Filozofia e teknologjisë. Modelet e zhvillimit të sistemeve teknike

Ai zbuloi ligjet e zhvillimit të sistemeve teknike, njohja e të cilave ndihmon inxhinierët të parashikojnë mënyrat e përmirësimeve të mundshme të mëtejshme të produkteve:

1. Ligji i rritjes së shkallës së idealitetit të një sistemi.
2. Ligji i zhvillimit në formë S të sistemeve teknike.
3. Ligji i dinamizimit.
4. Ligji i plotësisë së pjesëve të sistemit.
5. Ligji i kalimit përmes kalimit të energjisë.
6. Ligji i zhvillimit të avancuar të trupit punues.
7. Ligji i tranzicionit "mono - bi - poli".
8. Ligji i kalimit nga niveli makro në mikro.

Ligji më i rëndësishëm konsideron idealiteti- një nga konceptet bazë në TRIZ.

Përshkrimi i ligjeve

Ligji i rritjes së shkallës së idealitetit të një sistemi

Sistemi teknik në zhvillimin e tij po afrohet. Pasi të ketë arritur idealin, sistemi duhet të zhduket, por funksioni i tij duhet të vazhdojë të kryhet.

Mënyrat kryesore për t'iu afruar idealit:

• rritjen e numrit të funksioneve të kryera,
• "kolaps" në një trup pune,
• kalimi në supersistem.

Kur i afrohet idealit, një sistem teknik fillimisht lufton forcat e natyrës, më pas përshtatet me to dhe, në fund, i përdor ato për qëllimet e veta.

Ligji i rritjes së idealitetit zbatohet në mënyrë më efektive për elementin që ndodhet drejtpërdrejt në zonën e konfliktit ose që vetë gjeneron fenomene të padëshiruara. Në këtë rast, një rritje në shkallën e idealitetit, si rregull, kryhet nga përdorimi i burimeve (substancave, fushave) të papërdorura më parë të disponueshme në zonën ku lind problemi. Sa më shumë të merren burime nga zona e konfliktit, aq më pak përparim do të jetë i mundur drejt idealit.

Ligji i zhvillimit në formë S të sistemeve teknike

Evolucioni i shumë sistemeve mund të përfaqësohet nga një kurbë logjistike që tregon se si ritmi i zhvillimit të tij ndryshon me kalimin e kohës. Ekzistojnë tre faza karakteristike:

1. "fëmijëria". Zakonisht merr një kohë mjaft të gjatë. Në këtë moment, sistemi po projektohet, rafinohet, prodhohet një prototip dhe po përgatitet për prodhim serik.
2. "lulëzim". Ai po përmirësohet me shpejtësi, po bëhet më i fuqishëm dhe produktiv. Makina prodhohet në masë, cilësia e saj po përmirësohet dhe kërkesa për të po rritet.
3. "pleqëria". Pas një pike të caktuar, bëhet gjithnjë e më e vështirë përmirësimi i sistemit. Edhe rritjet e mëdha të përvetësimeve ndihmojnë pak. Megjithë përpjekjet e projektuesve, zhvillimi i sistemit nuk ecën me ritmin me nevojat gjithnjë në rritje të njerëzve. Ajo ngec, shënon kohën, ndryshon konturet e jashtme, por mbetet ashtu siç është, me të gjitha të metat e saj. Më në fund zgjidhen të gjitha burimet. Nëse në këtë moment përpiqeni të rritni artificialisht treguesit sasiorë të sistemit ose të zhvilloni dimensionet e tij, duke lënë parimin e mëparshëm, atëherë vetë sistemi bie në konflikt me mjedisin dhe njerëzit. Fillon të bëjë më shumë dëm sesa mirë.

Le të hedhim një vështrim në. Në fillim pati një fazë mjaft të gjatë eksperimentale me ekzemplarë të vetëm të papërsosur, futja e të cilave u shoqërua, përveç kësaj, me rezistencë nga shoqëria. Kjo u pasua nga zhvillimi i shpejtë i termodinamikës, përmirësimi i motorëve me avull, hekurudhave dhe shërbimit - dhe lokomotiva me avull mori njohje publike dhe investime në zhvillimin e mëtejshëm. Më pas, megjithë financimin aktiv, ndodhën kufizime natyrore: kufijtë termikë, konflikti me mjedisin, pamundësia për të rritur fuqinë pa rritur masën - dhe, si rezultat, filloi stanjacioni teknologjik në rajon. Dhe së fundi, lokomotivat me avull u zëvendësuan nga ato më ekonomike dhe më të fuqishme, dhe. arriti idealin e tij - dhe u zhduk. Funksionet e tij u morën nga ata që në fillim ishin gjithashtu të papërsosur, pastaj u zhvilluan me shpejtësi dhe, më në fund, arritën kufijtë e tyre natyrorë në zhvillim. Pastaj do të shfaqet një sistem tjetër i ri - dhe kështu me radhë pafundësisht.

Ligji i Dinamizimit

Besueshmëria, qëndrueshmëria dhe qëndrueshmëria e një sistemi në një mjedis dinamik varen nga aftësia e tij për të ndryshuar. Zhvillimi, dhe për këtë arsye qëndrueshmëria e sistemit, përcaktohet nga treguesi kryesor: shkalla e dinamizimit dmth aftësia për të qenë i lëvizshëm, fleksibël, i adaptueshëm me mjedisin e jashtëm, duke ndryshuar jo vetëm formën e tij gjeometrike, por edhe formën e lëvizjes së pjesëve të tij, në radhë të parë organit të punës. Sa më e lartë të jetë shkalla e dinamizimit, aq më i gjerë është diapazoni i kushteve në të cilat sistemi ruan funksionin e tij. Për shembull, për të bërë që një krah avioni të funksionojë në mënyrë efektive në mënyra të konsiderueshme të ndryshme fluturimi (ngritje, fluturim lundrimi, fluturim me shpejtësi maksimale, ulje), ai dinamizohet duke shtuar një sistem ndryshimi, etj.

Megjithatë, për nënsistemet mund të shkelet ligji i dinamizimit - nganjëherë është më e dobishme të zvogëlohet artificialisht shkalla e dinamizimit të një nënsistemi, duke e thjeshtuar atë, dhe të kompensohet për më pak stabilitet/përshtatshmëri duke krijuar një mjedis artificial të qëndrueshëm rreth tij, të mbrojtur nga faktorët e jashtëm. Por në fund, sistemi total (super-sistemi) ende merr një shkallë më të madhe të dinamizimit. Për shembull, në vend që ta përshtatni transmetimin ndaj ndotjes duke e dinamizuar (vetëpastrim, vetëlubrifikimi, ribalancim), mund ta vendosni në një shtresë të mbyllur, brenda së cilës krijohet një mjedis që është më i favorshëm për pjesët lëvizëse ( kushinetat precize, mjegull vaji, ngrohje, etj.)

Shembuj të tjerë:

• Rezistenca ndaj lëvizjes zvogëlohet me 10-20 herë nëse pjesa e saj vibron në një frekuencë të caktuar në varësi të vetive të tokës.
• Kova e ekskavatorit, duke u kthyer në një rrotë rrotulluese, lindi një sistem të ri minierash shumë efikas.
• Një makinë nga një disk i fortë prej druri me një buzë metalike është bërë e lëvizshme, e butë dhe elastike.

Ligji i plotësisë së pjesëve të sistemit

Çdo sistem teknik që kryen në mënyrë të pavarur ndonjë funksion ka katër pjesë kryesore- motori, transmisioni, elementi i punës dhe kontrolli. Nëse sistemit i mungon ndonjë nga këto pjesë, atëherë funksioni i tij kryhet nga një person ose mjedisi.

Motorri- një element i një sistemi teknik që është një konvertues i energjisë së nevojshme për të kryer funksionin e kërkuar. Burimi i energjisë mund të jetë ose në sistem (për shembull, benzinë ​​në një rezervuar për një motor me djegie të brendshme të një makine) ose në supersistem (energjia elektrike nga një rrjet i jashtëm për motorin elektrik të një vegle makine).

Transmetim- një element që transferon energjinë nga motori në elementin e punës me transformimin e karakteristikave të tij cilësore (parametrat).

Trupi punues- një element që transferon energji në objektin që përpunohet dhe plotëson funksionin e kërkuar.

Mjeti i kontrollit- një element që rregullon rrjedhën e energjisë në pjesë të një sistemi teknik dhe koordinon funksionimin e tyre në kohë dhe hapësirë.

Duke analizuar çdo sistem operativ në mënyrë autonome, qoftë frigorifer, orë, televizor apo stilolaps, ju mund t'i shihni këto katër elemente kudo.

• Makinë mulliri. Trupi i punës: frezë. Motori: motor elektrik makine. Çdo gjë që është midis motorit elektrik dhe prerësit mund të konsiderohet si një transmetim. Mjetet e kontrollit - operatori njerëzor, dorezat dhe butonat, ose kontrolli i programit (makinë e kontrolluar nga kompjuteri). Në rastin e fundit, kontrolli i softuerit "zhvendosi" operatorin njerëzor nga sistemi.

Ligji i energjisë përmes kalimit

Pra, çdo sistem pune përbëhet nga katër pjesë kryesore dhe secila nga këto pjesë është konsumator dhe konvertues i energjisë. Por nuk mjafton të konvertohet, është gjithashtu e nevojshme të transferohet kjo energji nga motori në elementin e punës pa humbje, dhe prej tij në objektin që përpunohet. Ky është ligji i kalimit të energjisë. Shkelja e këtij ligji çon në shfaqjen e kontradiktave brenda sistemit teknik, gjë që krijon probleme shpikëse.

Kushti kryesor për efektivitetin e një sistemi teknik në drejtim të përçueshmërisë së energjisë është barazia e aftësive të pjesëve të sistemit për të marrë dhe transmetuar energji.

Rregulli i parë i përçueshmërisë së energjisë së sistemit

funksion i dobishëm, atëherë për të rritur performancën e tij, vendet e kontaktit duhet të përmbajnë substanca me nivele të ngjashme ose identike zhvillimi.

Rregulli i dytë i përçueshmërisë së energjisë së sistemit

Nëse elementët e një sistemi ndërveprojnë për të formuar një sistem përçues të energjisë me funksioni i dëmshëm, atëherë për shkatërrimin e tij në vendet e kontaktit të elementeve duhet të ketë substanca me nivele të ndryshme ose të kundërta zhvillimi.

• Kur ngurtësohet, betoni ngjitet në kallep dhe është e vështirë ta ndash atë më vonë. Të dy pjesët pajtoheshin mirë me njëra-tjetrën për sa i përket niveleve të zhvillimit të materies - të dyja ishin të ngurta, të vrazhda, të palëvizshme, etj. U formua një sistem normal përçues energjie. Për të parandaluar formimin e tij, nevojitet një mospërputhje maksimale e substancave, për shembull: e ngurtë - e lëngshme, e përafërt - e rrëshqitshme, e palëvizshme - e lëvizshme. Mund të ketë disa zgjidhje projektimi - formimi i një shtrese uji, aplikimi i veshjeve speciale të rrëshqitshme, dridhja e kallëpeve, etj.

Rregulli i tretë i përçueshmërisë së energjisë së sistemit

Nëse elementet, kur ndërveprojnë me njëri-tjetrin, formojnë një sistem përçues energjie me funksion të dëmshëm dhe të dobishëm, atëherë në vendet e kontaktit të elementeve duhet të ketë substanca, niveli i zhvillimit të të cilave dhe vetitë fiziko-kimike ndryshojnë nën ndikimin e ndonjë lënde ose fushe të kontrolluar.

• Sipas këtij rregulli, shumica e pajisjeve në teknologji prodhohen aty ku është e nevojshme të lidhen dhe shkëputen rrjedhat e energjisë në sistem. Këto janë kthetra të ndryshme në mekanikë, valvola në hidraulikë, dioda në elektronikë dhe shumë më tepër.

Ligji i zhvillimit të shpejtë të trupit punues

Në një sistem teknik, elementi kryesor është trupi punues. Dhe që funksioni i tij të kryhet normalisht, aftësia e tij për të thithur dhe transmetuar energji duhet të jetë jo më pak se motori dhe transmisioni. Përndryshe, ai ose do të prishet ose do të bëhet i paefektshëm, duke shndërruar një pjesë të konsiderueshme të energjisë në nxehtësi të padobishme. Prandaj, është e dëshirueshme që trupi punues të jetë përpara pjesës tjetër të sistemit në zhvillimin e tij, pra të ketë një shkallë më të madhe të dinamizimit në materie, energji ose organizim.

Shpesh shpikësit bëjnë gabim duke zhvilluar vazhdimisht transmetimin dhe kontrollin, por jo pjesën e punës. Një teknologji e tillë, si rregull, nuk siguron një rritje të konsiderueshme të efektit ekonomik dhe një rritje të konsiderueshme të efikasitetit.

• Produktiviteti i një tornoje dhe karakteristikat e tij teknike mbetën pothuajse të pandryshuara gjatë viteve, megjithëse lëvizja, transmetimi dhe kontrollet u zhvilluan intensivisht, sepse vetë prerësi si trup pune mbeti i njëjtë, domethënë një monosistem fiks në nivel makro. Me ardhjen e prerësve rrotullues të filxhanëve, produktiviteti i makinës u rrit në mënyrë dramatike. Ajo u rrit edhe më shumë kur përfshihej mikrostruktura e materialit prerës: nën ndikimin e një rryme elektrike, skaji prerës i prerësit filloi të lëkundet deri në disa herë në sekondë. Më në fund, falë prerësve me gaz dhe lazer, të cilët ndryshuan plotësisht pamjen e makinës, u arrit një shpejtësi e paparë e përpunimit të metaleve.

