons. Dans le temps - un feu tricolore, dans l'espace - un passage souterrain.

Résumant les étapes d'ARIZ :

La méthode de modélisation « petits gens »

La méthode de modélisation des « petits hommes » (méthode MMM) vise à lever l’inertie psychologique. Le travail des éléments du système impliqués dans la contradiction est représenté schématiquement sous forme de dessin. Sur l'image, il y a un grand nombre de « petits gens » (un groupe, plusieurs groupes, une « foule »). Chaque groupe effectue l'une des actions conflictuelles de l'élément.

Si vous imaginez un moteur d'avion sous la forme de deux groupes d'hommes, l'un d'eux tirera l'avion vers l'avant et vers le haut (poussée), et le second le tirera vers le bas (masse).

Si vous imaginez une cuisinière à gaz selon le MMF, alors un groupe de personnes chauffera la bouilloire et le second brûlera l'oxygène dont la personne a besoin.

$ Essayez d'imaginer l'argent dans un système d'économie de marché comme de petites personnes.

Techniques pour résoudre les contradictions

Faisons un petit exercice d'imagination. Dans les pays capitalistes du XIXe siècle, il existait des contradictions de classe internes, dont la principale se situait entre la richesse de certains groupes de personnes (classes) et la pauvreté des autres. Les crises économiques profondes et les dépressions constituaient également un problème. Le développement du système de marché au XXe siècle a permis de surmonter ou d’aplanir ces contradictions dans les pays occidentaux.

TRIZ résume quarante méthodes pour résoudre les contradictions. Voyons comment certains d'entre eux ont été appliqués au système du « capitalisme du XIXe siècle ».

Réception du retrait

Séparez la partie « interférente » de l'objet (la propriété « interférente ») ou, à l'inverse, sélectionnez la seule partie nécessaire (la propriété souhaitée).

La propriété qui fait obstacle est la pauvreté, la propriété nécessaire est la richesse. La pauvreté s'est propagée au-delà des frontières des pays au milliard d'or, la richesse est concentrée à l'intérieur de leurs frontières.

Réception des actions préliminaires

Apportez à l'avance la modification requise à l'objet (en totalité ou au moins partiellement).

L'objet est la conscience des pauvres et des exploités. Si la conscience est traitée à l’avance, les mendiants ne se considéreront pas comme pauvres et exploités.

Réception du « Coussin Pré-Planté »

Compenser la fiabilité relativement faible de l'installation avec des moyens d'urgence préalablement préparés.

Création de système assurance sociale et les allocations de chômage, c’est-à-dire les fonds d’urgence en cas de crise.

Technique de copie

a) Au lieu d'un objet inaccessible, complexe, coûteux, peu pratique ou fragile, utilisez ses copies simplifiées et bon marché.

b) Remplacer un objet ou un système d'objets par leurs copies optiques (images).

Au lieu de produits de qualité, vous pouvez vendre des produits chinois bon marché aux mêmes prix. Au lieu de biens physiques, vendez des images télévisées et publicitaires.

La technique consistant à remplacer une durabilité coûteuse par une durabilité bon marché

Remplacez un objet cher par un ensemble d'objets bon marché, en sacrifiant certaines qualités (par exemple la durabilité).

Selon la théorie économique, la cause des dépressions et de la baisse des bénéfices est la baisse de la demande. Si vous fabriquez des produits bon marché et durables, vous pouvez même réduire le prix de vente. Dans le même temps, les bénéfices demeureront et la demande sera constamment maintenue.

Héros de notre temps

Alors que nous terminons la technique et passons au chapitre suivant, réjouissons-nous avec le héros sans nom notre temps, l'auteur de l'ouvrage suivant, trouvé sur Internet. Comparez à quoi les odes étaient dédiées au cours des siècles précédents.

Ode à la joie. De l'argent.

Quand je me réveille, je souris,

Et en m'endormant, je souris,

Et en m'habillant, je souris,

Et en me déshabillant, je souris.

J'apprécie tout dans cette vie :

La tristesse est légère, les tensions sont légères,

Les vins sont merveilleux, les plats sont délicieux,

Les amis sont des amis honnêtes et doux.

Peut-être que quelqu'un ne le croira pas

C'est ainsi qu'ils vivent dans ce monde.

Quoi, tu veux tout vérifier ?

Qu’il en soit ainsi, je vais vous dire quel est le problème.

J'ai découvert une source d'inspiration

Appelant fortement, catégoriquement.

