© Владимир Петров, 2019

ISBN 978-5-4490-9985-3

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Монография переиздается по вышедшей в 2013 году книге¹.

Это второе издане, иправленне и дополненное. Первое издание вышло в 2018 г.²

Книга уникальна. Это единственное самое полное изложение законов развития систем. С такой подробностью законы развития систем еще не были изложены ни в одной книге. Книга содержит методику прогнозирования – это основа эффективной методики получения перспективных идей, прогноза развития систем и обхода конкурирующих патентов, которая имеет ощутимые преимущества перед существующими подходами.

Материал иллюстрируется около 700 примерами, 700 схемами и рисунками. Описано 468 различных понятий.

Книга предназначена для широкого круга читателей, интересующихся или занимающихся инновациями. В первую очередь она предназначена научным работникам, инженерам и изобретателям, решающим творческие задачи. Она может быть полезна преподавателям университетов, аспирантам и студентам, изучающим теорию решения изобретательских задач (ТРИЗ), инженерное творчество, системный подход и инновационный процесс, а также руководителям предприятий и бизнесменам.

Особый интерес книга может представлять для патентных поверенных.

Посвящение

Книга посвящается светлой памяти самых близких мне людей:

Учителю, коллеге и другу Генриху Альтшуллеру

и жене и соратнику Эсфирь Злотиной.

Владимир Петров

Предисловие

…Всякий закон природы есть ограничение разнообразия.

Росс У. Эшби

Закон есть отражение существенного в движении универсума.

В. И. Ленин³

Г. С. Альтшуллер писал: «Технические системы развиваются закономерно. Закономерности эти познаваемы, их можно использовать для сознательного совершенствования старых и создания новых технических систем, превратив процесс решения изобретательских задач в точную науку развития технических систем. Здесь и проходит граница между методами активизации перебора вариантов и современной теорией решения изобретательских задач (ТРИЗ)»⁴. «Надо знать и использовать законы развития технических систем»⁵.

Законы развития технических систем представляют собой фундамент, на котором строится теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) и который обеспечивает эффективный поиск инновационных решений.

Законы используются также для развития сильного (изобретательского) мышления и прогнозирования развития технических систем.

Монография уникальна. Это единственное самое полное изложение законов развития технических систем. С такой подробностью законы еще не были изложены ни в одной книге. Материал иллюстрируется около 700 примерами, около 700 схемами и рисунками. Описано около 400 различных понятий.

Основу этой монографии положила серия статей «Законы развития систем» опубликованной в 2002 г.⁶

Монография впервые была опубликована в 2013 г.⁷ Данная книга 2-е издание, исправленное и дополненное. Первое издание вышло в 2018 г.⁸

Книга предназначена научным работникам, инженерам и изобретателям, решающим творческие задачи. Она может быть полезна преподавателям университетов, аспирантам и студентам, изучающим теорию решения изобретательских задач (ТРИЗ), инженерное творчество, системный подход и инновационный процесс.

Благодарности

Я премного благодарен моему учителю, коллеге и другу Генриху Альтшуллеру, прежде всего, за то, что он создал основу теории развития технических систем – законы их развития, за то, что имел счастье общаться и обсуждать с ним некоторые материалы данной книги.

Очень многим я обязан Эсфирь Злотиной – моей жене и соратнику по ТРИЗ. Долгие годы мы с ней совместно разрабатывали различные материалы по ТРИЗ, в том числе обсуждали первоначальные материалы этой работы.

Хотелось бы выразить искреннюю благодарность своим друзьям и коллегам Волюславу Митрофанову, Борису Голдовскому, Геннадию Иванову, Марату Гафитулину, Михаилу Рубину, Юрию Горину, Андрею Ефимову, Александру Кынину, Юрию Федосову, Науму Фейгенсону, Олегу Фейгенсону, Александру Кашкарову, Леониду Чечурину, Эдуарду Курги, Михаилу Шустерману, Милославе Зиновкиной, Виктору Тимохову, Сергею Фаеру, Людмиле Семеновой, Елене Гусевой, Галине Тереховой, Елене Редколис (Россия); Анатолию Гину, Игорю Девойно, Георгию Северинецу (Беларусь); Борису Злотину, Алле Зусман, Семену Литвину, Александру Любомирскому, Сергею Яковенко, Валерию Цурикову, Леониду Каплану, Валерию Прушинскому, Светлане Вишнепольской, Владимиру Просянику (США); Юрию Бельскому (Австралия); Павлу Ливотову (Германия); Валерию Сушкову (Нидерланды); Пейсаху Амнуэлю, Якову Скиру (Израиль) за ценные советы и замечания, высказанные при составлении книги, и особенно Борису Голдовскому, Милославе Зиновкиной, Виктору Тимохову, Галине Тереховой, Елене Редколис (Россия) и Рае Кузьменко (Израиль), за редакторскую работу, а также многим другим, кто оказал поддержку и помощь при работе над этой книгой.

Введение

Основа ТРИЗ – законы развития технических систем. Они представляют взаимосвязанную структуру законов, закономерностей и тенденций развития техники.

Прежде чем рассматривать законы развития технических систем, ответим на часто встречающиеся возражения: Законов развития техники не может быть. Технику развивают люди по своему желанию, это случайный процесс.

Безусловно, технику развивает человек.