Ligji i tranzicionit "mono - bi - poli"

Hapi i parë është të shkoni në bi sistemeve. Kjo rrit besueshmërinë e sistemit. Për më tepër, në bisistem shfaqet një cilësi e re, e cila nuk ishte e natyrshme mono sistemi.

Tranzicioni në poli sistemet shënojnë një fazë evolucionare të zhvillimit, në të cilën përvetësimi i cilësive të reja ndodh vetëm nëpërmjet treguesve sasiorë. Aftësitë e zgjeruara organizative për rregullimin e elementeve të ngjashëm në hapësirë ​​dhe kohë bëjnë të mundur përdorimin më të plotë të aftësive të tyre dhe burimeve mjedisore.

• Avion me dy motorë ( bisistemi) është më i besueshëm se homologu i tij me një motor dhe ka manovrim më të madh (cilësi e re).
• Dizajni i kombinimit të çelësave të biçikletave ( polisistem) çoi në një reduktim të dukshëm të konsumit të metalit dhe një reduktim të madhësisë në krahasim me një grup çelësash individualë.
• Shpikësi më i mirë - natyra - ka dyfishuar pjesë veçanërisht të rëndësishme të trupit të njeriut: një person ka dy mushkëri, dy veshka, dy sy, etj.
• Kompensatë me shumë shtresa është shumë më e fortë se dërrasat me të njëjtat dimensione.

Por në një fazë të zhvillimit, dështimet fillojnë të shfaqen në polisistem. Një ekip prej më shumë se dymbëdhjetë kuajsh bëhet i pakontrollueshëm, një avion me njëzet motorë kërkon një rritje të shumëfishtë të ekuipazhit dhe është i vështirë për t'u kontrolluar.

Aftësitë e sistemit janë shterur. Ç'pritet më tej? Dhe pastaj polisistemi kthehet përsëri në një monosistem... Por në një nivel cilësisht të ri. Në këtë rast, një nivel i ri lind vetëm nëse rritet dinamizimi i pjesëve të sistemit, kryesisht trupit të punës.

• Le të kujtojmë të njëjtin çelës biçiklete. Kur trupi i tij i punës u dinamizua, domethënë nofullat u bënë të lëvizshme, u shfaq një çelës i rregullueshëm. Ai është bërë një sistem mono-sistem, por në të njëjtën kohë i aftë për të punuar me shumë madhësi standarde të bulonave dhe dadove.
• Rrotat e shumta të mjeteve të të gjithë terrenit janë kthyer në një vemje në lëvizje.

Ligji i tranzicionit “mono-bi-poli” është i lidhur ngushtë me ligjin e kalimit nga niveli makro në mikro.

Ligji i kalimit nga niveli makro në mikro

Kalimi nga niveli makro në atë mikro është tendenca kryesore në zhvillimin e të gjitha sistemeve teknike moderne.

Për të arritur rezultate të larta, përdoren aftësitë e strukturës së materies. Së pari, përdoret një rrjetë kristalore, më pas shoqatat e molekulave, një molekulë e vetme, pjesë e një molekule, një atom dhe në fund pjesë të një atomi.

• Në ndjekje të kapacitetit të ngarkesës në fund të epokës së pistonit, avionët ishin të pajisur me gjashtë, dymbëdhjetë ose më shumë motorë. Pastaj elementi i punës - vidhosja - megjithatë u zhvendos në nivelin mikro, duke u bërë një avion gazi.

• Vladimir Petrov. Seria e artikujve "Ligjet e zhvillimit të sistemeve"© Vladimir Petrov

Faza e vendosjes së automjetit vazhdon si më poshtë.

Pas shfaqja e nevojës në automjetin e ri bëhet kërkimi për nënsistemet fillestare, substancat dhe sintezë nga të cilat TS. Gjatë kësaj periudhe ka një kërkim për " klasike"Diagramet TS në përputhje me ligjet e statikës, duke siguruar kërkimin e përbërjes, përçueshmërinë e energjisë në të gjitha pjesët e sistemit, koordinimin e ritmit të pjesëve të sistemit me njëri-tjetrin dhe pajtueshmërinë me parimin e përputhshmërisë VPF.

Pas formimit mono-TS Ekziston një zhvillim intensiv i TS përmes përdorimit të tij në ST të ndryshme si nënsistem. Në të njëjtën kohë, ekziston një proces i rritjes së GPF-së së automjetit dhe "ndotjes" së tij me një sërë nënsistemesh që rrisin efikasitetin ose e shërbejnë atë. Në këtë fazë, tendencat për të kombinuar mono-TS të ri me nënsistemet e supersistemit dhe kërkimin e nënsistemeve ideale, substanca që mund të rrisin GPF të sistemit tashmë kanë filluar të shfaqen dukshëm (shih tabelën e përdorimit të TT në TS të tjera - Fig. 7).

Përdorimi i TS në një supersistem çon, që në hapat e parë të zhvillimit të sistemit, në unifikimin e tij me sistemet e tjera dhe diferencimin e nënsistemeve të tij sipas funksioneve të kryera. Ndërlikimi dhe diferencimi i njëkohshëm i automjetit dhe nënsistemeve të tij çon në faktin se secili prej nënsistemeve të tij në nivelin e rangut të tij bëhet i vështirë për t'u kontrolluar - ndodh një proces ngopjeje.

Gjatë kësaj periudhe, në thellësi të nënsistemeve TS, substancë ideale, i cili pasi ngop një nënsistem të rangut përkatës, e thith këtë nënsistem në vetvete. Kështu, duke lëvizur nga një gradë në tjetrën, substanca ideale thith vetë automjetin.

Ky proces është paraqitur në Fig. 62. Vijat me pika (në figurën vetëm për B dhe TC) tregojnë përthithjen (koagulimin), pastrimin e B nga substancat dhe vetitë e panevojshme dhe thithjen e TC nga një substancë ideale.

Në këtë kohë, ndërlikimi i mjetit vazhdon, por në grada më të larta ose kur kombinohet me llojin e tij. Siç u tregua nga G.S. Altshuller dhe I.M. Vertkin, procesi i ndërlikimit të TS ndodh duke vendosur TS nga një mono-sistem në një bi-sistem, pastaj në një poli-sistem dhe në fund në sisteme komplekse.

Gjatë çdo periudhe të vendosjes së mjetit në një sistem bi- ose poli-sistem, ndodh procesi i përthithjes (koagulimit) të mjetit në një substancë.

Mund të shprehet ndërlikimi i mjetit parimi i negjentropisë, duke siguruar zhvillimin e mjetit në drejtim të idealitetit. Thelbi i tij qëndron në rritjen e kompleksitetit të TS në procesin e zhvillimit (rritja e numrit të opsioneve të mundshme të përgjigjes), rritja e organizimit (ndarja e funksioneve midis nënsistemeve të hapura të specializuara të ndërlidhura dhe kombinimi i tyre në një sistem universal) dhe kalimi në vetë-organizim. sistemeve.

Faza e dytë e idealizimit të TS - faza e përthithjes (koagulimit) të TS nga një substancë ideale është procesi i idealizimit që pranohet përgjithësisht në TRIZ.

Kështu, ideja e ndërlikimit të TS gjatë periudhës së vendosjes së saj, si pjesë përbërëse e procesit të idealizimit, dialektikës së saj, na lejon të marrim pamjen më të plotë të zhvillimit të TS dhe të zgjidhim kontradiktat. që ekzistonte midis teorisë dhe realitetit.

2.2. MODELI I SISTEMIT TEKNIK

Analiza e linjës së jetës së automjeteve të vërteta tregoi se zhvillimi i çdo sistemi përfundimisht përfundon me krijimin e një të ri sisteme mono, zhvillimi i të cilit përsëritet sërish në çdo detaj, por në një nivel të ri hierarkik. Kjo i referohet detajeve të modeleve të zhvillimit. Kjo bën të mundur të pohohet se ka linja e zhvillimit të përgjithshëm ndonjë automjet. Në këtë aspekt, koncepti i ITS është i nevojshëm për të identifikuar tiparet e formimit të sistemeve që shtrihen në këtë linjë.

Për të identifikuar tiparet e formimit të sistemeve që shtrihen në vijën e përgjithshme të zhvillimit, le të analizojmë modelin e TS më të thjeshtë (si pjesë përbërëse e renditjes së TS të I, II dhe III në funksionimin dhe ndërveprimin e tij dinamik të brendshëm me mjedisin e jashtëm Struktura e një TS të tillë u propozua nga G.S. Altshuller (Fig. 63) Ai përfshin një minimum të komponentëve dhe lidhjeve midis tyre: hierarkinë e nënsistemeve të brendshme (PS, P S - nënsistemi i rangut të n-të). lidhjet me sistemet fqinje (S(C); (S(PS)) dhe me supersistemin (S(C), S(C,NS)) dhe shtresën kufitare (BL) ndërmjet NS dhe TS.

Kur automjeti ndërvepron me mjedisin e jashtëm, d.m.th. Kur rrjedhat e energjisë, substancave dhe informacionit - të dobishme (E P; V P; I P) dhe të dëmshme (E V; V V; I V) - vijnë nga jashtë, fillon funksionimi i brendshëm i lidhjeve të listuara më sipër. Si rezultat, sistemi teknik lëshon produkte (P), mbetje dhe energji (E O; V V) dhe informacione matëse (I) në lidhje me gjendjen e sistemit në supersistemin.

Duke marrë parasysh natyrën sistematike të teknologjisë, natyrën me shumë rang të TS dhe pamundësinë e pasqyrimit të niveleve hierarkike të materies dhe fushës me diagramin e propozuar, ne propozuam diagramin e paraqitur në Fig. 64, e cila është identike me diagramin në Fig. 63. Ju lejon të pasqyroni si varësinë hierarkike të gradave të ndryshme të NJM-së, ashtu edhe disa tendenca në zhvillimin e NJM-së. Secili nga nivelet P, V, PS, TS dhe NS përfaqëson (në terma të përgjithshëm) një zonë në të cilën e gjithë shumëllojshmëria e TS shpërndahet në nënnivelet përkatëse. Midis niveleve ka shtresa kufitare. Rrjedhat e energjisë, materies dhe informacionit që hyjnë në sistem shpërndahen midis nënsistemeve (niveleve) të tij, duke prodhuar produkte dalëse. Në të njëjtën kohë, së bashku me flukset e dëmshme (E, V, I), të krijuara shpesh nga vetë sistemi, flukset (E, V, I) nga mjedisi (pretendimet mjedisore) depërtojnë në sistem, duke përkeqësuar dhe shkatërruar automjetin. Për të zvogëluar ndikimin e tyre, një shtresë kufitare futet në automjet. Por, nëse ai nuk e “shpëton” sistemin, sistemi përshtatet me pretendimet që e prekin atë, duke e kthyer dëmin në përfitim. Kështu, në procesin e funksionimit, automjeti duhet të jetë në gjendje të përpunojë mirë rrjedhat e dobishme (E, V, I), duke respektuar maksimalisht parimin e përputhshmërisë VPF dhe të jetë në gjendje t'i rezistojë pretendimeve mjedisore sa më shumë që të jetë e mundur, aty ku është e nevojshme. , duke respektuar ose jo parimin e përputhshmërisë VPF.

Skema e propozuar na lejon gjithashtu të identifikojmë disa veçori të bashkëjetesës së automjetit dhe mjedisit gjatë ndërveprimit të tyre. Një nga këto veçori është manifestimi Ligji i Pajtueshmërisë së Organizatave të NjM dhe Mjedisit.

Seksioni 2 - 2

Oriz. 64. Diagrami i niveleve hierarkike të automjetit (seksioni 2-2 - shih)

2.2.1. Ligji i përputhshmërisë së organizatave me CU dhe mjedisin.

Çdo ndërveprim, nëse forcat kundërshtare në të janë të barabarta në madhësi dhe të kundërta në drejtim, është ekuilibër.

Kur një automjet ndërvepron me mjedisin (ES), pretendimet e mjedisit shpesh rezultojnë të jenë më të forta se aftësitë e automjetit. Kjo na lejon të konkludojmë se një kusht i domosdoshëm për funksionimin pa konflikt të një automjeti në mjedis është përputhja e automjetit me mjedisin për nga kompleksiteti dhe niveli i organizimit..

Studimet e zhvillimit të TS të ndryshme konfirmojnë këtë përfundim dhe kanë treguar se me një rritje të shkallës së idealitetit të TS, niveli i organizimit të TS bëhet dukshëm më i lartë se niveli i organizimit të OS. Automjeti bëhet më i menaxhueshëm dhe fillon të varet më pak nga mjedisi. Përveç kësaj, gjatë analizimit të shkaqeve dhe mekanizmave të dinamizimit të TS, rezultoi se pretendimet e OS kanë një hierarki të caktuar, e cila përfaqëson një organizim sistemik të sistemeve natyrore (dhe natyrës në përgjithësi). Natyra sistematike e pretendimeve të OS dhe në të njëjtën kohë diversiteti i tyre shkakton një larmi të caktuar automjetesh që operojnë në mjedis, si dhe diversitet të organizmave të gjallë.

Në formën më të përgjithshme, hierarkia e pretendimeve të OS kundër automjetit mund të përfaqësohet nga lista e mëposhtme.

