251112 ТШк 15 Лек 5.2 ЗРТС РЭУ

1. Лекция 5 Законы развития Технических систем

ТРИЗ - Школа Госкорпорации Ростех №15
Осенний семестр. 2й уровень. РЭУ
2025г

2. Законы Развития Технических Систем

«Смысл» ЗРТС
ЗРТС Введение
Ключевые
недостатки
Законы
развития
Идеи
технических систем
Рекомендации
по свертыванию
Концептуальные
направления

3. Законы Развития Технических Систем

Определение
Законы развития технических систем (ЗРТС) – это статистически доказанные
направления эволюции технических систем (ТС).
Они описывают естественный переход технических систем с одного этапа на другой,
от одного состояния в другое. В статистическом плане эти направления
справедливы для всех категорий технических систем.
Постулат о закономерности развития
вытекает из марксистских установок и
является фундаментальным основанием
ТРИЗ

4. Законы Развития Технических Систем

Иерархия законов
Законы Развития
Технических Систем
Закон перехода
в надсистему
Закон вытеснения
человека
Закон развития по Sобразной кривой
Закон повышения
идеальности
Закон повышения
полноты частей
системы
Закон повышения
степени
свертывания
Закон повышения
согласованности
Закон повышения
управляемости
Закон повышения
динамичности
Закон
оптимизации
потоков
Закон неравномерного
развития частей
системы

5. Законы Развития Технических Систем

Цель изучения Законов развития технических систем состоит в получении
аналитических инструментов:
Выявления проблем, связанных с техническими системами
Предсказания следующих этапов эволюции технических систем
Рекомендаций по улучшению технических систем, основываясь на фиксации их
текущей стадии развития

6. Законы Развития Технических Систем

Достоинства ЗРТС
Исторический анализ путей развития ТС и накопленной миром коллекции патентов
выявил закономерности в развитии ТС. Они могут быть проверены статистически.
Использование этих законов делает инновационную деятельность:
более продуктивной
более предсказуемой
менее рискованной

7. Закон развития по S-кривой

Закон развития по Sкривой

8.

Закон развития по S-образной кривой
По мере развития технической системы, изменение каждого основного
потребительского свойства (ОПС, КПЦ, MPV) во времени может быть отображено в
виде S-образной кривой
По отношению друг к другу ОПС обычно находятся на разных стадиях развития
Основной параметр
Стадия 3
Стадия 4
Стадия 2
Переходная стадия
Стадия 1
Время

9. Законы Развития Технических Систем

Показатели четырех этапов эволюции по S-образной кривой
Законы Развития Технических Систем
3
Эффективность
2
4
1
Число изобретений
t
Уровень изобретений
t
Прибыль
t
t

10.

Характеристики
1-ого этапа

11. Закон S –образного развития. Этапы развития ТС

1
Закон S –образного развития.
Этапы развития ТС
Типовые причины
нахождения ТС на 1-ом этапе
Нехватка ресурсов
Наличие цепочки «узких мест»
Внешние причины

12. Закон S –образного развития. Этапы развития ТС

1
Закон S –образного развития. Этапы развития ТС
Типовые признаки
1. Главный признак: ТС еще не вышла на рынок или занимает на нем маленькие, строго
ограниченные ниши
2. В состав системы входят элементы, разработанные для других систем
3. Система часто объединяется с системами надсистемы, причем эти элементы почти не
изменяются – изменяется и приспосабливается система
4. Система стремится объединятся с альтернативными системами, господствующими на
рынке
5. Система стремится потреблять ресурсы их надсистемы, специально для нее не
предназначенные, - она сама приспосабливается к потреблению этих ресурсов
6. Число модификаций системы и глубина различий между ними сначала нарастают, а
затем падают
7. Высокий уровень базовых патентов
8. Уровень последующих патентов быстро снижается к началу переходного этапа
9. Количество патентов остается примерно постоянным.
10.Затраты превосходят доход

