Мыслительное карате. Методология научно-технического творчества и концептуального проектирования

Методы использования функций и свойств (в том числе так называемых «необычных свойств») для разработки пионерных ТС, совершенствования аналогов (прототипов) ТС, создания ТС новых поколений представлены в последующих разделах книги.

1.4.3. Формирование функциональных структур технической системы

Следующим этапом конкретизации технически реализуемой потребности человека после ее представления множеством функций и свойств разрабатываемой технической системы (ТС) является формирование множества функциональных структур ТС.

Функциональная структура ТС – это совокупность связанных между собой функциональных элементов или подсистем, обеспечивающих реализацию функций ТС. Она представляет собой ориентированный граф, вершинами которого являются наименования элементов или подсистем ТС, а ребрами – их функции. Распространенные виды функциональных структур представлены на рис.

Рисунок 19. Виды функциональных структур: а – линейная, б – разветвленная, в – замкнутая, г – звездная, д – сотовая, е – матричная

Следует отметить, что иногда даже простое комбинирование элементов функциональной структуры ТС (например, инверсия) приводит к заметному повышению эффективности ТС. На рис. 20 показана линейная функциональная структура буксировки барж (использовавшаяся много десятков лет), когда буксир тащил баржу за собой на канате.

Рисунок 20. Графическая схема функциональной структуры транспортировки баржи: буксир впереди (тянет)

Достаточно было просто поменять баржу и буксир местами (буксир стал толкать баржу), и за счет уменьшения турбулентности воды, вызываемой буксиром в предыдущей схеме, при новой функциональной структуре ТС на 10—30% возросла скорость буксировки и на 10—30% уменьшился расход топлива (рис.

Рисунок 21. Графическая схема функциональной структуры транспортировки баржи: буксир сзади (толкает)

В разделе 6.3.4 изложен один из методов повышения эффективности формирования и использования функциональных структур ТС при разработке новых ТС.

1.4.4.