Мыслительное карате. Методология научно-технического творчества и концептуального проектирования. Валерий Васильевич Попов

того как технически реализуемая потребность человека конкретизирована множествами функций, свойств, функциональных структур разрабатываемой ТС, начинается новый этап – формируется разнообразие принципов действия ТС, каждый из которых должен отражать главную идею функционирования ТС, определяющую потенциальную эффективность и уровень конкурентоспособности ТС в целом. В иерархии описаний ТС их принципы действия имеют особое значение, так как, с одной стороны, представляют ТС на довольно высоком уровне абстракции, позволяющем генерировать множество качественно различных принципов действия; с другой стороны, каждый из принципов действия обладает достаточной конкретностью, чтобы оценить их реализуемость в технических решениях.

      Принцип действия любой ТС можно представить в виде ориентированного графа, вершинами которого являются свойства элементов или подсистем ТС, а ребрами – потоки преобразований энергии, вещества и информации в ТС и окружающей среде. Составные части графа, в сущности, являются эффектами и явлениями. В зависимости от ТС их принципы действия могут включать физические, химические, биологические, геометрические, физико-химические, биохимические и другие эффекты или явления.

      Иными словами, принцип действия ТС – это причинно-следственные преобразования энергии, вещества и информации в элементах их потока (эффектах и явлениях), связанных на основе одинаковых качественных и точных или близких (по диапазону) значений количественных свойств (параметров) элементов потока.

      В современном естествознании37 эффектом называют конкретную, идентифицируемую, измеряемую, устойчивую и потенциально многократно повторяемую причинно-следственную связь, качественно и/или количественно фиксирующую новое свойство объектов вещественно-полевой природы, проявляющееся во взаимодействии их с внешней средой, либо существующие взаимосвязи отдельных свойств в форме теоретических или эмпирических математических соотношений величин.

      Различают физические (механические, электрические, магнитные, оптические, тепловые, звуковые, атомные) явления, химические явления (химические реакции), биологические явления, происходящие с живыми организмами.

      Эффекты принято разделять на естественно-научные (ЕНЭ) и научно-технические, или научно-технологические (НТЭ). Первые отражают законы и закономерности, имеющие феноменологический характер (например, нагревание проводника при прохождении по нему электрического тока), либо фиксируют взаимосвязи показателей (величин), фигурирующие в их определениях (например, зависимость давления от силы). ЕНЭ рассматриваются как неделимые, элементарные единицы. В отличие от них НТЭ представляют собой цепочки совместимых ЕНЭ, соответствующих типовым принципам действия ТС. Примеры НТЭ: электрический генератор, микрофон, лампа накаливания и др.38 Количество только физических ЕНЭ оценивают от нескольких тысяч до десятков тысяч, а физических НТЭ – в сотни тысяч.

      Примерно такие же оценки количества