13. Закон S –образного развития. Этапы развития ТС

1
Закон S –образного развития.
Этапы развития ТС
Типовые выводы и рекомендации
1. Требуется
значительно
повысить
отношение
«функциональные
возможности/затраты»
2. Главные усилия должны быть направлены на выявление и устранение «узких
мест», препятствующих выходу на рынок
3. Допустимы глубокие изменения в составе системы и ее элементов вплоть до
смены их принципа действия
4. Имеет смысл развивать систему для использования в одной конкретной
области, где соотношение ее достоинств и недостатков наиболее приемлемо
5. Следует ориентироваться на существующую инфраструктуру и источники
ресурсов
6. Имеет смысл объединять ТС с лидирующим на данный момент системами
7. Для определения перспективности ТС необходимо наряду с обычным анализом
естественных пределов ее развития выполнить прогноз ее надсистемы

14.

П
Характеристики
переходного этапа

15. Закон S –образного развития. Этапы развития ТС

П
Закон S –образного развития.
Этапы развития ТС
Типовые причины
нахождения ТС на переходном этапе
Главная причина – неустойчивое равновесие между силами, ускоряющими и
тормозящими внедрение
Нарастает сопротивление со стороны конкурирующих систем, владеющих
рынком
Острая конкуренция со стороны соперничающих модификаций ТС

16. Закон S –образного развития. Этапы развития ТС

П
Закон S –образного развития.
Этапы развития ТС
Типовые признаки
1. Быстро нарастают темпы роста главных показателей
2. Система достигла уровня развития, практически удовлетворяющего
первоначальным требованиям общества
3. Делаются попытки внедрения в разных областях, большей частью неудачные
или имеющие локальный успех
4. Количество патентов в течение переходного этапа сначала немного
повышается, а потом снижается

17. Закон S –образного развития. Этапы развития ТС

П
Закон S –образного развития.
Этапы развития ТС
Типовые выводы и рекомендации
1. Главный вывод – необходимо максимально ускорить внедрение
2. Лучшее - враг хорошего. Требуется достичь минимально приемлемого значения
основных параметров и резкого опережения как минимум по одному из них
3. Следует внедрять ТС в одной конкретной области, где соотношение ее
достоинств и недостатков наиболее приемлемо, а параметр-«чемпион» имеет
особое значение
4. Систему нужно приспособить к существующим инфраструктуре и источникам
ресурсов
5. Допустимы серьезные изменения в составе системы и ее элементов
6. Принцип действия самой ТС (ее ядро) менять не следует

18.

Характеристики
2-го этапа

19. Закон S –образного развития. Этапы развития ТС

2
Закон S –образного развития.
Этапы развития ТС
Типовые причины
нахождения ТС на 2-м этапе
Система развилась настолько, что по соотношению F/C удовлетворяет
требованиям общества
Система начинает приносить прибыль
Рискованность вложений в развитие ТС значительно снижается
Совершенствование ТС осуществляют не только изобретательскими, но и чисто
инженерными методами, т. е. путем оптимизации
Часто переход ко 2-му этапу сопровождается увеличением серийности, что
ведет к снижению затрат на единицу продукции
Становится рентабельным производство высокоэффективных
специализированных комплектующих и расходных материалов

20. Закон S –образного развития. Этапы развития ТС

2
Закон S –образного развития. Этапы развития ТС
Типовые признаки
1. Если рост главных показателей сопровождается ростом факторов расплаты,
то относительно равномерным
2. Нарастают количество разновидностей системы и областей ее применения
3. Нарастает глубина различий между разновидностями ТС
4. Относительная глубина различий между поколениями системы
существенно уменьшается к концу этапа
5. Система приобретает дополнительные функции, относительно тесно
связанные с выполнением главной
6. Система начинает потреблять ресурсы, предназначенные специально для
нее
7. При объединении системы с элементами надсистемы они начинают
приспосабливаться к ней

21. Закон S –образного развития. Этапы развития ТС

2
Закон S –образного развития.
Этапы развития ТС
Типовые выводы и рекомендации
1. В конструкцию системы и ее элементов при их совершенствовании следует
вносить изменения средней глубины (без изменения принципа их действия)
2. Свертывание и развертывание примерно равноправны
3. Имеет смысл решать задачи по адаптации системы к новым областям
применения
4. Допустима ориентация на использование специально адаптированных
ресурсов надсистемы
5. Допустимы компромиссы и решения, направленные на борьбу с
нежелательными эффектами без устранения их причин

22.

