Законы развития систем. ТРИЗ. Изд. 2-е, испр. и дополненное

4.6. Закон объединения потребностей

Объединение производится таким образом, что полезные (необходимые) качества складываются, усиливаются, а вредные взаимно компенсируются.

Объединение происходит нескольким путями:

1. объединением однородных (одинаковых) потребностей;

2. образованием однородных потребностей со сдвинутыми характеристиками. Потребностями со сдвинутыми характеристиками называются однородные потребности с неодинаковыми параметрами, свойствами, характеристиками;

3. образованием конкурирующих (альтернативных) потребностей;

4. объединением дополнительных потребностей;

5. объединением антагонистических (противоположных) потребностей.

Структура механизма объединения потребностей представлена на рис. 4.11.

Рис. 4.11. Структура механизма объединения потребностей

Пример 4.21. Магазины

Часто одинаковые магазины, например, мебельные или по продаже осветительных приборов располагают рядом друг с другом. Это удобно для покупателей.

Это пример объединения однородных одинаковых потребностей.

Пример 4.22. Торговые центры

В крупных торговых центрах имеется несколько магазинов по продаже одежды, но эти магазины разных торговых фирм.

Это пример объединения однородных потребностей со сдвинутыми характеристиками.

Пример 4.23. Автомобиль – катер

Спортивный автомобиль превращается в скоростной катер нажатием кнопки

(рис. 4.12). Машина развивает на суше скорость до 180 км/час, в плавучем варианте разгоняется до 50 км/час. Амфибия оснащена двигателем мощностью в 175 л.с. и имеет запас хода без дозаправки в 80 км.

Это пример объединения неоднородных альтернативных потребностей (машины и катера).

Рис. 4.12. Автомобиль – катер

Пример 4.24. Кондиционер

Кондиционер объединяет сразу несколько потребностей: охлаждать, нагревать воздух (объединение неоднородных противоположных потребностей), создавать определенную влажность и определенный запах (дополнительные потребности).

Пример 4.25. Труба

На одном из заводов по трубам подавали щелочную жидкость и трубы зарастали.

Возникла потребность чистить эти трубы время от времени.

По другим трубам текла кислая жидкость. Кислота разъедала стенки труб.

Возникла потребность в починке этих труб.

Это взаимно противоположные потребности.

Предложено подавать по каждой трубе поочередно то кислоту, то щелочь. Кислота разъедает осадок, образуемый щелочью. Труба не засоряется и не изнашивается²⁷⁶.

Объединение этих потребностей устраняет вредный эффект (вредные качества взаимно компенсированы).

Объединение потребностей часто приводит к созданию универсальных объектов.

Пример 4.26. Универсальные залы

Строятся универсальные залы, в которых могут проходить различные концерты и спортивные выступления. Эти залы можно разделить на отдельные помещения или, наоборот, объединять в большой комплекс. Они быстро трансформируются.

Таким образом, объединение может происходить:

– в пространстве;

– во времени;

– в структуре.

4.7. Закон специализации потребностей

Закон специализации потребностей направлен на выделение одной более узкой потребности, которая точнее и качественнее удовлетворяет имеющуюся потребность.

Улучшение специализации потребностей осуществляется в следующей последовательности:

– выделить наиболее важную часть потребности;

– развить эту часть потребности;

– обеспечить наилучшие условия удовлетворения этой части потребности.

Пример 4.27. Специальные виды пищи

Появилась потребность в выделении специальных видов пищи, например, детское питание, кошерная пища, пища для здорового питания. Или еще более узко – пища для похудения и т. д.

Пример 4.28. Специальные залы

Для любителей симфонической музыки имеются специальные помещения – филармонии. Разные виды спорта имеют специальные помещения: бассейны, баскетбольные, волейбольные площадки, футбольные поля и т. д.

4.8. Разработка новых потребностей

4.8.1. Этап выявления новых потребностей

По закономерностям развития потребностей можно определить потребности будущего, выявить, какими функциями, принципами действия и системами их можно удовлетворить. В том числе определить принципиально новые направления развития технических систем (пионерские решения).

Этап выявления новых потребностей проводится по разработанным автором методам в две стадии.

