На ней хорошо видно, что это всего лишь развитие уже предложенных нами алгоритмов, точнее, все предложенные нами алгоритмы - всего лишь упрощение АРИЗ-85В (ведь появились они позже).

Схема, как нам кажется, достаточно ясна. Тем не менее, приведем некоторые комментарии к ней:

Для начала заметим, что описание проблемной ситуации, в приведенном нами выше понимании, остается за пределами этого алгоритма. Понятие «модель задачи» в АРИЗ двояко: на шаге 1.1 ее формально еще нет, есть только основные элементы рассматриваемого объекта. Модель задачи по-

Рис. 7.6. Структурная схема АРИЗ-85В

является только на шаге 1.6, когда из всех этих элементов остается только два (в пределе 3) элемента, необходимые для построения схемы конфликта и возможного перехода к системе стандартов (о ней в следующем разделе);

Указанные у нас блоки 1 и 2 входят в одну первую часть АРИЗ;

В АРИЗ-85В формулировка ТП входит в формулировку мини-задачи (в смысле, указанном в 7.3, т. е. когда все остается без изменений, но проблема исчезает), т. е. АРИЗ сразу выводит на решение именно мини-задачи (она же модель задачи по АРИЗ), другие подходы не рассматриваются 1 ;

Выделение КП не сопровождается в АРИЗ четкой формулировкой проблемной функции и подробными пояснениями того, как выбирать КП, в предположении, что если уж есть ТП, то с выбором КП вопросов не возникнет;

Здесь же (в первой части алгоритма) на шаге 1.6 вводится «икс-элемент», символизирующий искомые ВПР и сразу включаемый в модель задачи (мы все еще не перешли к блоку 3 в схеме рис. 7.4);

Определение оперативной зоны, оперативного времени и ВПР (3 и 4-й блоки на нашей схеме) в АРИЗ-85В объединены в одну часть 2 «Анализ модели задачи»;

ИКР в АРИЗ-85В используется очень активно (третья часть алгоритма), разделяясь на два уровня - системный (ИКР-1) и подсистемный (ИКР-2) - см. 5-7-е блоки на схеме. При этом область поиска решения сужается сначала до оперативной зоны и оперативного времени, а затем до частиц вещества (к которым предъявляются противоположные физические требования), что и придает всему алгоритму острую направленность на сильное, красивое решение;

Переход к системе стандартов на решение изобретательских задач (блок 8 схемы) - если он не был выполнен ранее, на шаге 1.7, - позволяет, как бы вернувшись немного назад, к таблице устранения технических противоречий (одному из первых инструментов ТРИС, обеспечившему ее научность, объективность), с учетом ЗРТС и опираясь на веполи, значительно облегчить получение сильных решений большого класса технических задач. Очень красивый и сильный ход в развитии ТРИС;

Для активизации подсознания в процессе синтеза решения четвертая и пятая части АРИЗ-85В (блоки 9-10) посвящены описанию ряда инструментов, помогающих поиску нужных ресурсов и методов их использования в ИС (точнее, НеИС), приводятся ссылки на информационные массивы, показывающие аналоги решения;

Если, несмотря на все усилия и все подробнейшие рекомендации алгоритма, задача все еще не решена, в шестой части АРИЗ-85В предлагается изменить ее формулировку или перейти к другой задаче (блок 11 на схеме);

Вот он, системный подход в АРИЗ: полученную идею решения (блок 12) надо проверить (сработает ли), оценить, убедиться в наличии новизны и оценить сложность внедрения - количество и трудность вторичных задач, всегда сопровождающих процесс реализации новой идеи, на что и направлены седьмая и восьмая части АРИЗ-85В;

Наконец, в алгоритм (блок 13) встроен «инструмент» его самосовершенствования (девятая часть АРИЗ-85В, до которой, увы, редко кто доходит по причине простой, обыкновенной лени, недостаточной добросовестности).

Теперь, ознакомившись со структурой АРИЗ-85В, читатель смело может переходить к его подробному изучению. Естественно (после прочтения прилагаемых к официальному тексту примеров), путем решения с его использованием своих реальных задач 1 .

В настоящее время предложено много постальтшуллеровских алгоритмов

решения творческих задач, но с нашей точки зрения того, что уже изложено, вполне для учебного пособия достаточно. Нам важно, чтобы у читателей сформировались понимание преимуществ алгоритмического подхода и умение работать по алгоритму. Тем более, что в большинстве практических случаев приведенных нами выше алгоритмов хватает.

Однако, чтобы облегчить читателю понимание ключевых особенностей АРИЗа, приведем все же один пример (на этот раз технический, ведь АРИЗ ориентирован именно на такого рода ИС).

Задача 7.6.4. «Просим выключить мобильные телефоны и компьютеры» - неоднократно слышали вы, если летали самолетами Аэрофлота, да и любых других авиакомпаний. Эта просьба не случайна, в самолете много аппаратуры, на работу которой может повлиять наличие посторонних радиосигналов. Однако скоротать время в полете очень хочется, для этого можно показывать пассажирам какое-нибудь кино. Но не все из них захотят смотреть фильм, многим он будет мешать спать или о чем-либо размышлять, да и интересы у людей разные. Можно было бы снабдить все пассажирские места экранами, чтобы каждый на своем месте мог выбрать кинофильм из некоторой «бортовой кинотеки», то тогда к каждому месту придется тянуть провода (ведь пользоваться радиоканалами нельзя), а их и без того в самолете очень много. Как быть?

Решение.

Мы не будет подробно рассматривать все шаги АРИЗ-85В. Наша задача - показать особенности этого алгоритма, в частности тот самый переход от общей постановки задачи - к зоне конфликта, а затем и ее решению. Но начнем мы с самого начала.

(1 - шаг 1.1. по АРИЗ). Текст АРИЗ-85В не содержит указаний на то, как перейти от проблемной ситуации к модели задачи. Предлагается сразу же указать назначение требующего улучшения объекта (он называется в АРИЗ технической системой 1) и элементы, из которых он состоит. При этом необходимо сразу же сформулировать техническое противоречие. Применительно к нашей задаче это может выглядеть так.

Техническая система (пока еще гипотетическая - но ведь задачу можно, и даже лучше решить еще до того, как она возникла в реальном объекте) для раз-

влечения пассажиров аэроплана, включающая монитор, провода (которые мы в результате решения задачи должны будем чем-то заменить), бортовую видеотеку и пассажиров.

ТП-1: Если подводить сигналы к пассажирским местам по проводам, то на мониторах будет изображение (и пассажиры будут развлечены), но может нарушиться управление аэропланом.

ТП-2: Если проводов не делать, то управление аэропланом не нарушится, но и на мониторах не будет изображения (пассажиры будут скучать).

(2 - шаг 1.2. по АРИЗ). КП в данном случае монитор и провода - мы выбираем элементы технической системы, хотя формально объектом ее функции являются пассажиры. Эта тонкость прямо не описана в тексте АРИЗа, обратите на нее внимание.

Мы пропустим шаг 1.3, хотя графическим схемам, существенно помогающим решателю активизировать свое подсознание, в АРИЗ придается очень большое значение.

Выбор основного ТП на шаге 1.4 также очевиден - это ТП-1: нам нужно, чтобы пассажиры не скучали. Не менее очевидно, на зато достаточно важно - этого нет в представленных выше простых алгоритмах - усиление конфликта на шаге 1.5, сведение слабых элементов до нуля. В нашем случае их нет с самого начала.

Шаг 1.6 АРИЗа: вот только теперь, наконец, мы можем построить модель задачи, В приведенных выше алгоритмах мы с нее начинали, опираясь на общее понимание проблемной ситуации, и лишь затем формулировали ТП, тогда как в АРИЗ мы сначала выделяем конфликт и затем вокруг него строим модель задачи. Трудно сказать, что правильнее и лучше, видимо, все зависит от типа задачи (мы уже говорили, что АРИЗ ориентирован на задачи чисто технические) и характера мышления того, кто эти задачи решает. Именно здесь впервые появляется обозначение искомого ресурса (точнее, его носителя) - икс-элемент.

В нашей задаче это будет выглядеть так:

есть мониторы на каждом пассажирском месте и отсутствующие «провода» к ним от бортовой базы кинофильмов, которые не создают помех навигационной аппаратуре аэроплана. Необходимо найти такой икс-элемент, который обеспечил бы передачу сигнала от базы кинофильмов к мониторам, не создавая помех оборудованию.

(3 - шаг 2.1 по АРИЗ) - это определение оперативной зоны (03). В тексте АРИЗ практически нет никаких указаний на то, как это делать. В нашем случае мы можем считать оперативной зоной все пространство аэроплана, а можем принять за нее лишь промежуток между сиденьем или полками над головой пассажира и монитором. Поскольку оперативную зону, как правило, лучше максимально сужать, примем последний вариант (всегда можно вернуться назад - ведь мы все наши решения записываем - и изменить выбор).

Шаг 2.2 для нас очевиден: оперативное время (ОВ) - это время просмотра кинофильма пассажиром. В АРИЗ сделан сильный ход: выделение ОВ до начала конфликта (заложена возможность предварительного выполнения нужных действий) и во время конфликта. Но в нашем случае до начала просмотра просто ничего не происходит.

(4 - шаг 2.3 по АРИЗ). И вот мы добрались до главного (с нашей точки зрения) - анализа имеющихся вещественно-полевых ресурсов. От того, насколько тщательно мы его проведем, зависит если не все, то очень многое. Характер работы описан нами в 1.4. Заметим, что с нашей точки зрения написанное про ВПР в тексте АРИЗа прочитать, безусловно, полезно, но мы бы все же советовали обратиться к указанному п. 1.4.

Что у нас есть из ресурсов? Электричество использовать нельзя, но записать в список полезно. Стены, сиденье, освещение, кислородная маска, спасательный жилет под сиденьем - на самом деле немного.

(5 - шаги 3.1 и 3.2). Здесь начинается главное - формулировка ИКР, того самого, с которого во многом и начинался АРИЗ. Причем в АРИЗ-85В эта процедура усилена и растянута во времени. На шаге 3.1 мы формулируем его на уровне постановки задачи:

икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, обеспечивает в зоне между монитором и ближайшим окружением пассажира связь между монитором и бортовой базой фильмов (не беда, что коряво, зато правильно).

