Законы и закономерности строения техники

Законы строения и развития технических систем

Современное состояние науки о законах техники представлено пока системой инвариантных понятий техни­ки, понятиями о законах и закономерностях строения и раз­вития техники, рядом возможных формулировок законов техники и другими результатами фундаментальных иссле­дований, относящихся к техносфере. Однако даже имею­щиеся результаты исследований истории техники позволя­ют разрабатывать эффективные методологию и методы ин­женерного творчества, определять оптимальные структуру и параметры технических объектов в их следующих поко­лениях.

Поколения и модели технических объектов

В новых технических объектах выделяют новые поколения и новые модели. Новое поколение технического объекта обладает более существенными отличиями от предыдущего по­коления, чем новая модель его от предшествующей модели.

Новое поколение технического объекта от его предыдущего поколения может отличаться функциональной структурой, принципом действия или значительными различиями в техническом реше­нии и имеет более высокие потребительские качества. Как пра­вило, любое поколение технического объекта реализуется в виде нескольких различающихся моделей этого технического объекта.

Новые модели технического объекта имеют общие признаки технического объекта поколе­ния, к которому они относятся (функциональную структуру, физический принцип действия, техническое решение). Моде­ли технического объекта отличаются между собой конструк­тивным исполнением на уровне параметров и признаков тех­нического решения (размерами и геометрической формой отдельных элементов, их взаимным расположением, спосо­бом закрепления и т.п.), обеспечивающих некоторое улучше­ние потребительских качеств.

Законы и закономерности строения техники

На основе результатов статистического анализа патент­ного фонда изобретений Г.С. Альтшуллер выявил три условия принципиальной жизнеспособности технических систем, кото­рые он сформулировал в виде трех законов строения техни­ческих систем:

- закона полноты частей системы;

- закона энергетической проводимости частей системы;

- закона согласования ритмики частей системы.

Закон полноты частей системы

Закон полноты частей системы отражает необходи­мость наличия в любой жизнеспособной технической системе четырех частей:

- рабочего органа, осуществляющего обработку предме­та труда;

- двигателя, преобразующего вещество или извне полу­ченную энергию в конечный вид энергии, необходимый для реализаций рабочим органом технологической функции;

- трансмиссии, передающей энергию от двигателя к рабочему органу;

- органа управления, осуществляющего управляющее воздействие на части системы.

Полной техническая система является тогда, когда она имеет все необходимые элементы (подсистемы) для выполнения своих функций без участия человека. При отсутствии тех или иных элементов их заменяет человек. Во многих относительно простых технических объектах имеет место совмещение одним элементом системы нескольких функций. Например, спортивный лук – это техническая система, состоящая из стрелы (рабочий орган), дуги (двигатель) и тетивы, выполняющей две функции: функции двигателя и трансмиссии. Отсутствует орган управле­ния. Этот отсутствующий в луке элемент, как и отсутствующий внешний источник энергии, восполняет человек.