– Выявление скрытых потребностей.

– Выявление новых потребностей (прогнозирование будущих потребностей и выявление тенденций развития будущих потребностей).

4.8.2. Методика выявления скрытых потребностей

Первоначально выявляются все не выявленные недостатки исследуемой системы и недостатки, которые могут появиться в будущем. Затем определяются неудовлетворенные желания, имеющиеся у клиентов сегодня, и скрытые желания, о которых клиент еще не подозревает.

Выявление скрытых недостатков определяется в следующей последовательности.

– Определение недостатков системы. Для этого используются различные инструменты ТРИЗ, например, функциональный анализ²⁷⁷, выявление причинно-следственных связей, сравнение с законами развития систем и т. д.

– Определение скрытых и будущих недостатков. Для этого используется диверсионный анализ.

– Опрос клиентов.

– Составление общего списка недостатков.

– Определение имеющихся способы устранения этих недостатков.

– Определение того, чем не удовлетворяют клиента данные способы. Выявленные недостатки практически представляют собой скрытые потребности.

– Оценка и ранжирование потребностей.

Потребности оцениваются по:

– по важности;

– по степени удовлетворенности.

Оценка производится с помощью экспертных оценок и представляет собой случайную величину.

Общая оценка определяется по формуле (4.2):

Оценка потребностей

где

V – оценка (значимость для клиента) данной потребности;

I – важность данной потребности для клиента;

S – удовлетворенность клиента данной потребностью.

Можно, например, оценивать по шкале 0—1.

Максимальная важность – 1 балл, а минимальная – 0 баллов. Максимальная удовлетворенность (полная удовлетворенность) – 1 балл, а минимальная – 0 баллов.

Таким образом, проводится ранжирование потребностей.

Прежде всего, следует направить усилия на удовлетворение самых важных и минимально удовлетворенных потребностей, т. е. потребности с максимальной оценкой.

В соответствии с исследованиями, проведенными Клейтоном Кристенсеном (Clayton Christensen), описанными в его книге «Дилемма Инноватора»²⁷⁸, спрос на новый товар изменяется в следующей последовательности.

– Сначала потребители готовы платить за лучшее функционирование (курсив мой – В.П.).

– Затем они уже не платят за лучшее функционирование, но зато готовы платить за увеличение надежности (курсив мой – В.П.).

– На следующем этапе они не хотят платить за надежность, но зато готовы платить за удобства пользования (курсив мой – В.П.).

– Далее и удобства им больше не нужны, зато они с готовностью покупают то, что дешевле (курсив мой – В.П.).

Кристенсен пишет, что для производителя колоссально важно точно понять, что от него хочет потребитель в данный момент, и не пытаться подсовывать ему, например, более надежные товары, когда покупатель готов платить за удобство пользования.

Итак, для бизнес-успеха производитель продукции должен точно определить, когда потребитель готов платить за повышение функциональности, когда за повышение надежности, когда за улучшение удобств пользования, а когда хочет получить дешевый товар. Это весьма важные моменты для прогнозирования спроса. Закономерности развития спроса в данной статье не рассмотрены.

Потребители всегда будут приветствовать следующие инновации.

– Снижение степени удовлетворительности маловажных операций – за счет этого снижение себестоимости.

– Снижение степень удовлетворительности «слишком удовлетворительных» операций – с тем же эффектом.

– Повысить степени удовлетворительности важных, но неудовлетворенных операций – это потребители будут покупать особенно охотно.

– Прекращение работы по совершенствованию неважных операций – результаты этих работ никому не нужны.

– Устранение проблемы, с которыми сталкивается потребитель при выполнении работы, – это потребители тоже будут покупать.

Продемонстрируем методику выявления скрытых потребностей.

Пример 4.29. Объект исследования – колготки

Первоначально определяют недостатки колготок. Опишем некоторые из них:

– колготки рвутся;

– видны изъяны кожи (пятна, неровности, прыщи);

– у некоторых женщин бывает раздражение от синтетических колготок;

– колготки плохо пропускают воздух («не дышат»);

– колготки пропускают воду (водопроницаемые);

– колготки нужно стирать.