Son merveilleux nom est l'argent,

Cela semble frais et sophistiqué.

J'adore les billets de banque

Leur vue, leur odeur et leur bruissement,

Recevez-les sans aucun combat,

Et faites attention à eux.

Comme j'ai été stupide toutes ces années

N'ayant aucun objectif chéri,

A subi des catastrophes et des adversités,

Jusqu'à ce que le billet tombe à proximité !

Je prie honnêtement Mammon,

Et je ne vois aucun péché là-dedans,

Et je conseille à tout le monde raisonnablement

Oubliez le lisier soviétique !

Tout le monde est né pour inspirer

Tout le monde a le droit de vivre dans l'amour,

Aimons, mes frères, notre argent.

Gloire à l'argent qui n'est pas le nôtre !

Comme le sens de l’argent est pur et clair,

Et est équivalent à lui-même,

Il sera le même lundi

Et la même chose se produira dimanche.

Maintenant, j'aime dépenser de l'argent

Et transforme-le en n'importe quel bien,

Et si du coup je n'en ai pas assez -

Je ne serai pas triste sous le drapeau blanc !

Tout est tout aussi joyeux et bruyant

Je les appellerai, je les retrouverai

Avec l'insouciance d'un enfant...

Nous avons un amour mutuel !

Chapitre 2. Science et religion.

Formulé les lois du développement des systèmes techniques, dont la connaissance aide les ingénieurs à prédire les voies d'éventuelles améliorations ultérieures des produits :

La loi de l'augmentation du degré d'idéalité d'un système.
Loi du développement en forme de S des systèmes techniques.
La loi de la dynamisation.
La loi de complétude des parties du système.
La loi du passage traversant de l’énergie.
La loi du développement avancé du corps ouvrier.
La loi de transition « mono – bi – poly ».
La loi du passage du niveau macro au niveau micro.

La loi la plus importante considère l'idéalité du système - l'un des concepts de base de TRIZ.

Description des lois

La loi de l'augmentation du degré d'idéalité d'un système

Le système technique dans son développement se rapproche de l'idéalité. Une fois atteint l’idéal, le système doit disparaître, mais sa fonction doit continuer à être remplie.

Les principaux moyens de se rapprocher de l'idéal :

augmenter le nombre de fonctions exercées,
« s'effondrer » en un corps de travail,
transition vers le supersystème.

Lorsqu’il s’approche de l’idéal, un système technique combat d’abord les forces de la nature, puis s’y adapte et enfin les utilise à ses propres fins.

Loi du développement en forme de S des systèmes techniques

"enfance". Cela prend généralement beaucoup de temps. Actuellement, le système est en cours de conception, de perfectionnement, un prototype est produit et les préparatifs pour la production en série sont en cours.
"floraison". Il s'améliore rapidement, devient plus puissant et plus productif. La machine est produite en série, sa qualité s'améliore et la demande augmente.
"vieillesse". Passé un certain point, il devient de plus en plus difficile d’améliorer le système. Même de fortes augmentations de crédits n’aident guère. Malgré les efforts des concepteurs, le développement du système ne suit pas le rythme des besoins toujours croissants des humains. Elle cale, marque le pas, change ses contours extérieurs, mais reste telle qu'elle est, avec tous ses défauts. Toutes les ressources sont finalement sélectionnées. Si à ce moment vous essayez d'augmenter artificiellement les indicateurs quantitatifs du système ou de développer ses dimensions, en laissant le principe précédent, alors le système lui-même entre en conflit avec l'environnement et les personnes. Cela commence à faire plus de mal que de bien.

A titre d’exemple, prenons une locomotive à vapeur. Au début, il y a eu une phase expérimentale assez longue avec des spécimens isolés imparfaits, dont l'introduction s'est en outre accompagnée d'une résistance de la part de la société. Cela a été suivi par le développement rapide de la thermodynamique, l'amélioration des machines à vapeur, des chemins de fer et des services - et la locomotive à vapeur a reçu une reconnaissance publique et des investissements dans son développement ultérieur. Puis, malgré un financement actif, des limites naturelles sont apparues : efficacité thermique limitée, conflits avec l'environnement, incapacité à augmenter la puissance sans augmenter la masse - et, par conséquent, la stagnation technologique a commencé dans la région. Enfin, les locomotives à vapeur ont été remplacées par des locomotives diesel et des locomotives électriques plus économiques et plus puissantes. La machine à vapeur a atteint son idéal – et a disparu. Ses fonctions ont été reprises par les moteurs à combustion interne et les moteurs électriques - également imparfaits au début, puis se développant rapidement et atteignant finalement leurs limites naturelles de développement. Puis un autre nouveau système apparaîtra – et ainsi de suite sans fin.