Можно было бы добавить еще требование к икс-элементу про устранение вредного действия, но оно ушло из задачи вместе с проводами.

Шаг 3.2 направляет на усиление этого ИКР запретом на введение новых веществ и полей, но этот шаг на практике часто (и порой справедливо) игнорируют.

(6 - шаг 3.3 по АРИЗ). И вот он, тот переход, ради которого мы затеяли разбор этой задачи - формулировка физического противоречия (пока еще на макроуровне). Строго по АРИЗ:

промежуток между сиденьем или полками над головой пассажира и монитором (сиречь, оперативная зона) должна (фразу про оперативное время мы пропускаем) проводить информацию (или электромагнитные сигналы - так конкретнее) от бортовой базы кинофильмов, т. е. обладать свойством С, чтобы связать монитор с базой фильмов аэроплана (одна из конфликтующих функций или требований) и не должна проводить информацию (электромагнитные сигналы), т. е. обладать свойством -С (не С), чтобы не создавать помехи навигационным приборам.

Обратите внимание, что мы говорим пока не о каких-то веществах, а просто об оперативной зоне, в которой еще ничего не выделено в качестве нужных нам ВПР. Часто этим можно и ограничиться, этого может хватить нашему подсознанию для выхода в зону инсайта. Но будем занудами и пойдем дальше. В АРИЗ все так дотошно расписано, что только теперь на шаге 3.4 мы можем перейти к ФП на микроуровне:

в промежутке между сиденьем или полками над головой пассажира и монитором (оперативной зоне) должны быть частицы вещества, обладающие способностью передавать сигналы, чтобы проводить информацию от бортовой базы кинофильмов, и не должно быть таких частиц, чтобы не проводить (электромагнитные) сигналы (мешающие навигации).

(7 - шаг 3.5 по АРИЗ). И наконец, мы можем завершить этот переход от макротребований непосредственно к свойствам, т. е. ресурсам, и сформулировать ИКР-2 уже не по отношению к некоторому икс-элементу, а по отношению к оперативной зоне:

промежуток между сиденьем или полками над головой пассажира и монитором в течение времени просмотра пассажиром фильма должен сам обеспечивать передачу сигналов и не должен передавать электромагнитные сигналы, нарушающие работу навигационных приборов.

Заметим, что уточнения полезны на всех этапах решения задачи по АРИЗу, они никогда не бывают лишними (все надо записывать, буквально все). Конечно, инсайт может наступить и при формулировке ИКР-1 (эту идею надо записать и забыть - идти дальше), и при описании ФП на макроуровне, и затем, когда ФП перешло на микроуровень. Все зависит от задачи и вашего личного опыта решения задач такого рода. Вот и мы сделаем одно уточнение - поле, как известно, материально. А свет - это поле, только с другой частотой, отличной от частоты, на которой работают навигационные приборы.

(8 - шаг 3.6 по АРИЗ). Идею решения можно получить и с помощью стандартов - у вас теперь есть все, чтобы их применить (но о них мы поговорим позже).

(9- 10 - 4-я часть АРИЗ). Теперь нам надо получить идею решения. Для этого АРИЗ предлагает разные варианты действий, направленных как на активизацию работы подсознания (например, метод маленьких человечков), так и на учет закономерностей развития технических систем.

Собственно основную, самую трудную часть АРИЗ мы рассмотрели - остальное читатель и сам найдет и оценит в тексте АРИЗ-85В.

А теперь то решение, которое мы нашли на страницах нашего любимого журнала «Химия и жизнь», - световой канал связи. Поверьте, здесь и везде выше мы не подтягивали ход решения к известному нам ответу, по крайне мере сознательно. Мы просто решали задачу как ее нашли. Хотя мы когда-то, очень-очень давно, работая конструктором в одном из «закрытых» КБ, уже применяли световой канал связи для передачи данных в ускорителе Ван де Графа, и это тоже могло повлиять на изложенный выше ход решения. Тем не менее, мы шли строго по шагам АРИЗ, комментируя их без привязки к этой конкретной задаче. Видимо, ответ был достаточно очевидным. А теперь выдержка из того самого журнала:

«Для экономии энергии лампы накаливания во всем мире заменяют светодиодами, то есть полупроводниковыми приборами, с которыми можно проделывать немало хитрых операций. Так, ученые из Фраунгоферовского института телекоммуникаций и Института Генриха Герца научились модулировать излучаемый белым диодом свет, причем с очень высокой частотой. В результате получился гибрид осветительного прибора и передатчика информации, работающий со скоростью 100мегабит в секунду. Такой свет может одновременно передавать на компьютеры пользователей четыре фильма с высоким качеством изображения, что и было продемонстрировано в мае 2011 года на выставке во французском Ренне. Главное - расположить приемник информации, а это фотодетектор, в зоне освещения и не загораживать его руками. К сожалению, пользователь лишен обратной связи со светодиодом и не может передавать ему информацию. Но, как нетрудно догадаться, создать специальный осветительно-сетевой светодиод, оснащенный фотоприемником, - дело несложное. И тогда в освещенном такими диодами офисе можно будет избавиться от многочисленных проводов, и радиосеть будет не нужна. В первую очередь такие устройства понадобятся на самолетах, в хирургических операционных и везде, где использование радиосвязи нежелательно. “В ближайшем будущем мы значительно увеличим скорость передачи данных, - говорит Клаус-Дитер Ланге, менеджер проекта от Института Генриха Герца. - В лаборатории уже удалось достичь 800 мегабит в секунду с использованием красно-сине-зелено-белого светодиода”».

Я много пишу о непосредственном применении законов развития технических систем при совершенствовании техники. Я считаю законы и закономерности очень эффективным инструментом Теории решения изобретательских задач (ТРИЗ).

Применяю ли я остальные инструменты ТРИЗ? Конечно, если это необходимо.

Ниже я привожу в шести частях свою работу 1986 года, которую писал по просьбе Генриха Сауловича Альтшуллера и до сих пор нигде её не публиковал. (Высылал несколько лет назад эту работу Кудрявцеву, но не получил ответа и не нашёл её на сайте metodolog.ru).

Необходимо отметить, что практическая работа выполнялась в 1971 -72 году, когда я только осваивал ТРИЗ. Эта задача мне казалась тогда очень сложной и естественно я использовал «тяжёлую артиллерию» ТРИЗ — алгоритм АРИЗ. Трудно сказать, как бы я эту задачу решал сейчас. Но это и не важно.

13.12.2011 г. Борис Шевченко

—————————————

Шевченко Б.А.

Решение практической задачи с использованием

АЛГОРИТМА РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ (АРИЗ-85-В)

(разбор учебной задачи)

Часть 1 (всего 6)

Описание изобретательской ситуации.

В сентябре 1970 года автоматическая межпланетная станция (АМС) «Луна 16» успешно пробурила в морском районе Луны первую скважину и доставила на Землю керн лунного грунта длиной около 400 мм.

На фоне триумфа АМС «Луна 17», доставившей на поверхность Луны небольшую подвижную лабораторию «Луноход-1» и АМС «Луна 21», доставившей «Луноход-2», без особого шума прошел полет АМС «Луна 20», которая пыталась повторить опыт «Луны 16», и пробурить скважину в горном районе Луны. Бурение не получилось. Возвращаемый аппарат станции доставил на Землю небольшую порцию грунта Луны из поверхностного слоя. Это была неудача.

Бурением на планетах необходимо было заняться более серьёзно. И академик Бармин В.П., который после смерти Королёва С.П. был генеральным конструктором Конструкторского бюро Министерства общего машиностроения (КБОМ) и отвечал в частности за все непилотируемые полёты в Космос, решил создать особую структуру, занимающуюся созданием перспективных буровых автоматов для Космоса.

Наиболее известным в стране учёным, занимающимся бурением шпуров и скважин малого диаметра, был академик АН Киргизии, д.т.н., профессор Алимов Олег Дмитриевич. А в это время в Ташкенте штаб Среднеазиатского военного округа перебирался в новое здание и освобождал довольно большое старое здание, которое можно было у военных забрать. Так в 1971 году было в Ташкенте создано Специальное конструкторское бюро (филиал) КБОМ, а во Фрунзе при Институте автоматики АН Киргизии в Отделе механики и горного машиностроения, которым руководил О.Д. Алимов — лаборатория Буровых автоматов.

Идёт 1971 год. Я принят старшим инженером в создаваемую лабораторию Буровых автоматов. Выполняю рад заданий по анализу и совершенствованию различных схем лунных буровых автоматов. Делаю свои первые изобретения. Знакомлюсь с ТРИЗ. Через год поступаю в аспирантуру.

Занимаюсь экспериментальными исследованиями и доводкой бурильной головки будущей АМС «Луна 24» с ударным узлом на базе шарнирного четырёхзвенника. (После успешной работы «Луны-24» я, в составе коллектива, стал лауреатом премии Ленинского комсомола Киргизии.)

Вызывает О.Д. Алимов. Начинается новая большая и срочная работа – бурение на Марсе на глубину 2,5 метра и доставка грунта на Землю. Буровой автомат «Луны 24» для этих целей не подойдёт. Другая компоновка АМС, иные условия доставки, примерно такие же энергетические возможности, но нужно в 1,5 – 2 раза снизить вес всех узлов бурового автомата. Самый тяжёлый узел – бурильная головка. Мы рассматриваем различные варианты, но СКБ КБОМ склоняются больше к бурильной головке с кулачковым ударным узлом. Это и будет твоя новая тема диссертационной работы.

Изучаю документы, в том числе и Техническое задание (ТЗ) на проект. Известные кулачковые ударные механизмы советского бурового автомата АМС «Луна 16» и «Луна 20», а также американский бур АЛСД, используемый в программе «Аполлон», функцией автоматического включения в работу не обладали. Необходимо было обеспечить автоматическое (механическое) включение в работу кулачкового ударного механизма бурильной машины. Патентный поиск показал, что таких конструкций нет.

