钢珠输送管道的难题——自服务原理应用

在一个输送钢珠的管道中，拐弯部位在工作一两个小时后就会坏掉。根本的原因是钢珠在高速气体的驱动下，对弯曲部位的管壁进行着连续撞击，很快就会撞出一个洞来。

管道损坏后必须停止输送来进行维修，这就影响了生产效率。

“看来还需要一条管道，”工程师说，“当需要维修时，启动另一条管道来输送钢珠。”

“2条管道会增加成本，”经理说，“而且更替管道时仍然会影响生产效率。”

这似乎是一个难以解决的难题。

突然，萃智先生出现了。

“总是修补管道不是个办法，”他说，“我有一个主意，可以保证管道永远工作而不必修补。”

于是，一个基于自服务原理的解决方案产生了：在拐弯部位的管道外，放置一个磁铁，当钢珠到达磁场范围内时，会被磁铁吸附到管道内壁上，从而形成保护层。钢珠的冲击将作用在由钢珠形成的保护层上，并不断补充那些被冲掉的钢珠。这样，输送管道就被完全保护起来。

这个故事应用了自服务（self-service）原理，该原理体现在两个方面：

1.使物体具有自补充和自恢复功能以完成自服务

比如：饮水机；自动铅笔；洒水的喷头在水流作用下旋转。

2．利用废弃的资源、能量或物资。

比如：麦秸或玉米杆等直接填埋做下一季庄稼的肥料；涡轮增压。

自服务原理的第一方面比较好理解，如果一个系统在运行过程中需要进行辅助和维护操作时，最好不要借助于外界（系统），而是自己就能完成，这样可以减少成本（包括时间，材料，能耗等），比如：A）铁路铺设中的边铺边通行；自动饮水机；不倒翁玩具；B）宇宙空间站上的封闭生态系统；第二方面，利用废弃的材料和能量，就是让系统尽量减少对环境，特别是其它系统的依赖，能利用系统本身废弃的能量和材料来完成自服务。因此利用自身废弃的材料和能量作为自服务的一种，应该优先考虑。利用废弃的材料和能量的例子非常多：A）再生纸；利用发电过程中的热能取暖：生物肥料：B）汽车下坡时充电；利用用木屑制碳；自服务是理想系统中的一个重要部分。在如何做到自服务方面，反馈原理是个不错的搭档。自然界中的生物体，多多少少都是自服务原理的践行者。面向对象编程思想中也带有自服务的思想。不过需要注意的是，从自服务原理表述来看，工程领域的这种自服务还不能完全等同于自动化（智能化），是告诉我们如何巧妙的利用自然中的物理、化学或几何效应(如，重力，水力，毛细管)来达成目标。在软件设计，编程中，尽量让系统（对象）自服务，可以减少系统的复杂性，增加系统的可管理性。