Loi de Dynamisation

Autres exemples :

La résistance au mouvement de la charrue est réduite de 10 à 20 fois si son soc vibre à une certaine fréquence en fonction des propriétés du sol.
Le godet d'excavatrice, transformé en roue rotative, a donné naissance à un nouveau système minier très efficace.
Une roue de voiture constituée d'un disque en bois dur avec une jante en métal est devenue mobile, souple et élastique.

Loi de complétude des parties du système

Moteur- un élément d'un système technique qui est un convertisseur de l'énergie nécessaire pour remplir la fonction requise. La source d'énergie peut être soit dans le système (par exemple, de l'essence dans un réservoir pour un moteur à combustion interne d'une voiture), soit dans le supersystème (électricité provenant d'un réseau externe pour le moteur électrique d'une machine-outil).

Transmission- un élément qui transfère l'énergie du moteur à l'élément de travail avec transformation de ses caractéristiques qualitatives (paramètres).

Corps de travail- un élément qui transfère de l'énergie à l'objet en cours de traitement et remplit la fonction requise.

Outil de contrôle- un élément qui régule le flux d'énergie vers les parties d'un système technique et coordonne leur fonctionnement dans le temps et dans l'espace.

En analysant n'importe quel système d'exploitation autonome, qu'il s'agisse d'un réfrigérateur, d'une horloge, d'un téléviseur ou d'un stylo, vous pouvez voir ces quatre éléments partout.

Fraiseuse. Corps de travail : fraise. Moteur : moteur électrique de la machine. Tout ce qui se trouve entre le moteur électrique et la fraise peut être considéré comme une transmission. Moyens de contrôle - opérateur humain, poignées et boutons, ou contrôle par programme (machine contrôlée par ordinateur). Dans ce dernier cas, le contrôle logiciel a « déplacé » l’opérateur humain du système.

La loi de l'énergie par le passage

Ainsi, tout système de travail se compose de quatre parties principales et chacune de ces parties est un consommateur et un convertisseur d'énergie. Mais il ne suffit pas de convertir, il faut aussi transférer sans perte cette énergie du moteur à l'élément de travail, et de celui-ci à l'objet à traiter. C'est la loi du passage traversant de l'énergie. La violation de cette loi conduit à l'émergence de contradictions au sein du système technique, ce qui donne lieu à des problèmes inventifs.

La condition principale de l'efficacité d'un système technique en termes de conductivité énergétique est l'égalité des capacités des parties du système à recevoir et à transmettre de l'énergie.

Les impédances de l'émetteur, de l'alimentation et de l'antenne doivent être adaptées - dans ce cas, le système établit un mode à ondes progressives, le plus efficace pour la transmission d'énergie. L'inadéquation entraîne l'apparition d'ondes stationnaires et une dissipation d'énergie.

La première règle de conductivité énergétique du système

fonction utile, puis pour augmenter ses performances, les lieux de contact doivent contenir des substances aux niveaux de développement similaires ou identiques.

La deuxième règle de conductivité énergétique du système

Si les éléments d'un système interagissent pour former un système conducteur d'énergie avec fonction nuisible, alors pour sa destruction dans les lieux de contact des éléments, il doit y avoir des substances avec des niveaux de développement différents ou opposés.

Lors du durcissement, le béton adhère au coffrage et il est difficile de le séparer par la suite. Les deux parties s'accordaient bien en termes de niveaux de développement de la matière - toutes deux étaient solides, rugueuses, immobiles, etc. Un système conducteur d'énergie normal s'est formé. Pour éviter sa formation, une inadéquation maximale de substances est nécessaire, par exemple : solide - liquide, rugueux - glissant, immobile - mobile. Il peut y avoir plusieurs solutions de conception - la formation d'une couche d'eau, l'application de produits spéciaux surfaces glissantes, vibrations du coffrage, etc.

La troisième règle de conductivité énergétique du système

Si les éléments, lorsqu'ils interagissent les uns avec les autres, forment un système conducteur d'énergie avec fonction néfaste et bénéfique, alors dans les lieux de contact des éléments il doit y avoir des substances dont le niveau de développement et physique Propriétés chimiques changement sous l’influence d’une substance ou d’un champ contrôlé.

