Одним из самых эффективных методов познания является моделирование – замена
реальных систем моделями – идеализированными системами, отображающими особенности
реальных систем. Операции, которые сложно или невозможно провести с реальными
системами, проводят с моделями, а полученные результаты распространяют с
соблюдением условий подобия на реальные системы. Отражая правильно какие-то
черты объекта, модель может не отражать другие его черты, например масштабная
модель в точности повторяет внешний вид самолета, но летать не в состоянии.
Модель может быть совершенно не похожей на объект: математическая модель- это
системы из множества уравнений, но их решение даёт массу информации об
особенностях моделируемого объекта.
Общая последовательность работы с моделями одинакова для самых разных
объектов: создаётся модель той или иной физической природы, в которой отражаются
нужные свойства объекта, далее с моделью проводят необходимые преобразования,
исследования, после чего результаты, полученные на модели, переносят на объект
моделирования.
В теории решения изобретательских задач для поиска новых технических решений
используются модели, отражающие основные свойства и закономерности развития
технических систем.
Методом изучения моделей технических систем и их преобразования является вепольный
анализ. Вепольный анализ заключается в построении вепольных формул.
Рассмотрим несколько изобретений:
А. с. 333 993. для отчистки от окалины предложено пропускать проволоку через
абразивный ферромагнитный порошок, поджимаемый магнитным полем.
А. с. 387 570. для распыления полимерных расплавов предложено вводить в
расплавленные ферромагнитные частицы и попускать расплав через зону действия
знакопеременного магнитного поля.
Нетрудно заметить общий приём, использованный в этих изобретениях.
Имеется некоторое вещество, само по себе не поддающееся управлению (изменению,
обработке). Чтобы управлять веществом, вводят ферромагнитные частицы и действуют
магнитным полем.
Задача 4. для временного перекрытия трубопроводов путем образования пробки
закачивают быстродействующий полимерный состав. Недостаток способа состоит в том,
что жидкость до отвердевания растекается. Пробка получается неоправданно длинная,
это усложняет ёе извлечение после ремонта трубопровода. Как быть?
Для решения этой задачи можно использовать известный приём, основанный на введении
в объект ( в данном случае - полимерный состав) ферромагнитных частиц и удерживании
их магнитным полем. Такое решение защищено а. с. 708 108.
Запишем это решение так, как записывают химические реакции. По условиям задачи
дано вещество( полимерный состав), обозначим его буквой B. Пунктирной стрелкой
покажем, что по условиям задачи вещество плохо поддаётся управлению и надо научится
им управлять.
Запишем теперь ответ. Вводится магнитное поле Пм, действующий на ферромагнитный
порошок Bф ( показано сплошной стрелкой ), который, в свою очередь, влияет на B:
Соединим «дано» и «получено» двойной стрелкой, она заменит словосочетание
«для решения задачи надо перейти к»
В патентном фонде имеются тысячи изобретений, соответствующих «реакции»
(1). Треугольник из Пм, Bф  и B получил название Феполь (от слов феррочастицы и поле). 
А. с. 236 279. Для сжатия порошка заключённого в металлический корпус,
используют охлаждение корпуса.
А. с. 359 198. для съёма гребных винтов используют тяговые стержни, удлиняющиеся
при нагревании. 
А. с. 735 256. для микродозирования жидких лекарств нагревают воздух в полости
пипетки. 
Формула этих изобретений может быть записано так:
Дано плохо управляемое вещество- изделие В1. чтобы обеспечить хорошую
управляемость, надо перейти к системе в которой тепловое поле Пт действует
на вещество- инструмент В2, взаимодействующее с В1. структура из Пт, В2 и В1
получила название веполь.
В общем случае возможны структуры, включающие любое поле:

Структуры(2) принято называть веполями ( от слов «вещество» и «поле» ).
Нетрудно заметить, что веполь является минимальной моделью технической системы:
он включает изделие, инструмент и энергию (поле), необходимую для воздействия
инструмента на изделие. Любую сложную техническую систему можно свести к сумме
веполей. Тут уместно провести анализ с геометрией: любую сложную фигуру можно
разбить на треугольники. Зная свойства треугольника, можно производить вычисления,
связанные со сплошными фигурами. Отсюда особое значение тригонометрии. Аналогичную
роль играет и вепольный анализ. Записывая условия задачи в вепольной форме,
отбрасывают всё несущественное, выделяя суть задачи (троят модель задачи ): что
дано (поле, вещества, действия), что надо изменить или ввести для получения
требуемого результата. Вепольный анализ позволяет выявить причину возникновения
задачи. Поэтому подход не только удобная символика для записи изобретательских
«реакций», но и инструмент проникновения в суть задачи и отыскания наиболее
эффективных путей преобразования технической системы.
Задача 5. дана смесь одинаковых по размерам и имеющим одну и ту же
плотность кусочков коры и древесины. Как отделить кору от древесины?
Итак, даны два вещества, причём ни одно из них не является инструментом.
Кроме того, в системе нет поля. Обозначим взаимодействие стрелкой с двумя остриями,
а ненужное взаимодействие – волнистой линией. 
Из известных физических полей (гравитационного, электрического, теплового и др.)
в задачах на разделение веществ чаще всего используется электромагнитное поле.
Однако кора и древесина не обладают магнитными свойствами. Следовательно. Для
построения веполя необходимо электрическое поле. Решение найдено с математической
точностью, можно ставить эксперимент: если кора и древесина по-разному электризуются,
задача решена.
Допустим, оба вещества электризуются одинаково. Тогда в одно из веществ придётся
ввести хотя бы тот же ферро-порошок (Вф), получим комплексный веполь:
Разумеется, могут быть построены и более сложные вепольные системы. Но введение
новых веществ и полей- отступление от идеала. Поэтому, составляя вепольные  формулы,
важно как можно меньше отойти от идеала – простого веполя, «треугольника».
Такой отход необходим и допустим лишь в той мере, в какой усложнение вепольной
структуры компенсируется увеличением числа функций, появлением новых полезных
качеств и т.д.
О терминах «вещество» и «поле». В вепольном анализе (т.е. анализе вещественно-
полевых структур) под «веществом» понимают не только вещество, но и технические
системы и их части, а иногда и внешнюю среду. Например, если в задаче идёт речь о
повышении скорости движения ледокола во льдах, то вещества- это ледокол и лёд.
Веполь иногда обозначают ( без конкретизации ) треугольником. Например,
сложные веполи- цепные и двойные- могут быть показаны так:





После ознакомления с основами вепольного анализа сформируем еще один закон
развития ТС: развитие современных технических систем идёт в направлении
увеличения степени вепольности: 	
- невепольные и – неполные вепольные системы превращаются в полные веполи:
- увеличивается степень дисперсности вводимого вещества В2; 
- веполи переходят феполи;
- веполи и феполи переходят в двойные и цепные системы, увелтчивается количество
управляемых связей в систеах.


К оглавлению      К началу