Obrazac povećanja stepena idealnosti je primjer. Sistem zakona razvoja tehnologije (osnove teorije razvoja tehničkih sistema). Nanotehnologija Erica Drexlera: tehnokratska utopija ili prirodna faza u razvoju tehnologije

Karakteristike ovog smjera idealizacije:

smanjenje M, G, E kroz minijaturizaciju; oštro smanjenje dimenzija (G) i, shodno tome, smanjenje M i E;
Povećanje GPF-a povećanjem tačnosti funkcionisanja (smanjuje se dužina veze - smanjuje se vjerovatnoća grešaka, smanjuje se potrebna snaga, nestaju neki od štetnih faktora);
broj elemenata sistema ostaje nepromijenjen do poslednjeg trenutka – spajanja podsistema u jedinstven funkcionalni monosistem.

Najkarakterističniji primjer mini- i mikrominijaturizacije u tehnologiji je razvoj radio elektronike u 20. stoljeću. Nadaleko je poznata sljedeća ilustracija ovog procesa: „Kada bi Rolls-Royce iz 50-ih napredovao istim tempom kao i kompjuterska tehnologija, onda bi ovaj luksuzni automobil sada koštao dva dolara, imao motor zapremine pola kubnog centimetra i troše hiljaditi dio kubnog milimetra benzina po kilometru.

Razvoj elementarne baze pratio je put oštrog smanjiti M, G, E u lancu: pojedinačni dijelovi - sklopovi - mikrosklopovi - integrirana kola (IC) - velika integrirana kola (LSI) - ekstra velika (VLSI). Štaviše, elementi se nisu fundamentalno promijenili do kraja: i dalje je bio isti skup otpornih, kapacitivnih, poluvodičkih i induktivnih elemenata. Tek nedavno, u vezi s razvojem ideja za uzgoj elektronskih blokova u obliku monokristala i sastavljanje na bazi biočipova, pojavili su se znakovi prelaska na fundamentalno nove elemente.

Razvoj veš mašina:

cijev sa aktivatorom (elektromotor, mlaznica), crijevo, poklopac;
tada je počelo povezivanje korisno-funkcionalnih podsistema - grijanje, pumpanje, modifikacije aktivatora, upravljanje programom, centrifugiranje itd.;
minijaturizacija - mašina "Malyutka" itd.;
ekstremni slučaj: savjet iz odjeljka " Vešte ruke"- električna bušilica s mlaznicom i bilo koji umivaonik s posteljinom (nema perilice, ali se njena funkcija obavlja);
zamjena mehaničkog aktivatora ultrazvučnim (ideja se dugo koristila za pranje dijelova u mašinstvu); testovi su dali odlični rezultati: potrebna vam je bilo koja posuda sa platnom, prahom, u nju se spušta mala kutija s vodom (UZ-aktivator);
nakon mehaničkih i fizičkih aktivatora treba doći do prelaska na "hemijsko pranje" (aktivator na mikro nivou).

Kolapsirajuća štamparija: odabrana knjiga se štampa u prisustvu kupca direktno u knjižari. Tekst i ilustracije se čitaju sa optičkog diska i štampaju na laserskom štampaču za nekoliko minuta (oko 10 hiljada štampanih listova u minuti), a zatim se uvezuju na liniju za automatsko uvezivanje. ("Nauka i život", 1987, br. 6, str. 104).

Veoma važan umetak
na odjeljak 4.11.4.2

Nanotehnologija Erica Drexlera:
tehnokratska utopija ili prirodna faza u razvoju tehnologije?

Članak B. Ponkratova (sa skraćenicama) „Šta ćemo u trećem milenijumu, ili posljednja tehnokratska utopija.“ („Tehnologija za mlade“, 1989, br. 12, str. 18-22)

U proljeće 1977. student MIT-a Eric K. Drexler predložio je potrebu za prijevodom tehnički sistemi od makro do mikro nivoa, stvaranjem molekularnih mašina – veštačkih sličnosti bioloških molekula koje rade u živim ćelijama.

Od kraja 70-ih, E.K. Drexler je sa malom grupom entuzijasta započeo rad na nanotehnologiji na Univerzitetu Stanford.

U početku su postojali eksperimenti sa biosličnim strukturama: aminokiselinama, enzimima (katalizatorima biohemijskih reakcija), prirodnim proteinima i tkivima.

Međutim, ubrzo dolazi do spoznaje da su bioslične strukture (i sve što mogu stvoriti) organske, što znači da su njihove mogućnosti ograničene. Gube stabilnost ili se raspadaju na povišenim temperaturama i pritiscima, ne mogu da obrađuju čvrste materijale sa velikom preciznošću, rade u agresivnim okruženjima itd. I ne mogu se svi potrebni tipovi nanomehanizama konstruirati od biomolekula. To znači da će neizbježno biti potrebno koristiti neorganske tvari i kristalne strukture.

Osim toga, konstrukcija biomašina od bioloških komponenti zahtijevat će pronalazak ogromnog broja novih principa, metoda, uređaja i supstanci koje bi omogućile željene funkcije "izlaza".

Stoga, nema smisla napustiti grandiozni zbir ideja i tehnika razvijenih u procesu tehnološkog razvoja. Ovo je sve na šta priroda nije pomislila, počevši od točka pa do kompjutera. Stoga je Drexler u svojim radovima detaljno obrazložio metode konstrukcije ležaja i zupčanika na atomskom nivou, razmatrao probleme trenja klizanja itd.

U isto vrijeme, bez biosličnih struktura, vrlo je teško manipulirati pojedinačnim atomima i molekulima. Stoga nanomašine moraju kombinovati svojstva živog i tehničkog sistema.

Glavna vrsta mašina, prema Drexleru, biće tzv asembler, tj. kolektora. Od svih potrebnih atoma i molekula, on mora biti sposoban izgraditi nanosisteme za bilo koju svrhu - motore, "mašine", računarske uređaje, komunikacije itd. To će biti univerzalni molekularni robot sa izmjenjivim programima na "bušenim trakama" kao što su RNA ili DNK lanci. Proces promjene programa mogao bi ličiti na infekciju ćelije virusom.