Selon cette règle, la plupart des appareils technologiques sont fabriqués là où il est nécessaire de connecter et de déconnecter les flux d'énergie dans le système. Il s'agit de divers embrayages en mécanique, de vannes en hydraulique, de diodes en électronique et bien plus encore.

Loi du développement rapide du corps de travail

Dans un système technique, l'élément principal est le corps de travail. Et pour que sa fonction soit remplie normalement, sa capacité à absorber et à transmettre de l'énergie ne doit pas être inférieure à celle du moteur et de la transmission. Sinon, il tombera en panne ou deviendra inefficace, convertissant une partie importante de l'énergie en chaleur inutile. Par conséquent, il est souhaitable que l'organisme de travail soit en avance sur le reste du système dans son développement, c'est-à-dire qu'il ait un plus grand degré de dynamisation en matière, en énergie ou en organisation.

Souvent, les inventeurs commettent l’erreur de développer constamment la transmission et la commande, mais pas la partie active. En règle générale, une telle technologie n’entraîne pas une augmentation significative de l’effet économique ni une augmentation significative de l’efficacité.

Performances du tour et de ses spécifications techniques est resté presque inchangé pendant de nombreuses années, bien que l'entraînement, la transmission et les commandes aient été intensément développés, car la fraise elle-même en tant qu'organe de travail est restée la même, c'est-à-dire un monosystème fixe au niveau macro. Avec l’avènement des coupe-gobelets rotatifs, la productivité des machines a considérablement augmenté. Elle augmente encore plus lorsque la microstructure de la substance de coupe est impliquée : sous l'influence courant électrique le tranchant du couteau a commencé à osciller jusqu'à plusieurs fois par seconde. Enfin, grâce aux découpeuses à gaz et au laser, qui ont complètement modifié l'apparence de la machine, une vitesse de traitement des métaux sans précédent a été atteinte.

Loi de transition "mono - bi - poly"

La première étape est la transition vers les bisystèmes. Cela augmente la fiabilité du système. De plus, une nouvelle qualité apparaît dans le bisystème, qui n'était pas inhérente au monosystème. La transition vers les polysystèmes marque une étape évolutive de développement, dans laquelle l'acquisition de nouvelles qualités se fait uniquement par le biais d'indicateurs quantitatifs. Des capacités organisationnelles étendues pour organiser des éléments similaires dans l'espace et dans le temps permettent d'utiliser plus pleinement leurs capacités et leurs ressources environnementales.

Un avion bimoteur (bisystème) est plus fiable que son homologue monomoteur et possède une plus grande maniabilité (une nouvelle qualité).
La conception de la clé de vélo combinée (polysystem) a conduit à une réduction notable de la consommation de métal et à une réduction de la taille par rapport à un groupe de clés individuelles.
Le meilleur inventeur - la nature - a dupliqué des parties particulièrement importantes du corps humain : une personne a deux poumons, deux reins, deux yeux, etc.
Le contreplaqué multicouche est beaucoup plus résistant que les planches de mêmes dimensions.

Mais à un certain stade de développement, des échecs commencent à apparaître dans le polysystème. Un attelage de plus de douze chevaux devient incontrôlable ; un avion avec vingt moteurs nécessite un équipage multiplié par plusieurs et est difficile à contrôler. Les capacités du système ont été épuisées. Et après? Et puis le polysystème redevient un monosystème... Mais à un niveau qualitativement nouveau. Dans ce cas, un nouveau niveau n'apparaît que si la dynamisation des parties du système, principalement l'organisme de travail, augmente.

Rappelons-nous la même clé de vélo. Lorsque son corps de travail est devenu dynamique, c'est-à-dire que les mâchoires sont devenues mobiles, une clé à molette est apparue. Il est devenu un système mono, mais en même temps capable de fonctionner avec de nombreuses tailles standard de boulons et d'écrous.
De nombreuses roues de véhicules tout-terrain se sont transformées en une seule chenille en mouvement.

La loi du passage du niveau macro au niveau micro

Transition du niveau macro au niveau micro - tendance principale développement de tous les systèmes techniques modernes.

Pour obtenir des résultats élevés, les capacités de la structure de la matière sont utilisées. On utilise d'abord un réseau cristallin, puis des associations de molécules, une molécule unique, une partie de molécule, un atome et enfin des parties d'atome.

