Размещено на сайте 18.06.2009.
6 ПРОДОЛЖЕНИЕ. НАЧАЛО В ПРЕДЫДУЩЕМ ВЫПУСКЕ
Методика исследования параметров движений в ТС для выполнения прогнозных проектов.
Краткое название «метод форономии»
2. Понятие поворотов
Известный нам из курса диалектического материализма закон отрицания отрицания имеет очень много проявлений в развитии техники. Можно привести множество примеров его проявления.
Это название закономерности может быть удобно для философов, но не удобно для нас. Философская наука оперирует категориями «материя и дух», исследователи закономерностей развития техники оперируют понятиями «ресурсы развития техники», «полнота частей системы», «увеличение уровня динамизации», «виды и типы источников энергии» и т.п. При этом феномен проявления закона двойного отрицания в виде повторов реально существует, следовательно, он должен иметь определённое отражение в специфическом понятийном аппарате науки о закономерностях развития техники.
Напомню кратко описание этого закона.
«…Отрицания отрицания закон, один из основных законов диалектики, характеризующий направление процесса развития, единство поступательности и преемственности в развитии, возникновения нового и относительной повторяемости некоторых моментов старого. Впервые был сформулирован Г. Гегелем, хотя отдельные черты этого закона (диалектический характер отрицания, роль преемственности в развитии, нелинейный характер направления развития) фиксировались и в предшествующей истории философии.
Уже сам этот закон предполагает повторное отрицание в ходе развития, которым "снимается", или преодолевается, первое отрицание, имевшее место раньше в процессе того же развития. Отсюда вытекает, что повторное отрицание (или отрицание отрицания) является вместе с тем как бы частичным возвратом к тому, что уже однажды возникало в процессе развития, а в последующем исчезло, подверглось отрицанию. Это и выражается в том, что на новом этапе развития повторяются некоторые черты, признаки или свойства вещей и явлений, которые обнаруживались раньше, на уже пройденных к настоящему времени ступенях развития…»
Кедров Б. М. О повторяемости в процессе развития
В конце концов, речь идёт о том, что техника в своём развитии проходит путь двойного «отрицания» по цепочке:
Система А
система «не А» система «не ( не А)»,
где третий элемент похож на первый, но не совпадает с ним.
Проиллюстрирую эту последовательность на примере с гибким крылом.
Диаграмма 7
Подробное исследование проявления закона двойного отрицания в механизмах управления крылом самолёта выполнено в работе автора Морфное крыло истребителей будущего: забытые истоки
Если говорить о механизме, с помощью которого произошёл повтор в развитии на отрезке А не А не (не А), то можно сказать, что речь идёт о двух трендах:
1. Монолит, шарнир, много шарниров, эластичная связь, поля…
2. Изменение ориентации плоскости, в которой выполняет движение рабочий орган (РО) подсистемы или оси.
В п.2 сформулировано понятие о разных вариантах пространственных соотношений в направлениях движения самой ТС и направления оси вращения РО. Они могут быть направлены в одну сторону, а могут быть ортогональны друг другу. Соответственно сформулированному описанию ситуации можно говорить о «продольной» или «поперечной» поляризации движения.
Закон двойного отрицания проявляется в области этого параметра сменой продольной поляризации на поперечную и возвратом к продольной с какими - нибудь изменениями в области других свойств ТС. Избранная терминология заимствована из оптики, где существует понятие поляризации света и соответствующие технические устройства.
Постараюсь объяснить выбор такой терминологии.
Исследование пространственных соотношений меду осью движения собственно ТС и вещества/поля РО этой же ТС относительно новое понятие. Выбор терминологии из того раздела физики, где используются представления о волновой природе света тоже не случаен. В феномене поляризации света можно увидеть определённую аллегорию для изучения квазигармонических процессов, которые можно найти в развитии техники.
Поясню боле подробно интерес к терминологии оптики.
Модели спирального развития подразумевают обязательное соблюдения принципа историчности, когда изучая какую-нибудь ТС на предмет вариантов её дальнейшего развития, мы должны построить как можно более полную историческую цепочку.
Именно такой формат рассмотрения позволяет увидеть проявления закона двойного отрицания. Применительно к избранному параметру ( взаимное пространственное соотношение двух осей) и будет наблюдаться процесс, который объясняет обращение к терминологии того раздела физики, где справедливы волновые модели.
Выстраивание всей исторической цепочки в развитии конкретной ТС позволяет увидеть, что в двух выбранных параметрах (продольный и поперченный варианты соотношения двух осей) есть попеременное обращение то к одному варианту, то к другому. Можно интерпретировать этот процесс как похожий на осциллирующий: «поперечная- продольная- поперечная – продольная и т.д.
Приведу иллюстрацию сказанного, цитируя материал статьи о развитии крыла самолёта.