Drexler smatra da je za asembleru za obavljanje svojih zadataka dovoljno da ima oko 10 hiljada mobilnih i fiksnih čvorova, od kojih je svaki izgrađen u prosjeku od sto atoma (ukupno oko milion atoma - oko jedne tridesete veličine prosječna bakterija).

Spolja, asembler se može predstaviti kao kutija sa "ručnim" manipulatorom dugim sto atoma. Sam manipulator je jednostavan, ali može raditi sa izmjenjivim alatima bilo koje složenosti. Alati su molekule koje imaju aktivne reakcione centre, tj. mjesta sposobna za stvaranje jakih kemijskih veza s drugim molekulima. Unutar asemblera nalaze se uređaji koji pokreću manipulator, zamjenjuju molekularne alate u njegovom hvatištu i sadrže program svih radnji.

Kao ribozomi u ćeliji, montažeri će raditi u kontejnerima sa specijalne tečnosti, bogat polaznim materijalima, praznim molekulima, kao i "gorivom" - molekulima sa velikim zalihama hemijske energije.

Očigledno, "ruka" će jednostavno čekati dok željeni molekul, prošavši kroz selektivnu mlaznicu, u svom haotičnom kretanju udari u zahvat. Aktivna mjesta svih enzima rade po ovom principu. U njihovoj strukturi postoje krivulje koje tačno odgovaraju željenom molekulu po obliku i veličini - i nikakve druge. Za brze enzime, brzina obrade je milion čestica u sekundi pri dovoljnoj koncentraciji u mediju.

Tako se radni ciklus asemblera može ponoviti oko milion puta u sekundi. Ovu procjenu može potvrditi još jedno, nezavisno rezonovanje: "ruka" montažera je oko 50 miliona puta kraća od ljudske ruke, i stoga, ako se održavaju ekvivalentna inercijska opterećenja, može se kretati otprilike isto toliko puta brže.

Za praktičan nanoinženjering, haotične termalne vibracije atoma i molekula su vrlo opasne. Oni mogu spriječiti robotsku ruku da obrađuje i postavlja dijelove sa potrebnom preciznošću. Istina, u određenim slučajevima su korisni, na primjer, kada manipulator "očekuje" nasumični napad molekula kako bi ga uhvatio. Ali za precizne operacije, termičke fluktuacije su štetne. Iz tog razloga, Drexler je dizajnirao veoma "debeo" manipulator (konus prečnika 30 nanometara i 100 dužine), izgrađen od atoma ugljenika poput dijamantske rešetke. To će mu dati takvu krutost da njegovi termalni pomaci neće prelaziti polovinu prečnika atoma.

Naravno, nemoguće je ručno upravljati kolektorima zbog enormne brzine njihovog rada. Ovo bi trebalo da urade nanoračunari programirani na nekom konvencionalnom jeziku za upravljanje industrijskim robotima.

Za komunikaciju sa ovim sićušnim mašinama možete koristiti interfejs nanoračunara ili prenijeti komande putem radija. Prikladno sredstvo za kontrolu nanomašina bila bi svjetlost. Biće moguće koristiti čitav niz poznatih fotohemijskih i fotofizičkih efekata. Na primjer, svjetlost može promijeniti oblik određenih molekula. Kretanja atoma u ovom slučaju se dešavaju u trilionima sekunde. Konačno, svjetlost također može postati izvor energije za nanouređaje.

Što se tiče nanoračunara, Drexler također predlaže korištenje mehanički principi. Razvio je koncept računarskog uređaja u kojem se binarni kod implementira pomoću dva fiksna položaja jakih linearnih karabinskih molekula od 7-8 jedinica dužine 1 nm. Ovi mikroskopski štapići klize u čvrstoj matrici duž kanala koji se sijeku pod pravim uglom, tako da jedan štap može (ili ne mora) blokirati put drugom. Tri paralelna kanala koja ih ukršta četvrti dovoljna su da formiraju univerzalnu logičku ćeliju. Skup takvih ćelija vam omogućava da implementirate bilo koji proces računanja ili obrade informacija.

Uređaj za pohranu kapaciteta milijardu bajtova u ovom dizajnu će zauzeti zapreminu bakterije - jedan kubni mikron. Trajanje proračunskog ciklusa, odnosno vrijeme pomjeranja štapa iz jedne pozicije u drugu, sa svojim zanemarljivim dimenzijama, bit će samo 50 pikosekundi. Dakle, brzina je mehanički sistem biće veći od onog kod najboljih modernih mikroračunara.

Da li je moguće masovno proizvoditi Drexler nanomašine? Za sada se ovo čini beznadežno neisplativim. Ali to će biti samo do jednog lijepog (a možda i užasnog) dana samoreplicirajući nanouređaj.

Sve vrste takvih uređaja Drexler je dao zajednički naziv " replikator", odnosno fotokopir aparat. Slušajte pažljivo ovu riječ. Možda će ona jednog dana označiti novu eru u životu čovječanstva. Počeće ako se izgradi samo jedna kopir mašina. Ovo će biti dovoljno za ovako gigantski preokret na svim područjima ljudske aktivnosti, koje možda istorija još nije poznavala.

Nije li prejak? da vidimo.

Dakle, napravljen je jedan fotokopir aparat. Pretpostavimo da je hiljadu puta složeniji od asemblera, odnosno da je broj atoma u njemu otprilike milijardu. Zatim, radeći sa istim više nego umjerenim performansama - milion atoma u sekundi, kopir aparat će sastaviti svoju kopiju za hiljadu sekundi, odnosno za četvrt sata. Opet, ova procena je potvrđena nezavisnim razmatranjem: otprilike u isto vreme, pod povoljnim uslovima, mikrobna ćelija se deli. Nova kopija će odmah početi da se umnožava, a za 10 sati oko 70 milijardi kopir aparata plutaće u rastvoru sa građevinskim i "energetskim" molekulima, a za manje od jednog dana njihova masa će premašiti tonu. Ova tona ultra-složenih uređaja primljena je unutar dana bez ikakvih troškova ljudskog rada. A druga tona se može dobiti ne za jedan dan, već ... tako je, za samo 15 minuta - samo dajte rješenje. Pitanje cijene vjerovatno ne dolazi u obzir. Pošto ste postali malo hrabriji i povećali se za nedelju dana - još jedna potrebna masa fotokopirnih mašina, možete ih naterati da sastave direktno od sebe ... pa, recimo, most preko Beringovog moreuza.