1. Makro-ndikimet (tërmetet, era, dallgët, baticat, rrezatimi diellor, etj.).
2. Meso-ndikime (makro-ndikime mesatare).
3. Mikro-ndikimet (dridhje, korrozioni, shpërbërja e materies, ngrohje), si dhe pretendimet e vlefshme në nivelin e:
   • rrjetë kristali,
   • domenet,
   • molekulat,
   • atomet etj.
4. Mikro-ndikimet në nivel fushe (rrezatimi diellor, fusha termike, fusha elektrostatike, elektromagnetike, magnetike dhe gravitacionale, etj.).

Për shembull, një anije në oqean ndikohet nga: makrovalët - në përgjithësi, i gjithë skeleti i saj; mesowaves - në trupin e saj; kavitacion, tretësirë ​​uji i detit etj. - në materialin e trupit; era - në superstrukturat e kuvertës etj. Kështu, kompleksiteti i organizatës OS kërkon një kompleksitet përkatës të organizatës TS, në mënyrë që për çdo pretendim të OS të ketë një përgjigje përkatëse nga TS. Kjo arrihet, për shembull, duke rritur kontrollueshmërinë e automjetit.

Kur krijoni një automjet për të luftuar pretendimet për OS, është e nevojshme të vazhdohet nga niveli i organizimit të vetë pretendimit, duke përfshirë automjetin si një element ndërmjetës midis pretendimeve të OS dhe automjetit që duhet të mbrohet, ose OS dhe OS dhe personi. Ndryshimet që ndodhin pasi të arrihet pajtueshmëria e reagimeve të automjetit ndaj pretendimeve të OS varen drejtpërdrejt nga pretendimet e OS dhe nevojat njerëzore.

Për shembull, mbështetja për ruajtjen e permafrostit sipas Pat. USA 3788389 është projektuar si një TT i aftë për t'iu përgjigjur të gjitha ndryshimeve në temperaturën e ambientit, duke ruajtur kështu një ekuilibër midis temperaturës së suportit dhe tokës. Këtu TT operon në nivelin në të cilin janë vendosur pretendimet OS (nxehtësia), por në të njëjtën kohë ka një nivel organizimi më të lartë se ai i OS, dhe kjo arrin një shpejtësi të lartë reagimi ndaj të gjitha ndryshimeve në OS.

Një shembull tjetër është një kostum për shpëtimtarët malorë sipas A.S. BRSS 111144 (një shpikje e njohur nga G.S. Altshuller - shih, për shembull, "Algoritmi i shpikjes", M.: Punëtori i Moskës, 1969, f. 88, 1973, f. 111).

Për të siguruar qëndrueshmërinë e automjetit, ai duhet të jetë në një gjendje që nuk është në ekuilibër me sistemin operativ. Dhe kjo është e mundur vetëm me një organizim më të lartë të TS në krahasim me organizimin e sistemit operativ. Ekuilibri mund të vërehet në shtresën kufitare.

E njëjta gjë mund të thuhet për rastin kur pretendimet krijohen nga vetë automjeti. Për shembull, në rastin e proceseve ose nënsistemeve të pamenaxhuara. Pra, maja e saldimit sipas a.s. BRSS 616073 është projektuar si një TT që stabilizon temperaturën e tij.

Mund të themi se në procesin e zhvillimit të saj, CU përpiqet të kalojë në nivelin në të cilin ka ose mund të ketë një korrespondencë midis organizatave të CU dhe OS. Për më tepër, ky proces është i drejtuar, si të thuash, NJM-ja përpiqet të kalojë nga pretendimet e niveleve më të larta në pretendimet e niveleve më të ulëta.

Ky proces është veçanërisht i theksuar gjatë kalimit nga niveli makro në atë mikro. Për shembull, vargjet e elementit kufizues, gjatë përpunimit elektrokimik të qelqit, u tensionuan duke përdorur një pajisje të veçantë mekanike. Sidoqoftë, OS pretendon - fusha termike, duke ngrohur dhe deformuar vargjet (që shkaktoi nevojën për t'i shtrënguar ato), veproi drejtpërdrejt në rrjetën kristalore të vargjeve. Në përputhje me sa më sipër, NJM duhet gjithashtu të kalojë në nivelin ku pretendimet aplikohen drejtpërdrejt. Ajo që u propozua sipas A.S. BRSS 580116: elementi kufizues është bërë në formën e një harku bimetalik. Tani vetë pajisja përshtatet me ndryshimet në fushën termike.

Kalimi nga pretendimet e niveleve më të larta në pretendimet e niveleve më të ulëta është i dukshëm në të gjitha fushat ku Bashkimi Doganor ka pretendime të niveleve të ndryshme. Për shembull, në ndërtim: ky është një kalim nga ndërtesat që mbështeten në disa pika në ndërtesa që mbështeten në një, për shembull, në themele me një sistem rrënjor, veçanërisht në zonat me sizmicitet të shtuar.

Pra, ruajtja e një gjendjeje jo-ekuilibri të ndërveprimit me mjedisin e jashtëm është një parim i rëndësishëm që siguron qëndrueshmërinë e automjetit. Ai konsiston në një konfrontim midis faktorëve që synojnë ruajtjen e disekuilibrit me mjedisin dhe balancimin e faktorëve mjedisorë që synojnë ta sjellin automjetin në një gjendje ekuilibri. TS arrin një gjendje disekuilibri përmes rishpërndarjes optimale të E, V dhe I midis nënsistemeve (nëse ka burime të mjaftueshme të brendshme për këtë - nënsisteme selektive, lidhjet midis tyre, rezervat e "forcës") ose ndryshimet dhe zëvendësohet nga një i ri. TS (nëse burimet e brendshme janë të pamjaftueshme dhe nuk ka asgjë për t'iu përgjigjur "pretendimeve" të mjedisit të jashtëm, atëherë lindin kontradikta dhe zhvillohen shpejt).

Një nga mënyrat e zhvillimit të avancuar (prognostik) të CU është shtrëngimi artificial i ndryshimeve në mjedisin e jashtëm për të krijuar kontradikta të forta.

Në të gjitha rastet, niveli i organizimit të TS duhet të jetë pak më i lartë se niveli i organizimit të OS. Për shembull, është e nevojshme të ruhet një ndryshim i temperaturës midis guaskës së jashtme të anijes dhe guaskës së brendshme. Kjo arrihet duke krijuar shtresa kufitare, duke siguruar ruajtjen e dallimit midis ndryshimeve në organizimin e mjedisit të brendshëm të automjetit dhe mjedisit të jashtëm - hapësirës.

Në fazat e para të zhvillimit të TS, formohet një shtresë kufitare parësore. Më pas vjen procesi i forcimit dhe ndërlikimit, dinamizimit dhe diferencimit në nënshtresa me specializimin e tyre sipas rrjedhave të E, V, I. Dhe, në fund të fundit, thithja e të gjitha sistemeve tampon që i shërbejnë shtresës kufitare nga substanca ideale e kësaj shtrese.

Komplikimi i mjetit gjatë periudhës së vendosjes ndodh njëkohësisht me proceset e unifikimit dhe specializimit të nënsistemeve, gjë që kërkon rritjen e kontrollueshmërisë së sistemit më kompleks. Kontradiktat e shfaqura midis kontrollueshmërisë dhe kompleksitetit të sistemit zgjidhen në dy mënyra:

• transferimi i funksioneve të menaxhimit në supersistem duke komplikuar supersistemin dhe thjeshtuar sistemin (funksionin e tij operacional),
• transferimi i kontrollit në substancën ideale të sistemit duke thjeshtuar vetë sistemin, por duke e komplikuar substancën.

Shembuj të kësaj janë TT-120, TT-121 dhe TT-92.

Një kusht i domosdoshëm për zhvillimin e një automjeti në drejtim të rritjes së shkallës së idealitetit është parimi i veprimit më të vogël. Thelbi i tij është të kryhen transformime të tilla minimale në TS në procesin e zhvillimit të TS, pas së cilës do të ndodhin ndryshime në vetvete në të, që synojnë rritjen e funksionit kryesor të dobishëm të sistemit.

Shfaqja e këtij parimi bëhet e dukshme në rastet kur parimet e përputhshmërisë VPF, pajtueshmëria e organizatave me TS dhe OS vërehen në sistem, dhe vetë TS është në fazën e përthithjes në një substancë ideale. Për shembull, TT-92, TT-108, a.s. BRSS 383973, a.s. BRSS 1070421 dhe të tjerët.

Parimet e mësipërme janë një përpjekje për të eksploruar "strukturën e mirë" dhe mekanizmat e zhvillimit dhe funksionimit të sistemeve teknike.

2.3. SKEMA E EVOLUCIONIT TË SISTEMEVE TEKNIKE.

Kur ndërtohet ndonjë teori shkencore, një nga çështjet e rëndësishme është pozicioni filozofik i studiuesit, metodologjia e tij. Kjo është veçanërisht e rëndësishme tani, kur po hidhen themelet e TRTS-së, rrënjët e së cilës shkojnë në TRIZ.

TRIZ është ndërtuar mbi një sasi të madhe materialesh faktike. Por ajo qasje empirike, e cila konsiston në ndarjen, copëtimin e një objekti, fiksimin në ndërgjegjen e një objekti të qëndrueshëm, me një strukturë tashmë të vendosur, bëhet e papranueshme, veçanërisht kur hetohet çështja e evolucionit të sistemit.

Meqenëse një qasje e tillë empirike abstragohet nga zhvillimi i objektit, marrëdhënia e tij me sistemin dhe ndërveprimi me objektet e tjera, rezultati është që objekti në studim në tërësi pasqyrohet në mënyrë të njëanshme. Prandaj, ne kemi zgjedhur rrugën e analizës jo të atyre individuale të izoluara nga zhvillimi i përgjithshëm i TS, por rrugën e logjikës së zhvillimit të një lloji të tërë TS, duke lidhur të gjitha ligjet dhe forcat lëvizëse të zhvillimit në një tërësi të vetme. .

Janë marrë disa qasje për problemin e idealizimit të automjetit:

• është studiuar dinamizimi i automjetit,
• idealizimi i substancës TS është studiuar,
• u analizuan parimet e zhvillimit dhe modeli i TS, llojet e idealizimit dhe logjika e zhvillimit të një TS specifike.

Skemat që rezultuan, secila në mënyrën e vet, pasqyruan procesin e idealizimit. Sidoqoftë, kur u përpoqën t'i kombinonin ato për të shpjeguar evolucionin e automjetit, lindën kontradikta. Një përpjekje për të përdorur skemën e dialektikës së zhvillimit të CU, të propozuar nga G.S. Altshuller dhe I.M. Vertkin (shih), për të eliminuar kontradiktën që kishte lindur, i përkeqësoi më tej kontradiktat midis skemave individuale, megjithëse ishte e qartë se secila prej tyre reflektonte disa zhvillime anësore. Për shembull, skema e dialektikës së zhvillimit të TS pasqyroi ndërlikimin e TS në procesin e kalimit nga sistemet mono në bi-, pastaj në sistemet poli- dhe komplekse. U vu re se zhvillimi i TS ndodh përgjatë rrugës së zgjidhjes së kontradiktës midis ndërlikimit të TS dhe idealizimit të tij - operacionit të kolapsit të sistemit. Për më tepër, një bi- ose poli-sistem plotësisht i shembur përsëri bëhet një sistem mono-sistem dhe mund të bëjë përsëri një revolucion nga "A" në "D" ose "E" (d.m.th., në mono-C ose bi-C të ciklit të ardhshëm ). Ky është një nga mekanizmat më të rëndësishëm për zhvillimin e të gjitha sistemeve teknike, duke reflektuar njëkohësisht ligjin e kalimit në supersistem.

Kur u aplikua një qasje sistematike për zgjidhjen e kontradiktave që u shfaqën, të gjitha skemat ishin në gjendje të futeshin në një skemë (model) të vetme të evolucionit të automjetit, i cili më pas u quajt " valë rrjedhëse e idealizimit".

Duke marrë parasysh parimet dhe skemat fillestare, skema e dialektikës së zhvillimit të TS (), e rafinuar në konferencën e Novosibirsk, u deformua (shih) në mënyrë që e gjithë TS e shembur plotësisht shtrihej në linja e përgjithshme e zhvillimit(GGL) TS. Kështu, pikat që shtriheshin në GGL pasqyruan idenë e idealitetit të TS, e cila pranohet në TRIZ (M,G,E->0, n->). U bë e qartë se pa analizuar pjesën e jetës së TS që shtrihet mbi GGL, do të jetë e pamundur të sqarohet as struktura e ligjeve, as mekanizmat e tyre, as të shpjegohet e gjithë larmia ekzistuese e sistemeve të këtij lloji.

Modelet e zhvillimit të sistemeve teknike karakterizojnë aspekte të ndryshme të ristrukturimit të sistemeve pasi ato përmirësohen dhe tendencat në ndryshimet në vetitë e objekteve teknike me kalimin e kohës.

Njohja e këtyre modeleve ofron udhëzime gjatë zgjidhjes së problemeve. Ato mund të konsiderohen si strategji të mundshme për zgjidhjen e një problemi të caktuar, si metoda për gjetjen e zgjidhjeve që ju lejojnë të hidhni hapin tjetër në drejtimin progresiv të zhvillimit të teknologjisë.

3.4.1 Rregullsia e zhvillimit skenik.

Ky model karakterizon aspektin funksional të zhvillimit të teknologjisë botërore në përgjithësi dhe objekteve teknike të një klase ose një tjetër.