Но это только модель и реальные процессы несколько отличаются от процессов модели. Поэтому они обозначаются нами как «квазигармонические». Их оказалось довольно много. Сейчас не буду на них останавливаться. Примеры квазигармонических процессов можно найти в работе автора «Как прогнозисты читают автомобильные обзоры» (1.2.3.4.5.6.7.8.9.10,11)
Для пояснения этой ситуации с осцилляциями в области поляризации движений проще всего рассмотреть дополнительную аналогию в совершенно далёкой от авиации области. Например, в истории развития устройств, с помощью которых можно извлекать энергию из движения воды в реке для помола зерна или производства электрической энергии.
В двух приведённых мельницах ось вращения расположена вертикально.
Условно, для краткости, можно называть этот феномен в развитии типов движения в Технических системах как феномен «поляризации движения РО»
Ещё одна иллюстрация проявления действия закона двойного отрицания для которого предложено понятие «вариантов поляризации движения РО» может быть приведена из истории развития стиральных машин.
Можно посмотреть потрясающие видеоролики на сайте музея стиральных машин. Прошло 115 лет и появившаяся проблема бережной стирки шерстяного и шёлкового белья, заставила сделать повтор в типе движения или спираль в развитии.
У стиральной машины нового поколения вновь появился маятниковый тип движения, как в машинах столетней давности.
Подробное описание этого феномена с большим количеством примеров можно изучить в моей коллекции «Движение движения»
Проведённые научные исследования выявили важные для практического применения следующие наблюдения.
Ранее было известно, что
1. Поступательное движение в ТС чаще всего переходит во вращательное.
Однако, в ходе исследований удалось установить, что
2. Поступательное движение может переходить в поступательное
3. Вращательное движение может переходить во вращательное.
Второй и третий сценарий получили рабочее название «смена поляризации» по аналогии с явлениями, которые мы можем наблюдать в волновой оптике. Более сотни примеров рассмотрены в специально созданной открытой коллекции, выполняющей функции справочника по движениям.
Можно проиллюстрировать это наблюдение с помощью примеров из области развития складных корпусов мобильных телефонов.
Для удобства использования этих представлений разработана диаграмма, которой можно пользоваться при рассуждениях о возможных вариантах новых реализаций ТС с сточки зрения типов движения.
Диаграмма 8
Как видно из диаграммы 8 метод анализа основан на классификации видов движения (левая половина диаграммы, которая уже фигурировала в первой части методики как диаграмма 5) и на классификации видов ориентации оси или плоскости в которой движется РО подсистемы.
Значки суммы, которые есть и в левой и в правой части диаграммы подразумевают возможность сложения всех типов движения и видов поляризации.
Рассмотрим примеры, которые иллюстрируют разные ситуации расположения оси вращения Рабочего Органа, которой посвящена правая половина диаграммы 8 .
Повороты в контексте моделей спирального развития
Повороты осей вращения и плоскостей движения рабочего органа технической системы в процессе её развития можно рассматривать как повторы.
Одним из видов ресурсов для развития технической системы является ДВИЖЕНИЕ . Кроме того, что поступательное движение может смениться на возвратно – поступательное , вращательное ( полное круговое), маятниковое (неполное круговое), колебательное и волновое , может произойти смена ориентации в пространстве оси вращения или плоскости движения относительно направления выполнения функции .Именно такой ситуации , когда «вращательное переходит во вращательное» , а «поступательное переходит в поступательное» были посвящены эти исследования.
В ходе этих исследований было собрано более сотни примеров существования этого феномена развития систем . Автор считает , что эти знания так же полезны и важны для прогнозных проектов , как и любые знания о сценариях развития систем .
Приведу некоторые примеры, иллюстрирующие повторы в развитии машин, в которых виден повтор типа движения из предшествующих реализаций.
Переходы поступательного в поступательное.
ЧАСЫ
Рассмотрим песочные часы и современные японские часы Фирма Pimp под названием "star performer". Циферблат часов имеет необычный принцип работы. На дисплее, содержащем все цифры он подсвечивает нужные. Например, (на картинке ниже) на часах сейчас 6:02 PM (по-нашему 18:02). Подсвеченный бокал Мартини означает, что это уже вторая половина дня.
ЧАСЫ (переход вращательного движения во вращательное )
вращательное движение при исполнении функций ( повтор типа движения как у солнечных часов). Слева – наиболее распространённый тип технического решения. Справа – повтор этого решения с помощью использования магнитных полей.
принцип их работы таков: маленький шарик-магнит неустанно вращается по циферблату и показывает время, одновременно притягивая взгляд и завораживая наблюдателя. Работают такие часы на одной АА батарее.
По материалам coolest-gadgets.com
ЧАСЫ (переход вращательного движения во вращательное с феноменом поляризации)
Повторение вращательного движения как ПОВОРОТ. Часы изображённые справа работают так же как табло для демонстрации расписания на вокзале или как у рекламных щитов .
