ГЛАВА 2. ОШИБКИ ПРИ СОЗДАНИИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Создания новой технической системы – обширное поле для совершения самых разнообразных ошибок. Изобретатель идет по неизведанной территории, где до него ничего не было сделано, а значит, ошибок может быть гораздо больше, чем правильных шагов.
Но вот что удивительно, при всем многообразии возможных ошибок, большинство изобретателей совершенно разных технических систем совершают одни и те же ошибки, «наступают на одни и те же грабли». Ошибки этого этапа[10 - В ТРИЗ мы обозначаем этот этап как нулевой и переход к первому этапу. Отметим, что при развитии ТС разделение на этапы весьма условное, и на переходах ее можно относить или к одному, или к другому этапу. Однако для анализа это не имеет значение, поскольку при проведении прогноза работа приходит на всех этапах.], в основном, связаны с попытками реализации системы до того, как складываются объективные условия создания ее функционального центра, или условия для ее работы. Или делаются попытки создания конструкций, не имеющих коммерческого применения.
2.1. Неготовность науки и техники для создания системы
Достаточно типичная ситуация, когда разработчик пытается создать техническую систему, а уровень развития науки и техники еще недостаточен, чтобы обеспечить ее работоспособность (отсутствие необходимых материалов, подсистем и технологий). В этом случае разработка остается «на бумаге» (чертежах, патентах, научных статьях или описаниях). Иногда все заканчивается макетами, которые в большей степени неработоспособны[11 - В ТРИЗ мы часто используем такой инструмент как исторический (генетический) анализ технической системы. Суть его заключается в изучении решений, которые были предложены в прошлом для этой технической системы, но по каким-то причинам не были внедрены. Зачастую это именно преждевременные решения, которые не были реализованы из-за отсутствия соответствующих материалов, разработанных позже, или из-за отсутствия нужных подсистем, не существовавших в то время.].
Пример
Интуиция (а может аналогия со свечами) подсказывала ученым, что искусственное освещение с помощью электричества должно основываться на нагреве рабочего тела до высокой температуры. Идея освещения с использованием нагрева рабочего тела электричеством принадлежит Уоррену де ла Рю. В 1840 году впервые он разработал концепцию конструкции лампы накаливания. Уоррен де ла Рю предложил использовать для освещения лампу с платиновой спиралью, помещенную в колбу с разреженным воздухом. По его представлениям, высокая тугоплавкость платины должна была позволить работать элементу при высоких температурах. При таких температурах свечение рабочего тела могло бы освещать помещение, а разреженный воздух снизил бы опасность окисление и продлил срок службы лампы.
Теоретически изобретение Уоррена де ла Рю должно было стать лампой первого этапа. Она была работоспособной, но очень дорогой. Платины было мало даже в те времена, а главное – не существовало качественной технологии ее обработки. Эти обстоятельства делали прибор коммерчески нереализуемым. Поэтому Уоррена де ла Рю прекратил дальнейшие исследования.
Рисунок 27. Уоррен де ла Рю (1815—1889)
Прорывом стало использование тугоплавких металлов, таких как вольфрам и молибден, в качестве рабочего элемента, которые предложил использовать А. Н. Ладыгин в 1890-х годах. Эти металлы были относительно недорогими и технологичными. Более того, Ладынин не просто предложил использовать вольфрамовую нить, но и разработал технологию, а главное, организовал промышленное производство тонкой проволоки из этого металла. В 1906 году он продал патент на вольфрамовую нить компании General Electric.
Для ламп накаливания это был первый этап развития. Только спустя более полувека после изобретения Уоррена де ла Рю, когда были решены проблемы получения качественного материала для нитей накаливания и создана достаточно развитая надсистема, к 1910 году сложились условия, достаточные для начала коммерческого внедрения электрического освещения лампами накаливания на базе металлов.
Пример
Идея заряжать ружья не с дула, а с казенной части была разработана и запатентована французским инженером Маршалом Саксом еще 1731 году. В 1775—1776 года британец Фергюсон изготовил и продемонстрировал образец казеннозаряжаемого ружья. В то время, скорострельность 6 выстрелов в минуту казалась фантастической. Ружье показали в 1776 году королю Генриху III, но на этом все закончилось.
Рисунок 28. Ружье Фергюссона
В 1812 году изобретатель Жан Паули предложил революционную для своего времени конструкцию казеннозарядного ружья. Новое оружие, показали Наполеону. Но его внедрение было отложено… на 50 лет!
Рисунок 29. Патент Паули 1812 года
Что же происходило? Все просто! И ружье Фергюссона, и ружье Паули опережали свое время. Технологии того времени не могли обеспечить массовое производство ружей для переоснащения армии. Четырем известным британским оружейным фирмам понадобилось 6 месяцев, чтобы изгото0вить 100 ружей Фергюссона! В этих условиях, о полном перевооружении армии не могло быть и речи.
К новой конструкции вернулись во второй половине XIX века, когда Самуэль Кольт придумал новую технологию сборки оружия.