Analiza e historisë së teknologjisë bëri të mundur identifikimin e 4 fazave (fazave) në zhvillimin e objekteve teknike, të dalluara nga shfaqja e funksioneve të reja të kryera nga pajisjet teknike.

1. Zbatohet vetëm në TO teknologjike funksionin– ndikimi fizik dhe kimik në objekt nga organi ekzekutiv. Një TO është një mjet që përbëhet nga një trup pune, megjithëse mund të përmbajë gjithashtu disa elementë transmetimi - një transmision, për shembull, një thikë, një lopatë, një sëpatë.

2. Krahas funksionit teknologjik realizohet edhe mirëmbajtja funksionin transformimi energji. Struktura e mirëmbajtjes bëhet më e ndërlikuar në trupin e punës (PO): PE, Tr, OU;

3. Zbatuar në TO funksionin menaxhimit. Një sistem kontrolli është ndërtuar në strukturën TO, duke matur disa parametra dhe duke përcaktuar vlerat e parametrave të përbërësve të tjerë TO.

4. Zbatuar në TO funksionin planifikimi. Komponentët i shtohen strukturës TO për të formuar të dhënat fillestare për funksionimin e sistemit të kontrollit.

Tabela jep një shembull që ilustron fazat kryesore të zhvillimit të teknologjisë.

Tabela. Shembuj të zhvillimit hap pas hapi të teknologjisë.

Fazat e zhvillimit	Mjetet e përpunimit të informacionit abstrakt	Mjete për përpunimin e objekteve fizike
1. Epoka e veglave të dorës	Shkopinj numërimi, numëratori, rregulli i rrëshqitjes.	Një torno (LA) me një manual, pastaj një makinë me këmbë.
2. Epoka e mekanizimit - shfaqja dhe zhvillimi i makinave. Karakterizohet nga prania e tre lidhjeve kryesore: një konvertues energjie, pajisje transmetimi dhe një element pune.	Makinë shtese elektromekanike, kalkulatore elektrike, kompjuterë të gjeneratës së parë.	Një automjet i drejtuar nga një rrotë uji, një motor me avull ose një motor elektrik i kontrolluar manualisht.
3. Epoka e sistemeve deterministe të automatizuara të prodhimit. Zbatohet funksioni i monitorimit dhe korrigjimit të një procesi që ndodh rregullisht, ekziston një njësi e kontrollit të sistemit.	Kompjuterë të gjeneratës së dytë dhe të tretë, kompjuterë personalë, baza të të dhënave.	Një automjet i kontrolluar numerikisht me një regjistrim "të vështirë" të programit në shirit magnetik ose shirit me grusht.
4. Epoka e sistemeve jodeterministe vetëqeverisëse. Funksioni i analizimit të situatës dhe marrjes së vendimeve kryhet.	Bazat e njohurive.	Sisteme fleksibël të automatizuar të prodhimit.

Një pasojë shumë e rëndësishme rrjedh nga modeli i zhvillimit të shkallëzuar se kalimi në çdo fazë pasuese është i mundur pasi faza e mëparshme të ketë marrë zhvillim të mjaftueshëm shkencor dhe teknik. Në këtë rast, është e pamundur të "kërcesh" mbi një ose më shumë faza të zhvillimit. Për shembull, nuk ka kuptim të pajisni një TO me një makinë nëse nuk ka RO. Është e pamundur të pajisësh një TO me një sistem kontrolli nëse nuk janë studiuar modelet e funksionimit të tij dhe nuk janë krijuar modele të përshtatshme. Është e pamundur të krijohet një sistem ekspertësh ose një bazë njohurish pa krijuar më parë një bazë të dhënash që funksionon mirë në fushën lëndore në shqyrtim.

Modeli i zhvillimit në faza ka një rëndësi të madhe praktike kur analizohet një problem dhe vendos një problem sinteze, kur përmirësohen objektet teknike ekzistuese.

Njohja e modeleve të zhvillimit i jep inxhinierit udhëzime në lidhje me perspektivat për përmirësimin e pajisjeve teknike. Pasi të përcaktohet se në cilën fazë të zhvillimit të saj ndodhet TO e studiuar, në përputhje me modelin e zhvillimit të fazës, është e mundur të përshkruhen mënyrat për përmirësimin e mëtejshëm të tij.

Duhet të theksohet se në secilën fazë të zhvillimit, funksioni tjetër themelor zbatohet, si rregull, me ndihmën e pajisjeve universale - fondet huazohen nga një zonë tjetër teknike. Më pas fillon diferencimi dhe specializimi i këtyre fondeve. Kjo rrjedh drejtpërdrejt nga ligji i rritjes së idealitetit të TO.

Për shembull, zhvillimi i sistemeve të kontrollit të pajisjeve të procesit kaloi nga përdorimi i kompjuterëve me qëllime të përgjithshme në ato speciale.

Kur krijojnë objekte të reja teknike, ata përpiqen të përmirësojnë treguesit e tyre të cilësisë. Çdo mostër e re është krijuar, si rregull, për të kryer funksione gjithnjë e më komplekse. Kjo çon në faktin se një objekt teknik është i pajisur me shumë sisteme dhe pajisje shtesë. Prandaj, pasojë e modelit të zhvillimit të shkallëzuar është tendenca që kompleksiteti i sistemeve teknike të rritet.

Parimi i funksionimit i zbatuar në trupin e punës fillon të zërë kamare të reja funksionale. Funksionin që kryente më parë një person, tani e merr një objekt teknik. Sistemi teknik po zhvillohet, duke hequr gjithnjë e më shumë funksione nga njerëzit.

B. L. Zlotin e quajti këtë prirje "Ligji i zhvendosjes së njeriut nga sistemi teknik". Emri metaforik i ligjit nuk duhet të merret fjalë për fjalë. Një person nuk është një komponent i një sistemi teknik sipas përkufizimit. Çështja është se një person detyrohet të largohet si pjesëmarrës në procesin e zbatimit të GPF.

Kjo linjë zhvillimi duket si kjo.

1. Në fazën fillestare, një person, duke përdorur një mjet të krijuar, kryen vetë veprime fizike dhe kimike në një objekt të caktuar.

2. Shtohet një konvertues energjie, zhvillohen kontrollet dhe një person tani kontrollon disa procese.

3. Sistemet e automatizuara të kontrollit janë duke u zhvilluar. Një person vëzhgon vetëm ecurinë e procesit duke përdorur instrumente kontrolli, herë pas here duke ndërhyrë në të, duke bërë, për shembull, rregullime.

4. Të gjitha veprimet e procesit janë të automatizuara në atë mënyrë që një person të kontrollojë procesin vetëm nëpërmjet vëzhgimit.

Duhet të theksohet se shumë shpesh funksioni teknologjik i zbatuar në trupin e punës krijohet në bazë të një konverteri ekzistues të energjisë, për shembull, saldimi me hark elektrik, saldimi elektrik me rezistencë. Në të njëjtën kohë, për të kryer funksionin teknologjik, kontrollet e nevojshme futen në dizajn. Natyrisht, një trup i tillë pune, në parim, nuk mund të funksionojë pa një konvertues energjie.

Fazat kryesore të zhvillimit në faza të sistemeve teknike mund të paraqiten shkurtimisht në formën e një tabele.

Tabela. Karakteristikat e fazave kryesore të zhvillimit të teknologjisë

Modeli i zhvillimit në faza përdoret për të parashikuar nevojat dhe për të përcaktuar drejtimet për zhvillimin e teknologjisë.

3.4.2 Modeli i evolucionit konstruktiv progresiv.

Termi "evolucion konstruktiv progresiv" përdoret nga A. I. Polovinkin. Në veprat e G.S. Altshuller dhe studentëve të tij, ky model quhet thjesht fazat e zhvillimit të sistemeve teknike, ligji i zhvillimit në formë S të sistemeve teknike.

Historia e zhvillimit të teknologjisë tregon se çdo zbulim në shkencë dhe teknologji vetëm pas njëfarë kohe fillon të përdoret për të kryer disa funksione të dobishme. Së pari, zbulohet një efekt fizik i caktuar, i cili studiohet me kujdes dhe zhvillohet një teknologji për prodhimin e prototipeve. Po kryhen thjesht kërkime shkencore, ndikimi praktik i të cilave është ende minimal. Më pas, bazuar në efektin fizik të zotëruar, sintetizohet FPD e një pajisjeje, e cila tashmë mund të ketë vlerë praktike. Pas ca kohësh, bazuar në këtë FPD, krijohet një pajisje teknike që është në gjendje të kryejë me efikasitet disa funksione të dobishme.

Një objekt teknik për të përmbushur një nevojë krijohet kur ka aftësi shkencore dhe teknike për t'i dhënë asaj veti të kënaqshme konsumatore, të cilat varen nga niveli i cilësisë së tij (rreshti K 11 në figurën 19).

Teorikisht maksimale e mundshme

Niveli i cilësisë

Shpenzimet

Koha

Hapja

efekt fizik

Niveli minimal i pranueshëm i cilësisë

Fillimi i hulumtimit për një efekt të ri fizik

Fillimi i aplikimit praktik të FPD

Oriz. 19. Ndryshimi i treguesit të cilësisë së mirëmbajtjes gjatë evoluimit të tij konstruktiv.

Si rregull, mostra e parë e një TO thelbësisht të re krijohet në kushtet e njohjes jo të plotë të vetive të një fenomeni të ri, të sapo zbuluar. Prandaj, teknikisht është e vështirë të realizohet cilësi e lartë e funksionit të kryer.

Me fillimin e përdorimit të një pajisjeje të re teknike, dëshira për të përmirësuar karakteristikat e saj funksionale çon në vendosjen e punës për përmirësimin e saj, përmirësimin e treguesve të cilësisë, eliminimin e mangësive dhe rritjen e efikasitetit të përdorimit. Shfaqen modifikime të ndryshme të objekteve teknike, shtrirja e aplikimit të pajisjeve teknike të krijuara në parimin fizik të funksionimit, i cili bazohet në një efekt fizik të hapur, po zgjerohet.

Marrëdhënia midis kostove dhe treguesit të cilësisë së mirëmbajtjes së përmirësuar karakterizohet nga një kurbë në formë S në Fig. 19.

Seksioni fillestar i lakores në formë S (seksioni I në Fig. 19) i përgjigjet fazës së studimit teorik dhe korrigjimit eksperimental të FPD-së së përftuar dhe studimit të mundësive të zbatimit praktik të saj. Në këtë fazë, kryhet operimi provë i mostrave të vetme laboratorike të pajisjeve teknike të krijuara rishtazi. Kjo periudhë karakterizohet me punë të palodhur dhe kosto të larta për rritjen e treguesve të cilësisë.

Përmirësimi i karakteristikave të mirëmbajtjes lehtësohet nga rritja e potencialit të përgjithshëm shkencor dhe teknik dhe zhvillimi i teknologjisë së prodhimit.

Me akumulimin e njohurive teorike dhe rezultateve praktike për prodhimin dhe funksionimin e pajisjeve teknike, rritja e treguesve të efikasitetit dhe cilësisë së objekteve teknike bazuar në këtë FPD bëhet më intensive (seksioni II). Disavantazhet eliminohen, performanca funksionale është përmirësuar, besueshmëria, efikasiteti dhe tregues të tjerë të cilësisë janë rritur dhe kthimi i investimit në pajisjet teknike të përdorura rritet.

Gjatë kësaj periudhe, dizajni i TO dhe teknologjia e prodhimit të tij përmirësohen, prodhimi shpesh bëhet masiv dhe numri i shpikjeve në fushën e teknologjisë së cilës i përket FPD e aplikuar rritet ndjeshëm. Ky FPD po përdoret gjithnjë e më shumë në fusha të ndryshme. Një sërë pajisjesh teknike po zhvillohen. Zhvillimi shkon në drejtim të universalizimit dhe specializimit.

Megjithatë, vjen koha kur TO hyn në fazën e tretë të zhvillimit të saj.

Seksioni III i kurbës 1 (Fig. 19) karakterizohet nga një rritje e konsiderueshme e kostove për përmirësimin e cilësisë së mirëmbajtjes. Efektiviteti i mjeteve që synojnë përmirësimin e cilësisë së mirëmbajtjes është në rënie. Kjo për faktin se aftësitë e parimit të pranuar fizik të funksionimit janë ezauruar. Mirëmbajtja përmirësohet duke e bërë atë më komplekse, duke futur ndryshime të dizajnit, duke optimizuar parametrat dhe duke ndryshuar dizajnin dhe zgjidhjet teknologjike. Treguesit e cilësisë po i afrohen një kufiri të caktuar që mund të arrihet kur përdoret kjo FPD (rreshti K 12).

Përmirësimi i pajisjeve teknike vazhdon për aq kohë sa ka nevojë për prodhimin e objekteve teknike bazuar në këtë parim të funksionimit fizik.

Nëse nuk ka kushte për kalimin në një parim të ri të funksionimit, atëherë në procesin e evolucionit konstruktiv rritja e efikasitetit ngadalësohet dhe pajisjet teknike me tregues të cilësisë që janë afër vlerës riprodhohen për një kohë të gjatë.

Megjithatë, si rregull, shumë përpara kësaj periudhe, zbulohet një parim i ri operativ, përdorimi i të cilit në të ardhmen mund të sigurojë tregues të cilësisë më të lartë. Por zbatimi i tij praktik do të fillojë kur të jetë akumuluar potenciali i nevojshëm shkencor dhe teknik dhe të jenë maturuar kushtet socio-ekonomike (rreshti K 21, kurba 2 në Fig. 19).

