Законы развития систем. ТРИЗ. Изд. 2-е, испр. и дополненное

3.3. Заключение

Всеобщие законы развития описывают наиболее общие, но неконкретные, направления развития любых систем. Это своего рода развитие систем

«с птичьего полета», представляющее собой философский поход к развитию систем.

И так, к всеобщим законам развития систем относятся:

– Закон S—образного развития систем;

– Законы диалектики:

– закон перехода количественных изменений в качественные;

– закон единства и борьбы противоположностей;

– закон отрицания отрицания.

Конкретное и более детальное развитие систем описывается законами развития искусственных, в частности, технических систем.

4. Законы развития потребностей

Любая система создается для удовлетворения какой-то потребности.

Прежде чем создавать систему необходимо выявить какую потребность она будет удовлетворять.

Для создания системы будущих поколений желательно прогнозировать будущие потребности.

В этой главе предлагаются способы прогнозирования новых потребностей.

Содержание

4.1. Введение

4.2. Структура законов развития потребностей

4.3. Закон идеализации потребностей

4.4. Закон динамизации потребностей

4.5. Закон согласования потребностей

4.6. Закон объединения потребностей

4.7. Закон специализации потребностей

4.8. Разработка новых потребностей

4.9. Выводы

4.1. Введение

Дистанция от получения идеи технической системы до ее внедрения, а тем более бизнес-успеха достаточна велика. Известно, что бизнес успеха dв бизнесе добивается только одна из 3000 идей²⁷³ (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Стадии развития нового продукта

В связи с этим важно не только выбрать правильную идею, соответствующую законам развития технических систем, но и правильно определить потребность и спрос на эту идею.

Закономерности развития потребностей подчиняются закону возрастания потребностей.

Всеобщий экономический закон возрастания потребностей отражает внутренне необходимые, существенные и постоянные взаимосвязи между производством и потреблением, потребностями и существующими возможностями их удовлетворения. Согласно этому закону непрерывное развитие потребностей является движущей силой экономического и духовного прогресса человечества, что, в свою очередь, стимулирует возникновение все новых и новых потребностей.

Возрастание и развитие потребностей всегда опережает возможности производства и не совпадает с уровнем фактического потребления. В этом проявляется авангардная роль потребностей, отраженная в экономическом законе возрастания потребностей.

Структура потребностей изменяется в следующей последовательности перехода:

– от удовлетворения примитивных материальных потребностей к удовлетворению духовных, эстетических, интеллектуальных, творческих потребностей;

– от удовлетворения массовых потребностей к индивидуализации нужд и средств их удовлетворения;

– от вещественной структуры потребления к преобладанию в ней услуг.

Постоянно возрастает потребность освобождения человека от участия в процессе создания товаров и услуг. Как следствие, идет процесс постоянного увеличения свободного времени у людей и потребность занять свободное время.

К примитивным потребностям относятся потребности в пище, сне, защите от окружающей среды и других обитателей, сексе. Развитие этих потребностей приводит к увеличению разнообразных способов их удовлетворения и улучшению их качества.

Каждый из видов потребностей также имеет иерархическую структуру. Один вид потребностей вызывает появление нового вида, который в свою очередь вызывает появление следующего вида. Этот процесс бесконечен.

Пример 4.1. Потребность в пище

Удовлетворение потребности в пище, привело к появлению новой потребности – добыче пиши. Эта потребность вызвала появление потребности в способах добычи и приготовлении пищи. Она в свою очередь вызвала потребность в способах добычи пищи у природы (охота, поиск и сбор растений) и создание пищи (сельское хозяйство). Каждый из этих видов потребностей приводит к появлению следующих потребностей. Охота требует разработки способов охоты и появления средств охоты. Они приводят к появлению отдельных индустрий, выпускающих средства охоты, что вызывает появление большого куста новых потребностей. Развитие сельского хозяйства вызвало появление специальных научных центров и индустрий.

Закономерности развития потребностей идут в двух направлениях:

– появление принципиально новых потребностей;

– развитие существующих потребностей.

Приведем примеры появления принципиально новых потребностей.

Пример 4.2. Запах по электронной почте

Имеется потребность в передаче информации.