А что же есть? Есть около 30 конструкций кулачковых ударных узлов применительно к ручному механизированному инструменту. Схемы с дисковым кулачком в нашем случае явно не подойдут, так как по оси ударного узла должно быть сквозное отверстие, через которое контейнер с керном будет подан в возвращаемый на Землю аппарат АМС. Значит и боёк ударного механизма должен иметь сквозное отверстие, т.е. быть трубчатым. Для взвода бойка в этом случае наиболее рационально использовать только цилиндрический торцовый кулачек. Схемы земных бурильных машин имеют два привода: один обеспечивает постоянное вращение бурового инструмента, а другой, включаемый при необходимости, обеспечивает работу ударного узла. Из-за ограниченного энергоресурса АМС, нам это не приемлемо, привод бурильной головки должен быть один и отбор мощности для работы ударного узла должен осуществляться только от него.

Нашлось одно изобретение бурильной машины, в котором кулачковый ударный узел автоматически включался в работу. По АС № 250812, бюл. 27 от 1969 года, класс 5b, 1/12 (это старая немецкая классификация, принятая тогда в СССР как НКИ, а система МКИ ещё только начинала вводиться Е 21с – без шифров групп и подгрупп). Не буду эту конструкцию подробно описывать, но включение в работу ударного узла осуществлялось при возрастании момента на одном из элементов ударного узла, вплоть до его остановки. Эта идея мне показалась интересной и появилась первая схема бурильной головки, в которой, при возрастании момента на буровом инструменте, стопорилась втулка, включающая в работу кулачковый ударный узел.

Обсудил этот вариант конструкции с руководителем и понял, что направление выбрано не верное. Олег Дмитриевич привёл только один пример – представь себе, что под рыхлым поверхностным слоем на Марсе лежит, например, слой очень вязких горных пород типа нашего асфальта. Буровая коронка вгрызается в него и резко возрастает момент на приводе вращателя. Если при этом ещё включится в работу ударный узел, то всё. Вытащить буровой инструмент не удастся. Дорогой эксперимент сорвётся. Вся моя докторская диссертация была направлена на обоснование рациональных режимов бурения скважин. Ударный узел бурового автомата, при той схеме подающего механизма, которая сейчас там принята, должен включаться при резком снижении скорости бурения или, что, то же самое, при возрастании усилия подачи.

Требование КБОМ – система включения в работу ударного узла может быть принята только механическая.

Вот, пожалуй, это и будет описание административного противоречия или изобретательской ситуации.

ЗАМЕЧАНИЯ:

1. Задача была решена с использованием первых трёх частей АРИЗ-71 и две наши конструкции были приняты КБ ОМ (протокол прилагается) для дальнейшей проработки в качестве одного из базовых вариантов бурильной головки бурового автомата МБ-02. (АС № 548709, Е 21С 3/32, бюл. 8, 1977 и № 570704, Е 21С 3/32, бюл. 32, 1977. Описания изобретений прилагаются.)

2. Нет смысла вспоминать АРИЗ-71. Разбор задачи будет проведён по АРИЗ-85В, как учебной задачи, а указанные выше изобретения буду рассматривать как контрольные ответы.

Вот так — буду давать текст из АРИЗ.

Вот так — мои рассуждения по поводу выполнения шагов АРИЗ.

Вот так – шаги решения задачи по АРИЗ.

4. Все советы и примечания по тексту АРИЗ, для снижения объёма работы, опускаю. При необходимости их можно прочитать, скачав текст АРИЗ-85В на сайте http://altshuller.ru/ или на других ТРИЗ-ных сайтах.

5. Я предполагаю, что мой читатель знаком с ТРИЗ, хотя бы в объёме 60-80 часов, и не буду давать расшифровку основной терминологии.

Начинаем.

АРИЗ – инструмент для решения нестандартных задач. Проверьте: может быть ваша задача решается по стандартам?

Задача на изменение. Вредных связей нет. Добавки вводить допустимо. Веполь неполный. Есть изделие — ударный механизм и нет инструмента — механизма его включения по усилию подачи с силовым полем. Рекомендация – достроить веполь – ничего не даёт, так как этого же требует и сама постановка задачи. Как достроить? Обходной пути по поводу поля (ст. 5.2.1.) что-то намекает, но я пока «не знаю» контрольного ответа. Форсировать пока нечего. Лишних веществ и полей нет. На другой уровень пока переходить нечему. Фазовые переходы и физэффекты использовать практически нельзя.

А как было бы хорошо использовать ресурсы внешней среды – температура на Марсе примерно минус 100 градусов (АМС опустится на Марс на рассвете и до восхода Солнца должна стартовать назад). Возросло усилие подачи — немного оголяем корпус бурильной головки, некая втулка примерзает к корпусу и включает в работу ударный механизм. Но эта идея из той же серии, что и лампа Бабакина Г.Н. (которая в каждой новой книге обрастает всё большими подробностями), из той же серии, что и яблоко Ньютона.

На настоящем этапе система стандартов не даёт идеи решения задачи.

ЧАСТЬ 1. АНАЛИЗ ЗАДАЧИ. ШАГ 1.1. Записать условия мини-задачи (без специальных терминов!) по следующей форме: Техническая система для (указать назначение) включает (перечислить основные части системы). Техническое противоречие 1 (ТП-1): (указать). Техническое противоречие 2 (ТП-2): (указать). Необходимо при минимальных изменениях в системе (указать результат, который должен быть получен).

Включать все элементы АМС в техническую систему (ТС) нет смысла. Задача – включить ударный узел в работу, если замедлится скорость бурения и возрастет усилие подачи (а это значит, что буровой инструмент встретил крепкие горные породы). Буровой инструмент включать нужно, вращатель с приводом тоже, т.к. ударный механизм отбирает мощность от привода вращателя, механизм подачи также включать нужно, так как он даёт сигнал на включение ударного узла. Должно быть ещё устройство включения ударного узла (некая «включалка»). Мы имеем как раз тот случай, когда инструмента нет, но он должен появиться. Поэтому стоит взять два таких состояния инструмента: присутствующая включалка – отсутствующая включалка. Брать два состояния изделия – нет смысла, ударный узел должен быть. Природные части, взаимодействующие с техническими, нам брать запрещено.

Можно попробовать взять два состояния инструмента: сложная и простая включалка. Но здесь не получается противоречия. Если оба состояния обеспечивают включение, то конечно включалка должна быть простая. У нас уже есть опыт создания бурильных машин со «сложными» включалками на базе планетарного дифференциала (АС №94824, Е 21С 3/28, с. и № 471436, е 21С 3/28, бюл.19/75), но габаритные размеры их для марсианской АМС слишком велики.

Остаётся один вариант присутствующая включалка – отсутствующая включалка. На нём и остановимся (аналогия некоторая — с крышкой в задаче о перевозке шлака).

Пусть всё остаётся как было (хотя этого до сих пор ещё не было), но в нужный момент полезное действие – включение ударного узла – произойдёт.

Техническая система для бурения на Марсе, включает буровой инструмент, бурильную головку, состоящую из привода, вращателя, ударного узла и включалки ударного узла, связанной с механизмом подачи. ТП-1: если в бурильной головке есть включалка, то при возрастании усилия подачи включится в работу ударный узел, но конструкция бурильной головки усложняется. ТП-2: если в бурильной головке включалка отсутствует, то при возрастании усилия подачи не включится в работу ударный узел, но конструкция бурильной головки не усложняется.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить включение в работу ударного узла по усилию подачи без усложнения конструкции бурильной головки.
ШАГ 1.2. Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.
Изделие — ударный узел. Инструмент – включалка (отсутствующая, присутствующая)
ШАГ 1.3. Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

.

.

.

ТП-1: включалка есть ТП-2: включалки нет

В – эффективность бурения; С – сложность конструкции.

Волнистая линия — плохое действие, прямая — хорошее.

После шага 1.3 необходимо вернуться к 1.1 и проверить, нет ли несоответствий в линии 1.1 — 1.2 — 1.3.

Проверил. Несоответствий нет.

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса. Указать, что является главным производственным процессом.

Главный производственный процесс – бурение на Марсе. Без включения в работу ударного узла бурение крепких горных пород невозможно. Выбираем ТП-1. В этом случае при возрастании усилия подачи включается ударный узел и происходит процесс эффективного бурения, но сильно усложняется конструкция бурильной головки.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

С одной стороны, конфликт уже достаточно силён, так как одно из состояний инструмента – «отсутствующая включалка». С другой стороны, выбрана другая схема ТП. Тогда усилением будет то, что сложность (а значит и габариты, и масса) бурильной головки настолько возросла, что её отказались использовать в данном буровом автомате.

Бурильная головка отлично бурит, но настолько сложна, что у неё нет шансов попасть в установку для бурения на Марсе.

Сложность бурильной головки будет определяться только сложностью включалки, поэтому, при выбранной схеме ТП, есть смысл далее говорить о «сложной включалке».

ШАГ 1.6. Записать формулировку модели задачи, указав: конфликтующую пару; усиленную формулировку конфликта; что должен сделать вводимый для решения задачи икс-элемент (что он должен сохранить и что должен устранить, улучшить, обеспечить и т.д.).

Даны: сложная включалка и ударный узел. Сложная включалка обеспечивает своевременное включение ударного узла в работу и отличное бурение, но настолько сложна, громоздка и тяжела, что перспектива использования её для бурения в составе АМС на Марсе весьма мала. Необходимо найти такой икс-элемент, который, сохраняя способность включалки в нужный момент включать ударный узел, обеспечивал бы предельно простую её конструкцию.

Таким образом, Х-элемент – не вещество и не поле, а упрощение конструкции, повышение степени идеальности включалки по первому направлению. Она должна почти пропасть, а функция её должна остаться.

После шага 1.6 следует обязательно вернуться к 1.1 и проверить логику построения модели задачи.

Логику проверил. Нарушений нет. Уточнять схему конфликта особого смысла не вижу. Она достаточно ясна и так.

ШАГ 1.7. Проверить возможность применения системы стандартов к решению модели задачи.

Появилась включалка. Веполь полный. Рекомендации стандартов по переходу к сложному веполю, мне кажется, приведут к усложнению системы. Устранение лишних веществ и полей? Проблематично. Конструкции сложной включалки пока нет. Скорее нужно искать новую и более простую конструкцию и максимально использовать ресурсы системы.

Система стандартов на этом этапе не даёт приемлемой идеи решения.

