На главнуюНаписать намenglish version
Человек и Техническая Система (часть II)
Николай Шпаковский

29 января 2003
Полный состав минимально работоспособной Технической Системы.

Есть набор технических объектов, объединенных в систему, есть человек-оператор. Достаточно ли этого, чтобы Техническая Система выполняла полезную функцию и удовлетворяла потребность пользователя, или нужно что-то еще?

Давайте вспомним известный тризовский пример, приведенной в книге Г. Иванова [11]. Речь идет о российском ученом Капице, посетившем завод Симменса и Шуккерта по производству генераторов. Хозяева завода показали ему генератор, не желавший работать, и предложили 1000 марок за исправление. Капица быстро смекнул, что перекошен и заклинен центральный подшипник, взял молоток и ударил по корпусу подшипника генератор заработал.
Смущенные заказчики попросили составить счет за выполненную работу. Капица написал: «1 удар молотком 1 марка, за то, что знал, куда ударить 999 марок».

А вот другой пример из Фенимора Купера [12].
Герои повести убегают от погони, индейцы загнали их в заросли высокой сухой травы и подожгли ее. Огонь идет стеной, что делать? Старый охотник не растерялся и поджег траву возле того места, где они стояли. Стена огня пошла навстречу настигавшему их огненному валу, сжигая топливо для него. Огонь потух, убегавшие спаслись.

Что есть Техническая Система в одном и другом случае?
В первом примере. Потребность пользователя запустить генератор. Полезная функция выровнять подшипник. Оператор Капица, система технических объектов молоток.
Получается, что Техническая Система Капица с молотком.
Во втором примере. Потребность пользователя остановить огонь. Полезная функция уничтожить траву (топливо для наступающего огня). Оператор старый охотник, система технических объектов кремень и огниво.
Техническая Система охотник с кремнем и огнивом.
Что же выходит? Незначительное действие человека-оператора при помощи примитивных технических средств дали такой грандиозный результат как в первом, так и втором случае! Неужели это все? Неужели это полный состав технических систем, действие которых позволило в первом случае запустить огромный генератор, а во втором остановить стену огня?
Нет, это не так.
Самое главное то, что полностью упускается из виду в предыдущих рассуждениях, информационная составляющая.
Действительно, можно безрезультатно стучать молотком по генератору с утра до ночи. А Капица стучал не как попало, а строго определенным образом. И в этом случае информационное обеспечение его действий состояло из двух частей: «умение стучать молотком» и знание, понимание того, «куда надо ударить».
Точно так же и поджечь траву можно было совершенно без толку, и большинство вариантов могло кончиться плачевно для самого поджигавшего.
Если дальше проанализировать второй пример, то становится очевидным, что само поджигание сухой травы имеет смысл тогда, когда охотник не только знает, что ветер может погнать огонь навстречу наступающему огню, но и когда этот самый ветер, дующий в нужную сторону, есть в наличии.
Следовательно, очень важно знание того «как это сделать?», как выполнить полезную функцию, используя для этого технические объекты и имеющиеся вещественно-полевые ресурсы, которые тоже становятся частью ТС на время ее работы.
Для укомплектования полной минимально работоспособной ТС необходимо учитывать следующие информационные и материальные составляющие:
1. Технологический процесс выполнения полезной функции.
2. Материальные технические и природные объекты и системы разного уровня иерархии.
3. Один или несколько операторов, владеющих совокупностью приемов управления материальными объектами и системами.
4. Вещества и поля, необходимые для работы материальных объектов и систем, и продукты их переработки.
5. Вещества и поля, необходимые для функционирования оператора, и продукты их переработки.
6. Обрабатываемый объект (в отдельных случаях).


Полный состав Технической Системы:

Именно в таком составе ТС получает возможность работать везде, в любом месте, полностью автономно. Даже в невесомости и безвоздушном пространстве.
Данный подход комплектование ТС всем необходимым для выполнения ее полезной функции не отвергает традиционного, но весьма удобен. Собрать все необходимое для выполнения функции в одну систему и преобразовывать ее, мысленно отделив от надсистемы. Выполнять любую работу проще, если заранее приготовить все необходимые материалы, инструменты и чертежи, расположить это самым удобным образом, чтобы не шарить потом по «мастерской» (Надсистеме), вспоминая, что же еще надо для обеспечения работоспособности нашей ТС.
То есть, Техническая Система является надсистемой для Системы технических (материальных) объектов.

Такое понимание ТС перекликается с ее описанием, которое приводит Н.Матвиенко [8]:
«Всякая Техническая Система есть совокупность вещественных, энергетических и информационных элементов (иначе говоря вещественных частей и деталей, энергетических ресурсов их функционирования и набора предписаний, инструкций, команд, сигналов, определяющих последовательность и вид взаимодействий вещественных элементов с окружающими системами и между собой)».

Этот подход ставит в центр, в основу Технической Системы, человека-оператора.
При этом «Техническая Система», организуемая человеком, может подразумевать использование объектных технических или природных элементов например, иглоукалывание или перевозка груза, а также вообще обходиться без них речь адвоката в суде или танец. От этого иногда мало что меняется. Примером этого утверждения может служить адвокат, выступающий перед залом с микрофоном или без него.

