В седьмом номере журнала «Химия и жизнь» была размещена статья, посвященная некоторым случаям объединения систем. Несмотря на не очень глубокое проникновение в суть материала, и не совсем адекватное название авторами исследуемых систем, статья довольно любопытна. В основном тем, что авторы, видимо не зная, что двигаются путями, на которых уже давно стоят указатели, пытаются выстроить собственную систему классификации, выявить определенные закономерности и связи. Знакомясь с этой работой можно лучше понять и оценить то, что уже было построено, как в классике (работы Г.Альтшуллера) или позже, но в уже довольно давние времена (работа А. Любомирского и С. Литвина, работы В. Герасимова, ), так и во времена новые (работы В. Прушинского, Ю. Даниловского). Хотя, иной раз, особенно когда авторы называют процес такого объединения "гибридизацией", начинает казаться, что может быть с какими-то материалами они и знакомы...
В общем, приятного чтения и новых мыслей.
Редактор
Химия и жизнь №7 2011 стр 42…44
Начнем с определений
В биологии химера — это организм,соединяющий клетки, ткани, органы различных организмов. В древнегреческой мифологии — это фантастическое существо с огнедышащей львиной головой, хвостом дракона, туловищем козы. В технике химеры совершенно не фантастичны, сотовый телефон с GPS-навигатором вполне реален, да и сам такой телефон можно считать состоящим из приемника и передатчика, а уж карандаш с ластиком мы сызмальства помним. Соединение технических объектов можно рассматривать несколькими способами, например конструктивно: какие именно детали, узлы и блоки используются в двух устройствах. Можно рассматривать функционально: какие функции совмещены — управления, контроля, диагностики, ввода и вывода информации и т. д. Наконец, можно просто в одну коробку засунуть два устройства и объявить это новым словом в технике, конечно же изготовленным с применением нанотехнологий.
Чтобы как-то ограничить тему, примем такое определение: техническая химера — это соединение в одном материальном устройстве частей нескольких устройств, по отдельности существовавших ранее. Причем под устройством понимается то, что продается конечному потребителю и может использоваться им независимо от других устройств. Тогда телефон —устройство, авианосец — устройство, а вот компьютерная программа — не устройство: она не материальна. Колесо и монитор — не устройства, они не могут использоваться отдельно. При этом не обязательно, чтобы это была одна «коробка»: компьютерная внутрифирменная сеть — устройство, и сеть связи, охватывающая целую страну, тоже может быть устройством, они могут продаваться целиком; а вот сеть Интернет — не устройство: он не продается. У Интернета нет собственника, поэтому его никто не может отключить.
Конечно, власть конкретной страны может запретить или существенно ограничить международную связь, как это делал СССР, а Китай и Северная Корея — делают поныне. Кстати, некоторые российские сайты по своей инициативе ограничивают международный трафик. Наверное, они так понимают патриотизм.
Формулировка «по отдельности существовавших ранее» употреблена, чтобы отделить гибридизацию от наделения уже существующего устройства новыми функциями за счет изменений его самого. Наконец, слова «конечному потребителю» предназначены, чтобы отделить гибридизацию от простой сборки любого изделия из деталей, узлов, комплектующих и т. д. Ведь у комплектующих есть все признаки, кроме одного — они не поставляются конечному потребителю.
Словом «материальная» мы исключили из рассмотрения программные продукты и сделали это намеренно.
Программные продукты могут функционировать совместно, то есть не просто обрабатывать одну и ту же информацию, но и обмениваться информацией.
Но область эта настолько специфична,что рассмотрение ее в одной статье с «железками» нецелесообразно. Хотя бы потому, что в мире программных продуктов проблема совместимости стоит гораздо острее, чем в мире технических устройств. Возможно, это следствие того, что железки существуют в природном, естественном мире и лишь время от времени взаимодействуютдруг с другом, а программы существуют в искусственном, причем «многоэтажно искусственном» компьютерном мире (компьютерное железо — команды процессора или контроллера устройства— операционная система — собственно программы). В результате, когда мы размышляем, ставить ли новую программу, решающим зачастую оказывается вопрос — а «дружит» ли она с другими программами на этой машине?