ТРИЗ учит решать изобретательские задачи. Известные - с помощью Информационного фонда , неизвестные - с помощью АРИЗ. Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) является, пожалуй, самым популярным и действенным элементом (и инструментом) теории Альтшуллера. Алгоритмы представляют собой подробное и достаточно трудоемкое описание последовательности изобретательского процесса, которое может взять на вооружение каждый человек, чья деятельность связана с творчеством. Но при этом стоит отметить, что важно не только знание, но и понимание алгоритмов, а также практика работы с ними. Автор методики писал: «АРИЗ - инструмент для мышления, а не вместо мышления».

Поскольку АРИЗ занимает важное место в теории изобретательских задач, в этом уроке мы попробуем дать ответ на вопрос: какие алгоритмы ТРИЗ используются для поиска наиболее подходящих решений и как с ними эффективно работать?

Что такое АРИЗ?

Алгоритмом Г. С. Альтшуллер назвал свою методику в широком, а не узком, математическом смысле. Алгоритм решения изобретательских задач не требовал жесткой точности, как, например, алгоритм извлечения квадратного корня из целого положительного числа. Он отличался гибкостью: разные задачи могли решаться разными путями, зависящими не только от условий задачи, но и от знаний, опыта и способностей самого изобретателя.

АРИЗ - это комплексная программа алгоритмического типа, основанная на законах развития технических систем и предназначенная для анализа и решения изобретательских задач.

Это своеобразная пошаговая инструкция, в которой можно выделить 3 части (по книге В. Петрова «Алгоритм решения изобретательских задач»):

1. Программа АРИЗ - последовательность операций по выявлению и разрешению противоречий, анализу исходной ситуации и выбору задачи для решения, синтезу решения, анализу полученных решений и выбору наилучшего из них, накоплению наилучших решений и обобщению этих материалов для улучшения способа решения других задач. Структура программы и правила ее выполнения базируются на законах и закономерностях развития техники.
2. Информационное обеспечение , включает в себя систему стандартов на решение изобретательских задач; технологические эффекты (физические, химические, биологические, математические, в частности, наиболее разработанных из них в настоящее время - геометрические); приемы устранения противоречий; способы применения ресурсов природы и техники.
3. Методы управления психологическими факторами, ведь программа АРИЗ предназначена для использования человеком. Помимо преодоления психологической инерции, технология позволяет развивать творческое воображение необходимое для решения сложных изобретательских задач.

Основные понятия АРИЗ

Категориальный аппарат АРИЗ достаточно прост и базируется на двух основных понятиях: противоречиях и идеальном конечном результате. Рассмотрим их детально и проиллюстрируем примерами.

Противоречия. Противоречие - взаимодействие противоположных, взаимоисключающих сторон и тенденций, предметов и явлений, которые вместе с тем находятся во внутреннем единстве. В случае с ТРИЗ и АРИЗ решение проблемы строится на последовательности по выявлению и разрешению противоречий, устранению их причин. АРИЗ апеллирует к трем видам противоречий, благодаря которым выявляются причинно-следственные связи. Их определение необходимо для понимания сути решения задачи, поэтому рассмотрим их детальнее.

Поверхностное противоречие (ПП) - противоречие между потребностью и возможностью ее удовлетворения. Классическая теория Г. С. Альтшуллера называет это противоречие административным (АП), поскольку оно часто формулируется администрацией или заказчиком и содержит отсылку к проблеме: «Надо увеличить скорость работы, но неизвестно как» или «Имеется брак в производстве, его нужно устранить, но неясно как это сделать» и т.д. Поверхностное противоречие (ПП) сопряжено либо с устранением нежелательного эффекта (НЭ) - того, что нас не устраивает в технической системе, либо с необходимостью создания чего-то нового, но еще непонятно как. Пример: снимая горячую кастрюлю с плиты, можно обжечься. Как устранить этот недостаток?

Углубленное противоречие (УП) - это противоречие между определенными частями, качествами или параметрами системы. УП возникает при улучшении одних частей (качеств или параметров) системы с учетом недопустимости ухудшения других, когда полезное действие, вызывает одновременно и вредное. Обычно приходится искать компромисс, то есть чем-то жертвовать ради решения (скоростью работы, габаритами и т. д.). Таким образом, углубленное противоречие представляет собой причину возникновения поверхностного противоречия, усиливая его. Г. С. Альтшуллер, указывая, что для решения задачи нужно изменить технические характеристики объекта, называл это противоречие техническим (ТП). Пример: кастрюля должна нагреваться, ведь только так возможно приготовление еды. Это вступает в противоречие с потребностью снимать кастрюлю руками.

Обостренное противоречие (ОП) - предъявление диаметрально противоположных свойств (например, физических) к определенной части технической системы. Оно необходимо для определения причин, породивших углубленное противоречие, другими словами, является дальнейшим его углублением. Порой это нужно для выявления первопричины. Для многих незнакомых с АРИЗ такая формулировка звучит непривычно, ведь ОП подразумевает, что часть ТС должна находиться сразу в двух взаимоисключающих состояниях: быть холодной и горячей, подвижной и неподвижной и т.д. Изучение причин, породивших углубленное (техническое) противоречие приводит к необходимости выявления противоречивых физических свойств системы, поэтому Г. С. Альтшуллер назвал его физическим противоречием (ФП). Пример: кастрюля должна быть горячей, чтобы готовить в ней еду, и холодной, чтобы снимать ее руками. Но достаточно, чтоб горячим было только дно и стенки. А вот ручки можно сделать из теплоизоляционного материала. Так мы приходим к решению.

Идеальный конечный результат (ИКР) - решение, которое мы хотели бы видеть в своих самых смелых мечтах, когда возможно абсолютно все. ИКР - идеальная система, КПД которой равен 100%. Альтшуллер предположил, что самое эффективное решение проблемы - такое, которое достигается «само по себе», только за счет уже имеющихся ресурсов. Он определял идеальный конечный результат (ИКР) как ситуацию когда: «Некий элемент (X-элемент) системы или окружающей среды сам устраняет вредное воздействие, сохраняя способность выполнять полезное».

• Идеальная техническая система - это система, которой нет, а ее функции выполняются, другими словами, цели достигаются без средств. Мы приводили пример такой ТС, описывая закон увеличения степени идеальности системы.
• Идеальное вещество - вещества нет, а функции его (прочность, непроницаемость и т.д.) остаются. Этим объясняется современная тенденция использовать все более легкие и более прочные материалы.
• Идеальная форма - обеспечивает максимум полезного эффекта, например, прочность при минимуме используемого материала.
• Идеальный процесс - получение результатов без процесса, то есть мгновенно. Сокращение процесса изготовления изделий - цель любой прогрессивной технологии.

Таким образом, суть АРИЗ заключается в том, чтобы на основе сопоставления идеального и реального состояния ТС выявить противоречие и устранить его. Именно для этого важно, чтобы у изобретателя было развито ассоциативное мышление, которое можно тренировать в том числе и при помощи нашей игры "Цепочки ассоциаций".

Цепочки ассоциаций

Эта игра направлена на развитие ассоциативного мышления.

Сначала вам будет предложено закончить десять цепочек из 3 слов своей ассоциацией. Постарайтесь придумать такую ассоциацию, которая очень хорошо связана именно с предложенными словами, но никакими другими.

После заполнения цепочек вам нужно найти лишние элементы в построенных ранее цепочках. Нажмите «Старт» для начала игры.

Составляющие АРИЗ

Алгоритм решения изобретательских задач состоит из нескольких элементов. Здесь дан упрощенный вариант АРИЗ.

Этап 1. ТИП ЗАДАЧИ

Вначале нужно определить к какому типу задач относится наша: она исследовательская или изобретательская? Исследовательская задача требует описания нового явления, неизвестного ранее и непонятного. Изобретательская же имеет дело с известным нам явлением, которое нужно изменить или устранить. Очевидно, что такие задачи решаются проще, поэтому нужно уметь переводить исследовательскую задачу в изобретательскую. Чтобы сделать это, нужно к условию задачи поставить вместо вопроса «почему (как) это происходит?» вопрос: «как это делать?» Для этого записать формулировку обращенной задачи по схеме: «Система (указать назначение) включает (перечислить входящие в систему элементы). Необходимо при заданных условиях (указать) обеспечить получение (указать наблюдаемое явление)».

Этап 2. ПРОТИВОРЕЧИЯ И ИКР

На данном этапе нужно сформулировать противоречия и идеальный конечный результат. Бывают случаи, когда четкое определение этих двух составляющих уже наталкивает на приемлемый результат. Например, задача: как поступить гостинице, чтоб гости не крали вещи? Противоречие - кражу допустить нельзя, но и следить за вещами и проверять багаж съезжающих невозможно. ИКР - даже в случае кражи гостиница не должна нести убытков. Решается все просто - стоимость вещей в номере изначально включается в стоимость проживания.

Этап 3. РЕСУРСЫ

Ресурсами может быть все, что полезно для нахождения решения. Желательно, чтобы для этого использовались те ресурсы, которые уже присутствуют в проблемной ситуации, а также максимально дешевые ресурсы. Например, если грузовик буквально на сантиметр выше моста или дорожного перекрытия, разумнее спустить немного колеса и проехать, а не искать объездной путь.

Благодаря работе в направлении поиска полезных ресурсов созданы специальные справочники для ТРИЗ.

Этап 4. РЕШЕНИЕ

Применить приемы и принципы, созданные для поиска решений в ТРИЗ:

• 40 приемов устранения технических противоречий, сформулированные Г. С. Альтшуллером. Подробнее о них читайте в уроке, посвященном Информационному фонду ТРИЗ .
• Операторы РВС (Р - размер, В - время, С - стоимость). Суть метода в том, что при применении оператора РВС снижается психологическая инерция мышления. Достигается это благодаря мысленному изменению параметров объекта, что позволяет взглянуть на него под другим углом.

Этап 5. АНАЛИЗ

Получив один или несколько вариантов решения задачи, нужно проанализировать их с позиции идеальности. Для этого нужно выяснить насколько сложно и дорого обойдется его реализация, задействованы ли все ресурсы системы, какие нежелательные эффекты возникли, как их минимизировать или устранить.

Схематичное представление АРИЗ

АРИЗ требует точной формулировки задачи, когда выявлены ПП, УП, ИКР, ОП согласно изображенной цепочке.

ПП → УП → ИКР → ОП → Р

С этими понятиями мы уже знакомились, когда говорили о терминологии, поэтому здесь лишь коротко объясним связь между ними для большей наглядности схемы.