Në fillim mbetet prapa paraardhësit të tij për sa i përket treguesve të cilësisë, por është në fazën fillestare të zhvillimit të tij dhe, në përputhje me modelin e përshkruar nga kurba në formë S, kjo TO, e bazuar në FPD-në e re, përfundimisht e kapërcen shpejt dhe zhvendos konkurrentin e tij.

Historia e zhvillimit të teknologjisë tregon se një objekt teknik, bazuar në një parim të caktuar fizik të funksionimit, shuhet gjatë periudhës së zhvillimit të tij më të lartë, domethënë kur treguesit e tij të cilësisë realizohen në masën maksimale. Për shembull, nga mesi i shekullit të 20-të, lokomotivat me avull arritën përsosmërinë e tyre maksimale, d.m.th., efikasitetin maksimal, dhe menjëherë filluan të zëvendësohen me lokomotiva me naftë (një parim i ri i funksionimit) me efikasitet më të lartë.

Kur krijohen objekte të reja teknike, është e nevojshme të vlerësohet se në cilën fazë të evolucionit konstruktiv është prototipi, cilat janë perspektivat për zhvillimin e tij, çfarë ndryshimesh në shkencë dhe teknologji kanë ndodhur që nga fillimi i krijimit të tij, jo vetëm në fushën e teknologjinë në shqyrtim, por edhe në fusha të ngjashme. Janë studiuar aspekte të ndryshme të problemit: cilat arritje të përparimit shkencor dhe teknologjik nuk janë reflektuar në krijimin e pajisjeve teknike ekzistuese të krijuara për të kënaqur nevojën në shqyrtim dhe çfarë mund të përdoret nga arritjet më të fundit të shkencës dhe teknologjisë për të zhvilluar një të re. parimi i funksionimit, zgjidhje konstruktive dhe projektuese-teknologjike për të krijuar një të re QË.

Kur zgjidhet problemi i përmirësimit të mirëmbajtjes, është e nevojshme të vlerësohet konkurrueshmëria e PPD-ve të tjera, të përcaktohet se në cilat faza të zhvillimit të tyre ndodhen, të gjendet zona e zbatimit efektiv të parimit të funksionimit në shqyrtim, të vlerësohen perspektivat dhe fizibiliteti i përmirësim konstruktiv i prototipit, ose arrini në përfundimin se është e nevojshme të kaloni në një PPD tjetër dhe të përcaktoni se në cilin prej tyre. Në zgjidhjen e problemit të fundit, modele të tjera të zhvillimit teknologjik, të diskutuara më poshtë, ofrojnë ndihmë të konsiderueshme.

3.4.3 Dinamizimi i sistemeve teknike.

Në rusisht, fjala dinamikë ka tre kuptime: "1. Një departament i mekanikës që studion ligjet e lëvizjes së trupave në varësi të forcave që veprojnë mbi to. 2. Rrjedha e zhvillimit, ndryshimet në ndonjë fenomen... 3. Lëvizja, veprimi, zhvillimi...” Mbiemrat: "dinamik, dinamik - i pasur në lëvizje, veprim".

Termi dinamizimi, i përdorur në emër të këtij parimi të zhvillimit të sistemeve teknike, pasqyron pikërisht pasurinë e lëvizjes të natyrshme në një objekt teknik.

Thelbi i dinamizimit të sistemeve teknike Yu. mënyrë që përshtatet me ndryshimet në mjedisin e jashtëm." .

Historia e teknologjisë tregon se dhënia e vetive të dinamizmit në një dizajn shpesh bëri të mundur zgjidhjen e shumë problemeve që lindën gjatë krijimit të pajisjeve teknike dhe përmirësoi ndjeshëm treguesit e cilësisë.

Për shembull, për të përmirësuar manovrueshmërinë e avionëve reaktivë supersonikë, fillimisht u zhvilluan motorë me hundë rrotulluese dhe një sistem kontrolli avion për të ndryshuar vektorin e shtytjes, pastaj motorët rrotullues. Kjo bëri të mundur krijimin e një avioni me ngritje dhe ulje vertikale.

Pajisjet e uljes së tërheqjes, një helikë me kënd të ndryshueshëm, panelet diellore të vendosshme në një anije kozmike, një ombrellë e palosshme, një urë lëvizëse, etj. janë shembuj të modeleve dinamike.

Tabela. Kalimi në multifunksionalitet

Fazat e dinamizimit	Shembull
1. Sistemi dinamik i kufizuar	Makinë bluarje vertikale
2. Sistemi me trupa pune të zëvendësueshëm	Makinë bluarëse me një grup veglash
3. sistem me parimin e kontrollit të softuerit	Makinë bluarje CNC Rritja e numrit të koordinatave të kontrolluara njëkohësisht
4. Sistemi me trupa punues të ndryshueshëm	Frezë me karikator veglash Frezues me gjeometri të ndryshueshme të skajit prerës

Në zhvillimin e sistemeve mekanike dallohen dy drejtime të dinamizimit: dinamizimi i substancave dhe i fushave.

Dinamizimi i substancave fillon me ndarjen e një lënde në pjesë dhe futjen e lidhjeve ndërmjet tyre. Sekuenca e mëposhtme e tranzicioneve është e mundur këtu:

një menteshë→ shumë mentesha→ substancë fleksibël→ të lëngshme→ të gazit→ fushë.

Dinamizmi është një veti që karakterizon strukturën e një objekti. Prandaj, ai mund të shfaqet si në përbërës ashtu edhe në lidhjet midis tyre.

Dhënia e vetive të dinamizmit një objekti teknik është për shkak të dy rrethanave: nga njëra anë, është nevoja për të siguruar përshtatshmërinë (përshtatjen) e objektit ndaj ndryshimit të kushteve të jashtme dhe, nga ana tjetër, për të arritur kontrollueshmëri më të mirë të Objekt.

Dinamizimi është shumë efektiv si teknikë për zgjidhjen e problemeve teknike. Për shembull, për të koordinuar dimensionet dhe për të siguruar ndërrueshmërinë në struktura, një lidhje e rregullueshme ose një element elastik përdoret si kompensues për gabimet në dimensionet e koordinuara.

Nga njëra anë, dinamizimi është një nga drejtimet e evolucionit konstruktiv të sistemeve teknike. Zhvillimi i aftësive të teknologjisë së prodhimit luan një rol të rëndësishëm këtu.

Për shembull, për të krijuar një bllokues uji në pjesët e kullimit të sistemeve të tubacionit, strukturat e ngurtë në formën e një sifoni janë përdorur për një kohë të gjatë. Përdorimi i një tubi të valëzuar - shakull - e bëri këtë dizajn jo vetëm më të lirë (më pak pjesë), por gjithashtu thjeshtoi procesin e bashkimit të pjesës së kullimit të lavamanit me tubin e hyrjes së kanalizimeve.

Nga ana tjetër, kalimi në një parim të ri funksionimi shoqërohet, si rregull, me një rritje të dinamizmit të pajisjeve teknike dhe një rritje të funksionalitetit të saj.

Për shembull, përdorimi i një çelësi metalik për të hapur dyert e makinës zëvendësohet me dërgimin e një sinjali radio të koduar. Në këtë rast, disa dyer mund të hapen menjëherë. I njëjti "çelës radio" përdoret gjithashtu për të bllokuar sistemin e ndezjes.

Përveç kësaj, siç do të tregohet në kapitullin vijues, dinamizimi është një nga metodat për zgjidhjen e kontradiktave në problemet teknike.

Kështu, dinamizimi është një nga modelet e vëzhgueshme të zhvillimit, përdorimi i të cilit na lejon të përcaktojmë drejtimet për përmirësimin e mirëmbajtjes. Duke kuptuar që çdo automjet kalon nëpër faza të caktuara të dinamizimit, është e mundur të përcaktohet se në cilën fazë ndodhet aktualisht dhe të hidhet një hap në një drejtim premtues.

Një nga drejtimet për përmirësimin e strukturave është dinamizimi i lidhjeve (Fig. 21). Lidhjet mund të ndahen në reale dhe në terren. Në komunikimet materiale, përdoret një lloj mediumi transmetues - substanca. Në komunikimet në terren nuk ka mjet transmetimi.

Në lidhjet materiale, ndërveprimi i përbërësve kryhet drejtpërdrejt me ndihmën e substancës, kështu që lidhjet mund të ndryshojnë në varësi të vetive të substancës që përdoren për këtë. Një lidhje e ngurtë mund të realizohet duke përdorur një substancë të ngurtë monolit, për shembull, një shufër, tra, trarë. Lidhjet fleksibël mund të organizohen duke përdorur materiale elastike dhe elastike, për shembull, një kabllo, rrip, zinxhir, shakull, susta ose materiale në një gjendje rrjedhje viskoze që zënë një pozicion të ndërmjetëm midis trupave të ngurtë dhe lëngjeve, për shembull, termoplastikë. Gazi mund të përdoret gjithashtu, për shembull, një makinë pneumatike, kushineta gaz-statike dhe gaz-dinamike.

Kinematike

Hidraulike

Pneumatike

Natyra e lëvizjes

1. Rreth boshtit

2. Përgjatë vijës

3. Në aeroplan 

4. Në hapësirë

Litar, rrip, zinxhir

Tra, shufër

Reale

Fusha

të ngurta

Substanca elastike

E vështirë

LIDHJE

Gravitacionale

elektrike

Magnetike

Elektromagnetike

Oriz. 21. Skema e dinamizimit të lidhjes

Nëse substancat ndahen dhe sigurojnë një lidhje të lëvizshme, atëherë krijohen lidhje kinematike. Zhvillimi i tyre shumë shpesh shkon në drejtim të përdorimit të lëvizjeve më komplekse.

Komunikimi në terren, si rregull, siguron më mirë kontrollueshmërinë e përbërësve të një objekti teknik, ai shpesh krijon komoditet shtesë.

Në të vërtetë, mund të vërehet se shumë mekanizma në zhvillimin e tyre kaluan nëpër fazat e treguara në Fig. 21, ose të paktën një pjesë e këtyre fazave.

Megjithatë, ka diçka që vlen të përmendet këtu. Nga njëra anë, për komunikimin hidraulik, si rregull, përdoren lëngje speciale (një substancë natyrore - uji shpesh nuk i plotëson vetitë e kërkuara), dhe ajri mund të përdoret për komunikim pneumatik (gazrat speciale, si rregull, nuk janë përdorur). Prandaj, lidhja pneumatike është më afër zgjidhjes teknike ideale.

Nga ana tjetër, një lidhje hidraulike transmeton presion pothuajse menjëherë, lëngu është i pakompresueshëm, kështu që nuk ka humbje në transferimin e energjisë. Në lidhjet pneumatike, një pjesë e energjisë shpenzohet për kompresimin e gazit. Prandaj, sipas parimit të përcjelljes së energjisë, bashkimi hidraulik është më i mirë. Përveç kësaj, ai gjithashtu ka një kohë më të shkurtër tranzicioni, që do të thotë se është më i mirë për sa i përket kontrollueshmërisë së procesit.

Treguar në Fig. 21 Fig. Skema e zhvillimit të lidhjeve teknike ofron një metodë tjetër për kërkimin e zgjidhjeve teknike. Në veçanti, nëse një lidhje e thjeshtë kinematike, për shembull, në formën e një varëse me një shkallë lirie, nuk lejon zgjidhjen e problemit, atëherë mund të përpiqeni të rritni numrin e shkallëve të lirisë, të ndryshoni natyrën e lëvizjes. , domethënë, kaloni në një lëvizje më komplekse të komponentëve ndërveprues. Kështu funksionojnë manipuluesit e robotëve modernë.

Parimi i dinamizimit përdoret për të përmirësuar pajisjet teknike brenda kornizës së një buxheti të caktuar funksional, kështu që mund të themi se kjo është një nga metodat për zgjidhjen e problemeve në procesin e evolucionit konstruktiv të punës teknike.

Për shembull, bashkimi universal në grupin e çelësit të folesë thjeshton shumë punën në vende të vështira për t'u arritur.

Një tramvaj me dy makina, autobusë me dy seksione dhe trolejbus mund të rrisë ndjeshëm kapacitetin e automjetit. Në të njëjtën kohë, rrezja e kthesës rritet pak. Krijimi i autobusëve dykatësh dhe rritja e gjatësisë së makinës jep një efekt thjesht në shkallë të gjerë. Duhet të theksohet se të dy drejtimet korrespondojnë me qasjen konstruktive për përmirësimin e mirëmbajtjes.

Duhet theksuar gjithashtu se kalimi në një FPD tjetër, si rregull, shoqërohet me një rritje të shkallës së dinamizmit të sistemit teknik.

Dinamizimi i një objekti teknik shpesh çon në një rritje të numrit të funksioneve të kryera, për shembull, një thikë e palosshme, një çelës i rregullueshëm,

Dinamizimi i fushave kryhet nga një kalim nga fusha me karakteristika konstante (jo ndryshim) në kohë në fusha me vlera karakteristike të fushës që ndryshojnë nga koha.

Fusha mund të ndryshojë në kohë dhe hapësirë. Dinamizimi me kalimin e kohës mund të përfaqësohet nga sekuenca:

konstante → rritje (zvogëluese) → fushë në ndryshim ciklik.