Аналогичный вопрос можно задать и про железки, однако там он более прост, а ответ на него более предсказуем. Аккумулятор должен быть согласован с нагрузкой, железнодорожная колея— с колесами поезда, но параметры согласования в большинстве случаев известны. Заметим, что наиболее остро— именно потому, что непредсказуемо,— вопросы согласования, точнее, «немешания» стоят в технической области, близкой к компьютингу, а именно в радиоэлектронике. Видели небось список — чем можно и нельзя пользоваться в полете (фото 1)?
Рис 1 Инструкции по пользованию электронными приборами на борту самолета (частная коллекция)
В вузах даже предмет такой есть и толстые по нему книги —«электромагнитная совместимость» (55тысяч Гугл-линков, 55 kGl, – против 350 kGl для «химической совместимости размерность «Gl» введена авторами). А на радиостанциях вообще передатчики и передающие антенны приходится иногда размещать отдельно от приемного центра. За километры!
Разумеется, жизнь богаче определений, и среди примеров, которые мы ниже рассмотрим, будут как настоящие— в смысле нашего определения —химеры, так и пограничные, побочные случаи.
Зачем все это?
Есть три общих вопроса, общих в том смысле, что их можно задать и во многих других случаях, когда рассматриваются осмысленные действия людей или человеческих систем. Зачем или почему создаются технические химеры? Что этому способствует, помогает? Какие есть препятствия и проблемы?
Ответ на вопрос «зачем» очевиден: или для удобства потребителя и тем самым увеличения дохода производителя, или только для второго. Если речь идет о реальной пользе для потребителя, то функции гибридизируемых устройств должны быть теми, которые могут потребоваться, причем в тех же условиях эксплуатации. Идеальный исторический пример — карандаш с резинкой, современный — автоматический карандаш с резинкой. Прообраз— древнегреческое стило: один конец был заостренным, а другой — лопаточкой, чтобы было удобнее стирать неправильно написанное. Отсюда поговорка - совет пишущему: «Почаще переворачивай стило».
Возможно, что технохимерами пользовались еще шимпанзе (см. статью«Кисточка и прутик» в этом же номере).
Если же дело в пижонстве, оригинальничанье и тому подобном, то реальная польза не так важна. Пример — соединение перьевой ручки и шариковой: на этапе перехода с перьевых ручек на шариковые люди их не чередовали, а пользовались, как правило, какой-то одной, в зависимости от социальной нормы и личных вкусов. А в период собственной, индивидуальной перестройки держали на столе обе. Нынче перьевые ручки стали в основном объектом «престижного потребления» со всеми присущими таковому свойствами.
В некоторых случаях применение химер связано с психологией людей. Например, человек привык к стрелкам на часах, переход на цифровой дисплей окажется причиняющим дискомфорт, двое часов не носят даже те, кто носят«Филипп Патек» , так что напрашивается идея часов с двумя способами отображения информации. И такие часы существуют, более того, существуют часы с ЖК-дисплеем, на котором отображаются стрелки — совершенная уступка психологии; впрочем, химерой по нашемуопределению это назвать уже нельзя.
Предпосылки и препятствия
Первая и самая важная — реальная техническая совместимость, чтобы не получился «гибрид ужа с ежом». Параметры, по которым должна обеспечиваться совместимость, можно разделить на три группы — общетехнические, специальные и параметры помехи.
Общетехническую совместимость следует понимать не вполне обычным образом, не как совпадение или близость. Можно совместить в одном устройстве и слона с мышью, но захочет ли вчерашний потребитель мыши платить за слона и его содержание ради функции трубления хоботом? Вот потребитель слона вполне может и доплатить гроши за функцию привлечения кошек или тестирования мышеловок— если ему зачем-то нужны кошки или если он изготовитель мышеловок.
Такую совместимость можно назвать«экономической», или «рыночной». А по надежности, наработке на отказ, межремонтному периоду, периоду обслуживания, ремонтопригодности, сроку службы — словом, по всем параметрам надежности действительно должна быть близость: даже если это сущая мелочь, потребитель не захочет— тем более из-за мелочи — ни чаще ремонтировать, ни чаще что-либо заменять. Особенно позитивно сказывается на совместимости ситуация, когда какие-то параметры устройства ограничиваются требованиями, общими для нескольких устройств. Лучший пример— устройства, взаимодействующие с человеком: у них должны быть, грубо говоря, кнопки и дисплей удобных для человека габаритов. Устройство получается не слишком маленьким, и тогдав его объем можно столько всего напихать! И с каждым годом все больше.
