Вы не раз могли встречать подобные выражения: «человек управляет станком», или «человек работает на станке». Фактически же это означает, что человек выполняет те функции, которые на данном этапе не удалось передать технической системе. 

Например, что означает, что человек работает на токарном станке? Это значит, что он устанавливает деталь, нужный резец, включает станок и контролирует процесс обработки, управляя перемещениями резца и контролируя точность изготовления.

Илл. 1. Токарный станок

На современных роботизированных станках с ЧПУ (Числовым программным управлением) все эти функции выполняет машина, а человек только контролирует и ремонтирует ее.

Илл. 2. Станок с программным управлением

Первые орудия труда были решающим шагом в эволюции человечества. Человек перестал делать всё только своими руками, он взял в руки специально обработанные камни. Теперь, например, он роет яму в твёрдом грунте или снимает шкуру с убитого животного не руками, а специальным инструментом. В ТРИЗ говорят, что этот инструмент «вытеснил» человека на уровне исполнительного органа.
Однако источником энергии при применении простых инструментов по-прежнему служил сам человек, и он же осуществлял управление. Например, муку человек получал, растирая зерна камнями, один из которых он сам вращал за ручку. Такими были первые мельницы.

Илл. 3. Ручная мельница

Когда появились вращаемые силой воды и ветряные мельницы, человек перестал использовать свою энергию для приведения в действие инструмента, то есть был вытеснен из технической системы на уровне источника энергии.

Илл. 4 и 5. Ветряная и водяная мельницы

Современное, полностью автоматизированное производство не только не использует физическую силу человека, оно самостоятельно принимает решения. Например, отбраковывает нестандартную заготовку, регулирует температуру и другие параметры обработки…

Закон вытеснения человека из технической системы утверждает, что человек вытесняется поэтапно, соблюдая такую последовательность:

- Вытеснение с первого уровня исполнения: рабочего органа
- Вытеснение со второго уровня исполнения: источника энергии
- Вытеснение с первого уровня системы управления: рабочие органы управления (руль, копир на токарном станке…)
- Вытеснение со второго уровня системы управления: уровня получения информации, контроля и принятия решений.

Подробнее:

1. Вытеснение человека с уровня исполнения.

Это самый примитивных уровень вытеснения человека, связанный с появлением простых инструментов, замещающих органы человека. Например, рычага, чтобы повысить усилие человека; или паровой машины, чтобы заменить мускульную энергию. В принципе эта тенденция наблюдается до сих пор в простых устройствах, часто связанных с бытом.

Илл. 6 и 7. Соковыжималка ручная и электрическая

2. Вытеснение человека с первого уровня управления.

Наиболее широко используемый шаг в совершенствовании технических систем, поскольку позволяет существенно снизить «зависимость» технической системы от человека (снизить ручной труд, повысить рабочее время и т.д.).

Примерами вытеснения человека из органов управления являются:

• нижний уровень - появление устройств, «совершенствующих» органы человека,

Пример 1:

Руль у небольшого парусника управляется вручную, в то время как на больших судах система становится автоматической

Илл. 8. Весло-руль

Пример 2:

На старых самолетах управление было ручное, и крайне тяжелое для летчика, для управления требовалось большая физическая сила.

Илл. 9. Самолет с управление рычагами, которые тянули рулевые элементы

• первым уровнем вытеснения становится система преобразования усилия управления;

Пример 3:

Илл. 10. Рулевые тяги с преобразованием вращения руля через гидросистему

• второй уровень – появление устройств «замещающих» органы человека, например, копиры в токарных и фрезерных станка. При этом управление идет по строго заданной программе, без получения информации.

Пример 4:

Илл. 11. Станок для изготовления дублей ключей.

3. Вытеснение человека с уровня получения информации, контроля и принятия решений.

Этот шаг отражает уровень наиболее полного вытеснения человека из технической системы, поскольку он просто перестает быть нужным в системе. К таким элементам системы относятся:

• появление приборов, позволяющих получать информацию, недоступную органам человека;
• проявление преобразователей информации, позволяющих более полно и точно оценивать ее, например, электронные датчики давления, преобразующие давление в электрический сигнал;
• появление автоматических систем анализа информации и принятия решений;

Илл. 12. Автопилот на самолете

Подготовил к публикации: Лев Певзнер 

Редактор: Елена Гин

Источники иллюстраций:

1) http://www.stanki-portal.ru/foto/foto.php?id=12636
2) http://buildingnet.ru/obzor/215.html
3) http://ukhtoma.ru/plotina2.html
4) http://stranarussia.livejournal.com/7508.html
5) http://www.1zoom.ru/
6) http://www.sokovyzhimalka-shnekovaja.ru/sokovyizhimalka-ruchnaya.html
7) http://www.twenga.ru/citrus-fruit-press.html
8) http://coollib.com/b/142475/read
9) http://lemur59.ru/node/8919
10) http://systemsauto.ru/wheel/power_steering_gear.html
11) http://bizorg.su/
12) http://fishki.net/1269472-sekrety-i-fakty-dlja-passazhirov-samoleta.html