Метод форономии

Размещено на сайте 12.06.2009.

 

5. ПРЕДИСЛОВИЕ КАФЕДРЫ ПРОГНОЗОВ

Добрый день, дорогие читатели.

Мы продолжаем публикацию журнального варианта диссертационной работы Ю.Даниловского «Модели спирального развития техники в прогнозных проектах», которая была начата 14 мая вынесением на обсуждение автореферата, публикацией первой главы о постановке задачи.

В начале второй главы были обсуждены некоторые важные вопросы теоретического обоснования методик прогнозирования на основе Исследования Феномена Объединения Ресурсов (ИФОР). Во второй части этого материала сделаны все общие замечания по использованию этих методик.

Продолжаем публикацию второй главы, в которой должны быть описаны наиболее разработанные из методик.

Сегодня представляется первая из них: методика анализа параметров движения вещества- поля РО ТС, имеющая короткое название «метод форономии».

Кроме изложения собственно материала о методе автор решил сопроводить его важными для нашей научной дисциплины замечаниями о «новых зонах непонимания и гипотез», которые указывают на пути дальнейшего развития как представляемого метода интерпретаций и прогнозирования, так и всех дисциплин о возможных сценариях развития техники.

Для облегчения чтения сделаю предварительное краткое изложение, чтобы конспективно описать суть этой простой методики.

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.

ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ-ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ

Вращательное- вращательное (крупно) поступательное- поступательное (крупно)

Возможны и другие варианты перехода движений по механизмам повторов. Для их выявления разработаны более подробные алгоритмы- классификаторы.

Традиционное – дополнительное (крупно) переходы – повторы (крупно)

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. Для обследования ТС на предмет возможного в будущих технических решениях феномена поворота оси действия РО разработана специальная классификационная система- алгоритм. Особой задачей этого вида исследований представляет собой проблема сложения движений в будущих версиях технических решений и одновременное использование разных законов в модели «аккордов» . Для этого тоже разработана классификационная система – алгоритм (вспомогательная таблица для анализа).

15

Диаграмма поляризации (крупно) вспомогательная таблица (крупно)

В упрощённой версии этот алгоритм состоит из трёх разделов (шагов):

А. Построение исторической последовательности с максимально возможной глубиной. Для каждого шага последовательности анализируется тип движения.

Выявляются ситуации традиционно известных переходов, типа «поступательное движение сменяется вращательным».

Б. Проверка на повторы в типах движения или исследование на возможность проявления феномена поворотов оси движения, которое совершает РО.

Проведение мысленных экспериментов с движущимися частями в ТС. Изменение направления на 90 градусов.

Выявляются ситуации переходов типа «поступательное – поступательное», «вращательное – вращательное» и другие из числа выявленных.

Наиболее простой способ сформировать прогнозный образ – воспользоваться коллекцией примеров на повороты, которая находится в открытом доступе

Повороты осей

Область применения методики: эффективный поиск состоявшихся технических решений и формирование прогнозных образов для использования в задачах прогнозирования свойств будущих товаров, обхода патентов, ребрэндинга ит.п.

Для быстрой иллюстрации сути методики очень конспективно приведу пример.

Предположим, что мы получили заказ на разработку новых вариантов конструкций сигаретных пачек от производителей табачных изделий. Для этого нам нужно быстро найти все уже разработанные варианты конструкций, чтобы не разрабатывать («предсказывать») уже известное.

В историческую последовательность семейства ТС «коробочки» мы включим конструкции всех устройств, способных обеспечивать единство хранения объектов, топологически похожих на сигареты. Прежде всего, в такую последовательность нужно включить всех «близких родственников»: коробочки для спичек, табака, сигар и т.п. Очень желательно включить в эту последовательность и «дальних родственников»: конфет, макарон, гвоздей и т.п.

В поиске руководствуемся знаниями о сценариях переходов между всеми видами движений (поступательное, вращательное и другие виды, используем классификатор движений, содержащий 6 базовых видов).

И то и другое (поступательное и вращательное) в истории развития этого семейства ТС уже было:

Слева – поступательное, справа – неполное вращательное (в терминологии форономии – «маятниковое»).