Раньше использовали почту. Сегодня информация передается по электронной почте. Первоначально передавалась только текстовая информация, затем картинки, голос, видео.

Теперь можно передавать запах.

Японская компания Chaku Perfume Co. Ltd. создала приставку Chat Perf для iPhone, которая позволяет сообщениям и уведомлениям по электронной почте сопровождаться запахом. Внутри него имеются емкости с определенными запахами. При получении или отправлении сообщений можно будет почувствовать определенный тонкий аромат из резервуара, присоединенного к телефону (рис. 4.2а).

Выпустили и другую подобную приставку Scentee (рис. 4.2б).

Видимо, в дальнейшем появится возможность передачи тактильной, температурной, вкусовой и других видов информации.

Рис. 4.2. Запах по электронной почте

Пример на развитие существующей потребности.

Пример 4.3. Бритье бороды

Известна потребность в стрижке волос. Она удовлетворяется с помощью электрической машинки (рис. 4.3а). Этим инструментом неудобно стричь брови, волосы в носу и ушах. Появилась специализированная потребность, развивающая существующую.

Для удовлетворения этой потребности разработали специальную машинку (рис. 4.3б), которая стрижет брови, волосы в носу и ушах.

Рис. 4.3. Машинка для стрижки

4.2. Структура законов развития потребностей

Удовлетворение потребностей может осуществляться известными и вновь появляющимися функциями (рис. 4.4), изменение которых подчиняется определенным закономерностям.

Известные и новые функции могут выполняться известными и новыми принципами действия.

Осуществление указанных принципов действия может выполняться:

– применением имеющихся систем;

– применением имеющихся систем по новому назначению;

– созданием новых систем.

Рис. 4.4. Удовлетворение потребностей

Развитие каждого из видов потребностей происходит по определенным законам.

Автор сформулировал следующие законы развития потребностей²⁷⁴:

– Идеализация потребностей.

– Динамизация потребностей.

– Согласование потребностей.

– Объединение потребностей.

– Специализация потребностей.

Идеализация потребностей проводится путем их динамизации, объединения или специализации и последующего согласования

(рис. 4.5).

Рис. 4.5. Структура законов развития потребностей

Эти законы могут использоваться для прогнозирования новых потребностей.

Рассмотрим эти законы детальнее.

4.3. Закон идеализации потребностей

4.3.1. Общие представления

Закон идеализации потребностей предусматривает увеличение количества, улучшение качества потребностей, уменьшение затрат времени и средств на их удовлетворение, а также уменьшение вредных действий (факторов расплаты).

Свойства идеальной потребности.

– Идеальная потребность – потребность, которая удовлетворяется в нужный момент в нужном месте при необходимых условиях.

– Потребность тем идеальнее, чем качественнее она удовлетворяется.

– Потребность тем идеальнее, чем большее количество потребностей удовлетворяется.

– Потребность тем идеальнее, чем меньше затрачивается времени, сил и средств на осуществление этой потребности. Идеальная потребность удовлетворяется как по мановению волшебной палочки – САМА.

– Потребность тем идеальнее, чем удовлетворение меньше создает отрицательных эффектов (вредных факторов, вредных воздействий) как непосредственно объекту, удовлетворения потребностей, так и окружению.

– Идеальная потребность – это потребность, которую нет необходимости удовлетворять. Потребность стала ненужной или она удовлетворяется сама.

Степень идеализации потребностей можно представить в виде формулы (4.1):

Степерь идеализации потребностей

где

I_n – степень идеализации потребностей (безразмерная величина);

Nqn – количество потребностей (безразмерная величина);

Nql – качество потребностей (безразмерная величина);

a, β, γ – коэффициенты согласования;

C – затраты времени и средств на удовлетворение потребностей;

H – вредные действия;

i – порядковый номер потребности;

n – максимальное значение потребностей.

Знаменатель в формуле 4.1 – это факторы расплаты.

Пример 4.4. В нужный момент в нужном месте

Удовлетворение потребности в нужный момент в нужном месте осуществляется, например, различными складными, приставными, надувными и заменяемыми объектами.

Кровать создана для удовлетворения потребности в отдыхе. Это известная потребность удовлетворяется известной функцией лежания на кровати.

