СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Cтатьи и Публикации АЗЫ ИЛИ ЗАКОНЫ?

АЗЫ ИЛИ ЗАКОНЫ?

© Карев Александр Аврамович

Контакт с автором: karev@narod.ru

http://karev.narod.ru

Ссылаться на классиков проще всего, думать самостоятельно - много сложнее! Безусловно, классики заслуживают уважения, на то они и классики. Но как быть с наукой, созданной их силами – похоронить или же заниматься её развитием? Существуют различные мнения на этот счет. Очевидный факт - классики знали далеко не всё из того, что сегодня известно каждому школьнику. Много уже было сказано по поводу анекдотических «законов», ущербности концепции веполя, отсутствии логических обоснований расплодившихся АРИЗов, роли и места человека в технике. Периодически возникают споры о смысле термина «система», будто бы неизвестно, что базовые понятия не могут иметь определений. Эта работа – попытка свести воедино и новое, и давно известное. Причем – очень сжато и не теряя технической направленности, хотя был соблазн дать материал в более удобоваримом виде или же скатиться к философским обобщениям. В любом случае, данная работа не вправе претендовать на полноту. Читатель вправе сам решать – что из сказанного можно нарушить или с ходу опровергнуть, а что нельзя. В работе использован лишь минимум определений, необходимых для объяснения фрактального строения систем. Хорошим ориентиром в работе послужил проблемный сборник Н.Н.Матвиенко «Термины ТРИЗ».    

1.       Материальные объекты не существуют вне взаимодействия с остальным миром. Способность к взаимодействию есть неотъемлемое свойство материи. Взаимодействие, протекающее в пространстве и во времени есть процесс обмена энергией.

2.       Система – базовое понятие, не имеющее определений. Это, в первую очередь, инструмент познания чрезвычайно сложного мира, любая частичка которого сама по себе является сложной, т.е. не имеющей адекватного описания, системой. Деление систем на неживые и живые, технические и социальные, искусственные и природные – условный прием, помогающий постигать направления и механизмы развития систем.

3.       Предмет ТРИЗ – создание, развитие и функционирование систем, способных реализовать полезные, т.е. нужные человеку, процессы, а также накопление информации о протекающих в природе процессах с целью их использования в интересах человека.

4.       Любое взаимодействие протекает с участием Среды и только при определенном ее состоянии.

5.       Удобно представлять выполнение полезного процесса в виде взаимодействия модуля-процессора (М-процессора) и изделия. В простейших взаимодействиях роль М-процессора может выполнять материальный объект или Среда. В более сложных случаях роль М-процессора могут выполнять несколько материальных объектов. М-процессор оснащен рабочим органом или же сам является рабочим органом.

6.       Техническая система (ТС) включает в себя М-процессор, изделие и Среду. Главный признак ТС – наличие энергетического канала (ЭК). Ввиду двунаправленности ЭК термины «рабочий орган» и «изделие» являются условными.

7.       Прохождение потока энергии по энергетическому каналу порождает в ТС три пары сопряженных процессов:

7.1.    Пара «процесс генерации энергии – меняющаяся реакция Среды». Их балансом определяется проводимость ЭК. Направление развития – повышение проводимости ЭК (вплоть до использования управляемой Среды).

7.2.    Пара «полезный процесс – вредный процесс». Их балансом определяется к.п.д. системы. Направление развития – использование энергоэкономных процессов. В классической ТРИЗ это направление развития реализуется под видом дробления, перехода на микроуровень, перехода по ряду МАТХЭМ и комбинирования полей.

7.3.    Пара «процесс изменения проводимости – управляющий процесс». Их балансом определяется устойчивость ТС. Направление развития – введение обратной связи и ее совершенствование. Не следует смешивать повышение устойчивости с управлением, т.к. цели у этих мероприятий совершенно различные. Управляющее воздействие может быть направлено на любой из компонентов ЭК. Удобнее всего для управления полезным процессом использовать уже имеющуюся линию обратной связи.