Совместимость по специфическим параметрам — штука гораздо более сложная. Упрощенно говоря, поскольку функции у совмещаемых устройств разные — а иначе зачем их совмещать?— то и специфические параметры разные. Однако это не всегда так: например, при совмещении часов со стрелками и с цифровым дисплеем функции одинаковые и значение специфического параметра — точности —должно различаться несильно. Другой пример — качество воспроизведения звука в радиолах, магнитолах и магниторадиолах: потребитель резонно вознегодует, если оно будет сильно различаться, причем его возмутит не лучшее качество устройства А посравнению с В, а худшее качество В по сравнению с А. Параметры помехи — это параметры, определяющие, мешает ли одно устройство другому: вибрациями, тепловыделением, выделением химических веществ, электромагнитным излучением. Соображения эти достаточно очевидны и понятны.
Исходя из вышеизложенного технические химеры можно разделить на две большие группы. Первая группа — химеры внутренние, то есть использующие общие детали, части, узлы и т. д. Вторая — химеры внешние, то есть не имеющие существенного пересечения по начинке, лишь общий корпус, но применяющиеся в одинаковых условиях. И то, что мне нужна одна вещь, скорее всего означает, что вот-вот понадобится и вторая. А если химера хоть и дороже каждой вещи по отдельности, но дешевле их же вместе, и если объяснить потребителю, что все равно придется покупать, и если предложить кредит или рассрочку... то может и купить. Перейдем к рассмотрению примеров.
Примеры внутренних химер
Наручные часы со стрелками и с дисплеем (фото 2), так называемые с двойной индикацией. Заметим, что с часами было много внешних химер — совмещения с калькулятором, компасом, дозиметром и GPS, и все это работало.
2 Часы с двойной индикацией (www.timecode.ru)
Но у калькулятора размером с часы неудобные кнопочки, компас горожанину нужен редко, а остальное пока не влезает в габариты часов без «поражения в правах», точнее — в параметрах. А вот для путешественника это может оказаться и очень удобно — в путевых записках Л.А.Каабака в этом номере упоминаются его часы с высотомером, барометром и термометром.
Трансивер вместо приемника и передатчика. Фото приводить бесполезно, потому что снаружи это просто ящик с кнопками, ручками, выходным волноводом либо коаксиалом. Трансивер — это приемник и передатчик, причем значительное количество узлов и деталей работает и в режиме передачи, и в режиме приема. В этом логика, в этом же и эффективность. Сотовый телефон тоже трансивер, только его так не называют, наверно, потому, что сотовые — все трансиверы. А вот пейджеры ни трансиверами, ни химерами не были. Кроме экзотических пейджеров с передатчиками.
Бытовая электроника — радиола (фото 3) и магнитола (фото 4), магниторадиола (фото 5). Потребитель желает слушать и радио, и пластинки, или и радио, и пленки, или вообще все. Инженерная основа для объединения тоже видна — размер аппаратуры с хорошим качеством звука определяется размером динамиков, так что место для остального найдется; тем более что существенная часть узлов и деталей общая (большая часть усилителя низкой частоты).
Многие предметы быта: рюкзак с колесами — совмещение рюкзака и хозяйственной сумки с колесиками, кресло-кровать, диван-кровать, стиральная машина с сушилкой, наконец, холодильник — ибо морозилки без холодильника и холодильники без морозилок появились раньше.
3 Радиола (radiotehnica.ru)
4 Магнитола (rw6ase.narod.ru)
5 Магниторадиола (rw6ase.narod.ru)
6 Ручки и карандаши – химеры (частная коллекция)
7 Клавиатура с калькулятором (Genius KB-29E)
Примеры внешних химер
Классика жанра: пудреница с зеркалом и перочинный нож с открывалкой, пилкой, ножницами и так далее. Совсем другая химера — комплексированные СВЧ-приборы. Это СВЧ-приборы, выполненные в одном корпусе с источником питания. Фото приводить бесполезно, потому что снаружи это просто ящик с кнопками, ручками, входным и выходным волноводами или коаксиалами (либо только с выходным).
Логика такого совмещения проста — некоторым СВЧ-приборам требуется индивидуальная подстройка напряжения источника, и это лучше делать на заводе-изготовителе, а не в полевых условиях, под свист пуль или ругань сержанта. При отсутствии общих деталей компоненты этой химеры связаны все же сильно, ибо одна подгоняется по второй.