Чтобы кровать удовлетворяла эту потребность в нужный момент в нужном месте ее можно сделать разборной, приставной или надувной. Для этого использовали известный принцип действия, например, раскладывание и складывание. Использовали известные части и соединили их шарнирами.

Пример 4.5. Улучшение качества и количества, сокращение времени

Рассмотрим потребность удовлетворения в пище.

Первоначально человек ел все, что он мог достать (как правило, однообразная пища) и тратил на это много времени. Таким образом, качество было не высокое, разнообразие (количество) не большое. Потребность удовлетворялась имеющимися «системами».

Сегодня громадное разнообразие видов пищи (увеличение количества). Пища имеет великолепное качество.

На приготовление пищи или совсем не нужно тратить время (готовая к употреблению пища) или все готовится очень быстро (полуфабрикаты). Сокращение времени на удовлетворение этой потребности.

Исчезла потребность в «добывании» пищи.

Пример 4.6. Удовлетворение осуществляется само

Имеется потребность в разогревании или охлаждении пищи или напитков. Эту потребность удовлетворяют с помощью подогрева на газовой (электрической) плите или микроволновой печи, а охлаждают в морозильной камере.

Идеализация этой потребности – не нужно нагревать или охлаждать. Создали самонагревающиеся (рис. 4.6а) и самоохлаждающиеся (рис. 4.6б) контейнеры.

Рис. 4.6. Удовлетворение потребности осуществляется само

В соответствии с формулой 4.1 степень идеализации потребностей будет увеличиваться с увеличением числителя и уменьшением знаменателя.

Опишем механизм увеличения степени идеализации потребностей.

Увеличение числителя может осуществляться за счет:

– увеличения количества потребностей;

– улучшения качества потребностей.

Увеличение количества потребностей может осуществляться за счет:

– появления новых потребностей;

– разнообразия имеющихся потребностей.

Улучшение качества имеющихся и вновь появляющихся потребностей может осуществляться за счет:

– разработки и/или использования более прогрессивных средств;

– изобретения дополнительных или принципиально новых средств, удовлетворяющих вновь появившиеся потребности.

Уменьшение знаменателя может осуществляться за счет:

– уменьшения затрат времени и средств на удовлетворение потребностей;

– уменьшения вредных действий.

Сокращение затрат времени и средств на удовлетворение потребностей осуществляется путями:

– одновременного удовлетворения нескольких потребностей;

– удовлетворения нескольких потребностей путем использования одного средства;

– удовлетворения новых потребностей за счет имеющихся ресурсов.

Уменьшение вредных факторов может осуществляться предварительным анализом потребностей с использованием, например, элементов ТРИЗ и «диверсионного анализа»²⁷⁵.

Некоторые пути уменьшения вредных факторов:

– использование безотходных и сбалансированных технологий;

– использование ресурсов;

– использование эффектов (грамотное использование эффектов, особенно биологических, не создает вредных факторов).

Структура механизма увеличения степени идеализации потребностей представлена на рис. 4.7.

Рис. 4.7. Структура механизма увеличения степени идеализации потребностей

Рассмотрим детальнее эти возможности.

4.3.2. Увеличение количества и улучшение качества потребностей

4.3.2.1. Увеличение количества имеющихся и вновь появляющихся потребностей

Увеличение количества потребностей может осуществляться за счет появления новых потребностей и разнообразия имеющихся потребностей.

– Появление новых потребностей.

Пример 4.7. Вживление электронных чипов

Появилась потребность идентифицировать животных, особенно дорогих.

Разработали чип (рис. 4.8), который вживляют в тело. В чипе записаны все данные о животном и его хозяине. Информация считывается с помощью специального прибора.

Рис. 4.8. Вживление электронных чипов

– Разнообразие имеющихся потребностей.

Например, за счет специализации потребностей или изобретения дополнительных средств.

Пример 4.8. Моющие средства

При появлении мыла его использовали для всех процедур очистки. Теперь имеется специальное мыло для лица, отдельные моющие средства для мытья посуды, отдельные средства для мытья особо жирной посуды и т. д.