Proceset ciklike mund të jenë pulsuese ose sinusoidale, dhe ato mund të kontrollohen nga amplituda, frekuenca dhe zhvendosja fazore e sinjalit.

Dinamizimi në hapësirë ​​shprehet në faktin se fusha ndryshon nga konstante në gradient. Një gradient është një masë e rritjes ose uljes së hapësirës së çdo parametri të fushës kur lëviz për njësi gjatësi.

Një fushë alternative, si rregull, është më e lehtë për t'u transformuar, për shembull, një transformator. Ka më shumë parametra që mund të përdoren për të gjeneruar një sinjal kontrolli. Kontrolli i pulsit është përgjithësisht më efikas në energji sesa kontrolli i sinjalit konstant.

Një fushë gradient ju lejon të zgjidhni problemet duke përqendruar forcën e fushës në zonën e punës. Për shembull, presioni i lartë i zhvilluar nga një gjilpërë në një zonë të vogël të majës; Optika magnetike përdoret për të kontrolluar nga distanca rrjedhat e grimcave të ngarkuara.

Dinamizimi nuk duhet të konsiderohet vetëm si një pasuri e lëvizjes mekanike. Këto janë mundësi më të gjera për ndikim operacional në parametrat që karakterizojnë komponentët e një sistemi teknik. Kjo është aftësia e komponentëve për t'u përshtatur me ndryshimin e kushteve të funksionimit, për shembull, akordimi automatik i një marrësi radio në frekuencën e sinjalit të marrë.

3.4.4 Kalimi nga niveli makro në nivel mikro

Njohja e njeriut për Natyrën filloi me format më të thjeshta të lëvizjes së materies - mekanike.

Metodat mekanike të bashkëveprimit të makrosubstancave që përfshijnë vetitë e formave të ndryshme gjeometrike të materies ishin baza për funksionimin e pajisjeve të para teknike. Kjo nuk është e rastësishme, pasi makrosubstanca me format e saj të jashtme dhe parametrat gjeometrikë i jepen drejtpërdrejt një personi në ndjesi.

Me zhvillimin e shkencës dhe teknologjisë, ka një depërtim më të thellë në strukturën e substancave, njohuri për vetitë e tyre të thella dhe ndërveprimet e tyre më delikate në nivelet molekulare dhe atomike.

Një person zotëron teknologjinë e bazuar në përdorimin e kimisë fizike, fizikës bërthamore dhe mekanikës kuantike. Metodat mekanike të bashkëveprimit të substancave, të cilat formojnë bazën e parimit fizik të funksionimit të pajisjes, zëvendësohen nga bashkëveprimi i grimcave të materies, molekulave, atomeve.

Në procesin e evolucionit konstruktiv, një rritje në cilësinë e funksionit të kryer shpesh çon në ndërlikimin e automjetit. Kalimi në një parim tjetër fizik të funksionimit është se funksionimi fizik bazohet në përdorimin e vetive të substancave që lidhen me strukturën e tyre të brendshme me pjesëmarrjen aktive të fushave fizike. Këto ndërveprime formojnë vetitë që përdoren për të kryer operacionin e kërkuar fizik.

Nëse në fazën fillestare të zhvillimit operacioni fizik është kryer në nivel makro, - ndërveprimi i substancave të ndryshme bazuar në përdorimin e ligjeve të mekanikës, atëherë, si rezultat i zhvillimit të shkencës dhe teknologjisë, realizohet në nivel mikro, d.m.th., duke përdorur vetitë e grimcave të vogla të substancave të përcaktuara nga ligjet e strukturës së materies.

Si rezultat i këtij tranzicioni, funksioni i një sistemi teknik të përbërë nga disa përbërës kryhet nga një substancë me veti të veçanta.

Kalimi nga niveli makro në nivelin mikro është një model që përshkruan procesin e kalimit në një PPD tjetër në drejtim të përmirësimit të sistemit.

Nga shembujt e mësipërm është e qartë se hapi tjetër në zhvillimin e teknologjisë mund të kryhet në drejtime të ndryshme në përputhje me modelet e përshkruara: përgjatë rrugës së evolucionit konstruktiv; në përputhje me modelin e zhvillimit hap pas hapi të teknologjisë; përgjatë rrugës së dinamizimit; kalimi në nivelin mikro.

Nisja motorri V pa peshë

Shtytës shtesë për të krijuar

nxitim i lehtë

Diafragma e zhvendosjes

Pajisja e marrjes së kapilarëve

FPD2
Burimet

elektricitet

Elektrostatike

gjenerator

Pol voltaik

Panele diellore

Piezoelektrike

konvertues

Qelizat e karburantit

Bateri kimike

Elektrodinamike

gjenerator

Oriz. 22. Shembuj të zhvillimit teknik duke kaluar në nivel mikro

Pajisje printimi dhe dublikimi

Pllaka printimi të ngurtë

Printera me matricë me pika

Makinë shkrimi mekanike

Makinë shkrimi elektrike

Printera me bojë

Printera lazer

Fotokopjues

Përdorimi i fushave elektrostatike ("Era", "Vega", "Xerox")

Dinamizimi

Shtimi i PE

Kalimi në një FPD tjetër

Oriz. 23 Ndryshimi i parimit fizik të funksionimit të pajisjes dyfishuese

Një shembull ilustrues është zhvillimi i çifteve të fërkimit.

1. Kushinetë rrëshqitëse.

2. Kushineta rrotulluese (top, rul).

3. Kushinetat hidrostatike - boshti nuk bie në kontakt me garën, por noton në vaj, i cili mbush boshllëkun nën presion. Kjo rezulton në një mbështetje hidrostatike pa kontakt.

5. Mbështetëse gaz-statike. Gazi detyrohet nën presion përmes tufave poroze, të cilat shërbejnë si mbështetës i tij.

6. Mbështetje gas-dinamike. Për boshtet me shpejtësi të lartë, presioni i gazit krijohet nën veprimin e forcave centrifugale.

7. Mbështetësit magnetik – ndërveprimi në terren.

Fonograf Edison

magnetofon - shirit magnetik

Gramafon - pllaka gramafoni

Elektrik - pllaka gramafoni

Regjistrimi i zërit në film

Regjistrimi i zërit

Regjistrimi i zërit me laser

Evolucioni konstruktiv

FPD e re

Evolucioni konstruktiv, zhvillimi në faza - shtimi i PE

Ndryshimi i FPD

Oriz. 24. Ndryshimi i parimit fizik të regjistrimit të zërit

Kalimi në një FPD tjetër çon në një ndryshim të papritur cilësor në teknologji. Për shembull, për të identifikuar produktet, fillimisht u përdorën etiketat e printuara, pastaj barkodet, etiketat magnetike dhe etiketat e radios. Në të ardhmen, të gjitha informacionet rreth produktit do të futen në një mikroçip. Në përputhje me rrethanat, pajisjet për leximin e informacionit (fotoqeliza, skanerë magnetikë, pajisje transmetuese) po ndryshojnë gjithashtu.

Ndryshimet e njëpasnjëshme në sistemin teknik origjinal mund të fillojnë me ndarjen e një lënde, me kombinimin e saj me një substancë tjetër, me ndryshimin e formës, pastaj me prodhimin e substancave me strukturë të caktuar dhe transformime të tjera (Fig. 25).

Kalimi në një parim tjetër fizik të veprimit - përdorimi i ndërveprimeve ndërmolekulare, ndëratomike, efektet kuantike, strukturat me madhësi nano, çon në përdorimin e vetive të fshehura dhe të thella të substancave për të zbatuar një operacion fizik.

Për shembull, llambat inkandeshente, të përdorura si tregues dhe për të ndriçuar pajisjet, po zëvendësohen me LED; Tubi i rrezeve katodë, në të cilin rrezja e elektroneve bën që ekrani të shkëlqejë, po zëvendësohet nga ekranet e kristalit të lëngshëm, në të cilat kristali i lëngshëm rrotullon këndin e polarizimit të dritës në varësi të tensionit të aplikuar në të.

Në sistemet teknike, materialet me veti të veçanta përdoren gjithnjë e më shumë, për shembull, me efektin e kujtesës së formës, duke ndryshuar ngjyrën e tyre në varësi të temperaturës, materialet fotokromike, gotat e kameleonit, etj.

Agregatet e molekulave

Të shpërndara

Shtresore, fibroze, matricë

Të ngurta

(homogjene)

Molekulat, atomet, jonet

Grimcat elementare

I shpuar

Materiali poroz kapilar (CPM)

KPM jon-aktive

KPM me një strukturë të caktuar

Oriz. 25. Skema e kalimit të materies në mikronivel

Kështu, një FPD e re formohet jo duke rritur numrin e përbërësve të sistemit teknik në tërësi, por duke ndryshuar përbërësit dhe strukturën e vetë substancës, si dhe organizimin e ndërveprimit të tyre material-fushë.

Kjo situatë ilustrohet mirë nga arritjet e nanoteknologjisë, të cilat bazohen në zbatimin e ndërveprimeve lokale atomike-molekulare. Objektet e ndërveprimeve të tilla kanë madhësi nga 1 deri në 100 nm. Shumë funksione të pajisjeve gjysmëpërçuese tani mund të kryhen përmes përdorimit të nanotubave të karbonit.

Nanotubat janë forma e tretë alotropike e karbonit (pas grafitit dhe diamantit). Ata janë cilindra të mbështjellë nga një ose më shumë plane grafiti, me trashësi disa atomesh. Në varësi të madhësisë dhe formës së tyre, ato mund të kenë veti përcjellëse ose gjysmëpërçuese. Nanodiodat dhe nanotransistorët e ndërtuar duke përdorur ato janë qindra herë më të vegjël se transistorët dhe diodat ekzistuese. Është propozuar që të prodhohen pajisje memorie (nanomemorie), nanoinverterë dhe nanomotorë të bazuar në nanotuba. Po zhvillohen materiale të reja me nanostrukturë ose nanoreliev që kanë veti unike: vetëpastrim, rezistencë ndaj konsumit, qëndrueshmëri ngjyrash, etj.

3.4.5 Modeli i kolapsit - vendosja e një sistemi teknik

Ky model pasqyron tendencat e zhvillimit të sistemeve teknike në drejtim të ristrukturimit të tyre strukturor.

Një nga drejtimet për rritjen e shkallës së idealitetit të sistemeve teknike është përmirësimi i zbatimit të GPF, duke rritur numrin e funksioneve të kryera me të njëjtët ose më pak faktorë kthimi. Kjo arrihet duke krijuar pajisje teknike universale, të cilat në procesin e evolucionit konstruktiv çojnë në ndërlikimin e sistemit teknik.

Oriz. 26. Çelësi universal

Funksioni kryesor i dobishëm në një objekt teknik është (GPF) kryhet drejtpërdrejt nga trupi punues. Prandaj procesi vendosja e sistemit teknik fillon nga momenti i lindjes së mjetit, pra krijimit qendër funksionale – trupi punues, të cilit i shtohen komponentë që përmirësojnë performancën e GPF. Në të njëjtën kohë, struktura e automjetit bëhet më e ndërlikuar (Fig. 27).

((RO  Tr)   PE)   OU

Vendosja

Koagulimi

Oriz. 27. Modeli i kolapsit-vendosjes së një sistemi teknik

Shpërndarja e automjetit vazhdon fillimisht brenda konceptit ekzistues të projektimit, dhe më pas kur ai ndryshon.

Kjo çon në një rritje të numrit të komponentëve dhe, rrjedhimisht, në mirëmbajtje më komplekse. Pastaj përparimet e reja në shkencë dhe teknologji bëjnë të mundur braktisjen e një numri nyjesh në favor të njërit që kryen disa funksione. Fillon procesi i shembjes së TS, i cili shoqërohet me një përmirësim të performancës së GPF.

Kështu, vendosjen TO është procesi i lidhjes së komponentëve të rinj funksionalë. GPF mbetet, por zbatohet më mirë. Kërkesa kryesore është që gjatë procesit të vendosjes të rriten vetitë e konsumatorit të objektit teknik. Në të njëjtën kohë, mirëmbajtja bëhet më komplekse për shkak të rritjes së numrit të komponentëve dhe lidhjeve ndërmjet tyre.

Duhet të theksohet se në zhvillimin e sistemeve reale teknike shfaqen disa modele menjëherë, për shembull, Fig. 28.

stilolaps shkrimi

Pendë pate

Pendë çeliku

Stilolaps me top

Stilolaps i ndjerë

Material natyral i modifikuar

Evolucioni konstruktiv -

ndryshimi i materialit

Formimi i një bisistemi

RO + rezervuari i bojës

Stilolaps me kapak

Stilolaps me stilolaps me mbushje që tërhiqet

Dinamizimi

Bisistemi

Oriz. 28. Zhvillimi i stilolapsit të shkrimit

Procesi koagulimit karakterizohet nga fakti se numri i komponentëve në një sistem teknik është zvogëluar. Funksionet e komponentëve të eliminuar transferohen në komponentë të tjerë ose në supersistem.

Meqenëse GPF kryen RO, vetëm komponentët që kryejnë funksione kryesore ose ndihmëse mund të anulohen. Prandaj, kolapsi i TO ndodh në rendin e kundërt të vendosjes. Në kufi, një sistem teknik mund të reduktohet në një trup pune.

Ky proces përputhet plotësisht me ligjin e rritjes së shkallës së idealitetit: një sistem teknik redukton MGE-në e tij (masa-dimensionet-energjia) duke përmirësuar njëkohësisht performancën e GPP-së.