В первую очередь формулируется поверхностное противоречие (ПП), которое логично выделяется из условия задачи. О нем, как правило, говорит сам заказчик. Зачастую ПП - это нежелательный эффект, который нужно устранить, предъявив к системе определенные требования. Так определяют углубленное противоречие (УП).

Дальше ТС представляется такой, какой она должна быть в результате устранения нежелательного эффекта - избавившейся от негативного фактора и сохранившей положительные качества. Таким образом формулируется ИКР. Когда разработана концепция идеального результата, он сравнивается с текущим состоянием системы, на основании чего ищутся причины ее несовершенства Эти причины и составляют ОП - обостренное противоречие, выявление и устранение которых приводит к решению проблемы.

Последовательность, описанная выше, характерна для основных модификаций АРИЗ. За время своего существования алгоритм развивался и продолжает развиваться в направлении формализации и детализации описанной последовательности.

Г. С. Альтшуллер в книге «Алгоритм изобретения» писал, что постоянно совершенствовал свой алгоритм, проведя за этой работой 25 лет. Каждую модификацию он проверял на практике, после чего корректировал АРИЗ. Но это не значит, что все предыдущие варианты, вплоть до последнего, не были рабочими. В свое время они успешно применялись изобретателями, а дальнейшие модификации учитывали все возрастающий опыт решения разнообразных задач, что поступательно делало АРИЗ более универсальным.

Ниже схематически представлены основные, но не все, модификации АРИЗ. Более детальное их описание и полный перечень можно найти в статье «История развития АРИЗ» в Викиучебнике.

Обозначения:

• АП - административное противоречие.
• ТП - техническое противоречие.
• ТПу - усиленное техническое противоречие (предельное состояние).
• ИКР - идеальный конечный результат.
• ИКР1у - усиленная формулировка ИКР1.
• ФП - физическое противоречие.
• ФПмак - физическое противоречие на макроуровне.
• ФПмик - физическое противоречие на микроуровне.
• Р - решение

Этапы и примеры решения задач по АРИЗ-85-В

В процессе совершенствования, АРИЗ адаптировался под степень сложности задачи. Самые простые задачи решались с помощью основной цепочки АРИЗ (АП - ТП - ИКР - ФП - Р). Ее, к слову, некоторые современные последователи ТРИЗ считают наиболее удачной и понятной. Но более сложные задачи требовали и более подробного алгоритма для своего решения. АРИЗ-85-В, как последняя модификация, схематически представленный выше, отвечал данной задаче - он довольно детальный, хотя, по мнению отдельных теоретиков ТРИЗ, это также делает его громоздким.

АРИЗ-85-В достаточно сложный инструмент, поэтому не рекомендуется его применять без предварительного изучения основ ТРИЗ и основательной проработки видов противоречий, основной линии решения задач по АРИЗ и логики АРИЗ.

Все модификации АРИЗ имеют свои недостатки, на которые указывают и пытаются решить практики ТРИЗ. Например, конкретно в случае с АРИЗ-85-В части 6-8 недостаточно развиты и структурированы. Также имеется разрыв в логике с включением 4 части. В целом, еще предстоит разработать часть АРИЗ точно определяющую исходную изобретательскую ситуацию и все возможные пути решения задачи.

Как и всякий инструмент, АРИЗ дает результаты, во многом зависящие от умения пользоваться им. Не следует думать, что, прочитав текст алгоритма, можно сразу решать любые задачи. Прочитав описание приемов самбо, не стоит сразу выходить на соревнования. Так и с АРИЗ: единоборство с задачей требует практических навыков.

Проверьте свои знания

Если вы хотите проверить свои знания по теме данного урока, можете пройти небольшой тест, состоящий из нескольких вопросов. В каждом вопросе правильным может быть только 1 вариант. После выбора вами одного из вариантов, система автоматически переходит к следующему вопросу. На получаемые вами баллы влияет правильность ваших ответов и затраченное на прохождение время. Обратите внимание, что вопросы каждый раз разные, а варианты перемешиваются.

Основная цель первой части АРИЗ – переход от расплывчатой изобретательской ситуации к четко построенной и предельно простой схеме (модели) задачи.

1.1. Записать условия мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме:

Техническая система для (указать назначение) включает (перечислить основные части системы). Техническое противоречие 1: (указать). Техническое противоречие 2: (указать). Необходимо при минимальных изменениях в системе (указать результат, который должен быть получен).

Пример . Техническая система для приема радиоволн включает антенну радиотелескопа, радиоволны, молниеотводы, молнии. ТП-1 (техническое противоречие): если молниеотводов много, они надежно защищают антенну от молний, но поглощают радиоволны. ТП-2: если молниеотводов мало, то заметного поглощения радиоволн нет, но антенна не защищена от молний. Необходимо при минимальных изменениях обеспечить защиту антенны от молний без поглощения радиоволн. (В этой формулировке "молниеотвод" следует заменить словами "проводящий стержень", "проводящий столб" или просто "проводник".)

Примечания:

1. Мини-задачу получают из изобретательской, ситуации, вводя ограничения:

Все остается без изменений или упрощается, но при этом появляется требуемое действие (свойство) или исчезает вредное действие (свойство).

Переход от ситуации к мини-задаче не означает, что взят курс на решение небольшой задачи. Наоборот, введение дополнительных требований (результат должен быть получен "без ничего") ориентирует на обострение конфликта и заранее отрезает пути к компромиссным решениям.

2. При записи 1.1 следует указать не только технические части системы, но и природные, взаимодействующие с техническими. В задаче о защите антенны радиотелескопа такими природными частями системы являются молнии и принимаемые радиоволны (если они излучаются природными космическими объектами).

3. Техническими противоречиями называют взаимодействия в системе, состоящие, например, в том, что полезное действие вызывает одновременно и вредное. Или - введение (усиление) полезного действия либо устранение (ослабление) вредного действия вызывает ухудшение (в частности, недопустимое усложнение) одной из частей системы или всей системы в целом.

Технические противоречия составляют, записывая одно состояние элемента системы с объяснением того, что при этом хорошо, а что плохо. Затем записывают противоположное состояние этого же элемента, и вновь – что хорошо, что плохо.

Иногда в условиях задачи дано только изделие, технической системы (инструмента) нет, поэтому нет явного ТП. В этих случаях ТП получают, условно рассматривая два состояния изделия, хотя одно из них заведомо недопустимо. Например, дана задача: "Как наблюдать невооруженным глазом микрочастицы, взвешенные в образце оптически чистой жидкости, если эти частицы настолько малы, что свет обтекает их?"

ТП-1: Если частицы малы, жидкость остается оптически чистой, но частицы невозможно наблюдать невооруженным глазом. ТП-2: Если частицы большие, они хорошо наблюдаемы, но жидкость перестает быть оптически чистой, а это недопустимо.

Условия задачи, казалось бы, заведомо исключают рассмотрение ТП-2: изделие менять нельзя! Действительно, в дальнейшем мы будем исходить (в данном случае) из ТП-1, но ТП-2 даст дополнительные требования изделиям: маленькие частицы, оставаясь маленькими, должны стать большими...

4. Термины, относящиеся к инструменту и внешней среде, необходимо заменять простыми словами для снятия психологической инерции. И это потому, что термины:

• навязывают старые представления о технологии работы инструмента: "ледокол колет лед" – хотя можно продвигаться сквозь льды, не раскалывая их;
• затушевывают особенности веществ, упоминаемых в задаче: "опалубка" – это не просто "стенка", а "железная стенка";
• сужают представления о возможных состояниях вещества: термин "краска" тянет к традиционному представлению о жидкой или твердой краске, хотя она может быть и газообразной.

1.2. Выделить и записать конфликтующую пару: изделие и инструмент.

Правило 1. Если инструмент по условиям задачи может иметь два состояния, надо указать оба состояния.

Правило 2. Если в задаче есть пары однородных взаимодействующих элементов, достаточно взять одну пару.

Пример . Изделия – молния и радиоволны. Инструмент – проводящие стержни (много стержней, мало стержней).

Примечания:

5. Изделием называют элемент, который по условиям задачи надо обработать (изготовить, переместить, изменить, улучшить, защитить от вредного действия, обнаружить, измерить и т. д.). В задачах на обнаружение и измерение изделием может оказаться элемент, являющийся по своей основной функции инструментом, например шлифовальный круг.

6. Инструментом называют элемент, с которым непосредственно взаимодействует изделие (фреза, а не станок, огонь, а не горелка). В частности, инструментом может быть часть окружающей среды. Инструментом являются стандартные детали, из которых собирают изделие. Например, набор частей игры "Конструктор" – это инструмент для изготовления различных моделей.

7. Один из элементов конфликтующей пары может быть сдвоенным. Например, даны два разных инструмента, которые должны одновременно действовать на изделие, причем один инструмент мешает другому. Или даны два изделия, которые должны воспринимать действие одного и того же инструмента: одно изделие мешает другому.

1.3. Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2, используя таблицу 1.

1.4. Выбрать из двух схем конфликта (А и Б) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции технологической системы, указанной в условиях задачи). Указать, что является главным производственным процессом.

Пример . В задаче о защите антенны радиотелескопа главная функция системы – прием радиоволн. Поэтому выбрать следует ТП-2: в этом случае проводящие стержни не вредят радиоволнам.

Примечания:

12. Выбирая одну из двух схем конфликта, мы выбираем и одно из двух противоположных состояний инструмента. Дальнейшее решение должно быть привязано к этому состоянию. Нельзя, например, подменять "малое количество проводников" каким-то "оптимальным количеством". АРИЗ требует обострения, а не сглаживания конфликта.

"Вцепившись" в одно состояние инструмента, мы в дальнейшем должны добиться, чтобы при этом состоянии появилось положительное свойство, присущее другому состоянию. Проводников мало, и увеличивать их количество мы не будем, но в результате решения молнии должны отводиться так, словно проводников очень много.

13. С определением главного производственного процесса (ГПП) иногда возникают трудности в задачах на измерение. Измерение почти всегда производят ради изменения, т. е. обработки детали, выпуска продукции. Поэтому ГПП в измерительных задачах – это ГПП всей измерительной системы, а не измерительной ее части. Например, необходимо измерять давление внутри выпу-скаемых электроламп. ГПП – не измерение давления, а выпуск ламп. Исключением являются только некоторые задачи на измерение в научных целях.

