Разработке «Универсального Решателя» серьезно мешало отсутствие строгой теории взаимодействия. К этапу анализа ситуации серьезных претензий нет – так или иначе, при помощи разнообразных методов анализа нежелательные эффекты (НЭ) выявить удается. Этап выявления ключевых НЭ тоже не составляет проблемы. Вопросы начинаются только при переходе к устранению НЭ:

-    нет методики поиска противоречий;

-    нет методики разрешения противоречий – такой же строгой, как, например, Булева алгебра;

-    как создавать работоспособную ТС, не имея адекватной модели взаимодействия? Нельзя же серьезно воспринимать, скажем, «химическое» или «акустическое» поле.

Какая же из перечисленных проблем - ключевая? Противоречие означает возникновение ситуации «надо, но нельзя», т.е., это тупик, попав в который, мы вдруг остро ощущаем нехватку информации. Нет смысла пытаться выжать эту информацию из самого противоречия – там ее нет. Стоит заострить внимание на модели ТС – в самом деле, как создавать, не имея представления, что именно требуется создавать? Общепринятая концепция ТС – это Инструмент и Изделие, связанные посредством поля. Для того, чтобы все взаимодействия соответствовали «хотению» автора данной концепции, было принято считать, что существуют «механические», «акустические», «химические» и «тепловые» поля, причем полями считались и сила, и скорость, и ускорение. В ТТМ такое издевательство над здравым смыслом недопустимо.

Любой физический объект – сложнейшая система, параметры которой тесно связаны друг с другом и со Средой, поэтому их значения, в конечном счете, зависят от состояния переменчивой Среды. К примеру, колебания температуры влияют на размеры физического объекта, а от размеров зависит плотность, электропроводность, магнитная проницаемость и т.д. А ведь у Среды не только температура, но и прочие показатели меняются. Вот и получается, какой параметр ни возьми – он оказывается процессом. Физика вольностей не приемлет, поэтому говорить о неизмеряемых критериях применительно к развитию систем недопустимо. В дальнейшем речь будет идти только о параметрах, которые могут быть измерены соответствующими единицами – килограммами, метрами, градусами, амперами или, в конце концов, штуками. К слову, деньги (в любом их выражении) прекрасно вписываются в данное условие.

Вот пример взаимодействия: водитель автомобиля переводит в требуемое положение рычаг переключения передач. Как минимум, он должен положить руку (вещество!) на рычаг, приложить к рычагу определенную (информация!) силу (энергия!) и должен знать, куда и с какой скоростью перемещать рычаг (информация!). При отсутствии любого из перечисленных компонентов переключение передачи не состоится. Взаимодействие есть воздействие потока ВЭИ (вещества, энергии, информации) на Изделие, которое, в случае необходимости, тоже может быть представлено в виде потока ВЭИ. В потоковой модели ТС рассматривается в виде двух взаимодействующих потоков, один из которых принято называть Инструментом, а второй – Изделием. Изменение Изделия – процесс. Процессу сопутствует изменение Инструмента, называемое контрпроцессом. В этом можно усмотреть аналогию между действием и противодействием, которая только поначалу кажется далекой. Любой параметр является процессом, а это правило распространяется и на действие с противодействием.

Почему-то в потоковой модели не всегда находится место для поля (каким мы его представляем), но то же самое было и в случае с веполем «В2-П-В1». В непосредственных взаимодействиях (например, в зубчатой передаче «шестерня – колесо») Инструментом и Изделием являются вещественные объекты, но поля там просто нет. Использование «суррогатных» полей пытались оправдывать необходимостью переноса энергии, но ведь и вещественные элементы в ТС заняты тем же. Все вопросы исчезают, когда вдруг понимаешь, что Инструмент и Изделие бывают вещественными или полевыми. Как ни крути, Инструментом является поле, а не его источник. Например, зубчатое колесо будет вращаться, как и прежде, если к его зубьям будет приложена сила какого-то иного происхождения. Это утверждение можно подтвердить примером воздействия струи пара (это может быть и любой другой поток) на лопатки турбины. 

Механические устройства чаще всего отвечают за передачу потока мощности, который в этом случае является Изделием. К примеру, зубчатая передача играет роль ТС, способной «перекачивать» и преобразовывать поток мощности, функционируя за счет потребления части этого потока. Шестерня и колесо по отношению друг к другу являются Инструментом и Изделием, но они образуют ТС низшего ранга, обеспечивающую функционирование ТС более высокого ранга. 