Ali stvar, naravno, nije u kvantitativnoj evidenciji. U narednom periodu" nova era" nestat će i potreba za bilo kakvom stručnom radnom snagom.

Ovdje, na primjer, Drexler detaljno opisuje kako se uz pomoć fotokopirnih mašina izgradi, odnosno, izvinite, raste, raketni motor.

Proces se odvija u rezervoaru na čije se dno postavlja podloga - baza. Poklopac rezervoara je hermetički zatvoren, a pumpe ga pune viskoznom tekućinom koja sadrži u obliku suspenzije kopir aparata reprogramiranih za nove funkcije kolektora.

U centru podloge nalazi se "sjeme" nanokompjutera koje u memoriju pohranjuje sve crteže budućeg motora, a na površini ima dio za koji se mogu "zalijepiti" montažeri iz suspenzije koja žubori. Svaki od njih dobija informaciju o prostornoj poziciji koja mu je dodeljena u odnosu na embrion i nalog da svojim manipulatorima uhvati nekoliko drugih sakupljača suspenzija. Također se povezuju na "fetalni" kompjuter i primaju slične naredbe. Za nekoliko sati u tekućini izraste svojevrsna kristalna struktura, koja najsitnijim detaljima ocrtava oblik budućeg motora.

Pumpe se ponovo uključuju, zamjenjujući kašu kolektora u spremniku otopinom građevinskog materijala. Kompjuter embriona izdaje komandu, a neki od graditelja koji čine okvir puštaju svoje komšije, sklapaju svoje manipulatore i takođe ispiru, ostavljajući prolaze i kanale koji će biti ispunjeni potrebnim atomima i molekulima.

Posebne vitice preostalih kolektora intenzivno veslaju, stvarajući neprekidan protok tečnosti u kanalima, koji sadrži "gorivo" i sirovine i izvode radni prostor otpad i toplota. Komunikacioni sistem, zatvoren za kompjuter fetusa, prenosi komande svakom graditelju.

Tamo gdje je potrebna najveća snaga, montažeri slažu atome ugljika u dijamantsku rešetku. Tamo gdje su otpornost na toplinu i koroziju kritične, strukture rešetke safirnog kristala se stvaraju na bazi aluminij oksida. Tamo gdje su naprezanja niska, montažeri štede na težini tako što manje ispunjavaju pore. I kroz cijeli volumen budućeg motora atom po atom su raspoređeni ventili, kompresori, senzori itd. Za sav posao će biti potrebno manje od jednog dana vremena i minimum ljudske pažnje.

Kao rezultat toga, za razliku od konvencionalni motori, pokazao se proizvod koji nema niti jedan šav i dobija na težini oko 10 puta u odnosu na moderne dizajne. Po svojoj strukturi možda više liči na dragulj.

Ali to su još uvijek najjednostavnije mogućnosti nanotehnologije. Iz teorije je poznato da raketni motori bi radile optimalno kada bi mogle mijenjati svoj oblik ovisno o načinu rada. Samo uz korištenje nanotehnologije to će postati stvarnost. Struktura jača od čelika, lakša od drveta, moći će, poput mišića (koristeći isti princip kliznih vlakana), da se širi, skuplja i savija, mijenjajući silu i smjer potiska.

Svemirska letjelica će se moći potpuno transformirati za oko sat vremena. Nanotehnologija, ugrađena u svemirsko odijelo i koja osigurava cirkulaciju supstanci, omogućit će čovjeku da u njemu ostane neograničeno vrijeme, štoviše, pretvarajući školjku svemirskog odijela u "množitelj sile". Doći će nova era u istraživanju svemira.

Ali hoće li to ipak početi na Zemlji? Montaži će napraviti skoro sve iz gotovo ničega, koristeći bilo koji "travnati materijal", vodu i vazduh, gde se nalaze glavni neophodni elementi - ugljenik, kiseonik, azot, vodonik, aluminijum i silicijum; ostalo, što se tiče živih organizama, biće potrebno u mikrokoličinama. Pomoćne industrije i cijela takozvana "Grupa A" će nestati, a roba široke potrošnje proizvodit će se "kod kuće".

Nanotehnologija će obnoviti ozonski omotač, očistiti tlo, rijeke, atmosferu, okeane od zagađenja, demontirati fabrike, brane, rudnike, zatvoriti radioaktivni otpad u vječne kontejnere koji se samoobnavljaju. Gradovi i putevi će rasti kao trava. U pustinjama će se uzdići šume fotosintetskih elemenata, koje će obezbijediti potrebnu količinu električne energije, nutrijenata i univerzalnog biološkog goriva - ATP (adenozin trifosfatna kiselina). Tragovi industrijske aktivnosti gotovo će nestati sa lica Zemlje, poljoprivredno zemljište će se smanjiti, vrtovi i prirodni ekosistemi će prekriti veći dio planete...

Doći će do nove naučne revolucije. Uporedivi sa veličinom montažnih instrumenata, naučna oprema i modeli u punoj veličini biće dizajnirani i implementirani u "metal" za nekoliko sekundi. Milioni paralelnih eksperimenata bilo koje složenosti ići će im u isto vrijeme i velikom brzinom, čiji će rezultati biti generalizirani umjetnom inteligencijom i izdani u željenom obliku.

Obrazovanje će biti bitno drugačije. Djeca će dobiti džepne nanokonstruktore koji kreiraju pokretne modele životinja, mašina i svemirskih procesa koje mogu kontrolirati. Igračke i obrazovne nanomašine otvorit će pristup svjetskom znanju, razviti mentalne sposobnosti prema individualnom programu.

Medicina će se promijeniti do neprepoznatljivosti. Dosljedno provjeravanje i po potrebi "ispravljanje" molekula, ćeliju po ćeliju, organ po organ, nanomašine će vratiti zdravlje svakom pacijentu, a potom jednostavno spriječiti bilo kakve bolesti i patologije, uključujući i genetske. Čovek će živeti stotinama, možda hiljadama godina.

