1 Закономерности развития технических систем Закономерности развития ТС –

последовательных изменений характеристик функционирования или строения ТС, ведущие к улучшению

потребительских свойств ТС

Закономерности развития ТС могут быть использованы для определения перспективных направлений развития ТС, а также непосредственной генерации конкурентоспособных решений на всех этапах жизненного цикла ТС (изготовления (производства), эксплуатации, хранения, утилизации и захоронения)

поверхностей объектов
2. Закономерность перехода на новые виды преобразуемых энергии или

поля

3. Закономерность перехода на новые виды механического движения и изменения числа степеней свободы движения

4. Закономерность изменения геометрических характеристик механического контакта объектов

5. Закономерность перехода на новые виды функциональной структуры

пространственного распределения свойств вещества объекта и их анизотропии
8. Закономерность изменения

характеристик пустого пространства и внутренней структуры вещественных объектов

9. Закономерность перехода на новые виды соединения структурных элементов

6. Закономерность изменения геометрических характеристик и свойств симметрии

объектов
Этапы закономерности:

[1.1] Гладкая поверхность 
[1.2] Поверхность с неровностями произвольной формы, расположенными

хаотично, или шероховатая поверхность 
[1.3] Поверхность с неровностями определенной (заданной) формы, расположенными хаотично, или неровностями произвольной формы, расположенными упорядоченно  
[1.4] Поверхность с неровностями определенной (заданной) формы, расположенными упорядоченно  
[1.5] Поверхность с углублениями или сквозными отверстиями неправильной или правильной формы, расположенными по поверхности хаотично или упорядоченно  
[1.6] Поверхность c контактными свойствами, определяемыми химическим составом и молекулярной (или нано-) структурой вещества поверхности (антифрикционными, адгезионными, адсорбционными, отражающими и т.п.) или характеристиками подповерхностного материала (намагниченность, высокая впитывающая способность, упругость и т.п.)  
[1.7] Поверхность с изменяющимися свойствами  
[1.8] Поверхность с управляемыми свойствами 
[1.9] Полиповерхность (несколько непосредственно примыкающих или разделенных вырезами участков поверхностей с различными свойствами, образующих поверхность элемента)

свойств рабочих поверхностей ТС, заключающаяся в том, что развитие ТС

происходит при реализации в ней новых свойств поверхности, характеризующегося изменением сначала внешних свойств поверхности (сначала количественных, затем качественных характеристик, например, от повышения гладкости поверхности к использованию естественных, затем созданию на ней искусственных выпуклостей или углублений, сначала упорядоченных, затем неупорядоченных размеров и форм), затем изменением внутренних свойств материала поверхности (сначала с фиксированными параметрами, затем с произвольно настраиваемыми параметрами)

Пример обобщенного описания закономерности развития ТС

виды преобразуемой энергии или поля
Этапы закономерности:

[2.1] Преобразование биологической (мускульной) энергии
[2.2]

Преобразование внутренней механической энергии (потенциальной, в т.ч. преобразование градиента гравитационного поля, и кинетической)
[2.3] Преобразование внутренней термодинамической энергии (градиента температуры)
[2.4] Преобразование градиента электромагнитного поля или градиента концентрации (химической энергии)
[2.5] Преобразование ядерной энергии
[2.6] Преобразование энергии (импульса) излучения

новые виды механического движения или при изменении числа степеней свободы

движения

Этапы закономерности (переход на новые виды механического движения):

новые виды механического движения или при изменении числа степеней свободы

движения (продолжение)

Этапы закономерности (изменение

[3.0.1] Отсутствует подвижность
 
[3.0.2] Одна степень свободы
 
[3.0.3] Две степени свободы
 
[3.0.4] Три степени свободы

числа степеней свободы движения):
 
[3.0.5] Четыре степени свободы

[3.0.6] Пять степеней свободы
 
[3.0.7] Шесть степеней свободы

механического контакта объектов
Этапы закономерности:
[4.1] Точка
[4.2] Множество точек
[4.3] Линия
[4.4] Множество линий
[4.5]

Комбинация точек и линий
[4.6] Поверхность

[4.7] Множество поверхностей
[4.8] Комбинация линий и поверхностей
[4.9] Объем
[4.10] Множество объемов
[4.11] Комбинация поверхностей и объемов
[4.12] Без контакта

контакта человека или ТС со средой, или с другой ТС,

заключающаяся в том, что развитие ТС происходит при увеличении количества точек контакта, причем количество точек контакта стремится от одной к бесконечности (сплошному контакту), а форма контакта усложняется от равномерно или неравномерно расположенных точек, геометрически правильных, а затем неправильных сплошных или прерывистых линий, до плоских или трехмерных поверхностей

Пример обобщенного описания закономерности развития ТС

виде описания технических функций его элементов или подсистем и функциональных

связей между ними

Выделяют два типа функциональных структур ТС:
1) конструктивная, представляющая собой ориентированный граф, вершинами которого являются наименования элементов, а ребрами – их технически реализуемые функции; 2) потоковая, представляющая собой ориентированный граф, вершинами которого являются наименования элементов изделия или физических операций, а ребрами – входные и выходные потоки вещества, энергии, информации

виды функциональной структуры
Этапы закономерности (переход на новые виды конструктивной функциональной

структуры):
[5.1.1] Исходный элемент 
[5.1.2] Добавление к исходному элементу другого элемента 
[5.1.3] Добавление к исходному элементу нескольких элементов 
[5.1.4] Изменение свойств одного или нескольких элементов 
[5.1.5] Удаление одного элемента и передача его функций другому элементу 
[5.1.6] Удаление нескольких элементов и передача их функций другим элементам