Зная о существовании переходов типа «поступательное - поступательное» и «вращательное- вращательное» находим два варианта редких конструкций коробочек.

 

Слева изображены пачки сигарет, которые открываются привычным для нас способом. Справа, новая конструкция, в которой ось вращения РО – «крышка» совершила поворот по отношению к традиционно распространённым пачкам сигарет.

По правилу поиска «поворотов в оси движения РО» найдём интересную конструкцию пачки сигарет с поступательным движением.

От прототипа «коробочка для спичек» ( в терминологии форономии это «продольная поляризация») ищем коробочку с поступательным движением, но в варианте «поперечной поляризации».

В контексте такого прогнозного образа найдём пачку у сигаретZEST.

Построение прогнозных образов в этом примере рассматривать не будем, на этом этапе остановимся.

Замечание по рассмотренному примеру.

Для выполнения поиска мы совершали мысленный акт «формирования изобретения по правилам». Некое «правило» позволило без мук творчества, («походя», «машинально») придумать новую конструкцию, следующий шаг – поиск этой вполне чётко понимаемой конструкции в интернете и её обнаружение.

Альтернатива такому способу поиска (без «мысленных изобретений») – просмотр мирового патентного фонда на «пачки для сигарет», «коробочки для спичек, гвоздей, конфет и т.д. Посматривать придётся и изобретения и полезные модели.

Объём массива – около 20 тысяч документов. Больше половины этих материалов на английском языке. Согласитесь, что лучше иметь хоть какой-нибудь метод, чем заниматься просмотром подряд всех этих огромных массивов.

Достоинства и недостатки метода форономии.

1. Достоинства: относительная простота.

Весь базовый алгоритм укладывается в три шага .А) Построить историческую последовательность и определить тип движения РО по классификации Б) Исследовать изучаемое семейство ТС на феномен поворотов и на возможность использования других типов движения в следующих поколениях этого класса машин. В) отобрать для дальнейшего анализа все прогнозные образы, которые появятся на шаге А и Б.

Поиск имеет целенаправленный характер, потому что исполнитель уже «мысленно изобрёл» некий новый вариант и занимается поисками вполне определённых конструктивных решений, используя вариации ключевых слов от конкретики придуманного им решения (решений), а не из общих соображений.

Образное сравнение: «проще искать человека по ФИО и фотографии, чем только по фамилии или только по имени».

Поисковые действия предваряются творческим процессом формирования решений («виртуальным изобретательством») на самом поверхностном уровне.

Это не так сложно, как может показаться и не всегда «плохо», потому что внедрённые решения, как правило, относительно просты.

2. Недостаток:

Метод форономии есть один из многих новых методов (их более полутора десятков), которые возникают из подходов спирального развития техники. Например:

Теория объединения ТС, Потребностей, различных типов источников энергии и так далее (смотри окончание предыдущего выпуска с описанием плана изучения). Можно сравнить эту множественность с шахматами, где каждая фигура – инструмент прогнозирования.

Отсюда вытекает различие в результатах, обусловленное очень сильной зависимостью применения методик от опыта и способностей исполнителя.

Проблема «точности, эффективности» заключается в том, что прогнозирование осталось по-прежнему в зоне «творческих способностей», которые тесно связаны с наработанным опытом мышления в новой системе координат.

Чем больше опыта и актов анализа – тем больше аналогий и прототипов остаётся в памяти.

У пользователя, имеющего многолетний опыт, аналогии «всплывают» сами, чего не происходит у новичков. Похожее наблюдение описывал Г.Альтшуллер, сетуя на большое (76) количество «стандартов».

Конспективное изложение метода форономии завершено. Изучать ли подробное и разумеется «занудное» описание всех деталей и нюансов– решайте сами.

Приятного чтения

Ведущий рубрики КП

Ю.Даниловский. Адрес для вопросов: yurydanilovsky@yandex.ru

Глава 2.2 Описание методики анализа параметров движений РО ТС в прогнозных проектах ( журнальный вариант).