И химические взаимодействия имеют свои особенности. Если целью является синтез вещества, то не имеет значения, который из реагентов мы считаем Инструментом, который – Изделием и какой из них считать энергосодержащим веществом. Если же целью является изменение только одного реагента, то он и является Изделием. Например, при химическом травлении печатных плат Изделием является медь, а Инструментом – хлорное железо и не так уж важно, что при этом происходит с хлорным железом (если, конечно, мы не намерены заниматься впоследствии его восстановлением). Химические реакции бывают двух видов – экзотермические, протекающие с выделением энергии, и эндотермические, протекающие с ее поглощением. Важно, что в ходе реакции тепловой поток проходит  либо из зоны реакции в Среду, либо из Среды в зону реакции, но при этом говорить о энергетической проводимости исходных реагентов абсолютно неуместно. К примеру, при взаимодействии кислот с металлами химическая реакция выглядит, как слияние двух вещественных потоков с образованием потока газа, потока соли и потока тепла, рассеиваемого в Среде (или поступающего из Среды).     

Потоки вещества и энергии - обычные элементы ТС, но отличаются они от прочих наличием ветвлений. В связи с этим могут возникать специфические НЭ – взаимовлияние потоков жидкости, электрических токов или образование «паразитных» контуров. Например, в гидравлике взаимное влияние (т.е., циркуляцию «паразитной» мощности) устраняют установкой специальных делителей потока, а в электротехнике – резисторов или диодов. В тракторных и автомобильных трансмиссиях для компенсации различий в скорости вращения колес используют дифференциал, но из-за связи колес через дорожное полотно в замкнутом контуре «дорога – 1-е колесо – дифференциал – 2-е колесо» циркулирует «паразитная» мощность, перегружающая детали трансмиссии. В прогрессивных моделях трансмиссий «паразитный» контур при поворотах машины разрывается за счет автоматического отключения одного из колес – отстающего или забегающего.         

Уместно вспомнить о ТС, внешне кажущихся «пассивными». Они отличаются от привычных (где легко выявить Инструмент и Изделие) тем, что роль потока энергии выполняет энергия связи. Связи могут быть полевыми или вещественными, причем они являются условием функционирования любой ТС. Нет связи – нет и взаимодействия. К примеру, ТС «бетон - арматура» за счет этой связи получает способность сопротивляться повышенным нагрузкам. При воздействии нагрузки возникает пара «процесс - контрпроцесс» (действие и противодействие), характерная для любой «активной» ТС.   

Правда ли, что энергию только поле способно переносить? Конечно, нет, и доказательство тому – вал трансмиссии, передающий поток мощности. Чем в этом случае является энергия – неужели полем, спрятанным внутри вала? Нет, энергия – это количество движения. Количество движения может передаваться на расстояние только посредством вещественного носителя – элемента, потока или поля, причем с конечной скоростью. Наличие энергии сопровождается соответствующим изменением некоторого набора параметров объекта-переносчика. Вал, передающий энергию, и вал, ничего не передающий, отличаются своими параметрами – например, скоростью вращения и величиной деформации кручения. В полевых структурах величина потока энергии может быть «зашифрована», например, в напряженности и частоте поля. Отметим особо, что и в случае с веществом, и в случае с полем в параметрах незримо присутствует время. Перечисленные процессы есть свидетельство присутствия (содержания) энергии, материальность которой давно доказана А.Эйнштейном. К сожалению, и сегодня продолжаются споры о материальности процессов, но есть ли в нашем мире что-то нематериальное? Как несложно заметить, количество движения – сложный процесс, в описании которого (т.е., соответствующей формуле) всегда присутствует произведение параметров, а сам набор параметров может легко меняться. Указанные особенности делают количество движения чрезвычайно гибким процессом, способным переходить из одной формы в другую. Только в силу своей материальности энергия не может исчезать бесследно или теряться. Переход ее от одного носителя к другому является взаимодействием, а неизменное присутствие Среды обуславливает частичный переход энергии в Среду, т.е., делает неизбежным рассеяние энергии.   

О силе можно сказать почти всё то же самое, т.к. это одно из возможных проявлений энергии. Сила, как и энергия, способна распространяться в переносчике взаимодействия с конечной скоростью. В случае с полем это скорость света, а в случае с веществом – скорость звука. Таким образом, силу и энергию правомерно считать потоками, имеющими  полевую природу и обладающими определенной мощностью (производительностью).     

НЭ удобно представлять в виде взаимодействия элементов самопроизвольно образовавшейся «паразитной» субсистемы. НЭ есть вполне реальный продукт (вещество, энергия, информация), выдаваемый «на-гора» «паразитной» субсистемой (или наоборот, «съедаемый» ею), т.е. при желании он всегда может быть измерен и оценен. Коли так, то его допустимо представлять в виде пары «процесс - контрпроцесс», для определенности называемых процессом А и процессом Б. Эти процессы никому не нужны и, стало быть, необходимо нейтрализовать и тот, и другой. Уместным будет также напомнить, что один из них является причиной, а второй – следствием. В состав «паразитной» субсистемы могут входить только два элемента – СНЭ и действующий на него поток. 

