Читать книгу Законы и закономерности развития систем. ТРИЗ. Изд. 2-е, испр. и дополненное - Владимир Петров - Страница 50

8.2.1. Структура закономерностей изменения функций

Закономерности изменения функций описывают тенденции их изменения. Они связаны с закономерностями развития потребностей, но имеют и свою специфику, например, переход систем к поли-функциональности (многофункциональности – универсальности) или, наоборот, к моно-функциональности (одно-функциональности – специализации). Эти закономерности будут изложены в главе 12.

Закономерности изменения функций включат:

– закономерность идеализации функций;

– закономерность динамизации функций;

– закономерность согласования функций;

– закономерность перехода к моно- или полифункциональности.

Идеализация функций осуществляется их динамизацией и переходом к моно- или полифункциональности ипоследующим согласованием (рис. 8.5).

Рис. 8.5. Структура закономерностей изменения функций

8.2.2. Закономерность идеализации функций

Закономерность идеализации функций предусматривает увеличение количества и качества функций и уменьшения затрат времени и средств на их удовлетворение.

Закономерность идеализации функций аналогичен закономерности идеализации потребностей (п. 8.1.3).

Рассмотрим свойства идеальной функции.

1. Идеальная функция – функция, которая выполняется в нужный момент в нужном месте при необходимых условиях.

2. Функция тем идеальнее, чем качественнее она выполняется.

3. Функция тем идеальнее, чем большее количество функций выполняется.

4. Функция тем идеальнее, чем меньше затрачивает времени, сил и средств на осуществление этой функции. Идеальная функция появляется как по мановению волшебной палочки – сама.

5. Функция тем идеальнее, чем ее обеспечение создает меньше отрицательных эффектов (вредных факторов, вредных воздействий) как непосредственно объекту, исполняющему функцию, так и окружению.

6. Идеальная функция – это функция, которую нет необходимости выполнять. Функция стала ненужной или она выполняется сама.

Степень идеализации функций можно представить в виде формулы (8.3):

где

I_f – степень идеализации функций (безразмерная величина);

Fqn – количество полезных функций (безразмерная величина);

Fql – качество полезных функций (безразмерная величина);

a, β, γ – коэффициенты согласования;

C – затраты времени и средств на выполнение функции;

H – вредное действие;

i – порядковый номер функции;

n – максимальное число функций.

В соответствии с формулой (8.3) степень идеализации функций будет увеличиваться с увеличением числителя и уменьшением знаменателя.

Опишем механизм увеличения степени идеализации функций.

Увеличение числителя может осуществляться за счет:

– увеличения количества функций;

– улучшения качества функций.

Увеличение количества функций может осуществляться путем:

– появления новых функций;

– разнообразия имеющихся функций.

Улучшение качества имеющихся и вновь появляющихся функций может осуществляться за счет:

– разработки и/или использования более прогрессивных средств;

– изобретения дополнительных или принципиально новых средств, выполняющих вновь появившиеся функции.

Уменьшение знаменателя может осуществляться за счет:

– уменьшение затрат времени и средств на выполнение функции;

– уменьшение вредных действий.

Сокращение затрат времени и средств на выполнение функции осуществляется путями:

– одновременного выполнения нескольких функций;

– выполнения нескольких функций путем использования одного средства;

– выполнения новых функций за счет имеющихся ресурсов.

Уменьшение вредных факторов может осуществляться предварительным анализом функций с использованием, например, элементов ТРИЗ и «диверсионного анализа»69.

Некоторые пути уменьшения вредных факторов:

1. использование безотходных и сбалансированных технологий;

2. использование ресурсов;

3. использование эффектов и прежде всего биологических.

Структура механизма увеличения степени идеализации функций представлена на рис. 8.6.

Рис. 8.6. Структура механизма увеличения степени идеализации

функций

8.2.3. Закономерность динамизации функций

Закономерность динамизации функций предусматривает изменение функций во времени и пространстве в зависимости от определенных условий.

Функции приспосабливаются под определенные потребности, конкретные условия, группу людей, конкретного человека, направления деятельности и т. п. Функции изменяются в то время, в том месте и в том виде, в котором это необходимо в конкретном случае.

Кроме того, под динамизацией функций понимается и переход от поли- к монофункциональности и наоборот, что может осуществляться следующим образом.

– В целом система может быть монофункциональной, но в определенный момент времени, в определенном месте или при определенных условиях она может превращаться в полифункциональную.

– Или, наоборот, полифункциональная система может превращаться в монофункциональную.

8.2.4. Закономерность согласования функций

Согласование функций может осуществляться:

– во времени;

– в пространстве;

– по условиям.