À la recherche de capacité de charge utile, à la fin de l'ère des pistons, les avions étaient équipés de six, douze moteurs ou plus. Ensuite, l'élément de travail - la vis - s'est néanmoins déplacé vers le niveau micro, devenant un jet de gaz.

voir également

Analyse du champ Su

Sources

Lois du développement des systèmes Altshuller G. S. La créativité comme science exacte. - M. : « Radio soviétique », 1979. - P. 122-127.
« Lignes de vie » des systèmes techniques © Altshuller G. S., 1979 (La créativité comme science exacte. - M. : Sov. Radio, 1979. P. 113-119.)
Système de lois du développement technologique (bases de la théorie du développement des systèmes techniques) 2e édition, corrigée et augmentée © Yuri Petrovich Salamatov, 1991-1996

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Voyez ce que sont les « Lois de développement des systèmes techniques » dans d'autres dictionnaires :

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TRIZ est une théorie pour résoudre des problèmes inventifs, fondée par Genrikh Saulovich Altshuller et ses collègues en 1946, et publiée pour la première fois en 1956, c'est une technologie de créativité basée sur l'idée que « la créativité inventive... ... Wikipédia

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Pour la mise en œuvre fonctions utiles le système technique doit payer.

Facteurs de calcul inclure divers coûts pour la création, l'exploitation et l'élimination du système, tout ce que la société doit payer pour obtenir cette fonction, y compris toutes les fonctions nuisibles créées par le système. Par exemple, les facteurs de coût liés au déplacement des personnes et des marchandises en voiture comprennent non seulement le coût des matériaux et les coûts de main-d'œuvre pour la fabrication et l'exploitation, mais également l'effet néfaste de la voiture sur environnementà la fois directement et pendant sa production (par exemple, procédés métallurgiques) ; les coûts de construction du garage ; espace occupé par les garages, les usines et les ateliers de réparation ; décès de personnes dans des accidents, chocs psychologiques associés, etc.

Comme nous l'avons déjà indiqué, les systèmes techniques évoluent. Dans TRIZ, le développement d'un système technique est compris comme un processus d'augmentation du degré d'idéalité (I), qui est défini comme le rapport de la somme des fonctions utiles remplies par le système (F p) à la somme des facteurs de paiement (Fr):

Bien entendu, cette formule ne reflète les tendances du développement que qualitativement, car il est très difficile d'évaluer différentes fonctions et facteurs dans les mêmes unités quantitatives.

L'augmentation de l'idéalité des systèmes techniques peut se produire à la fois dans le cadre du concept de conception existant et à la suite d'un changement radical dans la conception et le principe de fonctionnement du système.

L'idéalité croissante dans le cadre du concept de conception existant est associée à des changements quantitatifs dans le système et est réalisée à la fois par des solutions de compromis et par la résolution de problèmes inventifs niveaux inférieurs, remplaçant certains sous-systèmes par d'autres connus.

L'utilisation des ressources des systèmes techniques est l'un des mécanismes importants pour accroître l'idéalité, à la fois générale et privée.

Dans de nombreux cas, les ressources nécessaires pour résoudre un problème sont disponibles dans le système sous une forme adaptée à leur utilisation - ressources prêtes. Il vous suffit de comprendre comment les utiliser. Mais il existe souvent des situations où les ressources disponibles ne peuvent être utilisées qu'après une certaine préparation : accumulation, modification, etc. De telles ressources sont appelées dérivés. Souvent, les propriétés physiques et chimiques des substances existantes sont également utilisées comme ressources pour améliorer un système technique ou résoudre un problème inventif : capacité à subir des transitions de phase, à modifier leurs propriétés, à entrer dans des réactions chimiques, etc.

Considérons les ressources les plus souvent utilisées lors de l'amélioration des systèmes techniques.

Ressources de substances prêtes- il s'agit de tous les matériaux qui composent le système et son environnement, les produits qu'il fabrique, les déchets, etc., qui, en principe, peuvent être utilisés en complément.

Exemple 1. Dans une usine de production d'argile expansée, cette dernière est utilisée comme média filtrant pour purifier l'eau de procédé.

Exemple 2. Dans le nord, la neige est utilisée comme média filtrant pour purifier l’air.

Dérivés de ressources de substances- les substances obtenues suite à toute influence sur les ressources matérielles finies.

Exemple. Pour protéger les tuyaux de la destruction par les déchets soufrés issus du raffinage du pétrole, le pétrole est d'abord pompé à travers les tuyaux, puis le film d'huile restant sur la surface intérieure est oxydé en soufflant de l'air chaud jusqu'à un état semblable à un vernis.