Rad u modernom smislu, odnosno "po znoju lica", koji je od pamtivijeka bio glavni sadržaj života, prestaće da postoji. Sadašnji koncepti vrijednosti, cijene, novca također će izgubiti smisao. Prema Drexleru, u tako potpuno obnovljenom društvu ostvarit će se prava utopija, ali ne ona u kojoj se u tipičnim hostelima daje recept za kolektivnu sreću. Naprotiv, svaka osoba će dobiti maksimalnu raznolikost opcija za egzistenciju, mogućnost, ne miješajući se u druge, da slobodno bira i mijenja svoj životni stil, eksperimentira, griješi i počinje ispočetka.

Međutim, Drexler nije naivan. Shvaća da stvarna slika nanotehnološkog života možda nije baš ružičasta, pokušava predvidjeti moguće komplikacije i zacrtati izlaze...

Koncept E. Drexlera je živopisan primjer razvoja ideja za idealizaciju tehnologije u "spontanom izumu", primjer pronalaženja i formulisanja Vrijednog cilja, duhovitog rješenja naučnog problema.

„Progresivne i dugotrajne tendencije su samo one tendencije koje donose pravi auto do ideala."

„Razvoj svih sistema ide u pravcu povećanja stepena idealnosti.

Idealan tehnički sistem je sistem čija težina, zapremina i površina teže nuli, iako se njegova sposobnost za rad ne smanjuje. Drugim riječima, idealan sistem je kada sistema nema, ali je njegova funkcija očuvana i izvršena.

Uprkos očiglednosti koncepta "idealnog tehničkog sistema", postoji određeni paradoks: stvarni sistemi postaju sve veći i teži. Povećavaju se veličina i težina aviona, tankera, automobila itd. Ovaj paradoks se objašnjava činjenicom da su rezerve koje se oslobađaju prilikom poboljšanja sistema usmjerene na povećanje njegove veličine i, što je najvažnije, povećanje radnih parametara. Prvi automobili imali su brzinu od 15-20 km/h. Da se ova brzina ne povećava, postepeno bi se pojavili automobili koji su mnogo lakši i kompaktniji sa istom snagom i udobnošću. Međutim, svako unapređenje automobila (upotreba izdržljivijih materijala, povećanje efikasnosti motora itd.) bilo je usmjereno na povećanje brzine automobila i onoga što "služi" ovoj brzini (snažnim kočioni sistem, izdržljivo tijelo, pojačana apsorpcija udara). Da biste vizuelno uočili povećanje stepena idealnosti automobila, potrebno je uporediti moderan auto sa starim rekordnim automobilom koji je imao istu brzinu (na istoj udaljenosti).

Vidljivi sekundarni proces (povećanje brzine, kapaciteta, tonaže, itd.) maskira primarni proces povećanja stepena idealnosti tehničkog sistema; pri rešavanju inventivnih problema potrebno je fokusirati se na povećanje stepena idealnosti - ovo je pouzdan kriterij za ispravljanje problema i vrednovanje dobijenog odgovora.

"Postojanje tehničkog sistema nije samo sebi cilj. Sistem je potreban samo za obavljanje neke funkcije (ili više funkcija). Sistem je idealan ako ne postoji, ali se funkcija izvršava. Projektant pristupa zadatak ovako: „Potrebno je implementirati to i to Zato će biti potrebni takvi i takvi mehanizmi i uređaji.“ Ispravan inventivni pristup izgleda sasvim drugačije: „Potrebno je izvesti to i to bez uvođenja novih mehanizama i uređaja. u sistem."

Zakon povećanja stepena idealnosti sistema je univerzalan. Poznavajući ovaj zakon, možete transformirati bilo koji problem i formulirati idealno rješenje. Naravno, ova idealna opcija nije uvijek u potpunosti izvodljiva. Ponekad morate donekle odstupiti od ideala. Međutim, važno je nešto drugo: ideja o idealan, razvijen po jasnim pravilima, a svjesne mentalne operacije "po zakonima" daju ono što je ranije zahtijevalo bolno dugo nabrajanje opcija, sretan slučaj, nagađanja i uvide.

Analiza pronalazaka pokazuje da razvoj svih sistema ide u pravcu idealizacija, odnosno, element ili sistem se smanjuje ili nestaje, ali je njegova funkcija očuvana.

Glomazne i teške kompjuterske monitore katodnih zraka zamjenjuju laki i ravni monitori s tekućim kristalima. Brzina procesora se povećava stotinama puta, ali se njegova veličina i potrošnja energije ne povećavaju. Mobilni telefoni postaju složeniji, ali se njihova veličina smanjuje.

 Razmislite o idealiziranju novca.

ARIZ elementi

Razmotrite osnovne korake Algoritma za rješavanje inventivnih problema (ARIZ).

1. Početak analize je kompilacija strukturni model TS (kao što je gore opisano).

2. Tada se ističe glavna stvar tehnička kontradikcija(TP).

tehničke kontradikcije(TP) su takve interakcije u sistemu kada pozitivna akcija istovremeno izaziva negativnu akciju; ili ako uvođenje/jačanje pozitivnog efekta, odnosno otklanjanje/slabljenje negativnog efekta uzrokuje pogoršanje (posebno neprihvatljive komplikacije) jednog od dijelova sistema ili cijelog sistema u cjelini.

Da biste povećali brzinu aviona s propelerom, morate povećati snagu motora, ali povećanje snage motora će smanjiti brzinu.

Često, da bi se identifikovao glavni TP, potrebna je analiza uzročni lanac(PSC) veze i kontradikcije.

Nastavimo PSC za kontradikciju "povećanje snage motora će smanjiti brzinu." Za povećanje snage motora potrebno je povećati veličinu motora, za što je potrebno povećati masu motora, što će dovesti do dodatne potrošnje goriva, što će povećati masu aviona, što će negirati dobit u snagu i smanjiti brzinu.

3. Proizvedeno mentalno odjel za funkcije(osobine) od objekata.

U analizi bilo kojeg elementa sistema nas ne zanima on sam, već njegova funkcija, odnosno sposobnost vršenja ili opažanja određenih uticaja. Funkcije također imaju kauzalni lanac.