Поиски способов нейтрализации процессов А и Б наводят на мысль о чрезвычайно низкой инструментальности существующих определений ТС – начиная с лаконичного «Всё – системы!» Характерной особенностью всех определений является стремление объяснить весь мир. Стремление более чем понятное. Чтобы объяснить мир, надо его классифицировать, а этого еще никому не удавалось сделать. Не станем повторять чужих ошибок и примем свое определение - пусть приземленное, но куда более инструментальное:

ТС – организованная структура, состоящая из организованных элементов и связей, способная при определенных состояниях Среды реализовать требуемый процесс.

Формулировка весь мир не объясняет, но суть ТС описывает точно – это структура + действие + организация. Термин «действие» - не оговорка! Действие (технологическую операцию) Инструмент способен выполнять безусловно, но процесс реализуется с вероятностью, зависящей от множества условий.

Приемы преобразования ТС и ее компонентов могут разрабатываться на основе общефилософского подхода - разделения явления (события) на количественный, пространственный, временной и организационный (пространственно-временная организация и логика функционирования) аспекты. Минимальным изменением структуры является добавление (или изъятие) минимальной частицы вещества – молекулы (речь можно вести и о более мелких частицах – атомах, ионах и т.п.). Радикальное изменение ТС – добавление (изъятие) нового элемента. Это напоминает известную линию развития «моно-би-поли», но в «Универсальном Решателе» этот прием «в чистом виде» не применяется, т.к. используется только при разработке библиотеки способов создания процесса. Аналогично, при анализе действия «частицей» надо считать действие, обеспечивающее минимально возможное изменение Изделия, а при анализе информационных аспектов – наличие возможных перестановок. Надо особо отметить обратимость всех преобразований, т.к. решение, например, с добавлением элемента ничем не ценнее решения с изъятием элемента. Правило обратимости распространяется на все аспекты без исключения. Точно такая же стратегия применяется и в отношении потоков. Качественный аспект органично встроен в алгоритм «Универсального Решателя», поэтому в данном контексте он и не был упомянут. При разработке библиотеки приемов (способов) создания процесса необходимо также учитывать следующие замечания:

1.       Замену вещества можно понимать и как изменение его структуры. Значение имеет не столько то, ИЗ ЧЕГО построен элемент, сколько то, КАК он устроен.

2.       Увеличение числа элементов не является дроблением, т.к. дело не в масштабе, а в количестве элементов. Требуемый процесс может быть получен именно за счет изменения количества частей, составляющих преобразуемый элемент. Таким элементом может являться, к примеру, сыпучее тело, принципиально отличающееся от монолитного объекта.

3.       В позитивной логике единицей считается существование процесса, а логическим нулем – его отсутствие. В негативной все наоборот. Ничего коренным образом не меняется и при обратном порядке, важно лишь, чтобы этот порядок был указан явным образом. Например, если электромагнитное реле предназначено для того, чтобы при подаче тока в обмотку замыкать контакты, то логика его действия считается позитивной. Если же реле при подаче тока в обмотку размыкает контакты, то такая логика считается негативной.

4.       Формулировку «размещение элемента за/перед другим элементом» можно понимать и как «справа/слева» и как «над/под» - в зависимости от ситуации. Ее можно понимать и просто как поворот ТС в пространстве.

5.       Словосочетание «вне/внутри» из-за сложной формы элементов может терять изначальный смысл, поэтому в подобные случаи могут означать «в габаритах/за пределами габаритов».

6.       Для того, чтобы не путать количественные и качественные изменения, можно пользоваться простым правилом: если допустимо изменение на «чуть-чуть», то оно является количественным. Например, нельзя сделать металлический элемент «чуть-чуть» керамическим, а вот немного изменить его прочность или объем можно. Точно так же нельзя, например, «чуть-чуть» инвертировать ТС.

7.       Объединение альтернативных систем можно представить, как добавление новых функций с одновременным удалением «отживших». Отсутствие желаемой функции или наличие нежелательной – это обычные НЭ.

Приёмы получения процесса – это изменения, дозволенные естественными законами. Более точным образом их можно описать только при помощи универсального языка техники – чертежа, на котором заканчивается сфера действия ТТМ и начинается конструирование, так сказать, в чистом виде. Тенденции развития чаще всего сводятся к повышению экономичности решений, но эта цель естественна только с точки зрения Разработчика. Нельзя запретить Потребителю преследовать иные цели – например, вызывать зависть окружающих золотыми швейцарскими часами или небывалой длины автомобилем.

Беря на вооружение приёмы, мы тем самым отрицаем «линии развития». Совершенствуется, пока это возможно, главный процесс, добавляются или исчезают функции, принимаются меры по устранению человека из главного процесса, который, в идеале, должен выполняться САМ. Приемы, устраняющие отдельные НЭ, мы в состоянии отыскать, но никому не дано знать, какие НЭ появятся при последующей модернизации. То ли Среда круто изменит требования, то ли техническая «мода» что-то эдакое продиктует, то ли морально устареет главный процесс. Вот так и петляет «линия развития» от одного набора НЭ к другому, что является следованием и за переменчивой Средой, и за постоянно растущими требованиями Человека. Оборваться она может в любой момент и тому есть тысяча причин. В целом же это единичное событие мало что меняет, здесь порукой «выживания» является принцип многовариантности, но и он – не закон. Право на существование имеет и единственный вариант, только шансы на «выживание» у него чересчур малы. 