Характеристики
3-го этапа

23. Закон S –образного развития. Этапы развития ТС

3
Закон S –образного развития. Этапы развития ТС
Типовые причины нахождения ТС на 3-м этапе
Внутрисистемные причины:
Достижение естественно-научных пределов развития
Достижение коммерческих пределов развития
Достижение потребительских пределов развития
Достижение технических пределов развития
Надсистемные причины:
Ограничения, связанные с объектом главной функции
Ресурсные ограничения
Технологические ограничения
Инфраструктурные ограничения
Внешнесистемные причины:
Юридические ограничения
Психологические ограничения
Моральные ограничения
Прочие ограничения

24. Типовые признаки

3
Типовые признаки
1. Система потребляет высокоспециализированные ресурсы
2. Элементы надсистемы интенсивно приспосабливаются к взаимодействию с
системой
3. Попытка улучшить функциональные показатели приводит к непропорционально
резкому росту факторов расплаты
4. Система приобретает дополнительные функции, мало связанные с
выполнением главной
5. Быстро растет наукоемкость совершенствования системы
6. Развитие системы идет за счет новых материалов и технологий
7. Поколения в основном отличаются дизайном и сервисными функциями
8. На рынке имеется множество систем, специально ориентированных на
взаимодействие с данной
9. Система объединяется с более молодыми системами
10. Система испытывает тенденцию к гигантизму
11. Количество патентов равномерно держится на высоком уровне
12. Уровень патентов очень низок
13. Рентабельность системы очень высока и относительно стабильна

25. Закон S –образного развития. Этапы развития ТС

3
Закон S –образного развития. Этапы развития ТС
Типовые выводы и рекомендации
1. На ближнюю и среднюю перспективы следует решать задачи по снижению
затрат и развитию сервисных функций
2. На дальнюю перспективу следует предусмотреть смену принципа действия ТС
или ее компонентов, разрешающую тормозящие развитие противоречия
3. Очень эффективны глубокое свертывание, объединение альтернативных
систем и другие способы перехода в надсистему

26.

Характеристики
4-го этапа

27. Закон S –образного развития. Этапы развития ТС

4
Закон S –образного развития.
Этапы развития ТС
Типовые причины нахождения ТС на 4-м этапе
Более эффективные системы (конкурирующие или инверсные) вышли на второй
этап развития и вытесняют данную
Изменения в надсистеме снижают потребность в данной системе - например,
вытесняют с рынка объект ее главной функции
Изменения в надсистеме затрудняют существование системы – например,
вытесняется с рынка источник необходимых ей ресурсов

28. Закон S –образного развития. Этапы развития ТС

4
Закон S –образного развития. Этапы развития ТС
Типовые признаки
1. Функциональные параметры уменьшаются
2. Количество патентов уменьшается
3. Рентабельность падает
4. Система продолжает функционировать только в узкоспециальных
областях
5. Система переходит в разряд сувениров, декоративных изделий,
антиквариата и т.п.
6. Система начинает использоваться для развлечений
7. Система переходит в разряд игрушек
8. Система переходит в разряд спортивных снарядов

29. Закон S –образного развития. Этапы развития ТС

4
Закон S –образного развития. Этапы развития ТС
Типовые выводы и рекомендации
1. На ближнюю перспективу следует решать задачи по снижению затрат и
развитию сервисных функций
2. На среднюю и дальнюю перспективы следует предусмотреть смену принципа
действия ТС, разрешающую тормозящие развития противоречия
3. Следует искать локальные области, в которых система все еще будет
конкурентоспособной

30. Закон повышения идеальности

31.

Построение модели идеальной системы
Для эффективного развития техники желательно знать, в каком направлении
должны развиваться технические системы.
Заранее определенная область
эффективных решений (желаемое
будущее
Коридор
эффективны
х решений
Предельное решение
(идеальная ТС)
Исходная
ситуация
31

32.