Glavna funkcija motora nije da okreće vijak, već da gura avion. Ne treba nam sam motor, već samo njegova sposobnost da gura avion. Na isti način, ne zanima nas TV, već njegova sposobnost da reprodukuje sliku.

4. Proizvedeno pojačavanje kontradikcije.

Kontradikciju treba psihički ojačati, dovesti do krajnjih granica. Mnogo je sve, malo je ništa.

Masa motora se uopće ne povećava, ali se povećava brzina aviona.

5. Odlučni su operativna zona(OZ) i operativno vrijeme(OV).

Potrebno je izdvojiti tačan trenutak u vremenu i prostoru u kojem nastaje kontradikcija.

Kontradikcija između mase motora i aviona javlja se uvijek i svuda. Kontradikcija između ljudi koji žele da uđu u avion nastaje samo u određeno vreme (praznici) iu određenim tačkama u svemiru (neki letovi).

6. Formulisano savršeno rješenje.

Idealno rješenje (ili idealno konačni rezultat) zvuči ovako: x-element, a da uopšte ne komplikuje sistem i ne izaziva štetne pojave, eliminiše štetno dejstvo tokom radnog vremena (OS) i unutar operativne zone (OZ), uz zadržavanje blagotvornog dejstva.

X-element zamjenjuje plinski štednjak. Funkcija štednjaka za zagrijavanje hrane kod kuće nekoliko minuta ostaje, ali nema opasnosti od eksplozije plina ili trovanja plinom. X-element je manji od plinske peći. X-element - mikrovalna pećnica

7. Dostupno resurse.

Za rješavanje kontradikcije potrebni su resursi, odnosno sposobnost drugih već postojećih elemenata sistema da izvrše funkciju (uticaj) koja nas zanima.

Resursi se mogu pronaći:

a) unutar sistema

b) van sistema, u spoljašnjem okruženju,

c) u supersistemu.

Za prevoz putnika u najveće dane možete pronaći sljedeće resurse:

a) unutar sistema - zategnite raspored sedišta u avionu,

b) van sistema - staviti dodatne avione na letove,

c) u nadsistemu (za vazduhoplovstvo - transport) - koristiti željeznicu.

8. Primijenjene metode razdvajanje kontradikcija.

Možete odvojiti konfliktna svojstva na sljedeće načine:

- u svemiru,

- na vrijeme,

- na nivoima sistema, podsistema i nadsistema,

– spajanje ili razdvajanje sa drugim sistemima.

Sprečavanje sudara automobila i pješaka. U vremenu - semafor, u prostoru - podvožnjak.

Sumirajući korake ARIZ-a:

Strukturni model - Potraga za kontradikcijom - Odvajanje svojstava od objekata - Pojačavanje kontradikcije - Određivanje tačke u vremenu i prostoru - Idealno rješenje - Potraga za resursima - Odvajanje kontradikcija

Kreativnost kao egzaktna nauka [Teorija inventivnog rješavanja problema] Altshuller Genrikh Saulovich

4. Zakon povećanja stepena idealnosti sistema

Razvoj svih sistema ide u pravcu povećanja stepena idealnosti.

Uprkos očiglednosti koncepta "idealnog tehničkog sistema", postoji određeni paradoks: stvarni sistemi postaju sve veći i teži. Povećavaju se veličina i težina aviona, tankera, automobila itd. Ovaj paradoks se objašnjava činjenicom da su rezerve koje se oslobađaju prilikom poboljšanja sistema usmjerene na povećanje njegove veličine i, što je najvažnije, povećanje radnih parametara. Prvi automobili imali su brzinu od 15-20 km/h. Da se ova brzina ne povećava, postepeno bi se pojavili automobili koji su mnogo lakši i kompaktniji sa istom snagom i udobnošću. Međutim, svako poboljšanje u automobilu (upotreba izdržljivijih materijala, povećanje efikasnosti motora i sl.) imalo je za cilj povećanje brzine automobila i onoga što „služi“ ovoj brzini (snažan kočioni sistem, jaka karoserija, poboljšana amortizacija). Da biste vizuelno videli povećanje stepena idealnosti automobila, potrebno je da uporedite moderan automobil sa starim rekordnim automobilom koji je imao istu brzinu (na istoj udaljenosti).

Vidljivi sekundarni proces (rast brzine, kapaciteta, tonaže, itd.) maskira primarni proces povećanja stepena idealnosti tehničkog sistema. Ali pri rješavanju inventivnih problema potrebno je fokusirati se na povećanje stepena idealnosti - to je pouzdan kriterij za ispravljanje problema i evaluaciju odgovora.

Iz knjige Kreativnost kao egzaktna nauka [Teorija inventivnog rješavanja problema] autor Altshuller Heinrich Saulovich

1. Zakon potpunosti delova sistema Neophodan uslov za fundamentalnu održivost tehničkog sistema je prisustvo i minimalne performanse glavnih delova sistema. Svaki tehnički sistem mora da sadrži četiri glavna dela: motor,

Iz knjige Interface: New Directions in Computer System Design autor Ruskin Jeff

2. Zakon "energetske provodljivosti" sistema Neophodan uslov za fundamentalnu održivost tehničkog sistema je prolaz energije kroz sve delove sistema. Svaki tehnički sistem je pretvarač energije. Otuda očigledno

Iz knjige tenkova. Jedinstveno i paradoksalno autor Špakovski Vjačeslav Olegovič

3. Zakon harmonizacije ritma delova sistema Neophodan uslov za fundamentalnu održivost tehničkog sistema je usklađenost ritma (učestalosti oscilacija, periodičnosti) svih delova sistema. Primjeri ovog zakona dati su u pogl. 1. Na "kinematiku"

Iz knjige Pravila za postavljanje električnih instalacija u pitanjima i odgovorima [Vodič za učenje i pripremu za provjeru znanja] autor Krasnik Valentin Viktorovič

5. Zakon neravnomjernog razvoja dijelova sistema Razvoj dijelova sistema je neravnomjeran; što je sistem složeniji, to je neravnomjerniji razvoj njegovih dijelova. Neravnomjeran razvoj dijelova sistema uzrok je tehničkih i fizičkih kontradikcija i,