Множество химер мы находим в офисе, КБ, аудитории. Перьевая ручка и шариковая (фото 6, третья слева) — пример плохой совместимости: запасы рабочего вещества перьевой ручки и шариковой конкурируют за рабочее пространство. Вдобавок конструктор применил в шариковой ручке тонкий стержень, следствие — весьма малый запас пасты.
Клавиатуру с калькулятором (фото 7) выпускали и применяли те, кто привык к калькулятору и не хотел лишнего «окна» на экране. Логарифмическая линейка с калькулятором (фото 8а, б) применялась узко, хотя логика в таком совмещении есть — на линейке нельзя складывать, так что калькулятор на ее обратной стороне был хорошим дополнением.
Далее — шариковая ручка, маркер, автоматический карандаш и стилус (фото 6, первая справа), совмещение разумное, хотя карандашами пользуются все-таки заметно реже, чем остальным. Объединение четырех устройств делает вес гибрида слишком большим и переводит объект скорее в категорию сувениров и забавных подарков.
Самое традиционное — карандаш и резинка (фото 6, второй слева), автоматический карандаш и резинка (фото 6, первый слева). Да и сама резинка (ластик, стёрка) была химерой, когда совмещала резинку для карандаша и чернильную (с абразивом). Писк моды — кулон-флешка: и украшение, и флешка, вы их видели на прекрасных дамах, а если нет — посмотрите в Сети. Наконец, кукла со встроенной видеокамерой.
Технических оснований для химеризации никаких, только блажь потребителя.
Ну и далее сплошной офис: линейка с калькулятором, линейка с лупой, линейка с встроенной «игрой», календарик с линейкой, калькулятор с линейкой, пенал с линейкой, пенал с калькулятором, кошелек с калькулятором.
Впрочем, никакая техническая классификация не полна, и тему можно развивать. Поэтому приведем несколько примеров пограничных ситуаций — не вполне химер по нашему жесткому определению. А может, кто-то расширит классификацию и продвинет вопрос.
Примеры не вполне химер
Транзисторные каскады, оформленные как электронные лампы (фото 9), строго говоря, химерами не были — такие каскады не выпускали отдельно. Пакетированный магнетрон (фото 10), черные скобы — магниты. Тоже не вполне химера, такие магниты если и выпускали отдельно, то только для определенного типа магнетрона. Генератор тона для подачи тонового сигнала по телефону, не обеспечивающему перехода в тоновый режим (фото 11). И в этом случае не вполне химера — источник тонового сигнала отдельно выпускали, но отдельно не эксплуатировали.
Коммуникатор — сотовый телефон плюс наладонник. Не вполне химера, потому что добавление функций коммуникатора в некоторые телефоны может быть произведено программно, впрочем, обратное неверно — чтобы стать телефоном, коммуникатору требуется антенна. Далее, «моноблок» — совмещение в одном корпусе телевизора и видеомагнитофона, но и это не вполне химера, потому что видеомагнитофоны не имеют своего монитора.
Когда имеет смысл
Мир техники огромен, человек чудовищно изобретателен, и множество объектов ждет авторов своих химер! Но в каких случаях химерирование имеет смысл?
Прежде всего если рынок примет, если клиент проникнется и купит. Это может быть совершенная глупость, но гениальный маркетолог может угадать, и если социолог подтвердит, то нули не поместятся в отведенном для них месте.
Довод «за» — эти вещи часто используются одновременно, или последовательно одна за другой, или в одной ситуации. Еще довод — внешние габариты или вес ограниченны снизу и остается пустое место.
В остальных случаях ситуация более сомнительна, потому что в хорошо разработанное и оптимизированное устройство трудно что-либо добавить, не увеличивая габаритов, веса или стоимости. И тогда задача становится совсем уж технико-экономической: какая доля компонентов дублируется, можно ли совмещать функции, как это скажется на стоимости и т. д. Кроме, разумеется, случаев, когда инженер вынырнул с жемчужиной в зубах и надо срочно будить патентного поверенного.
8 Логарифмическая линейка с калькулятором (http://www.computerra.ru/online/things/259799/)
9 Транзисторные каскады, оформленные как электронные лампы (частная коллекция)
10 Пакетированный магнетрон, черные скобы —магниты (сайт http://istok2.com)
11 Генератор тона для подачи тонового сигнала по телефону, не обеспечивающему перехода в тоновый режим (частная коллекция)