4.3.2.2. Улучшение качества имеющихся и вновь появляющихся потребностей

Улучшить качество потребностей можно разработкой и/или использованием более прогрессивных средств или изобретением принципиально новых средств, удовлетворяющих вновь появившиеся потребности.

Улучшение качества имеющихся и вновь появляющихся потребностей может осуществляться за счет:

– разработки и/или использования более прогрессивных средств;

Пример 4.9. Телевизор

Потребность в улучшении качества телевизионного изображения была удовлетворена переходом к цифровой передаче изображения.

– изобретения дополнительных или принципиально новых средств, удовлетворяющих вновь появившиеся потребности.

Пример 4.10. Насадки

У машинок для стрижки волос появились насадки, регулирующие длину оставляемых волос (рис. 4.9). Это дополнительные средства.

Рис. 4.9. Машинка для стрижки волос с насадками

Пример 4.11. Зубная щетка – ионы

Стержень зубной щетки выполнен из диоксида титана (TiO₂). На свету этот стержень высвобождает электроны, которые благодаря слюне-проводнику, при взаимодействии с кислотой в зубном налете, вырабатывают положительные ионы водорода, разрушающие налет и бактерии. Очистка зубов идет за счет фотокаталитических свойств титанового стержня. Потребность в зубной пасте и даже воде исчезла.

Это пример создания принципиально нового средства.

4.3.3. Уменьшение затрат времени и средств на удовлетворение потребностей и уменьшение вредных действий

4.3.3.1. Уменьшение затрат времени и средств на удовлетворение потребностей

Сокращение затрат времени и средств на удовлетворение потребностей осуществляется путем:

– одновременного удовлетворения нескольких потребностей;

– удовлетворения нескольких потребностей путем использования одного средства;

– удовлетворения новых потребностей за счет имеющихся ресурсов.

– Одновременное удовлетворение нескольких потребностей.

Пример 4.12. Перемещение в пространстве

Потребность перемещения в пространстве, например, вождение автомобиля и одновременное получение информации, была удовлетворена, когда в автомобиль вмонтировали радио. Аналогичный пример с использованием в автомобиле сотовых телефонов.

– Удовлетворение нескольких потребностей путем использования одного средства.

Пример 4.13. Компьютер

Компьютер может одновременно выполнять сразу несколько работ.

– Удовлетворение новых потребностей за счет имеющихся ресурсов (существующих систем, процессов, услуг и т. д.).

При появлении новых потребностей первоначально используют имеющиеся технические средства, для изготовления новых изделий используют имеющиеся технологические процессы. Новые виды услуг первоначально выполняют имеющиеся фирмы. На следующем этапе появляются специализированные изделия, процессы и услуги.

Пример 4.14. Тушение пожара на воде

Появилась потребность тушения пожаров на воде. Первоначально эту функцию выполняли обычные суда, потом появились специальные пожарные суда.

4.3.3.2. Уменьшение вредных действий

Уменьшение вредных факторов может осуществляться предварительным анализом потребностей с использованием, например, элементов ТРИЗ и «диверсионного анализа».

Некоторые пути уменьшения вредных факторов:

– использование безотходных и сбалансированных технологий;

– использование ресурсов;

– использование эффектов и прежде всего биологических.

Пример 4.15. Струйная распечатка плат

Компания Seiko Epson разработала технологию струйной печати электронных плат размером 27х24 мм, состоящих из 20 слоев и имеющих толщину без основы всего 200 микрон (рис. 4.10). На плате можно разместить 30 000 транзисторов.

В настоящее время при производстве печатных плат применяется методика фотолитографии. Это достаточно дорогостоящий и трудоемкий процесс, состоящий из нескольких основных стадий: разработки фотомасок для отдельных слоев, формирования электрических соединений и пр. При этом необходимо использование специальных химикатов, утилизация которых создает дополнительные трудности.

Технология струйной печати плат призвана значительно снизить затраты на производство микросхем и сократить вредные выбросы в окружающую среду.

Рис. 4.10. Печатная плата

4.4. Закон динамизации потребностей

Закон динамизации потребностей предусматривает изменение потребностей:

– во времени;

– в пространстве;

– в структуре;

– по определенному условию.