Iz knjige Kako su vozači prevareni. Kupovina, pozajmljivanje, osiguranje, saobraćajna policija, TRP autor Geiko Yuri Vasilievich

8. Zakon povećanja stepena su-polja Razvoj tehničkih sistema ide u pravcu povećanja stepena su-polja. Značenje ovog zakona je da sistemi nesu-polja teže da postanu su-polja, au sistemima su-polja razvoj ide u pravcu

Iz knjige TRIZ Udžbenik autor Hasanov A I

Iz knjige Filteri za vodu autor Khokhryakova Elena Anatolievna

Poglavlje 4 KORISNO SLJEPILO DO NAJVIŠEG STEPENA Mnogi projekti njemačkih tenkova bili su neuspješni zbog činjenice da su Nijemci u njima pokušavali koristiti uređaje koji su još uvijek bili tehnički nesavršeni, iako su na prvi pogled djelovali obećavajuće. Na ovakav neuspešan razvoj događaja

Iz knjige Bravarski vodič od Phillipsa Billa

Određivanje stepena zagađenja Pitanje. Koja izolacija se može koristiti u područjima koja ne spadaju u zonu uticaja industrijskih izvora zagađenja (šume, tundra, šuma-tundra, livade)? Odgovor. Izolacija sa nižim specifičnim efektivnim puznim stazom od

Iz knjige Tehnički propis o zahtjevima Sigurnost od požara. Savezni zakon br. 123-FZ od 22. jula 2008 autor Tim autora

KVALITET PUTEVA U ZEMLJI JE OBRATNO PROPORCIONALNO STEPENJU KRADE U NJOJ Pre sto šezdeset i osam godina Nikolaj Vasiljevič Gogolj je svojom jedinom frazom o budalama i putevima u Rusiji obezbedio sebi besmrtnost. I napominjemo - uostalom, putevi između gradova nisu

Iz knjige Nauka o materijalima. Krevetac autor Buslaeva Elena Mikhailovna

3. Koncept idealnosti

Iz knjige Windows 10. Tajne i uređaj autor Almametov Vladimir

4. Praktična upotreba koncepta idealnosti Kudryavtsev A. V. Idealnost je jedan od ključnih koncepata teorije inventivnog rješavanja problema. Koncept idealnosti je suština jednog od zakona (zakon povećanja idealnosti), a takođe je u osnovi drugih zakona.

Iz autorove knjige

Klasifikacija patrona prema namjeni i stepenu filtracije U skladu sa standardima kućišta, patrone se dijele i na serije SL i BB i shodno tome postoje 5,7, 10 i 20 inča. Prema namjeni, svi patroni se mogu podijeliti na tri grupe:

Iz autorove knjige

22. Sistem neograničene rastvorljivosti u tečnom i čvrstom stanju; eutektički, peritektički i monotektički sistemi. Sistemi sa polimorfizmom komponenti i eutektoidnom transformacijom Moguća je potpuna međusobna rastvorljivost u čvrstom stanju

Iz autorove knjige

6.3. Druge metode za povećanje produktivnosti Kako biste povećali produktivnost, jednostavno možete kupiti više dijelova koji sada nisu toliko skupi da nemate novca da ih kupite. Uglavnom, ko želi da poveća performanse svojih

Zakone razvoja tehničkih sistema, na kojima se zasnivaju svi glavni mehanizmi za rješavanje inventivnih problema u TRIZ-u, prvi je formulirao GS Altshuller u knjizi "Kreativnost kao egzaktna nauka" (M.: "Sovjetski radio", 1979, str.122-127), a kasnije dopunjen sljedbenicima.

Proučavajući (evoluciju) tehničkih sistema tokom vremena, Heinrich Altshuller je formulisao zakone razvoja tehničkih sistema čije poznavanje pomaže inženjerima da predvide načine mogućih daljih poboljšanja proizvoda:

Zakon povećanja stepena idealnosti sistema.
Zakon razvoja tehničkih sistema u obliku slova S.
Zakon dinamizacije.
Zakon potpunosti delova sistema.
Zakon prolaska energije.
Zakon naprednog razvoja radnog tijela.
Zakon tranzicije "mono - bi - poli".
Zakon prelaska sa makro na mikro nivo.

Najvažniji zakon smatra idealnost sistema - jedan od osnovnih pojmova u TRIZ-u.

Zakon povećanja stepena idealnosti sistema:

Tehnički sistem se u svom razvoju približava idealnosti. Postigavši ideal, sistem bi trebao nestati, a njegova funkcija bi trebala nastaviti da obavlja.

Glavni načini približavanja idealu:

povećanje broja obavljanih funkcija,
"kolaps" u radno telo,
prelazak na supersistem.

Približavajući se idealu, tehnički sistem se prvo bori sa silama prirode, zatim im se prilagođava i konačno ih koristi za svoje potrebe.

Zakon povećanja idealnosti najefikasnije se primjenjuje na element koji se nalazi direktno u zoni sukoba ili sam generiše nepoželjne pojave. U ovom slučaju, povećanje stepena idealnosti se po pravilu vrši korišćenjem ranije neiskorištenih resursa (supstanci, polja) dostupnih u zoni problema. Što su resursi dalje od zone sukoba, to će se manje moći kretati ka idealu.

Zakon razvoja tehničkih sistema u obliku slova S:

Evolucija mnogih sistema može se predstaviti logističkom krivom koja pokazuje kako se tempo njegovog razvoja mijenja tokom vremena. Postoje tri karakteristične faze:

"djetinjstvo". Obično traje dugo. U ovom trenutku se projektuje, dorađuje sistem, proizvodi prototip i priprema se za serijsku proizvodnju.
"cvjetati". Brzo se poboljšava, postaje moćniji i produktivniji. Mašina se masovno proizvodi, njen kvalitet se poboljšava i potražnja za njom raste.
"starost". U nekom trenutku postaje sve teže poboljšati sistem. Čak i velika povećanja izdvajanja su od male pomoći. Uprkos naporima dizajnera, razvoj sistema ne ide u korak sa sve većim potrebama čovjeka. Klizi, gazi vodu, mijenja svoj vanjski oblik, ali ostaje isti, sa svim svojim nedostacima. Svi resursi su konačno odabrani. Ako u ovom trenutku pokušate da veštački povećate kvantitativne pokazatelje sistema ili razvijete njegove dimenzije, napuštajući prethodni princip, onda sam sistem dolazi u sukob sa okolinom i čovekom. Počinje donositi više štete nego koristi.