Известные способы устранения недостатков.

– Женщины имеют в сумочке дополнительную пару колготок. Но бывают случаи, когда рвется и резервная пара.

– Изъяны кожи скрывают цветными и фигурными колготками. Часто женщины хотят иметь колготки телесного цвета и прозрачные.

– Шелковые колготки не вызывают раздражение, но они значительно толще и менее красивы.

– Чтобы колготки пропускали воздух, их делают сетчатыми. Такие колготки не защищают от внешней среды.

– Все известные виды колготок водопроницаемы.

– Колготки можно не стирать, а выбрасывать, но это дорого.

Скрытые потребности:

– Колготки не должны рваться или должна быть возможность неоднократной замены колготок, не занимая много места.

– Колготки должны скрывать изъяны кожи, но быть прозрачными.

– Колготки не должны вызывать раздражение кожи.

– Колготки должны пропускать воздух (должны «дышать») и не пропускать воду (должны быть водонепроницаемы).

– Колготки должны быть одноразовыми и дешево стоить.

Решение. Японская фирма Nagoya выпустила чулки в виде аэрозоля – Air Stocking (рис. 4.13). На ноги напыляют тонкий шелковый слой. Аэрозоль имеется нескольких оттенков. Покрытие пропускает воздух и не пропускает воду. Изъяны кожи покрывают несколько раз, и их невидно (рис. 4.13 в). Покров смывается в мыльной воде. Баллон содержит 20 пар чулок.

Рис. 4.13. Колготки – аэрозоль

Пример 4.30. Объект исследования – защита человека от хулиганов и бандитов

Существуют средства защиты: боевые пистолеты, газовые пистолеты и баллончики со слезоточивым газом, шокеры.

Недостатки этих средств:

– Боевое оружие может убить нападающего – это не гуманно.

– Все средства защиты нужно успеть достать раньше, чем хулиган сможет причинить вам вред.

Скрытые потребности:

– Желательно, чтобы хулиган не смог к вам прикоснуться или вы смогли поразить его на расстоянии.

– Средство защиты должно быть всегда готово – не нужно тратить время, чтобы его вынимать.

Решения

Шокеры маскируют под другие предметы, например,

– мобильный телефон (рис. 4.14а);

– Перстень, в котором имеется слезоточивый газ (рис. 4.14б);

– Придумали шокирующую одежду «бесконтактный жакет» – это просто элегантный жакет. Если владелец жакета решит, что ему угрожает опасность, то жакет мгновенно превратится в грозное оружие самообороны. Любой прикоснувшийся к жакету получит удар в 80 000 вольт.

Питание жакета осуществляется от 9-вольтовой батарейки. Он полностью изолирован, так что владельцу электрический удар не грозит.

Рис. 4.14. Средства защиты

4.8.3. Методика разработки новых потребностей

Опишем возможную последовательность разработки новых потребностей.

– Формулировка потребности

– Определение способов удовлетворения данной потребности. Должны быть описаны существующие и предполагаемые способы удовлетворения данной потребности.

Примечание. Неприменяемый ранее способ удовлетворения потребностей, может представлять новую потребность.

– Выявление недостатков в способах и средствах удовлетворения данной потребности.

Примечание. Выявленные недостатки – это потребности, которые необходимо удовлетворить.

– Прогнозирование будущих потребностей. Использование законов развития потребностей.

– Составление общего списка потребностей и их ранжирование. Ранжирование осуществляется по методике, описанной выше.

Приведем пример использования, описанной выше последовательности, используя только отдельные этапы. Полное описание занимает очень большой объем.

Пример 4.31. Выберем потребность – перемещение в пространстве

Перемещаться можно:

– по земле;

– по воде;

– под водой;

– в воздухе;

– под землей;

– в космосе.

Рассмотрим способы перемещения людей по земле, конкретно по дорогам.

Общие недостатки:

– Дороги и их обслуживание (автозаправочные станции, карманы и т. д.) занимают много полезной площади.

– Пробки.

– Аварии.

– Низкая спорость перемещения по сравнению со скоростными поездами и самолетом.

Известные способы устранения этих недостатков:

– Пробки уменьшаются развязками, но все равно остаются, например, при аварии на дороге.