Тест-рекомендация. Признаками неготовности науки и техники для создания системы является отсутствие материалов или технологий для массового производства элементов системы. Необходимо проверить существуют ли условия для разработки этих материалов и технологий в кратчайшие сроки.
Замечание. Одна из причин – недопустимо высокая цена материала или системы, препятствующая формированию широкого рынка.
Новый материал, графен, был открыт в конце XX века. Исследования показали его уникальные свойства – графен в 300 раз прочнее стали, имеет в семь раз меньшее электрическое сопротивление, чем медь, а также множество других уникальных характеристик.
Рисунок 30. Графен
Это позволяет придумать множество различных изобретений с использованием графена. Однако, поскольку на сегодня нет хорошей серийной технологии производства графена, нет никакого смысла пытаться внедрять изобретения на его основе.
Пример
В 2014 году испанская компания «Графенано» активно позиционировала себя как потенциального разработчика новых аккумуляторов для электромобилей на базе графена, которые должны были быть вчетверо дешевле и вдвое более емких по сравнению с литиевыми. Вероятно, компания даже провела некоторые исследования. Но в отсутствии массовой технологии производства графена компания быстро закрылась, похоронив деньги инвесторов [3].
Иногда новую систему невозможно создать, поскольку отсутствует одна из подсистем, необходимых для обеспечения минимальной работоспособности системы в стабильном режиме.
Тест-рекомендация. Признаками неготовности науки и техники для создания системы является отсутствие одной из подсистем, обеспечивающей минимальную работоспособность (стабильную работу) системы. Необходимо проверить существуют ли условия для разработки такой системы в кратчайшие сроки.
Пример
Разработка самолетов концепции «Летающее крыло» началась еще в 1920-е годы, но первая попытка запустить их в серийное производство относится к 1940-м годам, когда американская компания Northop Corporation получила заказ от ВВС США на 200 бомбардировщиков Northrop XB-35 / YB-35 Flying Wing.
К преимуществам этой конструкции относится большая подъемная сила, отсутствие необходимости делать фюзеляж и большие плоскости управления.
И была даже построена пробная партия из 20 машин.
Но у этой конструкции есть большой недостаток, являющийся продолжением ее достоинств – — небольшое удаление плоскостей управления от центра масс обусловливает их низкую эффективность, что делает самолёт очень неустойчивым – рыскливым – в полёте.
Заказ был отменен, а вся партия пробных самолетов уничтожена.
В те годы решить эту проблему не удалось, система опережала свое время, и только с появлением современной электроники в 1980-х годах стало возможным создавать самолеты такого типа, например бомбардировщик-невидимка B-2 Spirit.
Тест-рекомендация. Признаками неготовности науки и техники для создания технической системы является отсутствие всех подсистем, обеспечивающих минимальную стабильную работоспособность системы. Необходимо проверить существуют ли условия для разработки таких подсистем в кратчайшие сроки.
Рисунок 31. Слева самолет Northrop XB-35 в воздухе, справа – построенные самолёты Northrop XB-35 на авиабазе Эдвардс
Рисунок 32. Стратегический бомбардировщик B-2 Spirit
2.2. Неготовность общества к внедрению новой системы
Часто складываются ситуации, когда систему или технологию уже можно создать, но общество ментально не готово ее принять и использовать. В таких случаях внедрение приходиться откладывать до того момента, когда общество «созреет» и преодолеет психологическую инерцию. Например, не сразу люди привыкли к возможности путешествовать на паровозах, опасаясь «стальных чудовищ».
Пример
«Путешествие по рельсам на большой скорости совершенно невозможно, поскольку пассажиры не смогут дышать и умрут от удушья», – поспешил заявить в своей книге «Паровая машина с разъяснениями и картинками» Деннис Ларднер.
«Строительство железных дорог нанесёт ущерб общественному здоровью, ибо движение со скоростью больше 40 километров в час неминуемо вызовет сотрясение мозга и сумасшествие, а у публики, находящейся возле такой дороги, – головокружение и тошноту», – подливал масла в огонь Баварский королевский медицинский совет.
Так думали многие в эпоху появления в Англии первых паровозов. Однако прошло несколько лет, и общество приняло новый вид транспорта.
Идея оснащения кораблей паровыми машинами также не была принята сразу.
Пример
«Предложение господина Фултона об установке паровой машины на морских судах – сущая нелепость. Паровая машина не может заменить паруса», – заявлял комиссар по делам флота Франции Франсуа ле Мойн в 1803 году.
Рисунок 33. Изобретатель парохода Роберт Фултон (1765—1815)
Лишь спустя 10 лет появились первые пароходы, но не во Франции, а в Америке. А через полвека флот во всех странах перешёл на паровые двигатели.
Тест-рекомендация: Готовность общества к появлению новой системы определяется ответами на вопрос: Одобряет ли новую систему значительная часть общества? Допускает ли ее использование, и готово ли покупать ее? Если ответ на эти вопросы отрицательный, необходимо задать вопрос «почему» и постараться изменить ситуацию.
Пример