Ressources énergétiques prêtes- toute énergie dont les réserves non réalisées existent dans le système ou son environnement.

Exemple. L'abat-jour de la lampe de table tourne en raison du flux d'air de convection créé par la chaleur de la lampe.

Dérivés liés aux ressources énergétiques- l'énergie obtenue en convertissant des ressources énergétiques prêtes à l'emploi en d'autres types d'énergie, ou en modifiant la direction de leur action, leur intensité et d'autres caractéristiques.

Exemple.

La lumière de l'arc électrique, réfléchie par un miroir fixé sur le masque du soudeur, éclaire le chantier de soudage.

Ressources d'information prêtes- des informations sur le système qui peuvent être obtenues grâce aux champs parasites (sonores, thermiques, électromagnétiques, etc.) présents dans le système ou grâce aux substances transitant ou sortant du système (produits, déchets).

Exemple. Il existe une méthode connue pour déterminer la qualité de l'acier et ses paramètres de traitement par les étincelles projetées pendant le traitement.

Ressources d'information dérivées - informations obtenues à la suite de la conversion d’informations impropres à la perception ou au traitement en informations utiles, généralement par divers effets physiques ou chimiques.

Exemple. Lorsque des fissures apparaissent et se développent dans les structures de travail, de faibles vibrations sonores se produisent. Des installations acoustiques spéciales captent les sons dans une large gamme, les traitent à l'aide d'un ordinateur et évaluent avec une grande précision la nature du défaut apparu et son danger pour la structure.

Ressources spatiales prêtes - espace libre et inoccupé disponible dans le système ou son environnement. Méthode efficace la réalisation de cette ressource est l’utilisation du vide au lieu de la matière.

Exemple 1. Les cavités naturelles du sol sont utilisées pour stocker le gaz.

Exemple 2. Pour gagner de la place dans un wagon, la porte du compartiment se glisse dans l'espace entre les murs.

Ressources spatiales dérivées- espace supplémentaire résultant de l'utilisation de divers effets géométriques.

Exemple. L'utilisation d'une bande Möbius permet de doubler au moins la longueur efficace de tous les éléments annulaires : poulies à courroie, rubans, coupe-rubans, etc.

Ressources de temps prêtes- périodes de temps dans processus technologique, ainsi qu'avant ou après, entre des processus, non utilisés auparavant ou partiellement utilisés.

Exemple 1. Lors du transport du pétrole par pipeline, celui-ci est déshydraté et dessalé.

Exemple 2. Un pétrolier transportant du pétrole le traite simultanément.

Ressources de temps dérivées- intervalles de temps résultant d’une accélération, d’une décélération, d’une interruption ou d’une transformation en processus continus.

Exemple. Utilisez un mouvement rapide ou lent pour les processus rapides ou très lents.

Ressources fonctionnelles prêtes à l'emploi- la capacité du système et de ses sous-systèmes à fonctionner à temps partiel fonctions supplémentaires, à la fois proches des principaux et nouveaux et inattendus (super-effet).

Exemple. Il a été constaté que l'aspirine fluidifie le sang et a donc, dans certains cas, un effet effet nocif. Cette propriété a été utilisée pour prévenir et traiter les crises cardiaques.

Ressources dérivées fonctionnelles- la capacité du système à exécuter des fonctions supplémentaires simultanément après quelques modifications.

Exemple 1. Dans un moule pour couler des pièces en thermoplastiques, les canaux d'injection sont réalisés sous la forme de produits utiles, par exemple des lettres de l'alphabet.

Exemple 2. A l'aide d'un appareil simple, une grue soulève ses blocs de grue lors des réparations.

Ressources système×- nouveau fonctionnalités bénéfiques systèmes ou de nouvelles fonctions qui peuvent être obtenues en modifiant les connexions entre les sous-systèmes ou par une nouvelle manière de combiner les systèmes.

Exemple. La technologie de fabrication des bagues en acier comprenait leur tournage à partir d'une tige, le perçage d'un trou interne et le durcissement de la surface. Dans le même temps, en raison des contraintes de trempe, des microfissures apparaissent souvent sur la surface interne. Il a été proposé de modifier l'ordre des opérations - d'abord affûter la surface extérieure, puis effectuer un durcissement de la surface, puis percer la couche interne du matériau. Désormais, les contraintes disparaissent avec le matériau percé.

Pour faciliter la recherche et l'utilisation des ressources, vous pouvez utiliser l'algorithme de recherche de ressources (Fig. 3.3).