– Количество лобовых столкновений уменьшается, если противоположные направления разделены непреодолимыми барьерами или имеются отдельные дороги. Тем не менее, аварии остаются.

Средства осуществления этой потребности.

– Автомобили.

– Автобусы.

Недостатки этих средств. Опишем некоторые из них.

– Автомобили.

– Дороги при покупке и обслуживании.

– Необходимо тратить время на обслуживание, покупку и продажу.

– Необходимо место для стоянок и хранения.

– Автобусы

– Меньше комфорт.

– Не доставляет от дома до места назначения.

– Необходимо подстраиваться под расписание.

Прогноз потребности.

– Идеализация потребностей.

– Дороги не занимают полезную площадь.

– На дорогах нет пробок.

– На дорогах нет аварий.

– Транспортное средство перемещается с большой скоростью.

– Транспортное средство появляется в нужный момент в нужном месте с необходимыми условиями (количество посадочных мест, комфорт и т. д.). Во все остальное время оно выполняет другую полезную работу, например, перевозит других пассажиров.

– Потребность (перемещение в пространстве) удовлетворяется с необходимым для клиента качеством в необходимом количестве.

– На удовлетворение потребности не затрачиваются время, силы и средства (или они минимальны). Потребность удовлетворяется сама по желанию клиента.

– Не нужно задумываться о стоянках, гаражах, техобслуживании, пополнении энергоносителя.

– Во время транспортировки удовлетворяются и другие потребности.

– Средство доставки не создает вредных эффектов.

– Нет необходимости в транспортировке клиента, например, все делается по Интернету.

– Динамизация потребностей.

– Для каждого клиента выполняются все его требования к транспортировке (время, место, условия).

– Транспортное средство должно адаптироваться под изменяемые потребности клиента и удовлетворять их во время транспортировки.

– Согласование потребностей

– Необходимо согласовать управление автомобилем и выполнение при этом другой работы, например, чтения.

Решения.

– Дорога не занимает полезную площадь. Значит, дорога не должна быть на поверхности Земли. Дорога должна быть в воздухе или под землей.

– Дорога в воздухе.

Уже созданы автомобили-самолеты со складными крыльями, автомобили-вертолеты и транспортное средство, где в качестве движителя используется реактивная струя. Если таких транспортных средств становится много, то необходимо организовывать службу управления транспортными средствами в воздухе, наподобие службы, имеющейся у самолетов. Иначе транспортные средства будут сталкиваться. Воздушные транспортные средства могут упасть на Землю. Автомобилю-самолету нужна взлетно-посадочная полоса, хотя бы в виде свободного шоссе.

– Дорога под землей.

Прежде всего, следует определить недостаток перемещения под землей. Представим себе, что существуют средства для свободного перемещения под землей. Тогда основной недостаток, что они могут «прорыть» большие объемы земли и поверхность земли провалится. Следовательно, такие средства перемещения должны или заделывать эти проходы или укреплять их. Хотя под землей можно двигаться в объеме (подобно движению самолетов в воздухе), но мы не можем воспользоваться этой аналогией из-за выявленных недостатков. Поэтому воспользуемся аналогией с наземным транспортом. Под землей могут быть проложены подземные трассы.

– На дорогах нет пробок и аварий.

Трассы необходимо сделать только с односторонним движением. Трассы должны быть расположены на разных уровнях, тогда они не будут пересекаться. Что бы исключить столкновение транспортных средств на трассе, устанавливается одна скорость, например, так как у эскалатора. Тогда нет необходимости организовывать новый вид «дорожной» полиции.

– Транспортное средство перемещается с большой скоростью.

Будут построены скоростные (межконтинентальные) трассы. Транспорт в них будет двигаться со скоростями, близкими к скоростям самолета. Система движения транспорта должна быть полностью автоматизирована.

– Транспортное средство появляется в нужный момент в нужном месте с необходимыми условиями (количество посадочных мест, комфорт и т. д.). Во все остальное время оно выполняет другую полезную работу, например, перевозит других пассажиров.

Выбор вида транспорта будет осуществляться компьютером, в зависимости от тех требований, которые предъявляет пассажир.