ЧАСЫ (переход поступательного движения в поступательное с поворотом на 180 градусов)
Есть такой рыночный механизм для формирования новых товаров
СДЕЛАЙ НАОБОРОТ, чтобы получился товар с ярко выраженными
необычными свойствами.
Справа изображены «электронные песочные часы, справа следующая версия «песочных часов с феноменом поворота на 180 градусов».
У этих «часов» песок движется СНИЗУ ВВЕРХ ( магнитный порошок ) Его можно использовать и как таймер, и как релаксант, и как стильную деталь интерьера
У песочных часов «циферблат» основан тоже на поступательном движении песка снизу вверх так же как и японских часов фирмы Pimp ( материал о часах http://express.kirov.ru/news/?n=2707
ЧАСЫ. Приведём ещё один пример, который иллюстрирует принцип «сделай наоборот» и повтор вращательного движения ( переход «вращательное- вращательное с поворотом на 180 градусов»).
Обратите внимание на то, что этот пример иллюстрирует существование переходов «вращательное- вращательное», когда феномен поворотов не возникает. Разберём эти ситуации отдельно ниже.
В приведённых примерах феномен поворотов есть.
Приведём примеры переходов движения самого в себя, когда феномен поворота не возникает.
Причём, эти переходы могут совершаться как с поворотами, так и без них.
Выводы по разделу «повороты» и «феномен поляризации»:
1. Феномен поворотов осей вращения РО относительно оси действия самой ТС существует.
2. Традиционно, в анализе развития видов движения ТС мы рассматривали переходы типа «поступательное- вращательное».
3. многочисленные исследования показали, что существуют переходы типа «поступательное- поступательное», «вращательное – вращательное», «импульсное- импульсное», «волновое – волновое», «маятниковое – маятниковое».
4. Эти переходы могут сопровождаться процессами поворотов, а могут и не сопровождаться.
5. Выявление условий, при которых наступает явление поворотов (поляризации движений) является предметом дальнейших фундаментальных исследований. Целесообразно их проводить в рамках подходов и представлений, которые были описаны выше как квазигармонические процессы развития техники. Это относительно новое направление в ЗРТС, которое уже однажды возникало в истории ЗРТС в виде моделей «бегущей волны идеализации». Приглашаются все желающие.
6. Исследование вариантов дальнейшего развития типа движения в изучаемом семействе ТС можно проводить с помощью специально разработанной диаграммы по феномену поляризации. Как всякая классификационная система, эта диаграмма содержит в себе алгоритм исследования, который можно использовать как для поиска «недостающих» состояний (вариантов конструктивных решений), так и для прогнозирования. Большого различия в этих двух действиях нет, потому что и то и другое опирается на предмет «мысленного эксперимента» (творческого акта изобретения), сделанного по правилам, которые получены при разработке метода форономии.
3. Технология использования метода форономии.
Метод форономии является инструментом диалектического анализа. А следовательно, использует принципы диалектического познания.
В данном случае речь идёт о принципе историзма, который подразумевает исследование ТС в контексте её исторического развития.
Невозможно сделать суждение о будущем, ничего не зная о прошлом.
Для этого необходимо рассмотреть историческую последовательность изучаемой системы.
Построить исторический ряд данной ТС и в каждом элементе исторической последовательности Тс(i) ТС(i+1) определить тип движения вещества, поля, информации руководствуясь классификационной системой из шести таксонов, которая была изложена в первой части настоящей методики «теория движений».
При этом, рекомендуется максимально продлить эту последовательность в левую часть, а именно в прошлое.
Применительно к этому примеру такое рассмотрение даёт следующий прогнозный образ.
До появления первого устройства получения огня люди использовании ресурс надсистемы в виде удара молнии и воспламенения деревьев. Эту ситуацию можно классифицировать как «отсутствие движения» вследствие использования ресурсов НС.
В приведённой исторической последовательности мы видим, что состоялось два повтора: маятниковое ( неполное вращательное) и вращательное, первый и третий элементы последовательности, а также поступательное и фрикционное, второй и четвёртый элементы.
Модели спирального развития формируют вопрос о будущем как о том «что могло бы повториться в будущем, опираясь на знания о прошлом?».
В контексте такой постановки прогнозный образ в этом примере может выглядеть так.
Базовые типы движений в исторической последовательности уже многократно использованы. Мы видим уже два повтора. При этом, уровень развития ТС характеризуется уже переходом на микроуровень (пьезокерамический зажигатель). Следовательно, у закона перехода в Надсистему появляются большие шансы стать актуальным.
В самом начале исторической последовательности было состояние «отсутствие движения». Следовательно, вполне реально предположить повтор состояния «отсутствие движения», но по механизму передачи функции «зажигать» в Надсистему, как это произошло в газовых плитах.
