К целевым свойствам ТС относятся свойства, присущие данному классу ТС и непосредственно определяющие потребительскую ценность и полезность ТС. Например, к целевым свойствам легкового электромобиля будут относиться максимальная скорость движения, мощность двигателя, число пассажиров. Эти свойства присущи любым легковым автомобилям и непосредственно определяют их полезность обеспечение возможности быстрого перемещения людей.
Как на первый взгляд ни странно, но такие, казалось бы, важные для электромобиля свойства, как расход электроэнергии на 100 км пути и максимальная масса груза, непосредственно не влияют на возможность быстрого перемещения людей и поэтому относятся не к целевым, а к специальным значимым свойствам, которые в общем случае характеризуют эффективность функционирования основных узлов ТС, процессов их эксплуатации, транспортировки, хранения и утилизации технических систем. Вот почему, например, к специальным значимым свойствам электромобиля можно отнести минимальный радиус поворота, время разгона до максимальной скорости, габариты транспортного средства и многое другое.
В целом свойства ТС делят на две большие группы:
1) свойства, непосредственно влияющие на полезность (потребительскую ценность) ТС;
2) свойства, определяющие плату за полезность.
Эффективная конкретизация технически реализуемой потребности заключается в формировании множества функций и свойств ТС, увеличивающих ее полезность, и уменьшении количества и влияния функций и свойств, определяющих плату за полезность.
Английский философ и социолог, один из родоначальников эволюционизма Герберт Спенсер справедливо отмечал: «Прогресс это рост разнообразия качеств».
Для достижения этой цели необходимо формировать, развивать и использовать систематики физических, химических, биологических и специфических отраслевых свойств. 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. 19.
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 1030% возросла скорость буксировки и на 1030% уменьшился расход топлива (рис. 21). При этом не просто не затратили дополнительных средств, но даже сэкономили на канате.
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. Формирование принципов действия технической системы
После 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.