Методы работы с линиями развития

Систематизируя различные линии развития объектов техники, Н. А. Шпаковский совместил их в структуру, которую назвал деревом технологической эволюции объектов техники. Это структура, которая составлена из линий развития объектов техники, где в пределах одной линии развитие объекта идет за счет изменения одного параметра (рис. 5.44). «В дереве всегда присутствует главная — осевая — линия, которая начинается непосредственно от исходного варианта технического объекта. От вариантов объекта, расположенных в каждой точке основной линии, могут начинаться боковые линии второго порядка. Каждый последующий уровень иерархии дерева представляют линии, выстроенные на линиях предыдущего уровня» [5.18, с. 114].

Для работы с деревом эволюции необходимо соблюдать ряд общих правил.

Прежде всего, перед началом работы нужно четко определить недостатки текущего технического решения, которое мы стараемся обойти. Это значит, что пройдены первый и второй этапы системного анализа (см. параграф 5.2).

1 — генеральная линия развития; 1. Х и 1.X.Y — частные линии развития Напомним, каждый этап развития объекта техники характеризуется своими специфическими задачами, от решения которых зависит дальнейшее развитие объекта. Вкратце напомним эти задачи.

• 1. Научные исследования. На этапе зарождения объекта техники полного функционального центра еще нет (см. рис. 5.13). Есть один или два оператора (например, есть РО, но нет трансмиссии и других элементов), которые нуждаются в согласовании с человеком и с целевым звеном, S —^ Z. Необходимо добиваться сквозного прохождения потоков энергии и вещества через формирующийся функциональный центр. В целом объект техники является ненадежным, имеет ручное управление или не имеет его вообще, а также работает в фиксированном целевом звене.
• 2. Опытно-конструкторские работы. В начале стадии быстрого роста заканчивается формирование функционального центра объекта техники и начинается развертывание его периферийных элементов (служебных операторов). Теперь первостепенной задачей является согласование служебных операторов с центром и с целевым звеном. Поскольку на данном этапе степень сложности системы быстро растет, встает задача сохранения управляемости и устойчивости «разрастающейся» системы. Здесь же расширяется множество целевых звеньев (степеней свободы), в которых объект техники остается работоспособным. Это также требует дополнительного согласования. В итоге надежность выполнения главной полезной функции системы увеличивается до максимума, возможного на данном этапе.
• 3. Технологические работы. В конце стадии быстрого роста встает вопрос о целесообразности серийного выпуска объекта техники. Для этого необходимо разработать новые служебные операторы для тиражирования, сохранения, транспортировки, введения в эксплуатацию и ремонта разработанного объекта техники, а также о поиске ресурсов R, отвечающих требованиям процесса серийного выпуска объекта техники.
• 4. Выход на рынок. На этапе стагнации первостепенными являются задачи устранения побочных продуктов W, выявленных слишком поздно, после того, как объект техники был запущен в серию. Для этого объект техники может оснащаться новыми служебными специализированными операторами для рециклирования W. Эта работа также увеличивает ценность объекта техники на рынке.
• 5. Конвергентная эволюция. На этапах быстрого роста и стагнации может начаться объединение созданного объекта техники с другими (готовыми) объектами с тем, чтобы:
  • • уменьшить выход W;
  • • и (или) получить дополнительные полезные системные качества, наличие которых позволяет терпимо относиться к существующим W;
  • • и (или) обеспечить работу в новых целевых звеньях, что дает новой системе дополнительные качества, ценные для потребителей;
  • • и (или) сэкономить на ресурсах и на рециклировании побочных продуктов.

По сравнению с первичным объектом техники полученная надсистема имеет огромную степень сложности, что ставит задачу о переходе к ее автоматическому управлению и далее — к самоорганизации^[1]. Теперь входящие в состав надсистемы объекты техники должны динамично подстраиваться друг под друга. Кроме того, для достижения указанных целей здесь же начинается свертка системы — сначала симбиотическая, а затем и полная.

Следует отметить, что аналогичные задачи (по п. 2—5) возникают при переходе на микроуровень. Ранее неделимые элементы объекта техники получают самостоятельное развитие как подсистемы, снова должны решаться задачи их развертывания, согласования между собой и т. п.

Пусть мы определились с этапом развития объекта техники и первостепенными задачами, которые нам необходимо решать. Задачи определяют то, какие линии развития объекта техники сейчас важнее всего. Теперь необходимо провести анализ технических решений, уже существующих для данной линии развития в интересующем нас целевом звене (или звеньях). В результате у нас получатся две линии развития объекта: теоретическая и конкретная, отвечающая достигнутому уровню техники. Н. А. Шпаковский предлагает сравнить эти две линии [5.18, с. 187—189].

Здесь возможны две ситуации (рис. 5.45).

1. Пусть анализ показал, что на конкретной линии пропущены некоторые варианты преобразования, которые есть на линии теоретической (см. рис. 5.45, а). Следует проверить это еще раз, варьируя поиск по ключевым словам. Если повторный поиск также ничего не дает, то велика вероятность, что именно здесь находятся еще не запатентованные и не проявившиеся себя в открытой печати варианты объекта техники. Предложив технические решения, которые закроют выявленные лакуны, мы можем как минимум обойти патент конкурентов.

2. Пусть анализ показал, что на конкретной линии имеются незаконченные варианты, конкретная линия развития не закончена так, как того требует линия теоретическая (см. рис. 5.45, б). Тогда (по солидному опыту^[2] автора) можно считать, что именно здесь находятся наиболее перспективные варианты преобразования объекта техники.

Н. А. Шпаковский также предложил короткий алгоритм выявления альтернативных технических решений смешанным путем. Он включает следующее.

Подготовительный этап, на котором следует определить, какой именно патент мы собираемся обходить. Последующие шаги таковы.

«Шаг 1. Определить функцию, состав и структуру технической системы, защищаемой этим патентом.

Шаг 2. Определить патентные признаки, которые целесообразно изменить.

Шаг 3. Провести патентный поиск, найти основные альтернативные варианты этой системы.

Шаг 4. Построить дерево эволюции для анализируемой системы.

Шаг 5. Путем сравнения базового и конкретного деревьев эволюции выяснить, какие варианты преобразований не защищены патентами.

Шаг 6. Оценить возможность использования этих вариантов в системе, выбрать наиболее подходящие.

Шаг 7. Предложить технические решения на основании этих вариантов.

Заключительный этап. Обеспечить юридическую защиту этих решений" [5.18, с. 225].

Алгоритм, как мог заметить внимательный читатель, также является частным случаем системного анализа. Частным, потому что применяется в конкретном целевом звене («обход патента на основании патентной формулы и описания»). Оператором обхода Q является дерево эволюции (совокупность линий развития технических объектов).

Как это работает? Пусть на 4-м шаге выяснилось, что технические решения соответствуют линии перехода на микроуровень, но до перехода к полям дело еще не дошло. Тогда можно подумать не только о том, чтобы обойти конкретный патент, но и о том, как предложить лучшее (с точки зрения степени идеальности) решение — и попытаться перейти к полям сразу. Значит, дерево эволюции может выступать не только как оператор обхода патента, но и как способ прогнозирования развития объектов техники.

• [1] Самоорганизация — процесс возникновения и упорядочивания пространственных, временных, пространственно-временных или функциональных структур, протекающий в открытых нелинейных системах.
• [2] Эффективность описанных методов подтверждена тем, что с их помощьюН. А. Шпаковский успешно выполнил ряд проектных работ по созданию и усовершенствованию различных объектов техники для компании Samsung. И не только.