1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Правило 3 . Большинство задач содержат конфликты типа "много элементов" и "мало элементов" ("сильный элемент"-"слабый элемент" и т. д.) Конфликты типа "мало элементов" при усилении надо приводить к одному виду – "ноль элементов" ("отсутствующий элемент").

1.6. Записать формулировку модели задачи, указав 1) конфликтную пару; 2) усиленную формулировку конфликта; 3) что должен сделать вводимый для решения задачи икс-элемент (что он должен сохранить и что должен устранить, улучшить, обеспечить и т. д.).

Пример . Даны отсутствующий проводник и молния. Отсутствующий проводник не создает помех (при приеме радиоволн антенной), но и не обеспечивает защиту от молний. Необходимо найти такой икс-элемент, который, сохраняя способность отсутствующего провод-ника не создавать помех (антенне), обеспечивал бы защиту от молний.

Примечания:

14. Модель задачи условна, в ней искусственно выделена часть элементов технической системы. Наличие остальных элементов только подразумевается. Так, в модели задачи о защите антенны из четырех элементов, необходимых для формулировки задачи (антенна, радиоволны, проводник и молния), остались только два, остальные упоминаются в скобках – их можно было бы вообще не упоминать.

15. После шага 1.6 следует обязательно вернуться к 1.1 и проверить логику построения модели задачи. При этом часто оказывается возможным уточнить выбранную схему конфликта, указав в ней х-элемент.

16. Икс-элемент не обязательно должен оказаться какой-то новой вещественной частью системы. Икс-элемент – это некое изменение в системе, некий икс вообще. Он может быть равен, например, изменению температуры или агрегатного состояния какой-то части системы или внешней среды.

1.7. Проверить возможность применения системы стандартов к решению модели задачи. Если задача не решена, перейти ко второй части АРИЗ. Если задача решена, можно перейти к седьмой части АРИЗ, хотя и в этом случае рекомендуется продолжить анализ со второй части.

Примечание:

18. Анализ по первой части АРИЗ и построение модели существенно проясняют задачу и во многих случаях позволяют увидеть стандартные черты в нестандартных задачах. Это открывает возможность более эффективного использования стандартов, чем при применении их в исходной формулировке задачи.

Цель второй части АРИЗ – учет имеющихся ресурсов, которые можно использовать при решении задачи:

ресурсов пространства, времени, вещества и полей.

2.1. Определить оперативную зону (ОЗ).

Примечание:

19. В простейшем случае оперативная зона – это пространство, в пределах которого возникает конфликт, указанный в модели задачи.

Пример . В задаче об антенне ОЗ – пространство, ранее занимаемое молниеотводом, т. е. мысленно выделенный "пустой" стержень, "пустой" столб.

2.2. Определить оперативное время (ОВ).

Примечание:

20. Оперативное время-это имеющиеся ресурсы времени: конфликтное время Т1 и время до конфликта Т2. Конфликт (особенно быстротечный, кратковременный) иногда может быть устранен (предотвращен) в течение Т2.

Пример . В задаче об антенне ОВ является суммой Т1 (время разряда молнии) и Т1 (время до следующего разряда). Т2 нет.

2.3. Определить вещественно-полевые ресурсы (ВПР) рассматриваемой системы, внешней среды и изделия. Составить список ВПР.

Примечания:

21. Вещественно-полевые ресурсы- это вещества и поля, которые уже имеются или могут быть легко получены по условиям задачи. ВПР бывают трех видов:

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента,
б) ВПР изделия;

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды, специфической именно для данной задачи, например вода в задаче о частицах в жидкости оптической чистоты,
б) ВПР общие для любой внешней среды, "фоновые" поля, например гравитационное, магнитное поле Земли;

3. Надсистемные

а) отходы посторонней системы (если такая система доступна по условиям задачи),
б) "копеечные" – очень дешевые посторонние элементы, стоимостью которых можно пренебречь.

При решении конкретной мини-задачи желательно получить результат при минимальном расходовании ВПР. Поэтому целесообразно использовать в первую очередь внутрисистемные ВПР, затем внешнесистемные и в последнюю очередь - надсистемные. При развитии же полученного ответа и при решении задач на прогнозирование (т. е. макси-задач) целесообразно задействовать максимум различных ВПР.

21. Как известно, изделие-неизменяемый элемент. Какие же ресурсы могут быть в изделии? Изделие действительно нельзя изменять, т. е. нецелесообразно менять при решении мини-задачи. Но иногда изделие может

а) изменяться само;
б) допускать расходование (т. е. изменение) какой-то части, когда его (изделия) в целом неограниченно много (например, вода в реке, ветер и т. д.);
в) допускать переход в надсистему (кирпич не меняется, но меняется дом);
г) допускать использование микроуровневых структур;
д) допускать соединение с "ничем", т. е. с пустотой;
е) допускать изменение на время.

Таким образом, изделие входит в ВПР лишь в тех сравнительно редких случаях, когда его можно легко менять, не меняя.

22. ВПР – это имеющиеся ресурсы. Их выгодно использовать в первую очередь. Если они окажутся недостаточными, можно привлечь другие вещества и поля. Анализ ВПР на шаге 2.3 является предварительным.

Пример . В задаче о защите антенны фигурирует "отсутствующий молниеотвод". Поэтому в ВПР входят только вещества и поля внешней среды. В данном случае ВПР - это воздух.

В результате применения третьей части АРИЗ должен сформулироваться образ идеального решения (ИКР). Определяется также и физическое противоречие (ФП), мешающее достижению ИКР. Не всегда возможно достичь идеального решения, но ИКР указывает направление на наиболее сильный ответ.

3.1. Записать формулировку ИКР-1: икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет (указать вредное действие) в течение 0В в пределах ОЗ, сохраняя способность инструмента совершать (указать полезное действие).

Пример . Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет в течение ОВ "непритягивание" молнии отсутствующим проводящим стержнем, сохраняя способность этого стержня не создавать помех для антенны.

Примечание:

23. Кроме конфликта "вредное действие связано с полезным действием" возможны и другие конфликты, например "введение нового полезного действия вызывает усложнение системы" или "одно полезное действие несовместимо с другим". Поэтому приведенная в 3.1 формулировка ИКР – только образец, по типу которого необходимо записывать ИКР. Общий смысл любых формулировок ИКР: приобретение полезного качества (или устранение вредного) не должно сопровождаться ухудшением других качеств (или появлением вредного качества).

3.2. Усилить формулировку ИКР-1 дополнительным требованием: в систему нельзя вводить новые вещества и поля, необходимо использовать ВПР.

Пример . В модели задачи о защите антенны инструмента нет ("отсутствующий молниеотвод"). По примечанию 24 в формулировку ИКР-1 следует ввести внешнюю среду, т. е. заменить "икс-элемент" словом "воздух" (можно точнее: "столб воздуха на месте отсутствующего молниеотвода").

Примечание:

24. При решении мини-задачи, в соответствии с примечаниями 20 и 21, следует рассматривать используемые ВПР в такой последовательности:

ВПР инструмента,
ВПР внешней среды,
побочные ВПР,
ВПР изделия (если нет запрета по примечанию 21).

Наличие разных ВПР обусловливает существование четырех линий дальнейшего анализа. Практически условия задачи обычно сокращают часть линий. При решении мини-задачи достаточно вести анализ до получения идеи ответа; если идея получена, например, на "линии инструмента", можно не проверять другие линии. При решении макси-задачи целесообразно проверить все существующие в данном случае линии, т. е., получив ответ, например, на "линии инструмента", следует проверить также линии внешней среды, побочных ВПР и изделия.

При обучении АРИЗ последовательный анализ постепенно заменяется параллельным: вырабатывается умение переносить идею ответа с одной линии на другую. Это - так называемое "многоэтажное мышление": умение одновременно видеть изменения в надсистеме, системе и подсистемах.

Внимание!

Решение задачи сопровождается ломкой старых представлений. Возникают новые представления, с трудом отражаемые словами. Как, например, обозначить свойства краски растворяться, не растворяясь (красить, не крася...)?
При работе с АРИЗ записи надо вести простыми, не техническими, даже "детскими" словами, всячески избегая спецтерминов (они увеличивают психологическую инерцию).

3.3. Записать формулировку физического противоречия на макроуровне:
оперативная зона в течение оперативного времени должна (указать физическое макросостояние, например "быть горячей"), чтобы выполнять (указать одно из конфликтующих действий), и не должна (указать противоположное физическое макросостояние, например "быть холодной"), чтобы выполнять (указать другое конфликтующее действие или требование).

Примечания:

25. Физическим противоречием (ФП) называют противоположные требования к физическому состоянию оперативной зоны.

26. Если составление полной формулировки ФП вызывает затруднения, можно составить краткую формулировку: элемент (или часть элемента в оперативной зоне) должен быть, чтобы (указать), и не должен быть, чтобы (указать).

Пример . Столб воздуха в течение OВ должен быть электропроводным, чтобы отводить молнию, и должен быть неэлектропроводным, чтобы не поглощать радиоволны.

Эта формулировка наводит на ответ: столб воздуха должен быть электропроводным при разряде молнии и должен быть неэлектропроводным в остальное время. Разряд молнии сравнительно редкое явление, к тому же очень быстро проходящее. Закон согласования ритмики: периодичность появления молниеотвода должна быть та же, что и периодичность появления молнии.

Это, конечно, не весь ответ. Как, например, сделать, чтобы столб воздуха при появлении разряда превращался в проводник? Как сделать, чтобы проводник исчезал сразу по окончании разряда?

Внимание!

При решении задачи по АРИЗ ответ формируется постепенно, как бы "проявляется". Опасно прерывать решение при первом намеке на ответ и "закреплять" еще не вполне готовый ответ. Решение по АРИЗ должно быть доведено до конца.

3.4. Записать формулировку физического противоречия на микроуровне: в оперативной зоне должны быть частицы вещества (указать их физическое состояние или действие), чтобы обеспечить (указать требуемое по 3.3 макросостояние), и не должны быть такие частицы (или должны быть частицы с противоположным состоянием или действием), чтобы обеспечить (указать требуемое по 3.3 другое макросостояние).