А ведь, если разобраться, то человек и есть многофункциональная Техническая Система. Природа человека двуедина он обладает способностью мыслить, моделировать свои действия, принимать решения. И действовать, используя свое тело для выполнения какой-то работы. Именно здесь и объединяются в одно целое информационная и материальная составляющие человека.

Человек-оператор включает все основные части ТС и, при условии информационного и материального обеспечения, может выполнять какие-то функции, согласуясь с возможностями своего тела. Когда же эти возможности будут исчерпаны, можно дополнить тело материальными объектами, объединить их в системы и расширить возможности человека. Начинается нормальный процесс развертывания Технической Системы. Камень, палка, лопата, экскаватор.... Человек становится все сильнее, может выполнить все больший объем работы.

А как быть со свертыванием? Ведь человека, кажется, свернуть уже невозможно. Да, если говорить об свертывании объектов. Но здесь свертывание идет на информационном уровне.
Например, пора бы полить огород. Можно взять лейку, приспособить шланг, устроить целую поливальную машину. А можно и просто посмотреть на небо и, если скоро пойдет дождь, то ничего делать и не надо. То есть, свертывание происходит на уровне функций, технологических операций. Наконец, на уровне проектирования сиcтем и процессов. Логическим продолжением этого направления является и сама ТРИЗ. Ведь понятия «Идеальность», «Идеальный Конечный Результат» являются одними из базовых понятий этой методики.
Это подметили давным-давно, и редкая сказка обходится без того, чтобы что-то сделалось само собой, человек добился желаемого безо всяких затрат. Силой мысли, так сказать, разломать горы. Переместиться во времени и пространстве. «Техническое задание» на развитие человека в этом направлении вовсю прописывают фантасты и сказочники. И есть основания думать, что это направление будет освоено. Левитация, перемещение взглядом предметов, связь на большие расстояния без всяких технических средств и многое другое может быть доступно человеку.

Да, это интересно, но что все вышеписанное дает для преобразования, улучшения Технической Системы в реальной практике?

Резкое увеличение количества ресурсов, которые можно применить при трансформации системы.

При традиционном подходе могут использоваться следующие ресурсы:
1. Сама система.
2. Ее подсистемы.
3. Связи между подсистемами.
4. Связи между каждой подсистемой и системой.

При предлагаемом подходе количество возможных к использованию ресурсов резко увеличивается. Вот только некоторые из них:
1. Сама Техническая Система.
2. Технологический процесс.
3. Технологические операции.
4. Система технических объектов.
5. Подсистемы системы технических объектов.
6. Оператор, как мыслящая система.
7. Тело оператора, как материальная биологическая система.
8. Органы чувств оператора.
9. Система навыков оператора.
10. Отдельные навыки оператора.
11. Системы, объекты, вещества и поля, потребляемые системой технических объектов.
12. Системы, объекты, вещества и поля, потребляемые оператором.
13. Связи между Технической Системой и технологическим процессом.
14. Связи между технологическими операциями и технологическим процессом
15. Связи между технологическими операциями.
16. Связи между Технической Системой и технологическими операциями.
17. Взаимодействие веществ и полей, потребляемых Технической Системой с системой технических объектов.
18. Взаимодействие веществ и полей, потребляемых Технической Системой с оператором.
19. Связи между подсистемами системы технических объектов.
20. Связи между каждой подсистемой Системы Материальных Объектов и системой технических объектов.
21. Связи между подсистемами системы технических объектов и технологическим процессом.
........И много других сочетаний элементов Технической Системы.......

Самое время привести несколько примеров. 
1. Классический аэроплан начала двадцатого века это два крыла, которые прикреплялись к фюзеляжу при помощи многочисленных стоек и тросовых растяжек. Для того, чтобы такой самолет хорошо летал (это было особенно важно для истребителей), растяжки должны быть правильно натянуты. Поскольку тросы под нагрузкой вытягивались, растяжки приходилось часто регулировать при помощи простейшего винтового механизма. К растяжке прикладывалась специальная линейка, и растяжка оттягивалась с помощью динамометра. О степени натяжения судили по отклонению растяжки от прямой линии. Процесс этот был весьма трудоемким и медленным.
Как быть? Как ускорить процесс регулировки растяжек?
По сути дела, нужно было синтезировать новую систему для регулировки растяжек. Если бы решавшие эту задачу отталкивались только от Системы Материальных Объектов, применяемых для выполнения этой функции, то решить ее было бы крайне трудно. Если же вспомнить и учесть, что в системе присутствует оператор, то количество возможных преобразований значительно увеличивается. Так, можно решить задачу, использовав органы чувств оператора. 
Действительно, почему не использовать слух, вернее людей с повышенным тональным слухом? Для регулировки растяжек были приглашены настройщики роялей, процесс регулировки ускорился во много раз.
Интересно, что поскольку настройщиков роялей было недостаточно, пришлось найти следующеее решение, в котором прослеживается многократно описанная в ТРИЗ тенденция: «вытеснение человека из ТС». Регулировку растяжек поручили опять механикам, но вместо громоздкой линейки и динамометра было предложено использовать настроенный соответствующим образом камертон.