8.       В ТРИЗ переносчиком энергии считается изобретательское поле. Поля в списке расположены в направлении повышения их энергоэкономности - это т.н. ряд МАТХЭМ:

8.1.    Механическое (статика) – перемещение, вращение, сила, трение, поверхностное натяжение, адгезия, осмос и т.п.;

8.2.    Механическое (динамика) – акустические колебания, удары, ультразвук, вибрация;

8.3.    Термомеханическое;

8.4.    Тепловое – нагрев, охлаждение, тепловые градиенты;

8.5.    Термохимическое;

8.6.    Химическое – синтез, разложение, катализаторы, ингибиторы, активные и инертные вещества, вакуум, биологические вещества, вещества с сильным запахом или вкусом;

8.7.    Электрохимическое;

8.8.    Электрическое – электростатика, ток, электролиз, электрофорез;

8.9.    Электромагнитное;

8.10.Магнитное - намагничивание, эффекты, связанные с действием магнитного поля на вещества;

8.11.Гравитационное – самое энергоэкономное.   

9.       Процесс – изменение параметра, измеряемого в конкретных единицах. Если объектом функции назначить измеряемый параметр, а не носитель этого параметра (элемент, связь или система в целом), то «процесс» и «функция» оказываются идентичными понятиями.

10.   Процесс может быть направлен на уменьшение, сохранение или возрастание физического параметра.

11.   В отношении человека чрезвычайно удобно применять «ролевую» терминологию - Оператор, Потребитель, Решатель, Исполнитель, что не означает запрета на совмещение ролей и не исключает возможности расширения данного списка.

12.   Возникновение неживых природных систем предопределено способностью материи к самоорганизации, а их развитие определяется стремлением к состоянию, наиболее вероятному (энергетически выгодному) для  данной Среды.

13.   Возникновение и развитие живых систем определяется наличием ресурсов, в первую очередь - энергетических. Смысл их существования – выживание.

14.   Искусственные системы (ИС) создаются для удовлетворения как естественных, так и искусственно создаваемых запросов Потребителя.

15.   Развивать ТС выгоднее, чем создавать новую и заведомо «сырую». Не имеет смысла развивать отдельную, конкретно взятую машину (техническое устройство), а под развитием класса ТС подразумевается улучшение потребительских свойств и в первую очередь - главной функции (главного процесса).    

16.   Социальные системы (предприятия, фирмы и т.п.) динамичны по своей сути. Они способны изменять свою структуру, внутренние и внешние связи, свой состав и цели существования, но в силу консервативности мышления весьма неохотно используют эти способности. Динамичность и консерватизм – два диаметрально противоположных качества, от сочетания которых напрямую зависят устойчивость и развитие социальных систем.

17.   Включаясь в состав социальной системы, индивидуум получает права (возможности), которых он не имел (или не мог иметь) вне этой системы. Вместе с правами он приобретает и обязанности (функции), т.к. должен играть роль элемента (элементов) этой системы.

18.   Цели существования социальных систем могут быть самыми разнообразными – производственными, политическими, «по интересам» и т.п. Их место в Надсистеме, взаимоотношения с другими системами, структура, права и обязанности членов определяются, в основном, целью существования (т.е. главной функцией).

19.   Вредные процессы могут реализоваться «паразитными» ТС, образующимися за счет неучтенных связей и каналов прохода энергии. Другая причина появления вредных процессов – их глубинная взаимосвязь, приводящая к нежелательному изменению зависимых параметров (в том числе и тех, о существовании которых не известно Решателю).

20.   Фрактал – физический объект с дробной размерностью и структурой, состоящей из самоподобных элементов.  

21.   ИС воплощает технологию обработки вещества, энергии, информации. Объектом некоторых технологий может являться человек, коллектив, население, человечество. Любая ИС является суперпозицией, как минимум, трех типов фрактальных структур – информационной, вещественной и энергетической. Аналогичные типы структур характерны и для других типов систем. Суперпозиция фракталов – основной закон ТРИЗ.

22.   В силу принципиальных различий информационной, вещественной и энергетической структур комплексная оценка «идеальности» ИС лишена даже самого элементарного смысла. Смысл имеет лишь оценка экономической эффективности того или иного решения.

23.   Информационный фрактал (дерево процессов) - специфический класс алгоритмов, направленных на реализацию технологии посредством некоторого множества исполнителей, роль которых выполняют элементы (связи) ИС, потоки (вещества, энергии, информации) и/или человек (Исполнитель и/или Оператор).

24.   Управляющий фрактал можно обнаружить как в технической, так и в социальной системах. В ТС управление имеет целью только оперативное управление процессами. В социальной системе в задачи управления входит не только управление процессами, но и развитие самой системы.     

25.   Не существует правил создания самого короткого алгоритма.