Пример . В столбе воздуха (при разряде молнии) должны быть свободные заряды, чтобы обеспечить электропроводность (для отвода молнии), и не должны быть (в остальное время) свободные заряды, чтобы не было электропроводности (из-за которой поглощаются радиоволны).

Примечания:

27. При выполнении шага 3.4 еще нет необходимости конкретизировать понятие "частицы". Это могут быть, например, домены, молекулы, ионы и т. д.

28. Частицы могут оказаться:
а) просто частицами вещества,
б) частицами вещества в сочетании с каким-то полем и (реже)
в) "частицами поля".

29. Если задача имеет решение только на макроуровне, 3.4 может не получиться. Но и в этом случае попытка составления микро-ФП полезна, потому что дает дополнительную информацию: задача решается на макроуровне.

Внимание!

Три первые части А РИЗ существенно перестраивают исходную задачу. Итог этой перестройки подводит шаг 3.5. Составляя формулировку ИКР-2, мы одновременно получаем новую задачу – физическую. В дальнейшем надо решать именно эту задачу.

3.5. Записать формулировку идеального конечного результата ИКР-2: оперативная зона (указать) в течение оперативного времени (указать) должна сама обеспечивать (указать противоположные физические макро- или микросостояния).

Пример. Нейтральные молекулы в столбе воздуха должны сами превращаться в свободные заряды при разряде молнии, а после разряда молнии свободные заряды должны сами превращаться в нейтральные молекулы.
Смысл новой задачи: на время разряда молнии в столбе воздуха в отличие от окружающего воздуха должны сами собой появляться свободные заряды, тогда столб ионизированного воздуха сработает как "молниеотвод" и "притянет" молнию к себе. После разряда молнии свободные заряды в столбе воздуха должны сами собой вновь стать нейтральными молекулами. Для решения этой задачи достаточно физики 9-го класса...

3.6. Проверить возможность применения системы стандартов к решению физической задачи, сформулированной в виде ИКР-2. Если задача не решена, перейти к четвертой части АРИЗ. Если задача решена, можно, перейти к седьмой части АРИЗ, хотя и в этом случае рекомендуется продолжить анализ по четвертой части.

Ранее – на шаге 2.3 – были определены имеющиеся ВПР, которые можно использовать бесплатно. Четвертая часть АРИЗ включает планомерные операции по увеличению ресурсов: рассматриваются производные ВПР, получаемые почти бесплатно путем минимальных изменений имеющихся ВПР. Шаги 3.3-3.5 начали переход от задачи к ответу, основанному на использовании физики; четвертая часть АРИЗ продолжает эту линию.

Правило 4 . Каждый вид частиц, находясь в одном физическом состоянии, должен выполнять одну функцию. Если частицы А не справляются с действиями 1 и 2, надо ввести частицы Б; пусть частицы А выполняют действие 1, а частицы Б - действие 2.

Правило 5 . Введенные частицы Б можно разделить на две группы: Б-1 и Б-2. Это позволяет "бесплатно" – за счет взаимодействия между уже имеющимися частицами Б – получить новое действие – 3.

Правило 6 . Разделение частиц на группы выгодно и в тех случаях, когда в системе должны быть только частицы А; одну группу частиц А оставляют в прежнем состоянии, у другой группы меняют главный для данной задачи параметр.

Правило 7 . Разделенные или введенные частицы после отработки должны стать неотличимыми друг от друга или от ранее имевшихся частиц.

Примечание.

30. Правила 4-7 относятся ко всем шагам четвертой части АРИЗ.

4.1. Метод ММЧ:

а) используя метод ММЧ (моделирование "маленькими человечками"), построить схему конфликта;
б) изменить схему А так, чтобы "маленькие человечки" действовали, не вызывая конфликта;
в) перейти к технической схеме.

Примечания:

31. Метод моделирования "маленькими человечками" состоит в том, что конфликтующие требования схематически представляют в виде условного рисунка (или нескольких последовательных рисунков), на котором действует большое число "маленьких чело-вечков" (группа, несколько групп, "толпа"). Изображать в виде "маленьких человечков" следует только изменяемые части модели задачи (инструмент, икс-элемент).

"Конфликтующие требования" – это конфликт из модели задачи или противоположные физические состояния, указанные на шаге 3.5. Вероятно, лучше последнее, но пока нет четких правил перехода от физической задачи (3.5) к ММЧ, легче рисовать "конфликт" в модели задачи.

Шаг 4.16 часто можно выполнить, совместив на одном рисунке два изображения: плохое действие и хорошее действие. Если события развиваются во времени, целесообразно сделать несколько последовательных рисунков.

Внимание!

Здесь часто совершают ошибку, ограничиваясь беглыми, небрежными рисунками. Хорошие рисунки: а) выразительны и понятны без слов; б) дают дополнительную информацию о физпротиворечии, указывая в общем виде пути его устранения.

32. Шаг 4.1 – вспомогательный. Он нужен, чтобы перед мобилизацией ВПР нагляднее представить, что, собственно, должны делать частицы вещества в оперативной зоне и близ нее. Метод ММЧ позволяет отчетливее увидеть идеальное действие ("что надо сделать") без физики ("как это сделать"). Благодаря этому снима-ется психологическая инерция, фокусируется работа воображения. Таким образом, ММЧ – метод психологический. Но моделирование "маленькими человечками" осуществляется с учетом законов развития технических систем. Поэтому ММЧ нередко приводит к техническому решению задачи. Прерывать решение в этом случае не надо, мобилизация ВПР обязательно должна быть проведена.

Пример
а) Человечки внутри мысленно выделенного столба воздуха ничем не отличаются от человечков воздуха за пределами столба. Те и другие одинаково нейтральны (на рисунке это показано условно: человечки держат друг друга, руки у них заняты, человечки не хватают молнию).

б) По правилу 6 надо разделить человечков на две группы: человечки вне столба пусть остаются без изменений (нейтральные пары), а человечки в столбе, оставаясь в парах (т. е. оставаясь нейтральными), пусть высвободят одну руку, как бы символизируя их стремление притянуть молнию. (Возможны и другие рисунки. Но в любом случае ясна необходимость разделить человечков на две группы, изменить состояние человечков в столбе.)

в) Молекула воздуха (в столбе), оставаясь нейтральной молекулой, должна быть более склонна к ионизации, распаду. Простейший прием – уменьшение давления воздуха внутри столба.

Внимание!

Цель мобилизации ресурсов при решении мини-задачи не в том, чтобы использовать все ресурсы. Цель иная – при минимальном расходе ресурсов получить один максимально сильный ответ.

4.2. Если из условий задачи известно, какой должна быть готовая система, и задача сводится к определению способа получения этой системы, можно использовать метод "шаг назад от ИКР". Изображают готовую систему, а затем вносят в рисунок минимальное демонтирующее изменение. Например, если в ИКР две детали соприкасаются, то при минимальном отступлении от ИКР между деталями надо показать зазор. Возникает новая задача (микро-задача): как устранить дефект? Разрешение такой микро-задачи обычно не вызывает затруднений и часто подсказывает способ решения общей задачи.

4.3. Определить, решается ли задача применением смеси ресурсных веществ.

Примечания:

33. Если бы для решения могли быть использованы ресурсные вещества (в том виде, в каком они даны), задача, скорее всего, не возникла бы или была бы решена автоматически. Обычно нужны новые вещества, но введение их связано с усложнением системы, появлением побочных вредных факторов и т. д. Суть работы с ВПР в четвертой части АРИЗ в том, чтобы обойти это проти-воречие и ввести новые вещества, не вводя их.

34. Шаг 4.3. состоит (в простейшем случае) в переходе от двух моновеществ к неоднородному бивеществу.
Может возникнуть вопрос: возможен ли переход от моновещества к однородному бивеществу или поливеществу? Аналогичный переход от системы к однородной бисистеме или полисистеме применяется очень широко (отражен в стандарте 3.1.1). Но в этом стандарте речь идет об объединении систем, а на шаге 4.3 рассматривается объединение веществ. При объединении двух одинаковых систем возникает новая система. А при объединении двух "кусков" вещества происходит простое увеличение количества.
Один из механизмов образования новой системы при объединении одинаковых систем состоит в том, что в объединенной системе сохраняются границы между объединившимися системами. Так, если моносистема – лист, то полисистема - блокнот, а не один очень толстый лист. Но сохранение границ требует введения второго (граничного) вещества (пусть это будет пустота). Отсюда шаг 4.4- создание неоднородной квазиполисистемы, в которой роль второго – граничного - вещества играет пустота. Правда, пустота – необычный партнер. При смешивании вещества и пустоты границы не всегда видны. Но новое вещество появляется, а именно это и нужно.

4.4. Определить, решается ли задача заменой имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Пример . Смесь воздуха и пустоты – это воздух под пониженным давлением. Из курса физики 9-го класса известно, что при уменьшении давления газа уменьшается и напряжение, необходимое для возникновения разряда. Теперь ответ на задачу об антенне получен практически полностью. А. с. 177 497: "Молниеотвод, отличающийся тем, что, с целью придания ему свойства радиопрозрачности, он выполнен в виде изготовленной из диэлектрического материала герметически закрытой трубы, давление воздуха в которой выбрано из условия наименьших газоразрядных градиентов, вызываемых электрическим полем развивающейся молнии".

Примечание:

35. Пустота – исключительно важный вещественный ресурс. Она всегда имеется в неограниченном количестве, предельно дешева, легко смешивается с имеющимися веществами, образуя, например, полые и пористые структуры, пену, пузырьки и т. д.
Пустота – это не обязательно вакуум. Если вещество твердое, пустота в нем может быть заполнена жидкостью или газом. Если вещество жидкое, пустота может быть газовым пузырьком. Для вещественных структур определенного уровня пустотой являются структуры нижних уровней (см. примечание 37). Так, для кристаллической решетки пустотой являются отдельные молекулы, отдельные атомы и. т. д.

4.5. Определить, решается ли задача применением веществ, производных от ресурсных (или применением смеси этих производных веществ с "пустотой").

Примечание:

36. Производные ресурсные вещества получают изменением агрегатного состояния имеющихся ресурсных веществ. Если, например, ресурсное вещество жидкость, к производным относятся лед и пар. Производными считаются и продукты разложения ресурсных веществ. Так, для воды производными будут водород и кислород. Для многокомпонентных веществ производные – их компоненты. Производными являются также вещества, образующие при разложении или сгорании ресурсные вещества.