Внешние условия – это термин, которым мы обозначаем набор жизненно важных для системы параметров. Эти параметры, как правило, изменяются во времени и только по этой причине они имеют значение – это же процессы, обеспечивающие функционирование системы. Если они не выполняются или выходят за границы допустимого, то функционирование системы прекращается. Например, для двигателя внутреннего сгорания значимыми параметрами являются температура (от которой зависят распыление и полнота сгорания топлива, а также отвод тепла от деталей) и давление окружающего воздуха (от которого зависит содержание кислорода). Элементный состав Среды при некоторых обстоятельствах тоже может меняться. Двигатель, попавший под воду или в химически инертную атмосферу, немедленно остановится. Его работа нарушится и при потере связи с основанием, на котором он должен быть закреплен. Совершенно очевидно, что Среда является для искусственно выделенной ее части (т.е., рассматриваемого технического объекта) носителем обеспечивающих процессов.

Зависимость от условий Среды распространяется и на разного рода эффекты – они, как и ТС, работоспособны лишь при определенных условиях. Между тем, в существующих справочниках эти условия явным образом не оговариваются, что является грубейшей ошибкой - у Решателя создается ложное впечатление, что выбранный эффект работоспособен всегда.

Мечта о создании алгоритма, способного выводить на решение без перебора вариантов – предел наивности. Если алгоритм не содержит информации о приёмах получения процессов, то просто не даст результатов. Если же он ее содержит, то вынужден тем или иным способом перебирать. Не имеет значения и то, как организован список приемов – в теле самого алгоритма он находится или в отдельной базе данных.

При решении задач с использованием потоковой модели взаимодействия мы вынуждены считать поток энергии, силу и поле элементами одной природы. Думается, это не случайно. Как энергия является изменением набора некоторых параметров вещества или поля, так и поле представляется изменением некоторых параметров вакуума (пространства). Вакуум существует вне нашего сознания, обладает параметрами (например, мы можем оценить его свойства, как изолятора или, скажем, измерить магнитную проницаемость), следовательно, является носителем процессов, как и любой другой материальный объект. Параметры – это процессы, а в микромире, как известно, процесс и элементарная частица – это одно и то же. В измененном состоянии, т.е., при наличии некоторого комплекса процессов (элементарных частиц) вакуум обретает способность переносить энергию. Например, в присутствии вещества он становится тем, что мы называем гравитационным полем. Впрочем, нет оснований строго разграничивать вещество и вакуум, т.к. основ у нашего мира только две – вакуум и движение. Вряд ли имеет смысл спорить по данному поводу, т.к. адекватность и состоятельность такой модели устройства мира лучше всего может быть доказана практикой применения «Универсального Решателя».

Роль и место качественных преобразований не удавалось понять до конца, пока не было замечено, что есть два способа борьбы с «вредным» процессом. Одна часть приемов предупреждает появление «вредного» процесса, а другая позволяет его уничтожить, если он уже есть - это похоже на предупреждение болезни и ее лечение. Эти способы применяются на 4 уровнях – в Надсистеме (Среде), на уровне элемента, на уровне ТС и на микроуровне (или, если говорить строго, в Подсистеме). На каждом из этих уровней достаточно просто отыскиваются свои приемы «профилактики и лечения». Качественное изменение элемента означает переход на микроуровень или его замену технической системой (усложнение существующей ТС), а качественное изменение ТС – переход в Надсистему (Среду) или превращение ТС в элемент (например, замену ТС «умным» веществом).     

В основу «Универсального Решателя» положены также следующие принципы:

-    формализация исходных условий предполагает формализацию получаемых от алгоритма ответов. Детальная отработка этих ответов – вопрос способностей и опыта Решателя (или сообщества Решателей). Если в базе данных ответа нет, то алгоритму взять его негде. Именно в этом главное отличие эвристического механизма мышления от жесткого алгоритма. Базой данных для эвристического мышления служит опыт индивидуума, но процедура поиска решения базируется на сортировке информации по уровню ее значимости. Значимость опять-таки определяется на основе опыта, как соотношения удачных и неудачных попыток (в этом есть что-то от теории игр – выигрыш означает выживание или получение поощрения, а проигрыш - невыживание или получение наказания»). Т.н. адаптивные системы сначала обучаются и только после этого обретают необходимую работоспособность. Компьютерные алгоритмы на этой основе можно создавать, но для «бумажного» воплощения они слишком сложны.    