Эпиграф к разделу

Науку образуют факты, соотношения между ними и толкование этих соотношений. Факты и соотношения надо чтить, как Уголовный кодекс. Хорошо установленные факты неизменны, соотношения только уточняются с развитием науки. Но толкования фактов и соотношений, то есть представления, основанные на сознательно упрощенной картине явления, нельзя абсолютизировать. Представления, или модели, развиваются и видоизменяются с каждым открытием

ОТЛИЧИМА ЛИ ИСТИНА ОТ ЛЖИ? А. Мигдал, Наука и Жизнь № 1, 1982 г.

Форономия - термин введенный Э.Кантом в книге «Метафизические начала естествознания» для описания науки, предметом исследования которой является движение вообще, при этом, исследователем не рассматривается природа вынуждающей силы этого движения. В приложении к изобретательским задачам термин применяется как описание объекта изучения, а именно типов движения вещества ,поля и информации в разных частях ТС и самих ТС в триаде «Инструмент- Изделие – результат».

Впоследствии этот термин заменился словом кинематика и получил распространение в ньютоновской механике и теории механизмов. Классификация Канта оказалась удобной и близкой к языку понятийного аппарата ЗРТС, вследствие чего легла в основу методики прогнозирования.

Область применения

Эффективный системный поиск информации для инновационных проектов

Построение прогнозных образов в проектах стратегического развития для конкретных товаров и рынков

Построение образов будущих товаров – конкурентов

Проблема обхода патентов

Проблема оценки финансовых рисков в инновационных проектах.

Структура документа:

I. Теоретическое обоснование разработанной методики (конспект)

II. Описание метода форономии.

III. Примеры применения методики:

1. Поиск как изобретательская задача и предсказание новых разработок в области систем воспламенения.

2. Поиск как изобретательская задача и предсказание новых технологий в разработке систем очистки воздуха от табачного дыма.

3. Пример построения исторической последовательности с использованием метода форономии на примере технологий сварки.

4. Пример построения исторической последовательности с использованием метода форономии на примере технологий извлечения механической энергии из движения воды в реке.

5. Поиск как изобретательская задача и предсказание новых технологий пожаротушения на основе метода форономии

6. Поиск как изобретательская задача и предсказание на основе метода форономии новых типов систем обнаружения изменения давления в колёсах автомобилей.

Описание метода форономии.

1.«теория движений»

Понятийный аппарат и классификация видов движений.

Диаграмма 5 (крупно)

В классификационной системе использованы основные понятия механики: «поступательное и вращательное движение». Их определение совпадает с общепринятыми.

Например , Поступательное движение

Вариант 1: движение, при котором все точки тела движутся по одинаковым траекториям.

Вариант 2

Поступательное движение, движение твёрдого тела, при котором прямая, соединяющая две любые точки тела, перемещается параллельно самой себе. При П. д. все точки тела описывают одинаковые (при наложении совпадающие) траектории и имеют в каждый момент времени одинаковые по численной величине и направлению скорости и ускорения.

Вращательное движение (совпадает с общепринятым): движение твёрдого тела, при котором все его точки, двигаясь в параллельных плоскостях, описывают окружности с центрами, лежащими на одной неподвижной прямой, называемой осью вращения.

Замечание о поступательном и вращательном движениях.

Деление движения на поступательное и вращательное объясняется тем, что поступательное движение тела возникает, если на тело действуют силы, а вращательное движение возникает, если на тело действуют моменты.

НЕКОТОРЫЕ ПРИМЕРЫ ПЕРЕЧИСЛЕННЫХ ДИАГРАММЕ 5 ВИДОВ ДВИЖЕНИЯ

Увеличить увеличить увеличить

Понятие « алгебры движений»

Знак суммы на диаграмме 5 означает возможность сложения всех типов движения для описания каждого конкретного случая. Например. На фотографии ниже тип движения есть сумма поступательного и вращательного движений. Художник использует плоскую кисть, которая имеет несколько цветов одновременно. Художник может использовать как поступательное движение, так и вращательное.

На базисе таксонов диаграммы 5 можно построить определённую систему операций (алгебру).