В данном примере прогнозный образ выглядит как создание нового типа сигарет, в котором использована какая-нибудь наиболее близкая технология, например из ТС воспламенения спички или так называемых пирофорных композиций, когда воспламенение вещества происходит за счёт контакта с кислородом, содержащимся в воздухе.
Получив такой прогнозный образ можно обратиться к Интернету и найти такую разработку. См. например здесь.
Можно высказать прогнозное предположение о типе движений на основании соображений о том, что ТС одного техноценоза имеют тенденцию объединяться. Хрестоматийный пример карандаш и резинка.
Если мы говорим о сигаретах, то разумно предположить объединение сигарет и спичек.
Такую разработку оказалось несложно найти для иллюстрации.
А вот найти новую конструкцию сигарет, которые получат дополнительный тип движения для того, чтобы можно было их зажечь не тратя времени и энергии на поиски устройства зажигания я не нашёл.
При использовании подходов спиральности можно предположить повтор поступательного движения в сигаретах, но в более сложном исполнении.
Например, так, как изображено на вышерасположенном рисунке.
Общие замечания по проведению анализа исторических последовательностей.
К сожалению, ни в каких максимально подробных инструкциях нельзя предусмотреть все сценарии поведения человека, который выполняет анализ в целях построения прогнозных образов.
Автор многократно составлял сам для себя такого рода инструкции и каждый раз, выполняя практическую работу стремился их нарушить.
Видимо, можно указать основные шаги, но поведение на каждом шаге является актом индивидуального инженерного творчества, которое опирается на справочные данные и личный индивидуальный опыт.
Правильнее в ситуации обучения методам анализа параметров движений приводить конкретные примеры.
Мы рассматривали в качестве примера устройства для зажигания сигарет. Уместно будет, как дополнение к этой же теме привести пример построения прогнозных образов возможных фильтров для сигарет.
На этом рисунке содержится конспект аналитического процесса по методу форономии,
который выводит нас на рассуждение о том, что фильтр сигареты может изменить конструкцию, если пользоваться традиционным правилом рассуждений: «поступательное движение переходит во вращательное».
Сигаретный дым совершает поступательное движение в фильтрах сигарет или кальянах, где тоже происходит очистка.
Как прототип устройств очистки выбираются устройства очистки воздуха в пылесосах, где поступательное движение заменилось на вращательное. К плоским фильтрам добавились, а в некоторых случаях полностью заменили процесс очистки циклоны, в которых частицы пыли совершают вращательное движение.
Чем-то это решение похоже на решение задачи о носовых фильтрах для аллергиков, которое описывалось среди выполненных проектов компании GEN3.
Оно более «продвинутое», потому что не содержит движущихся частей. Воздух, загрязнённый частицами цветочной пыльцы, которые по размерам сопоставимы с размерами частиц дыма очищает «сам себя», закручиваясь в каналах микроциклона, и высаживается на стенках этого микроциклона.
При этом, мы зная о существовании феномена поворотов направления движения вещества РО можем уже на стадии построения прогнозных образов предположить два варианта расположения устройств очистки. Так как это изображено на нижней левой части рисунка, где есть два варианта расположения РО у водяной мельницы и гидроэлектростанции.
Этим примером автор хочет подчеркнуть, что метод форономии не отрицает использования старого правила о переходе поступательного во вращательное движение, а дополняет его новыми соображениями для построения гипотез о будущих возможных технических решениях.
Примеры использования метода форономии в формате исторической реконструкции изобретательских решений.
Эти примеры являются опытом анализа в построении исторических последовательностей и интерпретацией произошедших изменений с позиции метода форономии для уже состоявшихся решений .Рассмотрение возможностей этого метода в формате исторической реконструкции на реальных состоявшихся решениях немного упрощает процесс передачи этого опыта другим пользователям.
1. Устройства для сварки металлов.
2. Источники извлечения механической энергии из движения воды в реке.
3.Типы движения РО, совершаемые в стиральных машинах.
4. Типы движения РО в системах пожаротушения. Волновые системы пожаротушения можно было предсказать.
Дополнительны примеры использования метода форономии в проектах можно посмотреть в других текстах автора:
- Решение задачи о датчиках давления в колесе
- Пример про то, как прогнозисту «не поверили» (патентный пейнтбол)
- Как прогнозисты читают журнал «Популярная Механика»
- Как «прогнозисты» читают журналы про мобильные телефоны (1,2,3)
- «Как прогнозисты хотят поменьше работать на даче» ( 1,2)
- Морфное крыло истребителей будущего: забытые истоки
Движение является одним из важных ресурсов в развитии техники, однако, по мнению автора, более высокий ранг значимости имеет ресурс Потребности. Перейдём к рассмотрению следующей методики, которая посвящена анализу возможностей объединения ресурсов Потребности.