Kao primjer, uzmite parnu lokomotivu. U početku je postojala prilično duga eksperimentalna faza s pojedinačnim nesavršenim kopijama, čije je uvođenje, osim toga, bilo popraćeno otporom društva. Zatim je uslijedio nagli razvoj termodinamike, poboljšanje parne mašine, željeznice, servis - a lokomotiva dobija javno priznanje i ulaganje u dalji razvoj. Tada je, uprkos aktivnom finansiranju, došlo do izlaza na prirodna ograničenja: granica termička efikasnost, sukob sa okolinom, nemogućnost povećanja snage bez povećanja mase - i, kao rezultat toga, počela je tehnološka stagnacija u regionu. I, konačno, parne lokomotive su zamijenjene ekonomičnijim i snažnijim dizel lokomotivama i električnim lokomotivama. parna mašina dostigao svoj ideal - i nestao. Njegove funkcije preuzeli su motori s unutrašnjim sagorijevanjem i elektromotori - također u početku nesavršeni, a zatim se brzo razvijaju i na kraju u razvoju počivaju na svojim prirodnim granicama. Onda će biti još jedan novi sistem- i tako beskrajno.

Zakon dinamizacije:

Pouzdanost, stabilnost i postojanost sistema u dinamičnom okruženju zavise od njegove sposobnosti da se menja. Razvoj, a samim tim i održivost sistema, određen je glavnim indikatorom: stepenom dinamizacije, odnosno sposobnošću da bude mobilan, fleksibilan, prilagodljiv spoljašnjem okruženju, menjajući ne samo svoj geometrijski oblik, već i oblik kretanja njegovih dijelova, prvenstveno radnog tijela. Što je veći stepen dinamizacije, širi je raspon uslova pod kojima sistem uopšteno zadržava svoju funkciju. Na primjer, da bi krilo aviona radilo efikasno u značajno različitim režimima leta (polijetanje, krstarenje, let najvećom brzinom, slijetanje), ono se dinamizira dodavanjem zakrilaca, letvica, spojlera, sistema promjene zamaha i tako dalje.

Međutim, za podsisteme, zakon dinamizacije se može prekršiti - ponekad je isplativije umjetno smanjiti stupanj dinamizacije podsistema, čime se pojednostavljuje, i kompenzirati manju stabilnost / prilagodljivost stvaranjem stabilnog vještačkog okruženja oko njega, zaštićenog od spoljnih faktora. Ali na kraju, ukupni sistem (super-sistem) i dalje dobija veći stepen dinamiziranja. Na primjer, umjesto prilagođavanja prijenosa kontaminaciji dinamiziranjem (samočišćenje, samopodmazivanje, rebalans), možete ga staviti u zatvoreno kućište, unutar kojeg se stvara okruženje koje je najpovoljnije za pokretne dijelove (precizne ležajeve). , uljna magla, grijanje, itd.)

Ostali primjeri:

Otpor kretanju pluga se smanjuje za 10-20 puta ako njegov raonik vibrira određenom frekvencijom, ovisno o svojstvima tla.
Korpa bagera, pretvarajući se u rotirajući točak, dala je početak novom visokoefikasnom rudarskom sistemu.
Točak automobila od tvrdog drvenog diska sa metalnim obodom postao je pomičan, mekan i elastičan.

Zakon potpunosti delova sistema:

Svaki tehnički sistem koji samostalno obavlja bilo koju funkciju ima četiri glavna dijela - motor, prijenos, radno tijelo i upravljačka sredstva. Ako bilo koji od ovih dijelova nema u sistemu, onda njegovu funkciju obavlja osoba ili okolina.

Motor - element tehničkog sistema, koji je pretvarač energije neophodan za obavljanje tražene funkcije. Izvor energije može biti u sistemu (npr. benzin u rezervoaru motora). unutrašnjim sagorevanjem automobil), ili u supersistemu (struja iz vanjske mreže za elektromotor mašine).

Prijenos - element koji prenosi energiju od motora do radnog tijela uz transformaciju njegovih kvalitativnih karakteristika (parametara).

Radno tijelo je element koji prenosi energiju na obrađeni objekt i obavlja potrebnu funkciju.

Kontrolno sredstvo - element koji reguliše protok energije do delova tehničkog sistema i koordinira njihov rad u vremenu i prostoru.

Kada analiziramo bilo koji autonomno operativni sistem, bilo da je to frižider, sat, TV ili olovka, ova četiri elementa se mogu videti svuda.

Mašina za glodanje. Radno tijelo: rezač. Motor: motor mašine. Sve što je između elektromotora i rezača može se smatrati prijenosom. Kontrola znači - ljudski operater, ručke i dugmad, ili programsko upravljanje (mašina sa programskom kontrolom). U potonjem slučaju, softverska kontrola je "istjerala" čovjeka operatera iz sistema.

Zakon prolaznog prolaska energije:

Dakle, svaki radni sistem sastoji se od četiri glavna dijela, a svaki od ovih dijelova je potrošač i pretvarač energije. Ali nije dovoljno transformisati, potrebno je i ovu energiju bez gubitka prenijeti sa motora na radno tijelo, a sa njega na predmet koji se obrađuje. Ovo je zakon prolaska energije. Kršenje ovog zakona dovodi do pojave kontradiktornosti unutar tehničkog sistema, što opet dovodi do inventivnih problema.

Glavni uslov efikasnosti tehničkog sistema u pogledu energetske provodljivosti je jednakost sposobnosti delova sistema da primaju i prenose energiju.

Impedanse predajnika, fidera i antene moraju biti usklađene - u ovom slučaju sistem je podešen na režim putujućeg talasa, najefikasniji za prenos energije. Neusklađenost dovodi do pojave stajaćih valova i disipacije energije.