Идеальные модели
Идеальный газ
Абсолютно
черное тело
Идеальный цикл
Карно
32

33.

ТРИЗ
Идеальность и Идеальный конечный
результат (ИКР)
Идеальный конечный результат (ИКР):
«Некий элемент (Х-элемент) системы или
окружающей среды сам устраняет
вредное воздействие, сохраняя
способность выполнять полезное
воздействие».
Мини-задача
«Согласно ИКР, всё должно остаться так, как
было, но либо должно исчезнуть
вредное, ненужное качество, либо появиться
новое, полезное качество».
Генрих Саулович Альтшуллер,
основатель ТРИЗ
1926-1998

34.

Постановка
– принцип
идеальности
Обобщенное
описаниецели
технической
системы
(не ТРИЗ!!!)
Вход (затраты)
Преобразователь
Выход (польза)
34

35.

Постановка
цели – принцип
идеальности
Желаемое
описание технической
системы
Выход
(польза)
Идеальная ТС – это не «самая лучшая ТС», а предельное описание системы через
ее полезную функцию - функциональная идеализация системы
35

36. Законы Развития Технических Систем

Закон Повышения Идеальности ТС
Технические системы эволюционируют в направлении повышения их ценности
или «идеальности»
«Идеальность» может быть условно выражена,
функциональности технической системы к затратам:
V=
как
отношение
общей
F
C
«Идеальной» система является, когда
функциональность является бесконечной
стоимость
равна
нулю,
и/или

37. Законы Развития Технических Систем

Закон Повышения Идеальности ТС
Идеальная техническая система это такая система, которой нет,
но функция которой выполняется
ТС развиваются по пути повышения идеальности
37

38. 1955 год куб памяти 1 килобайт

39. 1970 год 1 Мегабайт

40.

41. Пол Вермойлен Paul Vermeulen Южная Африка Карьер

42.

Пол Вермойлен
Paul Vermeulen
Южная Африка Плотина

43.

Пол Вермойлен
Paul Vermeulen
Южная Африка Здание

44.

Выполняется ли для судов
принцип идеальности?

45. Танкер Knock Nevis, Норвегия, длина – 458 м

46. Эволюция танкерного флота

47.

1. Понятие удельной идеальности
Объект становится меньше на единицу обрабатываемого продукта
47

48. Идеальность и ее развитие

2. Понятие локальной идеальности
Объект становится проще в ключевой зоне (за счет усложнения вне этой зоны)

49. Закон перехода в надсистему

50. Законы Развития Технических Систем

Закон перехода в надсистему
В процессе эволюции Техническая система объединяется с другими системами и
продолжает свое развитие по мере того как в процессе эволюции истощаются ее
внутренние ресурсы

51. Законы Развития Технических Систем

Закон перехода в надсистему содержит четыре тенденции:
Параметры объединяемых систем все больше отличаются от параметров
«исходной» технической системы
Основные функции объединяемых систем все больше отличаются от функций
«исходной» технической системы
Интеграция между технической системой и объединяемыми с нею системами
становится глубже
Увеличивается число объединяемых систем

52. Законы Развития Технических Систем

Тенденция 1
Усиление различий между параметрами
Паруса на носу
и на корме
судна
Однородные
системы
Паруса на носу и
на корме судна +
четырехугольные
паруса
Паруса +
паровая машина
Системы со
сдвинутыми
параметрами
Конкурирующие системы
Пример: Эффективность хода парусных кораблей

53. Законы Развития Технических Систем

Тенденция 2
Усиление различий между основными функциями
Системы, участвующие в одном и том же процессе
=
+
Шампунь
Кондиционер
Пример: Средства ухода за волосами
Шампунь
- Кондиционер

54. Законы Развития Технических Систем

Тенденция 3
Глубокая интеграция
Набор хирургических
инструментов
Хирургическая игла
с ушком для нити
Игла с
прикрепленной
нитью
Отсутствие соединения
Последовательное
соединение
Частично
свернутая система
Нить со
металлизированн
ым концом
Полностью
свернутая
система

55. Законы Развития Технических Систем

Тенденция 4
Увеличение числа интегрированных систем
Принтер
Факс
Копир
Сканнер
Интегрированная
система
Пример: Офисный комбайн

56. Закон увеличения динамизации

57.