Движение есть векторная величина, т.к. оно имеет направление. Можно ввести понятие умножения на число и сложение. Например, любой из видов движения может сложиться ( объединиться) с любым другим видом. Кроме того : любой вид движения

можно « умножать на число» , т.е. можно описать типы движений многих систем так:

рассматривать «многократное

«импульсное» (фортепиано) ,

«Многократное маятниковое» ( книга)

«многократное фрикционное» (перфоратор)

«многократное волновое» ( спектрограф )

Диаграмма 6

Импульсное, поступательное, фрикционное, маятниковое, вращательное и волновое позволяют определить вспомогательные типы движений как варианты сложения базовых таксонов. Это обстоятельство позволяет описать важные ситуации в развитии техники.

Например, резонанс и интерференцию.

Примером ТС, использующей тип движения «резонанс» является мина с акустическим взрывателем времён Второй Мировой войны.

Примером использования интерференции существует много, например современные солнечные элементы.

Слайд слева ( крупно), слайд справа (крупно)

Исторический анализ методики движений

Классификация движений в неявном виде существовала и в классической ТРИЗ.

Например:

«…
ПРИЕМ 19
ПРИНЦИП ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
а) Перейти от непрерывного действия к периодическому (
импульсному в новом понятийном аппрате прим. ЮД).
б) Если действие уже осуществляется периодически - изменить периодичность.
в) Использовать паузы между импульсами для другого действия….»

Или здесь:

«…
ПРИЕМ 18
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ
а) Привести объект в колебательное движение.
б) Если такое движение уже совершается, увеличить его частоту (вплоть до ультразвуковой).
в) Использовать
резонансную частоту.
г) Применить вместо механических вибраторов пьезовибраторы.
д) Использовать ультразвуковые колебания в сочетании с электромагнитными полями.

(здесь прямое указание на таксон «волновое движение» и «импульсное», прим. ЮД)

Основные научные результаты по исследованиям

Метод форономии опирается не только на старые модели и выведенные правила, но и на модели, вытекающие из подходов спирального развития техники.

В качестве дополнительных простых правил можно выделить следующие.

1. Все виды движения могут сменять направление своего тренда на противоположный, например, вращательное движение может перейти в поступательное, что было проиллюстрировано в известных работах Ю.Саламатова – И.Кондракова/1/, А. Любомирского /2/ и В.Петрова /3/.

Выстраивая историческую последовательность иногда очень сложно правильно указать, что появилось раньше бумеранг , метательные ножи, праща(вращательное) или копьё (поступательное):

В этой ситуации правильнее просто подразумевать возможность равной вероятности в переходах, которые могут быть между выделенными эволюционными состояниями.

Вопрос о большей или меньшей вероятности в переходах от одного вида движений к другим будет актуальным на следующих этапах развития форономии как научной дисциплины о видах движений в технических системах.

На сегодняшний день можно пользоваться в работе ещё одним правилом, в котором движения могут просто повторяться в рамках какой-то исторической последовательности.

Поступательное может прейти в поступательное, вращательное может перейти во вращательное, импульсное может перейти в импульсное и так далее...

Подробное обсуждение темы поворотов осей вращения (феномен «поляризации движений») рассмотрим в следующем разделе метода форономии.

Отдельная проблема анализа возможностей объединения разных видов движения вещества и поля в РО, связанная с ресурсом «пространство».

(Этот раздел описывает новые возможные направления развития метода форономии. Имеет статус «замечания» и «новые гипотезы».)

Вводя систему классификации для форономии, мы подразумевали определённую алгебру, т.е. некий набор операций преобразования вида движений в старой системе для получения новой.

При этом уже высказывались такие способы интерпретации как «умножение вектора на число» и «векторное сложение» видов движений.

Надо отметить, что эта область исследований пока находится в зачаточном состоянии. Здесь больше непонятного, чем очевидного, поэтому эта зона знаний может стать «точкой роста» в дальнейшем развитии метода.

Следующий шаг развития этого метода анализа для построения прогнозных образов сможет дать ответы на вопросы о вероятностях тех или иных сценариев.