-    ни один из приёмов не может считаться лучшим – неравноправны только варианты их применения;

-    парадигма многовариантности развития обязывает проверять применимость всех возможных способов создания процесса;   

Теперь можно переходить непосредственно к стратегии «Универсального Решателя». Алгоритм иллюстрируется разбором задачи Г.И.Паренчика (E-mail: innoved@km.if.ua).

1. Изобретательская ситуация

1.1 Дать развернутое описание изобретательской ситуации.

При центробежном армировании зубьев бурового инструмента (шарошки) во вращающуюся, предварительно подогретую,  литейную форму  (t = 200…600°С, n = 400…1000  об/мин) одновременно с жидким  (расплавленным) металлом (Т=1500…1580°С) вводят измельченный литой карбид вольфрама (т.н. релит). Под действием центробежной силы релит перемещается к периферии литейной формы, т.к. его удельный вес  (γ =16,4…16,6 г\см3) выше, чем у расплавленного металла. При контакте жидкого металла с относительно холодной формой начинается кристаллизация отливки. Это затрудняет доступ зернам релита к вершинам зубьев шарошки. Кроме того, из-за растворения зерен релита при высокой температуре время их перемещения в периферийную зону должно быть не более 0,05…0,1 с. Как показала практика, чаще всего происходит полное растворение зерен, что ухудшает качество объемного армирования. Необходимо обеспечить доступ зерен карбида вольфрама как можно ближе к вершине зуба с минимальным их оплавлением, т.е. на начальной его стадии.

2. Выявление антипроцессов

2.1 Сформулировать изобретательскую задачу, указав технический объект, к работе которого имеются претензии, перечислить его основные элементы, что устраивает (что выполняется хорошо?) и что не устраивает (что выполняется плохо?). Данный шаг предполагает, что при помощи разнообразных методов анализа уже выявлены ключевые НЭ (т.е., то, что «не устраивает»), но устранение ключевого НЭ не всегда выгодно. В подобных случаях надо устранять НЭ, ближайшие к ключевым.  

Связь – элемент или поле, обеспечивающие целостность системы. Между тем, в техническом объекте могут самопроизвольно возникать «паразитные» связи, нарушающие задуманный разработчиком алгоритм функционирования. Не запрещено считать произвольно образующиеся структуры техническими системами, ЭИ-структура которых не содержит «полезной» составляющей. Из-за этого могут возникать принципиально различные ситуации:        

а) Если НЭ представлен в виде пассивной «вредной» связи, то нет нужды выявлять ТС, которой этот НЭ мешает – надо просто устранить «вредную» связь. При наличии запрета на разрушение Инструмента между ним и Изделием вводится вещество, производное от Инструмента. При отсутствии такого запрета «вредная» связь устраняется за счет уничтожения (растворения, испарения, разрушения) Инструмента. На этом решение задачи завершается.

б) Если НЭ порожден циркуляцией «паразитной» мощности, то необходимо разорвать «вредный» контур либо произвести развязку потоков. На этом решение задачи завершается.            

в) Имеется плохо функционирующая ТС, работа которой нарушена отсутствием обеспечивающего процесса и/или наличием «вредного» процесса. В этом случае следует переход к шагу 2.2.

Зерна релита подаются во вращающуюся форму одновременно с расплавленным металлом и перемещаются к периферии формы. На периферии начинается кристаллизация, препятствуя попаданию зерен в вершины зубьев отливки. Облегчить доступ к вершинам зубьев можно, если перегревать металл, но это ведет к растворению зерен, которые должны быть лишь слегка оплавленными. Как быть?

2.2 Иногда ТС может иметь несколько состояний (открыто – закрыто, верхнее положение – нижнее положение и т.п.). В этом случае необходимо рассматривать только то состояние, в котором возникает НЭ. Необходимо выявить и назвать главный производственный процесс (ГПП), а также состав ТС, реализующей его – Инструмент и Изделие. Первое слово в названии ГПП – «повышение» или «снижение», второе – наименование параметра, третье – название носителя этого параметра.

ТС должна перемещать зерна, т.е. изменять их положение в пространстве. Не будем уточнять, увеличивается значение координат отдельно взятого зерна или уменьшается. Сформулируем этот процесс, как «изменение положения зерна». Кроме того, одновременно зерно должно оплавиться, поэтому назовем следующий процесс, как «повышение температуры зерна». В этом названии не оговаривается значение требуемой температуры, но такая потеря информации неизбежна. К первому процессу нет претензий, поэтому будем считать, что плохо выполняется ГПП «повышение температуры зерна».

2.3 Сформулировать устраняемый НЭ в виде процесса (по аналогии с предыдущим шагом). Тем самым будет выявлен один из элементов «паразитной» субсистемы – следствие НЭ (СНЭ). Сформулировав НЭ, необходимо попытаться выявить его причину, т.к. может оказаться, что выявлен «вторичный» НЭ, а «ключевой» остался без внимания. Например, при запаивании ампулы с лекарством из-за перегрева портится лекарство. «Ключевым» НЭ здесь является не перегрев лекарства, а «повышенная температура ампулы». Может выясниться, что величина НЭ зависит от нескольких факторов, т.е., обеспечивающих процессов, каждый из которых должен быть назван. 