Закон увеличения динамизации
По мере эволюции технической системы, она сама и ее компоненты становятся
более “динамичными”
Простая линейка
Монолит
Складная линейка
Шарнир Многошарнирное Эластичный
материал
соединение
Мерная лента
Порошок
Жидкость
Лазерная линейка
Газ
Поле

58. Закон полноты частей системы

59.

Закон полноты частей системы
"Необходимым условием принципиальной
жизнеспособности технической системы
является наличие и минимальная
работоспособность основных частей системы.
Каждая техническая система должна включать
четыре основные части: двигатель, трансмиссию,
рабочий орган и орган управления.
Смысл закона заключается в том, что для
синтеза технической системы необходимо
наличие этих четырех частей и их минимальная
пригодность к выполнению функций системы,
ибо сама по себе работоспособная часть
системы может оказаться неработоспособной в
составе той или иной технической системы.

60.

Закон полноты частей системы
Источник
решений
Источники
команд
Источник
энергии
Преобразование
информации
Преобразователь
команд
Информационные
датчики
Инструменты
управления
Преобразователь
энергии
Рабочий орган
.
ПОДАВЛЯЮЩЕЕ ЧИСЛО
ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ НЕПОЛНО.
НЕДОСТАЮЩИЕ ЧАСТИ ЗАМЕНЯЕТ ЧЕЛОВЕК.
Альтшуллер Г.С. «Поиск новых идей, от озарения к технологии», 1989г

61. Развитие организационных (организационно-технических) систем

Развитие организационных
(организационнотехнических) систем

62.

Схема Грейнера

63.

Схема Грейнера
Творчество — на этом первом этапе развития компании ее создателиединомышленники самостоятельно принимают решения, время от времени
советуясь друг с другом. По мере увеличения контрактов возникают
рассогласования между решениями разных лиц. Так возникает первый
управленческий кризис, который решается переходом на следующую стадию
централизации. Количество проектов в год ограничивается 15, а параллельные
проекты не превышают двух.
Централизация — на этом втором этапе организационная структура компании
формализуется. Управление становится директивным. Общее количество
проектов в год может возрасти до 30, а количество одновременных проектов —
до 5. Однако с дальнейшим расширением компании становится трудно
контролировать ее деятельность на всех уровнях. Наступает необходимость
делегировать полномочия, то есть перейти в следующую фазу развития.
Делегирование — на третьем этапе в реализации проектов параллельно
участвуют несколько подразделений. Общее кол-во проектов возрастает до 120,
а параллельных — до 25. Из-за конкуренции подразделений за ресурсы
организации (финансы, инфраструктура, люди) возникает потребность в общей
координации ресурсов и работы подразделений.

64.

Координация — на четвертом этапе стиль высшего руководства компании
меняется на содействие. Общее количество проектов может достигать 300, а
одновременных — 60. Управление выполняется с помощью центров
планирований и инвестиций. Подразделения все чаще работают независимо друг
от друга и предпочитают заказывать услуги у внешних поставщиков. Как
следствие под большие проекты создаются отдельные организации и
выполняется переход на этап Сотрудничества.
Сотрудничество — пятый, самый развитой этап работы организации. Общее
количество проектов может достигать 1000, а одновременных — 200. Компании
взаимодействуют на уровне совместной постановки цели.
Согласно теории Лари Грейнера, с развитием организации необходимо менять
стили управления в соответствии с описанными выше этапами. Если механизм
управления вовремя не меняется, значителен риск потери контроля над работой
компании и, как следствие, ее уход с рынка.
В 1998 году Грейнер добавил шестой этап, а именно «рост через создание
альянсов». Кризис пятого этапа был обозначен как «кризис роста»