Это относительно понятное направление развития метода. Набрать статистику большего объёма. На сегодняшний день выявлено около сотни примеров, а их безусловно больше. Сделать распределение по сценариям. Оценить распределение вероятностей. Дать практические рекомендации.

Обсудим «непонятное» в существующих наблюдениях и гипотезы, которые можно высказать в этой связи.

На сегодняшний день можно ограничиться только некоторыми важными первичными наблюдениями, которые касаются свойств объединения, например вращательных движений.

Рассмотрим в качестве примера объединение двух вращательных движений: прямого и противоположного направления.

Слева изображён моноцикл, который появился примерно в 1904 году, через 4 года после того как Фердинанд Порше 14 апреля 1900 г. на выставке World Expo показал концепцию мотора- колеса для автомобилей.

Попутно сделаем замечание о том, что мотор- колесо предназначался для полисистемы, но не получил распространения, это произойдёт позже, когда будет спроектированы Луноходы. Наше правило, которым мы пользуемся в отношении сценария «моно – би – поли- сложные» надо воспринимать с многочисленными оговорками и осторожностью.

Справа изображён судовой винт, в котором реализован подход объединения двух противоположных направлений вращения, который пришёл туда из самолётной авиации и вертолётостроения.

Слева – «умножение на число», справа – векторное сложение прямого и противоположного.

Если взять за прототип эти сценарии и наложить их на развитие моноциклов, то можно получить два прогнозных образа для получения вариантов развития моноциклов, точнее двухколёсных устройств, где движителем является мотор- колесо.

Первый сценарий будет условно «велосипедный», т.е. размещение РО будет последовательным, а второй сценарий будет «вертолётный» или параллельным в контексте «одновременно и параллельно».

Оба поисковых образа оказались правильными и были обнаружены при целенаправленном поиске.

Важным в этом примере является то, что двухколёсный мотоцикл мотор-колесо, расположенный слева имеет возможность совершать вращение на месте, как это может сделать, например танк. Объединение прямого и противоположного вида движений дают ситуацию перехода количества в качество в виде возможности вращения на месте, тогда как объединение двух движений одного направления ( по «велосипедному сценарию») новых качеств не создаёт.

Обратим внимание на то, что в обоих этих примерах, в терминологии форономии : вращательное движение перешло во вращательное.

При этом, в мотоцикле мотор колесо, изображённом справа произошло «умножение на число». Моноцикл конструктивно является полисистемой, которая перешла в состояние «новое моно». Подробное обсуждение таких состояний развития мы сделаем в третьей главе. Обратим внимание на то, что ТС колесо в состоянии «новое моно» продемонстрировала принципиально новое потребительское свойство: можно управлять поворотами моноцикла с помощью наклона туловища (гравитационное поле). Далее происходит сложение двух моноциклов, так как это изображено на левом слайде. Возникает «новая би система» в терминологии представлений о спиральном развитии. Важным здесь является опять - таки возникновение нового потребительского свойства: моноцикл получил возможность вращаться на месте как танк. В этом техническом решении произошло сложение двух движений, одно из которых имеет возможность вращения в противоположную сторону, что создало феномен перехода количества в качество.

Второй вариант моноцикла, выполненный по «велосипедной схеме», не создаёт новых потребительских свойств и объединения «прямого и противоположного» вида движений – не содержит.

Возникает гипотеза о том, что «умножение вектора на число» не создаёт ситуаций перехода количества в качество, но имеет бОльшие шансы на тиражирование (выживание). Сложение прямого и противоположного видов движения создаёт ситуации перехода количества в качество, но имеет меньшие шансы на тиражирование. Возникает образ развития техники, который можно описать в афористическом формате: «техника, как система, наделённая свойствами стремления к равновесию как бы «избегает революций»». Можно сформулировать это по-другому: «Техника, как мега-система любит «простое»».

Гипотеза пока что неясная, размытая, как и положено на первых этапах наблюдений. Здесь важно иметь возможность, преодолев страх критики, подвергнуть её обдумыванию многими исследователями. Знание рождается только из незнания, а эффективные модели из ошибочных гипотез. Важно их вербализовать и подвергнуть верификации. Чтобы придумать что- нибудь «умное», надо не побояться высказать что – нибудь «глупое», потому что «умное» рождается только из «глупого». Эскалаторы в первом метро, парашют и автомобили поначалу общественным мнением воспринимались исключительно как опасная глупость.