Полезно выяснить, чем вызван рассматриваемый НЭ – ошибкой развития или изменением условий? Если имела место ошибка развития, то, при отсутствии на то физических запретов, надо вернуться к исходному состоянию ТС и работать с ним. 

Нельзя утверждать, что НЭ вызван повышением температуры, т.к. проблема только в скорости прогрева зерна, прямо зависящей от его теплоемкости. Таким образом, НЭ – «низкая теплоемкость зерна».   СНЭ – зерно.

2.4 Выявить второй элемент «паразитной» субсистемы – причину НЭ (ПНЭ). Его «вредное» действие на СНЭ может носить как объективный, так и субъективный характер, т.е., может быть продиктовано специфическими требованиями Потребителя, которые могут казаться расходящимися со здравым смыслом. Главное, чтобы эти требования не были связаны с необходимостью нарушения физических законов. Впрочем, в т.н. «виртуальной реальности» и это оказывается возможным.

Причиной НЭ является мощный тепловой поток (от расплава к зерну), перегревающий зерно. ПНЭ – тепловой поток.

2.5 Сформулировать название «вредного» процесса А, носителем которого является ПНЭ. Для этого достаточно ответить на вопрос: «Какой параметр ПНЭ должен обратиться в нуль (или безмерно возрасти), чтобы НЭ исчез?». В правильности распознавания можно удостовериться, попытавшись мысленно увеличить (ускорить) или уменьшить (замедлить) процесс А. Как правило, ошибка обнаруживается легко. Этот способ проверки необходимо использовать и на следующем шаге алгоритма.

НЭ исчезнет, если величина теплового потока обратится в нуль. «Вредный»процесс А - «повышенное количество тепла».

2.6 По аналогичному принципу сформулировать название «вредного» процесса Б, носителем которого является СНЭ.

Для исчезновения НЭ должна безмерно возрасти теплоемкость зерна. «Вредный» процесс Б - «пониженная теплоемкость зерна».

2.7 Сформулировать анти-А и анти-Б, для чего следует просто изменить направления процессов А и Б на противоположные.    

Анти-А – пониженная величина потока тепла; Анти-Б – пониженная теплоемкость зерна;

3. Синтез новой структуры

Система поиска предусматривает поиск решений на 4 уровнях фрактального строения – в Надсистеме (Среде), на уровне ТС, на уровне элементов и на микроуровне (в Подсистеме). На каждом из перечисленных уровней предусматривается поиск по двум направлениям – «не допустить НЭ» и «уничтожить НЭ». Поиск вариантов изменения элемента (поля), ТС или процесса производится перебором ограниченного числа приемов преобразования и приемов организации. Разделы алгоритма, в которых производится перебор приемов, целесообразно было бы дополнить соответствующими стандартными решениями - правильно подобранное информационное наполнение только увеличит решательную силу алгоритма.

1.      Уровень Надсистемы

1.1.  «Не допустить НЭ». Изменить принцип действия ТС, т.е., заменить операцию на более совершенную. Эта замена определяет, какой будет новая ТС. Изменением принципа действия можно также считать замену вещественного элемента полем или наоборот, поля веществом. По всем канонам, рассматривать данное направление развития следует после исчерпания всех прочих возможностей, но в этом случае нарушается принцип перехода «от общего к частному», т.е., от Надсистемы к микроуровню. Особого значения это не имеет, т.к. всегда можно вернуться к данному пункту и вставить соответствующую запись. Строго говоря, уровни можно рассматривать в любом порядке. Главное, чтобы ни один из них не был упущен.

Как выяснится позже, есть несколько вариантов решения, поэтому нет смысла изменять принцип действия ТС.

1.2. «Уничтожить НЭ ». Организовать антипроцесс за счет изменения Надсистемы (Среды) или организации искусственной Среды. Здесь могут быть две принципиально различные ситуации:

а) НЭ реально существует, о чем свидетельствует низкий к.п.д. системы и/или повышенный расход чего-либо. В этом случае есть объективные основания для поиска внешних условий, способных нейтрализовать «вредный» процесс. Такие условия почти всегда существуют, вопрос лишь в их приемлемости и здесь лучший подсказчик - здравый смысл. Например, если СНЭ находится внутри какого-либо элемента, то нет смысла пытаться нейтрализовать «вредный» процесс таким способом. В прочих случаях следует составить список обеспечивающих процессов, посредством которых Среда поддерживает существование «паразитной» субсистемы, а затем попытаться нейтрализовать какой-то из них. 

б) НЭ порожден субъективными представлениями Пользователя (Заказчика) о идеальности – удобстве использования, дизайне, технической моде, престижности и т.п. Эта проблема решается приведением системы в соответствие с его требованиями (например, предоставить возможность выбора из некоторого числа вариантов) или соответствующей психологической обработкой (например, посредством рекламы или убеждения).