В частности, может быть динамическое согласование.

Согласование по условию должно обязательно проводиться для операций, которые могут быть выполнены только тогда, когда выполнена предыдущая операция.

8.2.5. Закономерность перехода к моно- или полифункциональности

Закономерность перехода к моно- или полифункциональности осуществляется механизмами свертывания или развертывания функций.

Схематически это изображено на рис. 8.7.

Рис. 8.7. Схема закономерности перехода к моно- или

полифункциональности

Развитие систем идет путем объединения (свертывания) функций.

Свертывание функций

Свертывание функций может проводиться следующими путями:

– ликвидацией ненужных или вредных функций;

– передачей функции другой части системы или надсистеме;

– выполнением необходимого действия заранее, или заменой процесса на более прогрессивный;

– когда функция становится не нужной или выявлением более общей функции и определением других путей ее осуществления, не требующих выполнения первоначальной функции;

– выделением необходимой (специальной) функции из системы или подсистемы и созданием специализированной системы (специальные суда, станки), выполняющей эту функцию.

Для функции измерения или обнаружения более общая функция – изменение, т. е. свертывание функций измерения или обнаружения – это осуществление необходимого изменения.

Развертывание функций

Развертывание функций, т. е. переход к поли-функциональности, осуществляется приданием системе необходимых или желательных функций, а, кроме того, выявлением и использованием новых функций в имеющихся системах.

Увеличение (расширение) функций может осуществлять на качественном и количественном уровнях. Под качественным уровнем понимается появление новых функций, а под количественным – дублирование имеющихся.

Расширение может проводиться соединением-разъединением, например, использованием следующих операций:

– динамизация-стабилизация;

– ускорение-замедление;

– увеличение-уменьшение.

Эти операции можно осуществлять для вещества, энергии, информации, которые могут рассматриваться в пространстве, во времени, по условию, по любым параметрам системы, подсистемы, надсистемы, окружающей среды и связей между ними.

Развертывание функций осуществляется путем выявления и использования новых функций в имеющихся системах70.

Первоначально выявляются свойства этих систем.

Выявление свойств систем может быть выполнено в следующей последовательности.

1. Определение свойств системы в целом.

1.1. Описание известных свойств системы, взятых из справочников и документации, в том числе главной, основных и вспомогательных функций.

1.2. Описание явных свойств системы, не описанных в справочной литературе, например, особенностей формы, чистоты поверхности, цвета, объема и т. п.

1.3. Описание нежелательных, вредных, бесполезных и вспомогательных свойств, выявленных, например, в процессе эксплуатации.

2. Расчленение системы на подсистемы и выявление их свойств аналогичным образом. Только на этом этапе дополнительно выявляются вспомогательные функции.

3. Выявление свойств веществ, из которых состоят подсистемы, аналогично п. 1. Выявление свойств полей, которыми обладает данная система и подсистема.

4. Выявление системных свойств, не описанных ранее, полученных в результате соединения подсистем известными и новыми способами.

Кроме того, свойства системы меняются в зависимости от надсистемы, в которую ее поместили, и от среды, в которой находятся (работают, функционируют) система и надсистема.

Используя выявленные таким образом свойства, можно расширить функциональные возможности имеющихся систем, т. е. применять их по новому назначению.

Последовательность применения выявленных свойств по новому назначению системы может быть следующая:

1. Применение системы в целом.

1.1. Применение вспомогательных свойств, функций, действий в целом.

1.2. Применение вспомогательных функций в качестве основных.

1.3. Применение ненужных или вредных функций в качестве полезных.

1.4. Применение свойств, функций и действий, обратных выявленным.

2. Применение подсистем аналогично п. 1.

3. Применение веществ и полей подсистем.

3.1. Применение основных для системы и подсистемы свойств веществ и полей.

3.2. Применение вспомогательных для данной системы свойств веществ и полей в качестве основных.

3.3. Применение ненужных для данной системы веществ и полей в качестве полезных.

3.4. Применение вредных для данной системы веществ и полей в качестве полезных.

4. Применение микроструктуры веществ подсистемы.

4.1. Применение основных свойств микроструктуры – молекул, атомов, элементарных частиц и т. п.

4.2. Применение вспомогательных для данной системы свойств микроструктуры.

4.3. Применение ненужных для данной системы свойств микроструктуры в качестве нужных.

4.4. Применение вредных для данной системы свойств микроструктуры в качестве полезных.

Развертывание функций может осуществляться и приданием системе более общей функции, включая, в частности, и первоначальную функцию.

Детально всеобщие и общие законы развития систем будут изложены в томе 2.