Владимир Петров - Законы развития систем

Это тоже соединения отдельных механизмов.

Рис. 7.222. Зубная щетка для космонавтов

Пример 7.309. Гибридный автомобиль.

Гибридный автомобиль имеет два типа двигателей: двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и электрический.

Достоинство ДВС в том, что он потребляет привычный и доступный энергоноситель, а электродвигателя в выдающихся моментных характеристиках.

Гибридный двигатель , в отличие от ДВС , не нужно ни заводить, ни раскручивать для запуска. Сцепление для гибридного двигателя — ненужно (оно свернуто). Включение электродвигателя сразу дает максимальную тягу на колеса (максимальный момент). Еще один плюс электродвигателя над ДВС — эффективность работы в режиме частых стартов и остановок . При езде в городе это большое преимущество. ДВС эффективнее работает на постоянных, оптимальных для данного двигателя оборотах. Гибридный двигатель позволяет совмещать положительные стороны ДВС и электродвигателя .

Гибридные автомобили более экологичны, но дороже автомобилей с ДВС при покупке и обслуживании, поэтому они не получили широкого распространения.

Пример из информационных технологий.

Пример 7.310. Гибридный жесткий диск.

Гибридный жесткий диск — это вид накопителя, который совмещает в себе традиционный жесткий диск и флеш-память небольшого объема, который используется в качестве кэш-памяти второго уровня. Принцип работы гибридных накопителей заключается в анализе часто используемых данных, размещенных на жестком диске и перенос их в флеш-память для повышения скорости чтения при последующих обращениях пользователя к ним.

Последние два примера гибридизация с частичным свертыванием.

7.11.4.2. Свертывание «лишних» элементов в гибридной системе

На этом этапе выявляются и разрешаются противоречия синтезированной гибридной системы, главным образом, удалением повторяющихся элементов, но сохраняя привнесенные новые функции.

Пример 7.311. Ложка-вилка.

Проследим, как проходила гибридизация ложки и вилки.

Первый этап (рис. 7.223а) выбрали два объекта для гибридизации — ложку и вилку.

Первоначально выясним функции, достоинства и недостатки ложки и вилки.

Ложкой можно есть жидкие и сыпучие блюда. Минус ложки — невозможно накалывать на нее куски твердой пищи, например, мяса.

На вилку можно насаживать куски твердой пищи, но невозможно зачерпывать жидкую и сыпучую пищу.

Плюсы ложки — это минусы вилки и наоборот. Мы должны объединить достоинства и убрать недостатки.

Первые этапы свертывания показаны на рис. 7.223 б и в.

Общее у ложки и вилки — это ручка, поэтому ее можно оставить единой. Ложка и вилка отличается их окончанием. Значит, нужно к концу ложки добавить острия вилки (рис. 7.223г).

Рис. 7.223. Гибридизация ложки и вилки

Пример 7.312. Ультразвуковая зубная щетка.

Щетка создает ультразвуковые колебания частотой 1,6 МГЦ. Эти колебания разрушаю налет на зубах.

В отличие от электрической зубной щетки в ней свернуты электродвигатель, механизм вращения (редуктор, шпиндель привода).

Механические колебания заменены ультразвуковыми — переход на микроуровень и к более управляемым полям.

Пример 7.313. Многофункциональная ультразвуковая зубная щетка

Многофункциональная ультразвуковая зубная щетка (Beaver Pro-Medic Multiplex) помимо ультразвука воздействует на зубы былым и инфрактасным светом (рис. 7224).

Рис. 7.224. Многофункциональная ультразвуковая зубная щетка

Технология создана по патенту США 7 328 708.

Щетка может работать в режиме чисто ультразвукойой четки, так и режимах воздействия, модулированного ультразвуком белового и инфракрасного света.

Энергия модулированного ультразвуком белого света, проникает глубоко в зубы, способствует отбеливающему эффекту и устранению налета.

Энергия модулированного ультразвуком инфракрасного света распространяется ниже линии десен, оказывает антибактериальное и омолаживающее действие внутри зубов.

Beaver Pro-Medic Multiplex эффективно и качественно удаляет бактериальный налет, дезинфицирует полость рта, оказывает отбеливающий эффект, уменьшает кровоточивость и укрепляет десны, оказывает ранозаживляющий эффект, заживляет язвы, устраняет проявления гингивита, снимает чувствительность зубной эмали.

Пример 7.314. Самостерилизующаяся зубная щетка.

Щетка содержит ультрафиолетовый и тепловой излучатели, которые ее стерилизуют.

Вовремя чистки зубов вырабатывается электрическая энергия за счет движений, совершаемых при чистке зубов. Эти преобразования осуществляются с помощью пьезоэлектрической пленки. Энергия хранится в аккумуляторной батарее.

Электрическая энергия задействует ультрафиолетовый светодиод (UV LED). УФ излучение через световод, расположенный в ручке, подается на щетину, стерилизуя ее.

В рукоятке и головке щетки имеются каналы (световоды) для тепловых лучей (heat rays), вырабатываемых инфракрасным светодиодом. Этот вид излучения высушивает щетину, что очень важно для стерилизации (рис. 7.225).

Рис. 7.225. Самостерилизующаяся зубная щетка

Здесь используются ресурсы движения щетки (энергетические ресурсы). Таким образом, был свернут источник энергии.

7.11.4.3. Максимальное использование ресурсов

Один из путей увеличения степени идеальности — это использование ресурсов.

Первоначально выясняются все ресурсы системы.

Имеются следующие виды ресурсов:

— Функции.

— Элементы.

— Связи между элементами.

— Форма.

— Энергия.

— Информация.

— Вещество.

— Поле.

— Потоки (вещества, энергии и информации).

— Пространство.

— Время.

— Процессы.

— Параметры.

— Системные ресурсы.

Ресурсы могут браться в системе, подсистемах и надсистеме. Они могут использоваться в готовом виде или быть видоизменены.

В примере 7.311 использованы функциональные ресурсыложки и вилки (ложкой можно набирать жидкость и сыпучей материал, а вилкой натыкать), их форму и элементы (острие вилки и емкость ложки) и связь с ручкой.

В примере 7.310 применены ресурсы потоков информации , которые распределяются между жестким диском и флеш-памятью в гибридном диске (ресурсы пространства ), а также ресурсы времени . В одно время информация находится на жестком диске в другое на флеш-памяти и разнесена по этим разным пространствам.

В гибридном двигателе (пример 7.309) используется системный ресурс . Сочетание двух двигателей позволило отказаться от сцепления.