На теплоемкость зерен релита невозможно повлиять извне. Можно повысить скорость вращения формы, чтобы ускорить перемещение зерен к вершинам зубьев, но конструкция уже предусматривает широкий диапазон регулирования скорости вращения.

2. Уровень ТС

2.1.  «Не допустить НЭ». Необходимо защитить СНЭ при помощи элемента ТС, не участвующего в конфликте, или за счет ввода постороннего вещества (поля). После ввода нового вещества оно должно стать неотличимым от одного из элементов ТС, т.е., стать его частью. При этом «вредные» процессы А и Б «переходят» на элемент-посредник, в результате чего он становится носителем пары процессов, безвредных для ТС и ее элементов. Необходимо соответствующим образом переформулировать А и Б (у них изменится носитель), что позволит удостовериться не только в правильности выполнения данного шага, но и в правильности выявления А и Б.

Преобразование ТС при помощи приемов тоже преследует цель не допустить возникновения НЭ.

Приём	Вещество	Прим.	Поле	Прим.
Концентрация	Изменить взаимное расположение элементов;		Концентрация/рассеяние поля;
Динамизация	Динамизировать структуру и/или состав ТС;		Динамизировать поле, т.е., менять во времени;
Количественное изменение	Изменить количество элементов;		Изменить напряженность поля (величину механического усилия)
Пространственно-временная организация	Разместить элемент вне/внутри другого элемента		Изменить соотношение  рабочих ходов и пауз
Логика работы	???		Негативная/позитивная логика

 

Защитный слой может состоять или из релита, или из окружающего металла. При наличии установки плазменного напыления можно напылять на зерна слой металла любой требуемой толщины. Пока зерно дойдет до периферии формы, этот слой расплавится.

2.2. «Уничтожить НЭ». Создать антипроцесс за счет внутренних ресурсов ТС или соответствующим ее усложнением, т.е. созданием дополнительной ТС (или нескольких). Появление новых ТС влечет за собой появление контрпроцессов и в каждом конкретном случае надо решать, можно ли с ними мириться. Антипроцесс может оказаться несовместимым с протекающими в ТС процессами и в этом случае надо произвести их пространственную или временную развязку. Например, антипроцесс придется выполнять в другое время (до/после другого процесса) или на другой части элемента.

В данной задаче нет ни возможности, ни смысла создавать такую ТС.

3. Уровень элемента

3.1. «Не допустить НЭ». Элемент (СНЭ) преобразуется при помощи подходящего приёма, чтобы не допустить возникновения НЭ.

Приём	Вещество	Прим.	Поле	Прим.
Концентрация	Изменить фазовое состояние элемента		Концентрировать или рассеять поле;
Динамизация	Динамизировать строение (структуру) элемента;		Динамизировать поле, т.е. менять его во времени;
Количественное изменение	Изменить геометрию элемента – форму и/или размеры		Изменить напряженность поля (величину механического усилия)
Пространственно-временная организация	Разместить за/перед другим элементом		Изменить соотношение  рабочих ходов и пауз
Логика работы	Инвертировать ТС, т.е. изменить роль элемента;		Негативная/позитивная логика

 

Здесь подходит единственный прием – «Изменить геометрию элемента – форму и/или размеры». Это довод в пользу увеличения размеров зерна.

3.2. «Уничтожить НЭ». Имеющийся НЭ можно нейтрализовать за счет физэффекта или «умного» вещества, способного реализовать требуемый антипроцесс. Подходящих физэффектов (или «умных» веществ) может отыскаться несколько, но каждый из них надо считать независимым вариантом решения.

4. Микроуровень

4.1. «Не допустить НЭ». Изменить операцию с целью получения более тонкого (экономного) процесса, который может выполняться без вредных последствий для Среды (в т.ч. и Человека), самой ТС и ее элементов.

Приём	Процесс	Примечания
Концентрация	Концентрировать или рассеять процесс, либо изменить его пространственную структуру;
Динамизация	Динамизировать процесс – здесь может быть масса вариантов;
Количественное изменение	Интенсифицировать процесс;
Пространственно-временная организация	Выполнять процесс до или после другого процесса;
Логика работы	Выполнять процесс непрерывно или в паузах другого процесса;

4.2. «Уничтожить НЭ». Необходимо уничтожить причину НЭ, для чего следует проанализировать соответствующую информацию или формулу, отражающую зависимость «вредного» процесса от других параметров. Таких параметров может быть несколько и в таком случае нейтрализация каждого из них является самостоятельным вариантом решения.