26.   Ввиду условности термина «команда» возможно выполнение нескольких команд одним исполнителем – отсюда вытекает возможность «свертывания» систем. Команда может содержать в себе подпрограмму, но информатика, в принципе, допускает существование и «пустых» команд.

27.   Не существует способа определить, что делает алгоритм, при отсутствии его описания. Данное утверждение справедливо и для ИС в целом. Оно вытекает из необходимости существования входного языка алгоритма, т.е. описания некоторого множества команд. Наличие описания еще не означает, что оно будет понято, но решение подобных проблем вне компетенции ТРИЗ.

28.   Описание команды включает параметры полезного процесса, способ его стабилизации (при необходимости) и перечень сопутствующих вредных процессов. В силу изменчивости Среды описание команды не всегда может быть адекватным Среде.

29.   Не запрещено считать командами и те процессы, из которых строятся (САМИ!) информационные фракталы природных систем. Устремления науки направлены на получение информации о том, что именно делают эти, фрактально организованные, следовательно – бесконечные по глубине алгоритмы.    

30.   Команда может быть выполнена только при соответствующем состоянии Среды (в информатике - среды исполнителя). Возможности исполнителя могут быть улучшены за счет динамизации, выражающейся в усложнении структуры (вплоть до перехода на микроуровень) или изменении фазового состояния, а также в повышении изменчивости иных параметров. Поля, как и вещества, тоже могут быть динамизированы. Кроме того, некоторые виды полей могут быть скомбинированы для получения синергетического (системного) эффекта.

31.   Для ТРИЗ вполне приемлемо следующее определение алгоритма: «Алгоритм – это система формальных правил, приводящая к решению поставленной задачи». Оно не описывает отличительных признаков алгоритма, следовательно, определением, в полном смысле этого слова, не является. Кроме того, чуть ли не все слова в этом определении сами нуждаются в определениях. С этим фактом необходимо смириться, т.к. алгоритм – базовое (т.е. не имеющее определений) понятие.

32.   В ТС под алгоритмом надо понимать «аппаратную» реализацию технологии. Особенности, отличающие алгоритм от обыкновенной инструкции или списка правил: 

32.1.  Дискретность – алгоритм состоит из отдельных шагов;

32.2.  Определенность (понятность) – каждый шаг алгоритма должен быть строго сформулирован (команды не должны допускать двойственного толкования);

32.3.  Связанность – на каждом следующем шаге используются результаты предыдущего;

32.4.  Конечность – алгоритм должен завершаться после конечного числа шагов;

32.5.  Результативность - обработка изделия должна производиться за счет выполнения конечного числа процессов. Сложный процесс обработки изделия (продукта) может и должен быть представлен в виде совокупности простых процессов, каждый из которых может быть выполнен за конечный отрезок времени;

32.6.  Массовость - алгоритм должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся лишь исходными данными;

32.7.  Правильность – алгоритм считается правильным, если его выполнение приводит к ожидаемому результату, но (применительно к «аппаратным» алгоритмам), соблюдение соответствия команд их описаниям не может дать абсолютной гарантии выполнения главного процесса (следствие теоремы Геделя о неполноте);

32.8.  Эффективность – применение алгоритма должно давать положительный временной результат (экономию времени).

33.   Снижение затрат вещества на создание ИС ограничивается не только особенностями ИС, но и требованиями Потребителя, т.к. мерой вещей является человек (Потребитель).

34.   Удельное потребление энергии на реализацию некоторой, отдельно взятой, технологии имеет тенденцию к снижению. Пониженное энергопотребление систем есть следствие их фрактального строения.  

35.   Техническая система (ТС) – структура, способная при определенном состоянии Среды, взаимодействии с изделием и сквозном проходе энергии реализовать изменение (или намеренное сохранение) хотя бы одного параметра изделия. Системообразующими элементами (гарантами исполнения процесса) являются наличие потока энергии (даже кратковременного), рабочего органа, Среды (в определенном состоянии). Минимальная ТС может состоять только из рабочего органа, Среды и потока энергии. Среда в отдельных случаях может служить источником энергии или изделием.

36.   Рабочий орган ТС нуждается в совершенствовании в первую очередь. Остальные части, если таковые имеются, лишь приспосабливаются к рабочему органу.

37.   Взаимодействие происходит при участии, как минимум, двух материальных объектов (отдающего энергию и принимающего энергию) и Среды. Роль одного из материальных объектов может играть Среда.