Prvo pravilo energetske provodljivosti sistema:

Ako elementi u međusobnoj interakciji formiraju sistem provodne energije sa korisnom funkcijom, onda da bi se povećale njegove performanse, na dodirnim tačkama moraju postojati supstance sa sličnim ili identičnim nivoima razvoja.

Drugo pravilo energetske provodljivosti sistema:

Ako elementi sistema pri interakciji formiraju energetski provodni sistem sa štetnom funkcijom, tada za njegovo uništenje na mjestima kontakta elemenata moraju postojati tvari s različitim ili suprotnim razinama razvoja.

Prilikom stvrdnjavanja beton prijanja uz oplatu, te ga je kasnije teško odvojiti. Dva dijela su se međusobno dobro slagala u pogledu nivoa razvijenosti supstance – oba su bila čvrsta, hrapava, nepomična, itd. Nastao je normalan energetski provodni sistem. Da bi se spriječilo njegovo stvaranje, potrebna je maksimalna neusklađenost tvari, na primjer: čvrsta - tečna, gruba - klizava, nepomična - pokretna. Može postojati nekoliko dizajnerskih rješenja - formiranje sloja vode, nanošenje posebnih skliskih premaza, vibracije oplate itd.

Treće pravilo energetske provodljivosti sistema:

Ako elementi pri međusobnoj interakciji formiraju energetski provodni sistem sa štetnom i korisnom funkcijom, tada na dodirnim tačkama elemenata moraju postojati supstance čiji se nivo razvoja i fizičko-hemijska svojstva menjaju pod uticajem bilo koju kontroliranu supstancu ili polje.

Po ovom pravilu se izrađuje većina uređaja u tehnici gdje je potrebno povezati i isključiti tokove energije u sistemu. To su razne sklopne spojke u mehanici, ventili u hidraulici, diode u elektronici i još mnogo toga.

Zakon naprednog razvoja radnog tijela:

U tehničkom sistemu glavni element je radno tijelo. A da bi se njegova funkcija normalno obavljala, njegova sposobnost apsorpcije i prijenosa energije ne mora biti manja od motora i mjenjača. U suprotnom će se ili pokvariti ili postati neefikasan, pretvarajući značajan dio energije u beskorisnu toplinu. Stoga je poželjno da radno tijelo u svom razvoju prednjači u odnosu na ostatak sistema, odnosno da ima veći stepen dinamizacije u sadržajnom, energetskom ili organizacionom smislu.

Često izumitelji griješe tvrdoglavo razvijajući prijenos, kontrolu, ali ne i radno tijelo. Takva oprema, po pravilu, ne daje značajno povećanje ekonomskog efekta i značajno povećanje efikasnosti.

Performanse tokarilice i njene tehničke specifikacije ostao gotovo nepromijenjen tokom godina, iako su se pogon, prijenos i komande intenzivno razvijali, jer je sam rezač kao radno tijelo ostao isti, odnosno fiksni monosistem na makro nivou. Pojavom rotirajućih rezača čaša, produktivnost mašine je naglo porasla. Još više se povećao kada je uključena mikrostruktura tvari rezača: pod utjecajem električne struje, rezna ivica rezača počela je oscilirati i do nekoliko puta u sekundi. Konačno, zahvaljujući plinskim i laserskim rezačima, koji su u potpunosti promijenili izgled stroja, postignute su brzine obrade metala koje dosad nisu viđene.

Zakon tranzicije "mono - bi - poli"

Prvi korak je prelazak na bisisteme. Ovo poboljšava pouzdanost sistema. Osim toga, u bisistemu se pojavljuje novi kvalitet, koji nije bio svojstven monosistemu. Prelazak na polisisteme označava evolucijsku fazu razvoja, u kojoj se sticanje novih kvaliteta dešava samo na račun kvantitativnih pokazatelja. Proširene organizacione mogućnosti za lociranje sličnih elemenata u prostoru i vremenu omogućavaju im da potpunije iskoriste svoje mogućnosti i resurse sredine.

Dvomotorni avion (bisistem) je pouzdaniji od svog jednomotornog pandana i ima veću manevarsku sposobnost (novi kvalitet).
Dizajn kombinovanog biciklističkog ključa (polysystem) doveo je do značajnog smanjenja potrošnje metala i smanjenja veličine u poređenju sa grupom pojedinačnih ključeva.
Najbolji izumitelj - priroda - duplirao je posebno važne dijelove ljudskog tijela: osoba ima dva pluća, dva bubrega, dva oka itd.
Višeslojna šperploča je mnogo jača od ploča istih dimenzija.

Ali u nekoj fazi razvoja, kvarovi se počinju pojavljivati u polisistemu. Tim od više od dvanaest konja postaje nekontrolisan, avion sa dvadeset motora zahteva višestruko povećanje posade i teško ga je kontrolisati. Mogućnosti sistema su iscrpljene. Šta je sledeće? I tada polisistem ponovo postaje monosistem... Ali na kvalitativno novom nivou. Istovremeno, novi nivo nastaje samo pod uslovom povećanja dinamizacije delova sistema, prvenstveno radnog tela.

Prisjetite se istog ključa za bicikl. Kada je njegovo radno tijelo dinamizirano, odnosno spužve su postale pokretne, pojavio se podesivi ključ. Postao je mono sistem, ali istovremeno sposoban da radi sa vijcima i navrtkama više veličina.
Brojni točkovi terenskih vozila pretvorili su se u jednu pokretnu gusjenicu.

Zakon prelaska sa makro na mikro nivo:

Prelazak sa makro na mikro nivo je glavni trend u razvoju svih savremenih tehničkih sistema.

Za postizanje visokih rezultata koriste se mogućnosti strukture materije. Prvo se koristi kristalna rešetka, zatim asocijacije molekula, pojedinačni molekul, dio molekule, atom i na kraju dijelovi atoma.

U potrazi za nosivošću na kraju klipne ere, avioni su bili opremljeni sa šest, dvanaest ili više motora. Tada se radno tijelo - vijak - ipak pomaknulo na mikro nivo, postajući plinski mlaz.

Izvor sa wikipedia.org