виды функциональной структуры (продолжение)

[5.2.1] Линейная структура
 
[5.2.2] Разветвленная структура
 
[5.2.3] Структура типа

«звезда»

[5.2.4] Сетевая структура

[5.2.5] Структура с замкнутыми ветвями



[5.2.6] Структура с управляющими элементами
 
[5.2.7] Матричная структура
 
[5.2.8] «Облачная» структура
 
[5.2.9] Динамически изменяющаяся структура

Этапы закономерности (переход на новые виды потоковой функциональной структуры):

и свойств симметрии
Этапы закономерности (изменение геометрических характеристик):

[6.1.1] Точка
[6.1.2] Множество точек
[6.1.3] Прямая линия
[6.1.4] Изогнутая линия

[6.1.5] Множество линий
[6.1.6] Плоская поверхность
[6.1.7] Искривленная поверхность
[6.1.8] Множество поверхностей
[6.1.9] Объем
[6.1.10] Множество объемов

и свойств симметрии (продолжение)
Этапы закономерности (изменение свойств симметрии):

[6.2.1] Асимметричность 
[6.2.2] Двусторонняя

симметрия 
[6.2.3] Трансляционная симметрия 
[6.2.4] Осевая (аксиальная, n-го порядка) симметрия 
[6.2.5] Центральная (сферическая) симметрия

свойств вещества объекта и их анизотропии
Этапы закономерности:

[7.1] Моносвойства равномерно распределенные 
[7.2]

Полисвойства с четкой границей и равномерно распределенными свойствами в пределах границ 
[7.3] Полисвойства с четкой границей и равномерным распределением (чередованием) областей разных свойств 
[7.4] Полисвойства с четкой границей и неравномерным распределением (чередованием) областей разных свойств 
[7.5] Полисвойства с «размытой» границей 
[7.6] Полисвойства с «размытой» границей и равномерным чередованием областей разных свойств 
[7.7] Полисвойства с «размытой» границей и неравномерным чередованием областей разных свойств

пространства и внутренней структуры вещественных объектов
Этапы закономерности (изменение характеристик пустого

пространства):

[8.1.1] Сплошной объект
[8.1.2] Область пустого пространства без прямого контакта с объектом
[8.1.3] Область пустого пространства соприкасается с объектом
[8.1.4] Область пустого пространства частично вклинивается в объект
[8.1.5] Пустое пространство внутри объекта
[8.1.6] Раздробленное (разделенное) пустое пространство внутри объекта
[8.1.7] Сквозная область пустого пространства внутри объекта
[8.1.8] Несколько сквозных областей пустого пространства внутри объекта
[8.1.9] Пористая структура объекта
[8.1.10] Капиллярная структура объекта
[8.1.11] Цеолитовая структура

пространства и внутренней структуры вещественных объектов (продолжение)
Этапы закономерности (изменение характеристик

внутренней структуры):

[8.2.1] Единичный цельный объект
[8.2.2] Объект, разделенный на части
[8.2.3] Объект, разделенный до дисперсной структуры
[8.2.4] Объект, разделенный до молекул
[8.2.5] Объект, разделенный до атомов или ионов
[8.2.6] Объект, разделенный до элементарных частиц
[8.2.7] Объект, преобразованный в поля и энергию

виды соединения структурных элементов ТС
Этапы закономерности:

[9.1] Жесткое неподвижное соединение
[9.2] Жесткое подвижное соединение

(шарнирное)
[9.3] Упругое соединение
[9.4] Пластичное соединение
[9.5] Соединение жидкой и/или газовой средой
[9.6] Соединение полем
[9.7] Отсутствие соединения

№2280562) : в колесном варианте на асфальте (а), движется по

воде (б), пересеченной местности (в). 1 – секция обода; 2 – пневматические шипы; 3 – ступица; 4 – устройство отклонения секций

умозрительный характер некоторых гипотез
использование псевдонаучных терминов и понятий
отсутствие

достаточной доказательной базы
многие систематики логически не полны
большинство закономерностей объективно устарели

Большая часть исследований относится ко второй половине XX века

Основоположники в СССР: Г.С. Альтшуллер, Ю.С. Мелещенко, Е.П. Балашов, В.М. Петров, А.И. Половинкин
США, ФРГ: Д. Манн, Г. Линде, Б. Хилл

Бразилия, 2006 г.:

закономерности ее развития. – Л.: Лениздат, 1970, 248 с.
Балашов Е.П.

Эволюционный синтез систем. – М.: Радио и связь, 1985, 328 с.
Каменев А.Ф. Технические системы: закономерности развития. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1985, 216 с., ил.
Шпаковский Н.А. Деревья эволюции. Анализ технической информации и генерация новых идей. – М.: ТРИЗ-профи, 2006. – 240 с.: ил. (учебно-методическое пособие).
Башмаков А.И., Жедяевский Д.Н., Попов В.В., Чикичев Д.Н. Методология использования законов и закономерностей развития технических систем как средство для интенсификации и повышения эффективности концептуального проектирования технологий, техники и изделий. - М.: Издательство "НЕФТЬ и ГАЗ", 2013 – 68 с.

ТС

подтвержденная на примере ТС1
Этап 1
Этап 3
Этап 2
Этап 4
Выявление взаимосвязей
Методика исследования

развития ТС

соответствия
Направление совершенствования
ТС2
ТС3
ТС4
ТС N
Варианты совершенствования