Аналогичный пример из области технологий разрушения материалов.

Проиллюстрируем высказанную гипотезу ещё одним примером.

Рассмотрим короткую эволюционную последовательность в мельницах использующих принцип разрушения, основанный на соударении вещества с самим собой.

Струйные мельницы

Цитата: «в струйной мельнице материал захватывается струей сжатого воздуха, газа, перегретого пара или их смеси, протекающей с большой скоростью. При этом в результате частых соударений, а также самоистирания происходит измельчение обрабатываемого материала. Для усиления эффекта измельчения на пути движения частиц устанавливаются преграды, о которые частицы ударяются и разрушаются…».

Важным в этом примере для нас является объединение двух противоположно направленных поступательных движений.

Однако скорость соударения частиц определяется не очень высокими возможностями создания скоростей движения частиц перемалываемого вещества. Воздух – не самое хорошее вещество для передачи механической энергии. Поэтому возникли мельницы, основанные на том же принципе: «вещество разрушает вещество»

Объединение двух вращательных движений противоположного направления в роторно - струйных мельницах даёт возможность получать принципиально новые материалы, например, «полипропилен, прошитый алюминием» с совершенно необычными свойствами.

image040

Преимущество этого вида машин заключается в том, что для разрушения материала используется вещество самого материала. Традиционно существующие в таких ТС РО – «бИла» отсутствуют, что повышает ресурс мельницы и уменьшает намол металла.

Поступательное движение в струйной мельнице заменилось на сумму вращательного и поступательного движений прямого направления и противоположного.

Однако, наряду с этой версией машины существовала машина с другим типом объединения вращательных движений: измельчитель - дезинтегратор.

.

Этот тип мельниц используют для получения тонко-помолотых цементов, обладающих признакам «перехода количества в качество»: у них более высокая активность и очень высокая скорость твердения.

Замечание по примеру:

По мнению опрошенных мной специалистов в области конструирования мельниц, все приведённые типы мельниц, некогда появившись, совершали определенную «революцию». Однако подавляющее большинство существующих промышленных устройств помола - хорошо всем известные шаровые мельницы со всеми присущими им недостатками: огромная металлоёмкость, низкая скорость, мощные фундаменты, расход шаров, намол металла. Почему?

Оставим эти вопросы для развития следующего поколения метода форономии.

Цель этого раздела заключалась в том, чтобы очертить зоны нашего непонимания и описать те наблюдения, которые создают новые вопросы для исследований.

Для того, чтобы продолжить исследования в направлении развития метода форономии разработана простейшая в этой ситуации вспомогательная таблица, которая содержит вполне отчётливую программу исследований.

Эта таблица должна описывать случаи объединения хотя двух видов (типов) движений из выбранной классификации, а также описывать ситуацию когда движение переходит само в себя. Имеются в виду переходы, которые мы уже рассматривали в предыдущем разделе, типа «поступательное- поступательное», «вращательное - вращательное» и так далее.

Кроме того, мы понимаем, что в случае рассмотрения движения мы вполне можем предположить существование феномена не аддитивности, с которым автор столкнулся при разработке модели объединения потребностей.

Мы рассмотрим методики анализа объединений потребностей в другом разделе диссертации, поэтому сейчас только приведём таблицу, которую можно считать программой для дальнейшего развития метода форономии и для сравнения аналогичную исследовательскую таблицу из методик анализа объединения потребностей, которая послужила прототипом для формирования исследовательской таблицы в области видов движений.

Крупно диаграмма объединения потребностей.

Перейдём к рассмотрению проблемы анализа параметров движений на феномен поляризации (поворотов)

ПРОДОЛЖЕНИЕ В СЛЕДУЮЩЕМ ВЫПУСКЕ

Алфавитный указатель: 

Рубрики: 

Subscribe to Comments for "Метод форономии "