17. Физическое противоречие. Определение и разрешение противоречий.

Физическое противоречие – cитуация, когда к объекту или его части, к его состоянию, свойствам, параметрам и т.п. предъявляются противоположные требования, вытекающие из условий изобретательской задачи.

Различают следующие виды физического противоречия:

Физическое противоречие на макроуровне – противоположные требования к макроскопическим свойствам (состояниям) объекта или его части;

Физическое противоречие на микроуровне – противоположные требования к состоянию (действию) микрочастиц объекта или его части;

Физическое противоречие кратное – противоположные требования к наличию (должен быть – не должен быть) каких-то элементов системы;

Физическое противоречие для параметра – противоположные требования к физической характеристике, параметру, соответствующему свойству (состоянию) и т.п. объекта или его части.

При многообразии изобретательских задач количество типовых физических противоречий сравнительно невелико. Поэтому значительная часть физических противоречий решается по аналогии.

Г.С. Альтшуллером сформулированы основные принципы разрешения физических противоречий:

• разделение противоречивых свойств в пространстве и во времени;

• системные переходы (объединение систем в надсистему, сочетание системы с антисистемой, разделение свойств между системой и надсистемой);

• фазовые переходы;

• физ.-хим. переходы.

21 .Ресурсы в технической системе. Виды ресурсов.

Во многих случаях необходимые для решения задачи ресурсы имеются в системе в годном для применения виде - готовые ресурсы. Нужно только догадаться, как их использовать. Но нередки ситуации, когда имеющиеся ресурсы могут быть использованы только после определенной подготовки: накопления, видоизменения и т. п. Такие ресурсы называются производными. Нередко в качестве ресурсов, позволяющих совершенствовать техническую систему, решить изобретательскую задачу, используются также физические и химические свойства имеющихся веществ - способность претерпевать фазовые переходы, менять свои свойства, вступать в химические реакции и т. п.

Рассмотрим ресурсы, наиболее часто используемые при совершенствовании технических систем.

Ресурсы вещества готовые - это любые материалы, из которых состоит система и ее окружение, выпускаемая ею продукция, отходы и т. п., которые, в принципе, можно использовать дополнительно

Вещественно-полевые ресурсы - это вещества и поля, которые уже имеются или могут быть легко получены по условиям задачи. ВПР бывают трех видов

Внутрисистемными (ВПР) ресурсами могут быть:

• свойства материала, из которого сделан инструмент или изделие;

• форма и размеры;

• расположение в пространстве.

Внешнесистемные (ВПР) ресурсами могут быть:

• поля внешних сил – ударов и вибраций;

• гравитационные поля;

• силы трения;

• воздух.

Надсистемными (ВПР) ресурсами могут быть:

• отходы посторонней системы;

• «копеечные» - очень дешевые посторонние предметы.

22. Повышение динамичности и управляемости тс.

В процессе развития ТС повышается способность к целенаправленным изменениям, обеспечивающим улучшение адаптации, приспособление системы к меняющейся внешней среде, превращение некогда постоянного, неизменяемого параметра в переменный, изменяемый согласно нашим требованиям. Это позволяет сохранить ТС высокую степень идеальности при значительных изменениях условии, требований и режимов работы, например, самолет с изменяемой геометрией крыла и корпуса в зависимости от режимов работы.

ТС, как правило, рождается статичной, "окостенелой", узкофункциональной. В процессе развития идет переход к мультифункциональности:

Ø переход к системам со сменными элементами, например, дрель со сменными сверлами, токарный автомат с перенастройкой; программный принцип, при котором в ТС имеются все нужные блоки и выполнение той или иной функции задается программой их соединения и подключения, например, современная ЭВМ;

Ø переход к системам с изменяющимися элементами.

В процессе развития ТС происходит переход к системам с увеличенным числом степеней свободы, с повышением возможностей ТС к изменениям:

Ø от статичных неизменяемых систем к системам с механическими изменениями: с применением шарниров и других (зубчатых, пневматических, гидравлических и др.) механизмов, изменяющих направление и величину действующих сил; эластичных, гибких, пластичных и других материалов;

Ø переход к ТС, изменяемым на микроуровне, за счет свойств входящих в них веществ, нелинейных зависимостей параметров, фазовых переходов всех видов, химических превращений, например, использование нелинейности магнитных свойств веществ для ограничения тока;

Ø переход к системам, в которых изменяется, перемещается, становится более динамичным не вещество, а поле, например, использование электромагнитных мешалок вместо механических в металлургии.

ТС рождается, как правило, неуправляемой, повышение управляемости предусматривает:

Ø принудительное управление состоянием системы: а) введение управляющих веществ, устройств; б) введение управляющих полей; в) введение хорошо управляемого процесса, действующего против основного, которым нужно управлять;

Ø переход к самоуправлению: а) за счет введения обратных связей; 6) использования "умных" веществ, включающих физические и химические эффекты и явления.

В процессе развития происходит изменение устойчивости ТС:

Ø от системы с одним статическим устойчивым состоянием к системе с несколькими устойчивыми состояниями (мультиустойчивость), например, тумблер и пружинистая мембрана с двумя устойчивыми состояниями;

Ø от систем, устойчивых статически, к системам, устойчивым динамически, т.е. за счет движения, проходящего через систему потока энергии, управления. Например, трехколесный велосипед обладает статической устойчивостью, а двухколесный динамической. Чем выше статическая устойчивость самолета, тем он безопаснее, но менее маневрен;

Ø использование неустойчивых систем, моментов потери устойчивости, например, систем типа "спусковой крючок", способных запасать энергию и в нужный момент скачком освобождать ее - взрывчатые вещества, цепные реакции и т.п.