38.   Реализация процесса невозможна без взаимодействия со Средой, т.е. без реакции Среды. В ряде случаев Среда может создаваться искусственно.

39.   Фрактал по определению бесконечен, а ИС имеют границы, т.е. всегда отличаются от «идеального» фрактала.

40.   Организация линий отрицательной ОС повышает вероятность выполнения полезного процесса (устойчивость к воздействиям Среды). Возможности ОС ограничены возможностями исполнителей. Линия ОС включает датчик, источник образцового значения параметра, преобразователь разностного сигнала и исполнительное устройство. Разнообразие конструкций линий ОС определяется, в основном, разнообразием преобразователей сигнала. Удобно реализовать управление с использованием линии ОС.

41.   Кроме отрицательной обратной связи, можно использовать и другие способы управления. Например, в линиях обратной связи вида «ОС вперед» снижение значения параметра компенсируется «подкачкой» энергии непосредственно на выход системы. Положительная обратная связь используется для усиления слабых сигналов, для генерации колебаний и т.п.

42.   В источнике энергии реализуется процесс преобразования массы в энергию в соответствии с формулой А.Эйнштейна E=mc2. Это означает лишь то, что энергия обладает массой. Преобразователь энергии не является системообразующим элементом, источник энергии – тоже.

43.   Минимальное участие Оператора в работе ИС может быть сведено к инициированию выполнения алгоритма (т.е. пуску ИС). Минимально необходимый для инициирования объем информации составляет 1 бит, при этом не существует способа отличить информационный бит от случайного воздействия («шума»). Инициирование может также производиться восстановлением целостности ЭК.

44.   ТС (ИС) обеспечивает «поддержку» главного процесса выполнением некоторого числа обеспечивающих процессов. Обеспечивающие процессы тоже могут нуждаться в «поддержке», что вынуждает организовывать обеспечивающие процессы более глубокого уровня. Эта рекурсия обрывается использованием физэффектов. Физэффект – популистское название ТС, оцениваемых только по их внешним проявлениям. Решатель в силу своих ограниченных возможностей не всегда может повлиять на физэффект или самостоятельно «сконструировать» его. Это, прежде всего, проблема его личных отношений с наукой.

45.   Познание – один из видов взаимодействия человека с изучаемым объектом. Диапазон такого взаимодействия – от наблюдения до прямого вмешательства.  

46.   Процесс порождается разностью состояний (потенциалов) взаимодействующих объектов. Разность состояний может поддерживаться искусственно.

47.   «Программный» способ реализации алгоритмов требует набора специфических средств – носителя программы, устройства считывания, процессора и устройства вывода. Не существует физических запретов на комбинирование «аппаратного» и «программного» способов.

48.   Энергетические потоки в системах имеют вид фрактала, самоподобной единицей строения которого является ветвление.

49.   Приток энергии в Среду нарушает ход природных процессов, следовательно, любая ИС, потребляющая энергию, наносит вред природе.   

50.   Невозможно создать абсолютно надежную систему, т.к. она в любой момент может быть разрушена не знающей ограничений Средой.

51.   Невозможно классифицировать все возможные состояния Среды и связанные с ними НЭ.

52.   Новизна создаваемой или совершенствуемой ИС в первую очередь определяется новизной реализуемой технологии.

53.   Алгоритм выявления плохо выполняемого или отсутствующего процесса имеет в качестве строгой логической основы дерево процессов. Устранение НЭ производится соответствующей перестройкой структуры ТС (ИС).  

54.   Истинность алгоритма устранения НЭ недоказуема, все алгоритмы подобного рода сомнительны по определению. Алгоритм устранения НЭ создаст тот, кто сумеет классифицировать все возможные состояния Среды (фактически – всего мира).

55.   ИКР подразумевает реализацию полезного процесса самым экономичным способом, поэтому выгодно использовать бесплатные ресурсы Среды. ИКР - нужный процесс должен осуществляться САМ.

56.   Движущей силой развития является необходимость поддержания баланса внутрисистемных процессов, т.е. их соответствия условиям Среды.

57.   Одно из направлений развития, позволяющее наименьшими затратами получить новое качество – объединение однородных (альтернативных) систем. Другие направления – объединение системы с анти-системой или объединение разнородных систем.

58.   Инвертирование (обмен ролями инструмента и изделия) тоже является одним из направления развития ТС. В случае использования химического поля инвертирование возможно лишь гипотетически, т.к. утрату атомом отрицательного заряда можно рассматривать, как приобретение положительного.