2. Масляный светильник.
Трудно представить себе, какую титаническую работу проделали изобретатели, пытавшиеся заставить хорошо светить масляную лампу. Вся проблема была в плохой подаче масла к кончику фитиля. Для улучшения подачи создавались многочисленные пружинные устройства, создающее давление в резервуаре с маслом. Применялись так же насосы для принудительной подачи масла. То есть, работа шла в рамках «системы технических объектов» старались улучшить машину.
А когда рассмотрели полный состав ТС, стало понятно, что вопрос был не в устройстве лампы, а в горючем материале. Когда вместо плохо всасывающегося фитилем масла применили текучий керосин, все проблемы исчезли.

3. Компьютер.
Предположим, необходимо пользоваться компьютером в темноте. Если мы будем трансформировать Систему материальных объектов, то сразу приходит мысль о светящихся клавишах, лампочках и прочем. Если подумать о Технической Системе, то ответ очевиден оператор должен уметь печатать в темноте, помнить расположение клавишей наизусть.

Что можно сказать в заключение? Сейчас в ТРИЗ и других инновационных методиках совершенно перепутались понятия «Техническая Система», т.е., система, выполняющая какую-то функцию, и «Система технических (материальных) объектов», т.е., система, предназначенная для выполнения какой-то функции. Как можно меньше вмешиваясь в спор «остроконечников» и «тупоконечников» (см. эпиграф), я попытался разобраться в этом вопросе.
Не призывая читателя соглашаться со мной, буду рад, если эта попытка анализа окажется ему в какой-то степени полезной.

 

Я очень благодарен коллегам В. Леняшину, Г. Северинцу, Е. Новицкой, Н. Хоменко и беспощадному критику первого варианта статьи В. Сибирякову за помощь в подготовке данного материала.

Буду благодарен за обратную связь.

 

Литература:
1. Gaines, B.R. «General System research: Quo vadis?» General System Yearboor, 24, 1979.
2. Богданов А. А. Всеобщая организационная наука. Тектология. Кн. 1. М., 1989. С. 48.
3. Альтшуллер Г. С. Творчество как точная наука. http://www.trizminsk.org/r/4117.htm#05.
4. Каменев А. Ф. Технические Системы. Закономерности развития. Ленинград, «Машиностроение», 1985.
5. Г. Альтшуллер, Б.Злотин, А. Зусман. В. Филатов. Поиск новых идей: от озарения к технологии. Кишинев, Картя Молдавеняска, 1989. с. 365.
6. В. Королев. О понятии «система». Энциклопедия ТРИЗ. http://triz.port5.com/data/w24.html.
7. В. Королев. О понятии «система» (2). Энциклопедия ТРИЗ. http://triz.port5.com/data/w108.html.
8. Матвиенко Н. Н. Термины ТРИЗ (проблемный сборник). Владивосток. 1991.
9. Саламатов Ю. П. Система законов развития техники (Основы теории развития Технических систем). INSTITUTE OF INNOVATIVE DESIGN. Красноярск, 1996г. http://www.trizminsk.org/e/21101000.htm.
10. Свиридов В. А. Человеческий фактор. http://www.rusavia.spb.ru/digest/sv/sv.html.
11. Иванов Г. И. Формулы творчества или как научиться изобретать. Москва. «Просвещение». 1994
12. Купер Фенимор. Прерия. 

 

Вторая формула ТРИЗ / Семинар по обмену опытом (ТРИЗ коллоквиум №2) / Семинар по обмену опытом (ТРИЗ коллоквиум №1) / Эволюция технологий обработки почвы / Нари, нари, генари... / ТРИЗ и Six Sigma – друзья или соперники?  / Использование метода ФСА+ТРИЗ для совершенствования очесывающего зерноуборочного устройства / Беда в Мексиканском заливе (продолжение) / Беда в Мексиканском заливе / Этажи ТРИЗ / Алгоритм работы с изобретательскими проектами / История Галльской жатки  / Эмоциональная Toyota  / Безразмерные кроссовки / Переход на микроуровень одна из основных тенденций развития дисплея  / Преобразование структурно подобных элементов технических систем  / «Медный Всадник»  / ТРИЗ-приемы для арт-композиции / Человек и Техническая Система (часть II)
Идеи и решения / Инструменты и методы / Решённые задачи / Старые и новые байки / Эволюция
Алгоритмы решения задач / Деревья эволюции / Идеальный конечный результат / Приемы Альтшуллера / Противоречие / Ресурсы / Физические эффекты / ...
Автомобили / Безопасность / Дисплеи / Материалы с особыми свойствами / Медицина / Приятные мелочи / Юзабилити / ...
Обзорный семинар по ТРИЗ / Семинар «Прогнозирование как метод управления бизнесом» / Семинар «Технология обхода патентов»

Copyright © 2002-2017 «Генератор»
Авторы сайта Н.Шпаковский, Е.Новицкая