Потребности приспосабливаются:

– под определенную местность;

– группу людей или конкретного человека.

Потребности удовлетворяются в то время, в том месте и в том виде, в котором это необходимо.

Потребности учитывают специфику:

– национальных особенностей;

– рода деятельности;

– возраста;

– пола;

– степени образования;

– религиозности;

– времени года и суток и т. д.

К динамизации потребностей можно отнести и потребности высвобождения человека из трудового процесса (механизация, автоматизация, кибернетизация).

Пример 4.16. Одежда

Наиболее ярко динамизм проявляется в одежде. Она меняется в зависимости от сезона, времени суток, ее назначения. Имеется много видов рабочей одежды. Например, одежда для пожарников, летчиков, медицинских работников и т. д. Очень разнообразна выходная одежда – бальные платья и смокинги, одежда для свадеб. Постоянно меняется мода, и каждый человек выбирает себе свой стиль.

Пример 4.17. Кондиционер

Другим примером может быть потребность в создании условий обитания, например, температуры. Созданы различные обогревательные устройства, которые обогревают не только всю комнату, но могут создать поток теплого воздуха, который направляется в необходимое место.

Современные кондиционеры создают не только различную температуру в разных комнатах. Они могут ее изменять по выбранной или специально составленной программе, могут создавать конкретную температуру в выбранной точке. Кондиционеры могут регулировать влажность и создавать определенные запахи.

4.5. Закон согласования потребностей

Согласование потребностей может проводиться:

– по самим потребностям (согласование потребностей между собой);

– по параметрам;

– в структуре;

– по условиям;

– в пространстве;

– во времени.

В частности, может быть динамическое согласование.

Не согласованные потребности часто приводят к разочарованиям, конфликтам, разорениям, различным катаклизмам, войнам, экологическим катастрофам и т. п.

Под согласованием потребностей понимается и их специальное рассогласование (увеличение максимальной разницы между потребностями).

Пример 4.18. Пища

Многие люди имеют потребность много и вкусно есть. Это часто приводит к ожирению, что не только ухудшает фигуру, но и отрицательно сказывается на здоровье.

Другая потребность иметь хорошую фигуру и быть здоровым, противоположна предыдущей. Для сохранения фигуры необходимо есть мало и не всегда вкусную пищу.

Необходимо осуществить согласование этих потребностей между собой. Была разработана специальная малокалорийная еда, например, различные виды пищи из сои. Предложены разнообразные добавки, снижающие вес. Разработаны специальные виды физической нагрузки.

Согласование потребностей по параметрам приведено в примере с кондиционером (пример 4.17). В качестве согласующих параметров в этом примере: температура, влажность и запах. Это пример динамического согласования.

Пример 4.19. Поп-музыка

Часто встречающаяся ситуация. Люди, находящиеся в одном помещении могут иметь диаметрально противоположные потребности. Например, один человек хочет быть в тишине, а другой при этом слушать поп-музыку на полную мощность музыкального центра.

Согласование таких видов потребностей, может осуществляться:

– во времени – один человек отдыхает, а другой ему в это время не мешает;

– в пространстве – в одном помещении можно слушать музыку, а в другом отдыхать;

– в структуре – место, где слушают музыку или место где отдыхают, имеет звукоизолирующие перегородки, или используются наушники.

Фактически это пример рассогласования разных потребностей.

Пример 4.20. Загрязнение окружающей среды

На определенной территории построили завод, загрязняющий окружающую среду. Жители этого района желают жить в экологически чистых условиях.

Потребности не согласованы. Один из видов разрешения такого противоречия – согласовать потребности хозяев завода и жителей данного района.

Создается такой закон, что хозяин завода должен платить очень большой штраф за загрязнение окружающей среды и ему выгоднее поставить систему очистки.

Оригинальное решение было осуществлено во Франции. Был выпущен закон, что сточные воды можно сбрасывать в реку только выше по течению реки. Это значит, что вы будете употреблять воду из реки с вашими же отбросами. Кто же захочет это делать?

Это вид согласования потребностей в структуре.

Согласование потребностей, в частности, может осуществляться объединением этих потребностей или выделением специальной потребности.