59.   Поддержание баланса трех пар внутренних процессов возможно:

-          повышением к.п.д. (переходом к тонким процессам): дробление, переход на микроуровень, переход по ряду МАТХЭМ, комбинирование полей, настройка ритмики, резонанс;

-          повышением проводимости энергетического канала;

-          введением или совершенствованием обратной связи.

60.   Внешние причины, вынуждающие совершенствовать систему:

-          необходимость восстановления рабочего органа;

-          обеспечение постоянства потока энергии за счет ввода источника энергии;

-          ускорение полезного процесса (интенсивный путь развития);

-          расширение полезного процесса в пространстве (экстенсивный путь развития).

61.   Алгоритмизация поиска решения (но не поиска НЭ!) вредна, т.к. не вдохновляет Решателя на изучение истинных причин. Правильный путь – выявление алгоритма (дерева процессов), на основе которого построена система. На его основе можно выявить источник НЭ - плохо работающую ТС или физэффект. Методом перебора надо выявить возможные направления развития каждого из элементов (связей) этой ТС, а также их комбинаций. Предпочтение следует отдавать использованию ресурсов. Сопоставление возможных последствий позволит выявить приемлемые варианты, применимость которых определят практические испытания или же сам Потребитель (Заказчик).

62.   Нет смысла алгоритмизировать поиск ресурсов, т.к. данная задача аналогична задаче о классификации возможных состояний Среды.

63.   Многоэкранное мышление имеет смысл в части анализа истории развития системы. Представить же многоступенчатую фрактальную структуру, а тем более, манипулировать в уме её элементами – задача явно не для большинства Решателей.

64.   Противоречия – схоластика, не имеющая ничего общего с поиском решения задачи. О них вправе рассуждать лишь администратор, способный изречь: «Надо что-то делать…», но не знающий – как делать?

65.   Значимость для Решателя логистической кривой («закон S-образного развития») сильно преувеличена, т.к. её построение для конкретно взятой системы – тема отдельного научного исследования. Философской основой этого закона является общая закономерность развития – переход количества в качество. Решателю достаточно понимать, что возможности системы ограничены возможностями её элементов (связей) и возможностями используемого способа отвода энергии. Их превышение чревато непропорциональным возрастанием удельных затрат на развитие системы.

66.   «Сверх-эффект» - следствие некачественной проработки или даже постановки задачи. Если Решатель не сумел предусмотреть последствий принятого решения, то он плохо справился с задачей.

67.   Психологическая инерция – интуитивное стремление Решателя ограничиться рамками своей специальности.

68.   Согласование (рассогласование) ритмики – динамический ресурс, позволяющий практически «без ничего» или с минимальными затратами получить значительное улучшение системы.

69.   Колебания – единственно возможный способ сосуществования разнонаправленных процессов, т.е. процесса и «анти-процесса».

70.   Существование в ТС трех пар сопряженных процессов означает принципиальную возможность построения рекурсивного алгоритма «Машина Открытий». Считая интересующий процесс П главным процессом неизвестной ТС, можно выявить и все остальные процессы, а также элементный состав этой ТС. Каждый из процессов, обеспечивающих существование процесса П, может быть подвергнут точно такому же анализу.

Прим. автора: Как показывает время, процессный анализ может привести к пересмотру многих разделов ТРИЗ. Постоянно рождаются новые идеи, что довольно часто вынуждает вносить дополнения в данную работу. Постепенно она превратилась в аналог записной книжки. 

Дата публикации: 1 сентября 2003
Источник: SciTecLibrary.ru

Вы можете оставить свой комментарий по этой статье или прочитать мнения других в следующих разделах ФОРУМА:
Свернуть Защита интеллектуальной собственности и авторских прав
Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения.
Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков.
Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр.
Свернуть Точные науки и дисциплины
Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации.
Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение.
Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики.
Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях.
Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им.
Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства.
Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы.
Свернуть Мозговой штурм
Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора.
Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда.
Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике.
Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении.
Свернуть Взгляд в будущее и настоящее
Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности.
Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний.
Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества...
Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения.
Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете.
Свернуть Гуманитарные науки и дисциплины
Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий.
Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран.
Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными.
Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить.
Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Хотите разместить свою статью или публикацию, чтобы ее читали все?
Как это сделать - узнайте здесь.

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.