Теплоемкость зерна зависит от удельной теплоемкости, от разности конечной и начальной температур и от массы. Все перечисленные параметры являются обеспечивающими процессами, поддерживающими существование НЭ, но повлиять на величину удельной теплоемкости мы не можем. Таким образом, мы имеем дело с двумя причинами – «пониженная разность температур» и «пониженная масса зерна». Искомый процесс - «снижение температуры зерна», но он несовместим с протекающими в ТС процессами, поэтому надо обратиться к приемам. Нужное решение – «выполнять процесс до или после другого процесса». Зерна надо охлаждать предварительно, правда, для этого может много чего потребоваться.  Повысить же массу зерна можно только за счет увеличения его размеров.

5.       Проверить необходимость устранения «вредного» процесса А. Если и его надо устранять, то вернуться в начало синтетического этапа и пройти его снова, но уже для процесса А и его носителя (вещества, потока или поля).

В данной задаче охлаждение расплава компенсируется его предварительным перегревом, поэтому проходить синтетический этап повторно нет необходимости.

6.       Работоспособными могут оказаться несколько вариантов решения, но выбор лучшего должен производиться совместно с Заказчиком. Не бывает решений, одинаково хорошо устраивающих всех и применимых во всех ситуациях – всегда существует такое сочетание условий, при котором решение будет неработоспособным или малоэффективным. Даже выбранное с соблюдением всех необходимых условий и предосторожностей решение – это лишь предположение о работоспособности, гипотеза.

Варианты решения: 1.       Увеличить размер зерен. 2.       Напылять на зерна слой металла. 3.       Охлаждать зерна перед подачей в форму.

Не существует объективных правил выбора лучшего варианта решения. Для учебной задачи такой выбор вообще не производился, т.к. для этого следует знать намного больше, чем сказано в описании изобретательской ситуации.

6. В каждом из найденных решений могут быть свои НЭ, т.е., могут возникнуть новые задачи. Проверить возможность улучшения выбранного варианта – еще и еще. Надежным средством улучшения работоспособности ТС является обратная связь, но надо учитывать, что и ее возможности ограничены. Полученные варианты решения задачи являются альтернативными системами, ответственными за выполнение одной и той же функции, следовательно, можно их комбинировать в различных сочетаниях с целью получения более «сильного» решения.

Улучшение варианта означает выявление НЭ и повторные проходы алгоритма, но для учебной задачи мы этого делать не будем.

7. Проверить возможность использования доступных ресурсов (отходов вещества и энергии, ресурсов Среды или Надсистемы и т.п.) при реализации найденного решения. Наиболее доступным ресурсом является т.н. «пустота». Так или иначе, проблема согласования ритмики в перечисленных выше способах создания антипроцессов свое отражение нашла, но ее можно рассматривать, как динамический ресурс. Аналогичным ресурсом, позволяющим получать результат минимальными затратами, надо считать использование резонансных явлений.

Контрольный ответ: А.с. №1205404 «Способ армирования отливок, включающий введение во вращающуюся литейную форму жидкого металла и частиц твердого сплава, отличающийся тем, что с целью повышения стойкости поверхности армированных отливок, жидкий металл вводят нагретым до 1650…1750°С, а частицы твердого сплава - охлажденными до 0°…-150°С». Необходимая температура перегрева расплавленного металла и температура охлаждения зерен были найдены опытным путем, для чего была проведена серия опытов.

8. Изучить возможность использования «вредных» процессов А и Б в полезных целях (если, например, подобные эффекты наблюдаются впервые).

«Универсальный Решатель» уже можно использовать, но приемы преобразования элементов, потоков, полей и ТС имеет смысл детализировать – например, за счет использования Стандартов. Системных ухищрений это не потребует, поэтому практически любой специалист способен провести такую детализацию самостоятельно. Это должно быть что-то вроде базы данных или библиотеки приемов, в которой концентрируется имеющийся опыт решения изобретательских задач.

Приемы преобразования операций выглядят не очень-то востребованными и это понятно - разработку проектов принято начинать не с алгоритма функционирования, а с поиска аналогов. Нет задач этого типа – нет и спроса на приемы преобразования операций. Практика патентования тоже не предполагает определения новизны через анализ алгоритмов. К тому же, на их патентование наложен законодательный запрет, что само по себе скверно и дико. Разве есть что-то прекраснее и ценнее прогрессивной идеи? Разрабатывать алгоритмы не запрещено, но за их новизну никто гроша ломаного не даст – как, например, в случае с разработкой «Универсального Решателя».

В представленном материале отчетливо звучит нотка безысходности – нет алгоритма создания конкретно взятого процесса! Протекание любого процесса обеспечивается бесконечно сложным деревом глубинных процессов. Часть из них реализуется непредсказуемой Средой, а часть – за счет ограниченных возможностей системы, существующей в условиях недостатка информации о будущих состояниях Среды. Развитие реализуется посредством ухода (в небытиё или просто в другую «экологическую нишу») несовершенной системы и прихода на ее место более приспособленной. Этим механизмом обеспечивается разумный компромисс между степенью сложности системы и ценой ее реализации, определяемой наличием ресурсов.           

Карев А.А.

г.Братск

24.01.05 г.

На главную страницу