Транспортное средство не принадлежит клиенту, поэтому ему не нужно беспокоиться о покупке, продаже, обслуживании, стоянках, управлении им и т. д.

В процессе транспортировки в транспортном средстве будут все условия удовлетворить и другие потребности клиента.

4.9. Выводы

К законам развития потребностей относятся законы: идеализации потребностей, динамизации потребностей, согласования потребностей, объединения потребностей и специализации потребностей.

Описаны методики выявления скрытых и новых потребностей.

Изложенные законы позволяют прогнозировать будущие потребности и тенденции их изменения. Удовлетворение выявленных потребностей приведет к появлению новых товаров и услуг.

5. Закономерности изменения функций

В данном разделе рассмотрим закономерности изменения функций.

Содержание

5.1. Введение

5.2. Закон идеализации функций

5.3. Закон динамизации функций

5.4. Закон согласования функций

5.5. Закон перехода к моно- или полифункциональности

5.6. Выводы

5.1. Введение

Техническая система предназначена для выполнения определенной функции, удовлетворяющей определенную потребность.

Известно выражение, что мы покупаем функцию, а не товар и это действительно так. Покупателю безразлично, как устроена система, главное, чтобы она выполняла требуемую функцию с желаемым качеством.

В связи с этим наиболее остро встает вопрос выбора правильной функции и возможность увидеть тенденции развития функций. Это особенно важно для стратегического развития исследуемой системы.

Такие рассуждения привели к необходимости выявить закономерности изменения функций.

Ниже будут описаны основные закономерности изменения функций технических систем.

Рассмотрим некоторые закономерности изменения функций, например, поли- и монофункциональность.

Как известно, развитие любой системы происходит по S-образной или логистической кривой (см. п. 3.1), представленной на рис. 5.1

Рис. 5.1. S-образная кривая

На начальном этапе развития (участок 0—1) системы строятся полифункциональными – или универсальными. Они выполняют много функций, а не приспособлены для выполнения какой-то одной специальной функции. На завершающем этапе (участки 2—3 и 3—4) системы специализируются путем выделения и развития отдельных функций, т. е. становятся монофункциональными. На определенном этапе развития монофункциональные (специализированные) системы намного проще и эффективнее полифункциональных, особенно в массовом производстве.

Пример 5.1. Судно

Первые суда были универсальными (полифункциональными). Впоследствии стали выделяться специальные суда, например, пассажирские, транспортные, ледоколы, спасательные и пожарные суда, паромы, военные корабли и т. д. Далее каждое из этих судов еще более специализируется. Например, появились специальные суда, подбирающие лед. Среди транспортных судов выделились сухогрузы и танкеры. Достаточна большая специализация в военных кораблях.

Аналогично можно рассмотреть развитие станков и инструментов. Первые станки и инструменты появляются универсальными, например, токарный станок. В дальнейшем используются более специализированные – автоматы для нарезки винтов и т. д.

В то же время идет развитие и в другом направлении. Разработаны и широко применяются многофункциональные системы.

Пример 5.2. Телефон

Первоначально телефон выполнял только одну функцию – передавать звук (речь).

Смартфон – это многофункциональная система. Помимо указанной функции он показывает время (в том числе имеет, будильник, таймер и секундомер), имеет встроенную фото- и видеокамеру, Интернет и многие другие функции компьютера.

Закономерности поли- и монофункциональности систем выполняются механизмами развертывания и свертывания функций.

Под свертыванием понимается переход системы от поли- к моно-функциональности.

Развертывание – это расширение функциональных возможностей системы переходом от моно- к поли-функциональности.

Поли- или монофункциональность в системе может быть и динамичной (см. закон динамизации функций).

При любых изменениях необходимо согласование функций, систем и параметров.

Схема законов изменения функций показана на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Структура законов изменения функций

Законы изменения функций аналогичны законам развития потребностей, но рассматриваются на функциональном уровне:

– идеализация функций;

– динамизация функций;

– согласование функций;

– переход к моно- или полифункциональности.

Идеализация функций осуществляется их динамизацией и переходом к моно- или полифункциональности и последующим согласованием.