Procesi i palosjes mund të kryhet si gjatë evolucionit konstruktiv të TO, ashtu edhe në procesin e "kalimit në nivel mikro", d.m.th., kur ndryshoni parimin e funksionimit të disa përbërësve të TO, i cili vërehet shumë. me shpesh.

Nga njëra anë, në përputhje me modelin e zhvillimit në faza, përbërësit i shtohen RO, objekti teknik bëhet më kompleks, ai shpaloset në një sistem teknik të plotë. Kjo është tipike për fazën e evolucionit konstruktiv.

Nga ana tjetër, në përputhje me ligjin e rritjes së idealitetit, sistemet teknike karakterizohen nga një dëshirë për të zvogëluar numrin e komponentëve - për të rrëzuar automjetin.

Kalimi nga niveli makro në mikro shoqërohet shpesh me integrimin e funksioneve në një komponent (për shembull, sensorë gjysmëpërçues dhe një qark urë për përpunimin e sinjalit bëhen në çip). Numri i komponentëve të automjetit bëhet më i vogël, por secila prej tyre bëhet shumëfunksionale, d.m.th., struktura e sistemit teknik është thjeshtuar, mpiksje.

Proceset e palosjes dhe shpalosjes shoqërohen gjithmonë me shfaqjen e pikave bifurkacionet(nga lat. bifurcus forked), d.m.th. ndarje, degëzim. Një pjesë e objekteve teknike zhvillohet përgjatë rrugës së evolucionit konstruktiv, tjetra përgjatë vijës së dinamizimit dhe e treta përmes kalimit në nivelin mikro. Këto procese shoqërohen me ndryshime të papritura në vetitë e një objekti teknik.

G.S. Alshuller vuri në dukje se një nga drejtimet për vendosjen e TS është kombinimi i tij me një sistem tjetër teknik - formimi i një bisistemi, efikasiteti i të cilit është më i lartë se ai i dy sistemeve të lidhura dobët. Ai e quajti këtë proces "kalimi në supersistem". Atëherë është i mundur formimi i polisistemeve.

Ai gjithashtu vuri në dukje se efektiviteti i TS mund të rritet nga zhvillimi i lidhjeve ndër-elementare, si dhe duke "rritur dallimet midis elementeve", d.m.th., duke kombinuar sistemet me veti të kundërta (Fig. 29). Në të vërtetë, linja e zhvillimit: "sistemi mono - bi - poli - i ri i shembur" mund të gjurmohet në shumë TO.

Për shembull, rritja e shkallës së zjarrit të armëve shkoi në vijat e: pushkë me një tytë (pistoletë), - pushkë me dy tyta, - pushkë shumëfishe (revolver), - karabinë, - mitraloz, mitraloz. .

Sinteza e bi- dhe polisistemeve mund të merret duke kombinuar: sisteme teknike homogjene; sisteme me karakteristika të zhvendosura; sisteme me veti të kundërta.

Bisistemi i palosur pjesërisht

2A 1

Bisistemi i ri

Bisistemi i palosur pjesërisht

2B 1
Monosistemi

Bisistemi i shembur plotësisht (monosistemi i ri)

Bisistemi

Oriz. 29 Skema e zhvillimit të sistemit teknik

3.4.6 Modeli i zhvillimit të ndërlidhur dhe të pabarabartë

Thelbi i këtij modeli është se përparimi i një dege të teknologjisë (ose një klase të caktuar të pajisjeve teknike) kontribuon në zhvillimin e industrive të tjera (ose klasave të pajisjeve teknike) është një nxitje për zbatimin e shkencës së marrë; arritjet teknike në industri të tjera.

Ne i jemi kthyer tashmë më shumë se një herë modeleve të zhvillimit të sistemeve të caktuara. Sistemet teknike nuk bëjnë përjashtim, dhe në zhvillimin e tyre mund të shihen edhe disa marrëdhënie të qëndrueshme, të përsëritura që mund të konsiderohen si të natyrshme. Zhvillimi i sistemeve teknike zakonisht shikohet nga këndvështrime të ndryshme. Ne zgjedhim një qasje të bazuar në marrjen parasysh të ligjeve të dialektikës dhe përgjithësimin e të dhënave empirike mbi zhvillimin e teknologjisë.

Le të formulojmë një sërë kërkesash për ligjet e zhvillimit të sistemeve teknike, të cilat bëjnë të mundur identifikimin midis marrëdhënieve të panumërta të ndryshme, me të vërtetë domethënëse, të qëndrueshme dhe të përsëritura.

1. Ligjet e zhvillimit të sistemeve teknike duhet të shprehin zhvillimin aktual të teknologjisë dhe, për rrjedhojë, duhet të identifikohen dhe konfirmohen në bazë të një vëllimi mjaftueshëm përfaqësues të informacionit teknik dhe patent, një studim të thelluar të historisë së zhvillimit. të sistemeve të ndryshme teknike.

2. Ligji i zhvillimit është një marrëdhënie thelbësore për zhvillimin dhe, për rrjedhojë, duhet të identifikohet dhe vërtetohet në bazë të shpikjeve të një niveli mjaft të lartë (jo më të ulët se i treti), pasi shpikjet e niveleve më të ulëta praktikisht bëjnë nuk ndryshoni (ose ndryshoni pak) sistemin origjinal dhe nuk mund të shërbejë si një mjet zhvillimi.

3. Ligji i zhvillimit të sistemeve teknike formojnë një sistem, për të cilin supersistemi janë ligjet e dialektikës, ndaj nuk duhet të kundërshtojnë këtë të fundit. Kontradiktat “të brendshme” ndërmjet ligjeve (rregullsive) të identifikuara në përputhje me kërkesat e mëparshme duhet të tregojnë praninë e disa rregullsive të tjera, ende jo të qarta, që “rregullojnë” marrëdhëniet e ligjeve të identifikuara.

4. Ligjet e zhvillimit të sistemeve teknike duhet të jenë instrumentale, domethënë të ndihmojnë në gjetjen e mjeteve të reja specifike për zgjidhjen e problemeve, parashikimin e zhvillimit etj. dhe të sigurohet që prej tyre të dalin përfundime dhe rekomandime specifike.

5. Çdo ligj i identifikuar duhet të lejojë mundësinë e testimit të tij në praktikë duke përdorur materiale nga fondi i patentave dhe në zgjidhjen e problemeve dhe problemeve praktike.

6. Ligjet dhe modelet e identifikuara duhet të kenë një pamje "të hapur", domethënë, të lejojnë përmirësime të mëtejshme ndërsa teknologjia zhvillohet dhe materialet e reja të patentave grumbullohen.

Sistemi i parë i ligjeve për zhvillimin e sistemeve teknike që plotëson kërkesat e mësipërme u zhvillua nga G.S. Altshuller në fillim të viteve shtatëdhjetë. Aktualisht, vijon puna për identifikimin, studimin dhe sqarimin e ligjeve të zhvillimit të sistemeve teknike dhe testimin e zbatimit të tyre. Sot është e qartë se njohja e ligjeve të zhvillimit të sistemeve teknike ju lejon jo vetëm të zgjidhni problemet ekzistuese, por edhe të parashikoni shfaqjen e problemeve të reja, të parashikoni zhvillimin e teknologjisë shumë më saktë sesa metodat tradicionale të parashikimit.

Fazat e zhvillimit të sistemeve teknike.

Në shekullin e 19-të, u krijuan disa modele të përgjithshme të zhvillimit të sistemeve të ndryshme biologjike: rritja e kolonive bakteriale, popullata e insekteve, pesha e fetusit në zhvillim, etj. në varësi të kohës. Në vitet njëzetë të shekullit të 20-të, u tregua se sisteme të ndryshme teknike kalojnë nëpër faza të ngjashme në zhvillimin e tyre. Kurbat e ndërtuara në akset koordinative, ku vertikalja është vlera numerike e një prej karakteristikave kryesore operacionale të sistemit (për shembull, shpejtësia për një avion, fuqia për një gjenerator elektrik, etj.), dhe horizontale është "mosha". të sistemit teknik ose kostot e zhvillimit të tij, të quajtura në formë S (bazuar në pamjen e kurbës)

Megjithatë, duhet marrë parasysh se një kurbë e tillë është një idealizim i caktuar.

Kurbat në formë S janë më tepër një ilustrim i zhvillimit cilësor të sistemeve teknike.

Faza 1- "lindja" dhe "fëmijëria" e një sistemi teknik.

Një sistem i ri teknik shfaqet në një nivel të caktuar të zhvillimit të shkencës dhe teknologjisë, kur plotësohen dy kushte kryesore: ka nevojë për sistemin dhe ka mundësi për zbatimin e tij. Këto kushte, si rregull, nuk përmbushen njëkohësisht, dhe zakonisht njëra stimulon shfaqjen e tjetrës: një nevojë e njohur nga shoqëria drejton përpjekjet e shkencëtarëve dhe inxhinierëve drejt zbatimit të saj, ose një sistem i krijuar tashmë hap mundësi të reja për zbatim.

Rrethanat e lindjes së një sistemi të ri teknik përcaktohen nga niveli i tij risi.

Risia më e madhe është sistemi pionier, i cili nuk ka analoge, krijimit të të cilit i paraprijnë ëndrrat dhe aspiratat shumëvjeçare të njerëzimit, të pasqyruara në përralla (aeroplan, televizion, radio, etj.), përpjekje të përsëritura shkencore në lidhje me fakti që zhvillimi i shkencës dhe teknologjisë ende nuk ka arritur nivelin e kërkuar për krijimin e saj.

Faza 2– një periudhë e zhvillimit intensiv të sistemit teknik. Përmbajtja kryesore e kësaj faze është zhvillimi i shpejtë, si ortek i sistemit, që të kujton një reaksion zinxhir.

Një tipar karakteristik i kësaj faze zhvillimi është zgjerimi aktiv i sistemit të ri - ai "zhvendos" sisteme të tjera, të vjetruara nga kamaret ekologjike, duke shkaktuar shumë modifikime dhe varietete të përshtatura për kushte të ndryshme.

Forca kryesore lëvizëse e zhvillimit në fazën e dytë është nevoja sociale, e cila shfaqet në formën e një lloji të caktuar pretendimesh ndaj sistemit.

3-4 faza- “pleqëria” dhe “vdekja” e sistemit teknik.

Përmbajtja kryesore e skenës është stabilizimi i parametrave të sistemit. Një rritje e vogël vihet re ende në fillim të fazës, por më vonë zbehet pavarësisht se investimi i përpjekjeve dhe burimeve po rritet. Kompleksiteti dhe intensiteti i njohurive të sistemit rritet ndjeshëm, madje edhe rritjet e vogla të parametrave kërkojnë, si rregull, kërkime shumë serioze. Në të njëjtën kohë, efikasiteti i sistemit mbetet i lartë, sepse edhe një përmirësim i vogël, i shumëzuar me prodhimin masiv, rezulton të jetë efektiv.

Përpjekjet për të përmirësuar sistemin, pavarësisht nga kostot, çojnë në një rënie të efikasitetit të tij për shkak të një rritjeje joproporcionale të kostos dhe kompleksitetit me efektin e arritur. Në fund, sistemi i vjetër, i vjetëruar “vdes” dhe zëvendësohet nga një sistem thelbësisht i ri, më progresiv me mundësi të reja për zhvillim të mëtejshëm.

Në përgjithësi, 7 modele të zhvillimit të tyre janë identifikuar për sistemet teknike.

Karakteristikat e zhvillimit të sistemeve komplekse.

Secili nga nënsistemet e përfshira në sistem, i konsideruar veçmas, në zhvillimin e tij kalon në të tre fazat, të ilustruar nga një kurbë në formë S.

Në përgjithësi, për një sistem kompleks kurba në formë S është integrale, e përbërë nga një grup kurbash të veçanta për secilin nga nënsistemet. Zhvillimi i një sistemi zakonisht kufizohet nga nënsistemi i tij "më i dobët", burimet e të cilit janë shteruar së pari (për shembull, shpejtësia e një skuadroni është e barabartë me shpejtësinë e anijes së saj më të ngadaltë). Një nënsistem që ka shteruar burimet e tij bëhet një frenë për të gjithë sistemin dhe zhvillimi i mëtejshëm është i mundur vetëm pasi të zëvendësohet nënsistemi "i përkulur".

Shembull:

Kishte disa "përkulje" të tilla në zhvillimin e avionit. E para ishte në vitet njëzet, kur u shteruan mundësitë për zhvillimin e konceptit aerodinamik të avionit - një biplan i montuar në shtyllë ose me mbajtëse, me pajisje fikse uljeje dhe një kabinë të hapur. Koncepti i ri (një monoplan me pajisje uljeje të anulueshme, me një kabinë të mbyllur dhe një helikë me hap të ndryshueshëm) bëri të mundur rritjen dramatike të shpejtësisë së fluturimit, por në vitet dyzet arriti një kufi të ri - joefikasitetin e helikës me një shpejtësi prej 700 kilometra në orë. Ky kufi u shoqërua me papërsosmërinë e modelit të krahut dhe u tejkalua në fund të viteve dyzet me kalimin në një krah të fshirë.

2. Zhvendosja e njerëzve nga mjedisi teknik.

Në procesin e zhvillimit të një sistemi teknik, një person zhvendoset gradualisht prej tij, domethënë, teknologjia gradualisht merr funksione të kryera më parë nga njerëzit, duke i afruar kështu një sistemi të plotë (pa pjesëmarrje njerëzore).