Первые «изобретения» делал древний человек, используя природу. Для охоты ему не хватало сил, и он прибегнул к помощи дубины, для обработки шкур он начал применять острый камень и т. п. Так он начал удовлетворять свои первые потребности. Эти «инструменты» ломались или не совсем удовлетворяли его, и он совершенствовал их, а старые больше не использовались… Таким образом, даже в те далекие времена действительность диктовала, какую технику следовало оставить, а какой умереть. В дальнейшем эти условия становились все более жесткими.

Жизнь технической системы зависит от очень многих факторов: среды, в которой она работает, ее эргономических, экологических, экономических и прочих характеристик.

На следующем этапе исправляют недостатки неудачной системы. Кроме того, потребности человека постоянно растут. Для их удовлетворения разрабатываются новые технические системы, которые конкурируют друг с другом.

Выживают только системы с наилучшими характеристиками. Таким образом, осуществляется «естественный отбор» – процесс эволюции технических систем. Этот процесс подобен естественному отбору в природе. Если проанализировать историю развития конкретных систем, можно получить закономерности их развития, а, обобщив закономерности – получить законы. Именно такую работу проделал Генрих Альтшуллер, исследовав сотни тысяч патентов.

Подобный процесс свойственен и для другим искусственным системам.

Из трех миров человеческого творчества – науки, техники, искусства – наука первой лишилась ореола личностной исключительности. Она изучает объективные закономерности, и путь ее развития предопределен.

В отличие от исследователей (людей науки), многие люди, развивающие технику (изобретатели) даже не подозревают о существовании каких-либо закономерностей в ее развитии.

Между тем, смысл творчества в науке и технике очень близок: цель науки – добыча знаний о свойствах материи, цель техники – использование этих свойств для удовлетворения потребностей человека и общества.

1. История законов развития технических систем

Данный раздел написан по материалам исследований, которые автор собирал для разработки законов развития технических систем.

Впервые эта работа была сделана в 1973 году. В дальнейшем автор периодически пополнял эти материалы⁹. Они использовались автором для чтения лекций по законам развития технических систем.

Содержание

1.1. Введение

1.2. Исследования по развитию техники

1.5. Разработка законов развития техники в ТРИЗ

1.6. Выводы

1.1. Введение

Преимущественно материал излагается в хронологическом порядке. В некоторых местах этот порядок нарушен для лучшего понимания отдельных направлений и логики изложения.

Эти материалы могут использоваться в курсах история развития ТРИЗ и законов развития систем. Они могут быть полезны и будущим исследователям развития систем.

Автор умышленно не дает оценки работам, упомянутым в данной главе, чтобы каждый читатель мог сделать свои выводы.

1.2. Исследования по развитию техники

Разработка законов развития технических систем велась уже достаточно давно. Первую, известную автору, работу по законам развития техники написал Г. Гегель в параграфе «Средство» работы «Наука логики»¹⁰. «Техника механическая и химическая потому и служит целям человека, что ее характер (суть) состоит в определении ее внешними условиями (законами природы)»

В 1843 г. В. Шульц описал прототип закона полноты частей системы. Он писал, что «можно провести границу между орудием и машиной: заступ, молот, долото и т. д., системы рычагов и винтов, для которых, как бы искусно они ни были сделаны, движущей силой служит человек… все это подходит под понятие орудия; между тем плуг с движущей его силой животных, ветряные мельницы следует причислить к машинам»¹¹.

Чуть позже некоторые законы развития техники были описаны

К. Марксом и Ф. Энгельсом.

К. Маркс описал эти законы в разделе «Развитие машин»¹²: «… различие между орудием и машиной устанавливают в том, что при орудии движущей силой служит человек, а движущая сила машины – сила природы, отличная от человеческой силы, например, животное, вода, ветер и т. д.»¹³. Далее К. Маркс пишет: «Всякое развитое машинное устройство состоит из трех существенно различных частей: машины—двигателя, передаточного механизма, наконец, машины-орудия, или рабочей машины. Машина-двигатель действует как движущая сила всего механизма. Она или сама передает свою двигательную силу или как паровая машина, калорическая машина, электромагнитная машина и т. д., или же получает импульс извне, от какой-либо готовой силы природы, как водяное колесо от падающей воды, крыло ветряка от ветра и т. д. Передаточный механизм, состоящий их маховых колес, подвижных валов, шестерен, эксцентриков, стержней, передаточных лент, ремней, промежуточных приспособлений и принадлежностей самого разного рода, регулируют движения, изменяет, если это необходимо, его форму, например, превращает из перпендикулярного в круговое, распределяет его и переносит на рабочие машины. Обе эти части механизма существуют только затем, чтобы сообщить движение машине-орудию, благодаря чему она захватывает предмет труда и целесообразно изменяет его. … Первоначально „машина-орудие“ (рабочая машина) представляла в очень измененной форме, все те же аппараты и орудия, которыми работают ремесленник или мануфактурный рабочий, но это уже орудия не человека, а орудия механизма, или механические орудия»¹⁴.

Некоторые дополнительные материалы можно найти в работах

Ф. Энгельса по истории развития военной техники и ведения воин. Это работы 1860—1861 гг., в частности: «О нарезной пушке», «История винтовки», «Оборона Британии», «Французская легкая пехота» и др.¹⁵. Некоторые зачатки законов развития техники и ее взаимодействия с человеком и обществом изложены в работах К. Маркса¹⁶.

Определенным вкладом в понимание техники и ее законов было создание «философии техники»¹⁷. Этот термин ввел немецкий ученый Эрнест Капп. В 1877 г. он выпустил книгу «Основные линии философии техники»¹⁸