Funksioni i orientimit të pjesëve gjatë stampimit, i cili mund të kryhet lehtësisht nga një punëtor i patrajnuar, është i vështirë për një robot. Nga ana tjetër, një makinë mund të përdorë avantazhet "makine" - shpejtësi të lartë dhe saktësi të lëvizjes, të zhvillojë forca të mëdha dhe të punojë në mjedise të paarritshme për njerëzit. Prandaj, zhvendosja e një personi nga një sistem teknik shoqërohet shumë shpesh me një kalim në parimet e reja të funksionimit dhe teknologjitë e reja.

Koncepti i sistemeve teknike, ligjet e strukturës dhe zhvillimit të sistemeve teknike

Siç u përmend në paragrafin 1.2, konceptet e "teknologjisë" dhe "teknikës" nuk janë identike: teknologjia është vetëm një nga mjetet e zbatimit të teknologjisë. Duke ndjekur të njëjtën logjikë, është e nevojshme të bëhet dallimi midis sistemeve teknologjike dhe teknike dhe, për rrjedhojë, të dihen ndryshimet në modelet e formimit dhe zhvillimit të tyre.

Sistemi teknik përfshin një koleksion hapësinor elementësh të ndërlidhur që formojnë diçka të tërë, të destinuara për të kryer një ose më shumë

funksionet e nevojshme direkt për njerëzit ose pajisje të tjera teknike.

Është e qartë se sistemi teknik është një sistem material. Ai mund të studiohet dhe përmirësohet duke modifikuar qëllimisht elementët e tij përbërës. Përbërësit më të rëndësishëm të çdo sistemi teknik janë: elementi i punës (aktuatori), burimi i energjisë (drive), transmetimi (mekanizmi i transmetimit) dhe elementi i kontrollit.

Është gjithashtu e qartë se sistemet teknike që kryejnë të njëjtin funksion, megjithatë, mund të ndryshojnë nga njëri-tjetri në parimin e funksionimit të tyre, dhe, për rrjedhojë, në elementët e tyre përbërës.

Ideja e nevojës për një sistem teknik realizohet përmes parimit të funksionimit, i cili siguron mundësinë e funksionimit të tij me ndihmën e trupit përkatës të punës - elementi kryesor i çdo sistemi, sipas të cilit zgjidhen të gjithë elementët e tjerë. Nga ana tjetër, një parim i përshtatshëm operimi zgjidhet nga ligjet e njohura të natyrës.

Kështu, krijimi i qëllimshëm i një sistemi të ri teknik kalon nëpër fazat e mëposhtme: nevoja njerëzore (shoqëria) - shfaqja e një ideje - kërkimi i njohurive përkatëse - përcaktimi i parimit të funksionimit të sistemit - zgjedhja e një trupi punues - përzgjedhja e elementeve të tjerë të sistemit.

Sistemi do të jetë funksional nëse të katër organet janë minimalisht efikase. Rritja e performancës (funksionalitetit) të sistemit ndodh nëpërmjet përmirësimit të të gjitha organeve të tij. Ky përmirësim ndodh në mënyrë të pabarabartë - së pari një, pastaj një element tjetër në zhvillimin e tij shpërthen përpara dhe detyron pjesën tjetër të përmirësohet. Por vjen një periudhë kur gjithçka e mundshme është shtrydhur nga rezervat e të gjithë elementëve dhe nuk ka asgjë dhe askund për të përmirësuar më tej - sistemi i ka ezauruar aftësitë e tij. Ai ose vdes (për shembull, një stilolaps si një mjet shkrimi, një pishtar), ose ndalon në zhvillimin e tij (laps, llambë inkandeshente), ose organi i tij i punës hyn në një sistem të ri (plumbi i një lapsi të zakonshëm në një laps llak ).

Kështu, historia e zhvillimit të një sistemi teknik mund të përfaqësohet në formën e një diagrami të përbërë nga një zinxhir i gjatë sistemesh të njëpasnjëshme me parime të ndryshme funksionimi, nënsisteme, supersisteme dhe lidhje midis tyre. Kjo skemë quhet "operator i sistemit", pasi lejon që dikush të lundrojë në të gjithë gjenetikën e sistemit, ose një "skemë të të menduarit me shumë ekrane".

Sa më shumë "ekrane" të mund të shohë mendja e njeriut, sa më shumë lidhje të krijojë dhe të marrë parasysh, aq më lehtë është të pranosh objektivitetin e ligjeve të zhvillimit të sistemeve teknike.

Aktualisht, ligjet e mëposhtme të strukturës dhe zhvillimit të teknologjisë janë formuluar:

Ligjet e strukturës:

1. Ligji i korrespondencës ndërmjet funksionit dhe strukturës.

Thelbi i këtij ligji është se në një sistem teknik të projektuar siç duhet, çdo element - nga njësitë komplekse deri tek pjesët e thjeshta - ka një funksion (qëllim) shumë specifik për të siguruar funksionimin e këtij sistemi. Kështu, sistemet teknike të dizajnuara siç duhet nuk kanë pjesë të panevojshme.

Përdorimi i ligjit është më efektiv kur kërkohet dizajn dhe zgjidhje teknologjike më racionale dhe efektive për sisteme të reja teknike.

2. Ligji i korrelacionit të parametrave të një serie homogjene pajisjesh
sistemet ike.

Seritë homogjene përfshijnë ato sisteme teknike që kanë të njëjtin funksion, strukturë, kushte funksionimi (në kuptimin e ndërveprimit me objektet e punës dhe mjedisin) dhe ndryshojnë vetëm në vlerat e parametrit kryesor (për shembull, madhësia).

3. Ligji i simetrisë së sistemeve teknike.
Një sistem teknik i ekspozuar ndaj ndikimeve mjedisore

në formën e rrjedhave të materies, energjisë ose informacionit, duhet të ketë një lloj simetrie të caktuar.

4. Ligji i serive homoologjike.

Ligji i serive homoologjike (nga gr. homologët- përkatëse, e ngjashme) në ndryshueshmërinë trashëgimore u formulua nga N.I. Vavilov, i cili vendosi paralelizëm në ndryshueshmërinë e grupeve të lidhura të bimëve. Më vonë u zbulua se baza e këtij fenomeni është homologjia e gjeneve (struktura e tyre identike molekulare dhe ngjashmëria në rendin e renditjes në kromozome) në speciet e afërta.

Kur analizohen gjenetikisht objektet artificiale, ato mund të krahasohen me objekte të natyrës së gjallë, secila prej të cilave ka arritur gjithashtu një nivel shumë të lartë zhvillimi dhe është i përsosur në mënyrën e vet. Dallimi themelor midis tyre është se evolucioni i gjallesave - nga ameba më e thjeshtë tek organizmat proteinikë më komplekse - ndodhi në kushte natyrore të ndërveprimit të tyre me mjedisin e jashtëm si një luftë për mbijetesë. Dhe çdo fazë e këtij përmirësimi është gjithashtu një zgjidhje e një kontradikte, por ajo që u ngrit, për shembull, në lidhje me

Zi me një ndryshim të mprehtë të temperaturës ose zhdukjen e një specie që shërbente si ushqim tradicional i një tjetri etj.

Kështu, ligji i serive homologjike bën të mundur parashikimin mjaft të saktë të shfaqjes së zgjidhjeve të reja teknike.

Ligjet e zhvillimit:

1. Ligji i evolucionit progresiv të teknologjisë.

Veprimi i ligjit të evolucionit progresiv në botën e teknologjisë është i ngjashëm me veprimin e ligjit të Darvinit të përzgjedhjes natyrore në natyrën e gjallë. Thelbi i tij është se në një objekt teknik me të njëjtin funksion, çdo kalim nga brezi në brez shkaktohet nga eliminimi i defektit(ve) kryesore që janë shfaqur, të lidhura me përmirësimin e çdo kriteri (treguesi) zhvillimi në prani. të kushteve të caktuara tekniko-ekonomike. Nëse marrim parasysh të gjitha kalimet nga brezi në brez, d.m.th. të gjithë historinë e evolucionit konstruktiv të një klase të caktuar teknologjie, atëherë mund të vëzhgohen modele të shterimit të mundësive të projektimit dhe zgjidhjeve teknologjike në tre nivele.

Në nivelin e parë, parametrat individualë të zgjidhjes teknike të përdorur janë përmirësuar. Kur ndryshimi i parametrave nuk jep më një efekt të rëndësishëm, ndryshimet bëhen në nivelin e dytë - duke kaluar në një zgjidhje teknike më efektive, por pa ndryshuar parimin fizik të funksionimit. Ciklet e nivelit të parë dhe të dytë përfundojnë derisa, në kuadrin e parimit të funksionimit të përdorur, të shterren zgjidhjet e reja teknike të mundshme që ofrojnë përmirësim të treguesve me interes. Pas kësaj, në nivelin e tretë ndodh një ndryshim revolucionar - një kalim në një parim të ri, më progresiv të funksionimit, etj.

Në ligjin e evolucionit progresiv, shterimi i funksionalitetit dhe efikasitetit të një dizajni nuk është thjesht një formalitet: derisa të arrihen parametrat optimalë, nuk mund të ndodhë një kalim në një zgjidhje të re teknike ose në një parim të ri funksionimi.

Modeli i rraskapitjes funksionon vetëm në kushte të caktuara: nëse, në prani të potencialit të nevojshëm shkencor dhe teknik, kalimi në një zgjidhje të re teknike ose parim të funksionimit fizik siguron efikasitet shtesë që tejkalon kostot, atëherë një hap drejt një zgjidhjeje të re teknike ose parimi fizik i funksionimit mund të ndodhë pa shterur aftësitë e atyre të mëparshme.

2. Ligji i zhvillimit në faza të sistemeve teknike.Çdo sistem teknik në zhvillimin e tij kalon në katër faza kryesore:

1) sistemi teknik zbaton vetëm funksionin e përpunimit të objektit të punës (funksioni teknologjik);

2) së bashku me sistemin teknologjik, sistemi teknik zbaton funksionin e sigurimit të procesit me energji (funksioni i energjisë);

3) sistemi teknik, krahas atij teknologjik dhe energjetik, zbaton funksionin e kontrollit të procesit;

4) sistemi teknik, krahas të gjitha funksioneve të mëparshme, zbaton edhe funksionin e planifikimit, duke përjashtuar njerëzit nga procesi teknologjik.

Kalimi në fazën tjetër ndodh kur aftësitë natyrore të njeriut për të përmirësuar kryerjen e një funksioni themelor - plotësimin e nevojave të shoqërisë - janë ezauruar. Një shembull i zhvillimit në faza të sistemeve teknike është dhënë në tabelë. 5.1.

Tabela 5.1

Zhvillimi me faza i sistemeve teknike

Funksioni kryesor i sistemit teknik	Funksioni teknologjik (TF)	Funksioni i energjisë TF + (EF)	Funksioni i kontrollit TF + EF + + (FU)	TF + EF + + FU + funksioni i planifikimit
Bluarje e grurit	Gurë mulliri me gurë manuale	Gurë mulliri prej guri të drejtuar nga një rrotë uji ose motor me avull	Mulliri me sistem kontrolli automatik (ACS)	Mulliri me armë vetëlëvizëse duke marrë një detyrë nga një sistem i automatizuar i planifikimit të punës
Lëvizja në sipërfaqen e ujit	Anije me rrema (me lëvizje muskulore)	Anije me vela (lëvizje me fuqi të erës)	Varkë me avull (lëvizje me energji me avull me aftësi kontrolli)	Anije moderne me sistem të kompjuterizuar navigimi

3. Ligji i zgjerimit të grupit të nevojave-funksioneve. Nëse ekziston potenciali i nevojshëm dhe fizibiliteti socio-ekonomik, nevoja e re që ka lindur plotësohet me ndihmën e sistemeve teknike të krijuara rishtazi; në këtë rast lind një funksion i ri, i cili ekziston për aq kohë sa zbatimi i tij siguron një përmirësim në jetën e secilit.

4. Ligji i rritjes së diversitetit të sistemeve teknike.

Shumëllojshmëria e sistemeve teknike në botë, vend ose industri, si dhe një klasë e veçantë e sistemeve teknike që kanë të njëjtin funksion, për shkak të nevojës për të përmbushur plotësisht nevojat njerëzore, për të siguruar norma të larta të produktivitetit të punës dhe për të përmirësuar kriteret e tjera për zhvillimi progresiv i teknologjisë, në mënyrë monotone dhe të shpejtë rritet me kalimin e kohës. Numri i sistemeve të reja teknike gjatë një periudhe kohore t(N(t)) rritet në mënyrë eksponenciale

5. Ligji i rritjes së kompleksitetit të objekteve teknike.

Kompleksiteti i objekteve teknike me të njëjtin funksion, për shkak të ndikimit të faktorëve të zhvillimit në faza të teknologjisë dhe evolucionit konstruktiv progresiv të sistemeve teknike, rritet në mënyrë monotonike dhe të shpejtë nga brezi në brez.

Për të përmbledhur sa më sipër, le të formulojmë postulat teoritë për zgjidhjen e problemeve shpikëse: sistemet teknike zhvillohen sipas ligjeve ekzistuese objektivisht: këto ligje janë të njohura, ato mund të identifikohen dhe përdoren për zhvillimin e ndërgjegjshëm të sistemeve teknike, që ndodh në një drejtim të përbashkët për të gjitha sistemet: rritjen e nivelit të idealitetit të tyre.