Правило 8 . Если для решения задачи нужны частицы вещества (например, ионы), а непосредственное их получение невозможно по условиям задачи, требуемые частицы надо получить разрушением вещества более высокого структурного уровня (например, молекул).

Правило 9 . Если для решения задачи нужны частицы вещества (например, молекулы) и невозможно получить их непосредственно или по правилу 8, требуемые частицы надо получать достройкой или объединением частиц более низкого структурного уровня (например, ионов).

Правило 10 . При применении правила 8 простейший путь – разрушение ближайшего вышестоящего "целого" или "избыточного" (отрицательные ионы) уровня, а при применении правила 9 про-стейший путь – достройка ближайшего нижестоящего "нецелого" уровня.

Примечание:

37. Вещество представляет собой многоуровневую иерархическую систему. С достаточной для практических целей точностью иерархию уровней можно представить так:
минимально обработанное вещество (простейшее техновещество, например проволока);
"сверхмолекулы": кристаллические решетки, полимеры, ассоциа-ция молекул;
сложные молекулы;
молекулы;
части молекул, группы атомов;
атомы;
части атомов;
элементарные частицы;
поля.

Суть правила 8: новое вещество можно получить обходным путем – разрушением более крупных структур ресурсных веществ или таких веществ, которые могут быть введены в систему.

Суть правила 9: возможен и другой путь – достройка менее крупных структур.

Суть правила 10: разрушать выгоднее "целые" частицы (молекулы, атомы), поскольку нецелые частицы (положительные ионы) уже частично разрушены и сопротивляются дальнейшему разрушению; достраивать, наоборот, выгоднее нецелые частицы, стремя-щиеся к восстановлению.

Правила 8-10 указывают эффективные пути получения производных ресурсных веществ из "недр" уже имеющихся или легко вводимых веществ. Правила наводят на физэффект, необходимый в том или ином конкретном случае.

4.6. Определить, решается ли задача введением вместо вещества электрического поля или взаимодействием двух электрических полей.

Пример . Известен способ разрыва труб скручиванием (а. с. 182671). При скручивании трубы приходится механически зажимать, это вызывает их деформацию. Предложено возбуждать крутящий момент в самой трубе – за счет электродинамических сил (а. с. 342759).

Примечание.

38. Если использование ресурсных веществ – имеющихся и производных - недопустимо по условиям задачи, надо использовать электроны – подвижные (ток) или неподвижные. Электроны – "вещество", которое всегда есть в имеющемся объекте. К тому же электроны – вещество в сочетании с полем, что обеспечивает высокую управляемость.

4.7. Определить, решается ли задача применением пары "поле – добавка вещества, отзывающегося на поле" (например, "магнитное поле – ферровещество", "ультрафиолет – люминофор", "тепловое поле – металл с памятью формы" и т. д.).

Примечание:

39. На шаге 2.3 рассмотрены уже имеющиеся ВПР. Шаги 4.3-4.5 относятся к ВПР, производным от имеющихся. Шаг 4.6- частичный отход от имеющихся и производных ВПР: вводят "посторонние" поля. Шаг 4.7- еще одно отступление: вводят "посторонние" вещества и поля.

Решение мини-задачи тем идеальнее, чем меньше затраты ВПР. Однако не каждая задача решается при малом расходе ВПР. Иногда приходится отступать, вводя "посторонние" вещества и поля. Делать это надо только при действительной необходимости, если никак нельзя обойтись наличными ВПР.

Во многих случаях четвертая часть АРИЗ приводит к решению задачи. В таких случаях можно переходить к седьмой части. Если же после 4.7 ответа нет, надо пройти пятую часть. Цель пятой части АРИЗ – использование опыта, сконцентрированного в информационном фонде ТРИЗ. К моменту ввода в пятую часть АРИЗ задача существенно проясняется – становится возможным ее прямое решение с помощью информационного фонда.

5.1. Рассмотреть возможность решения задачи (в формулировке ИКР-2 и с учетом ВПР, уточненных в четвертой части) по стандартам.

Примечания:

40. Возврат к стандартам происходит в сущности уже на шагах 4.6 и 4.7. До этих шагов главной идеей было использование имеющихся ВПР, по возможности избегая введения новых веществ и полей. Если задачу не удается решить в рамках имеющихся и производных ВПР, приходится вводить новые вещества и поля. Большинство стандартов и относится к технике введения добавок. 5.2. Рассмотреть возможность решения задачи (в формулировке ИКР-2 и с учетом ВПР, уточненных в четвертой части) по аналогии с еще не стандартными задачами, ранее решенными по АРИЗ.

41. При бесконечном многообразии изобретательских задач число физических противоречий, на которых "держатся" эти задачи, сравнительно невелико. Поэтому значительная часть задач решается по аналогии с другими задачами, содержащими аналогичное физпротиворечие. Внешне задачи могут быть весьма различными, аналогия выявляется только после анализа – на уровне физпротиворечий.

5.3. Рассмотреть возможность устранения физического противоречия с помощью типовых преобразований (таблица 2 "Разрешение физических противоречий").

Правило 11 . Пригодны только те решения, которые совпадают с ИКР или практически близки к нему.

5.4. Применение "Указателя физэффектов".
Рассмотреть возможность устранения физпротиворечия с помощью "Указателя применения физических эффектов и явлений".

Примечание.

42. Разделы "Указателя применения физических эффектов и явлений" опубликованы в журнале "Техника и наука" (1981. № 1-9; 1983. № 3-8), а также в книге "Дерзкие формулы творчества" (Петрозаводск: Карелия, 1987).

Простые задачи решаются буквальным преодолением ФП, например разделением противоречивых свойств во времени или пространстве. Решение сложных задач обычно связано с изменением смысла задачи – снятием первоначальных ограничений, обусловленных психологической инерцией и до решения кажущихся самоочевидными. Например, увеличение скорости "ледокола" достигается переходом к "ледоНЕколу". Вечная "краска" оказывается не краской в буквальном смысле слова, а пузырьками газа, возникающими при электролизе. Для правильного понимания задачи необходимо ее сначала решить: изобретательские задачи не могут быть сразу поставлены точно. Процесс решения, в сущности, есть процесс корректировки задачи.

6.1. Если задача решена, перейти от физического ответа к техническому: сформулировать способ и дать принципиальную схему устройства, осуществляющего этот способ.

6.2. Если ответа нет, проверить, не является ли формулировка 1.1 сочетанием нескольких разных задач. В этом случае следует изменить 1.1, выделив отдельные задачи для поочередного решения (обычно достаточно решить одну главную задачу).

Пример . Задача: "Как запаивать звенья тонких и тончайших золотых цепочек? Вес одного метра такой цепочки всего 1 грамм. Нужен способ, позволяющий запаивать за день десятки и сотни метров цепочки".
Задача разбивается на ряд подзадач: а) как ввести микродозы припоя в зазоры звеньев? б) как обеспечить нагрев внесенных микродоз припоя без вреда для всей цепочки? в) как убрать излишки припоя, если они есть? Главная задача - внесение микродоз припоя в зазоры.

6.3. Если ответа нет, изменить задачу, выбрав на шаге 1.4 другое ТП.

Пример . При решении задач на измерение и обнаружение выбор другого ТП часто означает отказ от усовершенствования измерительной части и изменение всей системы так, чтобы необходимость в измерении вообще отпала (стандарт 4.1.1). Характерный пример – решение задачи о последовательной перекачке нефтепродуктов по одному нефтепроводу. При применении жидкого разделителя или прямой (без разделителя) транспортировке задача состоит в возможно более точном контроле за составом "стыковых" участков перекачиваемых нефтепродуктов. Эта измерительная задача была превращена в "изменительную": как вообще избежать смешивания нефтепродуктов с разделительной жидкостью? Решение: пусть жидкости бесконтрольно смешиваются, но на конечном пункте жидкость-разделитель должна сама превращаться в газ и уходить из резервуара (подробно см.: Альтшуллер Г. Алгоритм изобретения. 2-е изд. М., 1973. С. 207-209, 270-271).

6.4. Если ответа нет, вернуться к шагу 1.1 и заново сформулировать мини-задачу, отнеся ее к надсистеме. При необходимости такое возвращение совершают несколько раз – с переходом к наднадсистеме и т. д.

Пример . Типичным примером является решение задачи о газотеплозащитном скафандре (подробно см.: Альтшуллер Г. Алгоритм изобретения. С. 105-110). Первоначально была поставлена задача создать холодильный костюм. Но обеспечить требуемую защитную мощность при заданном весе системы оказалось физически невозможным. Задача была решена переходом к надсистеме. Создан газотеплозащитный скафандр, одновременно выполняющий функции холодильного костюма и дыхательного защитного прибора. Скафандр работает на жидком кислороде, который сначала испаряется и нагревается, обеспечивая теплоотвод, а потом идет на дыхание. Переход к надсистеме позволил в 2-3 раза увеличить допустимый весовой предел.

Главная цель седьмой части АРИЗ – проверка качества полученного ответа. Физическое противоречие должно быть устранено почти идеально, "без ничего". Луч-ше потратить два-три часа на получение нового – более сильного – ответа, чем потом полжизни бороться за плохо внедряемую слабую идею.

7.1. Контроль ответа. Рассмотреть вводимые вещества и поля. Можно ли не вводить новые вещества и поля, использовав ВПР – имеющиеся и производные? Можно ли использовать саморегулируемые вещества? Ввести соответствующие поправки в технический ответ.

Примечание:

43. Саморегулируемые (в условиях данной задачи) вещества – это такие вещества, которые определенным образом меняют свои физические параметры при изменении внешних условий, например теряют магнитные свойства при нагревании выше точки Кюри. Применение саморегулируемых веществ позволяет менять состояние системы или проводить в ней измерения без дополнительных устройств.

7.2. Провести предварительную оценку полученного решения. Контрольные вопросы:

а) обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 ("Элемент сам...")?

б) какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

в) содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

г) годится ли решение, найденное для "одноцикловой" модели задачи, в реальных условиях со многими "циклами"?

Если полученное решение не удовлетворяет хотя бы одному из контрольных вопросов, вернуться к 1.1.

7.3. Проверить (по патентным данным) формальную новизну полученного решения.

7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи – изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Действительно хорошая идея не только решает конкретную задачу, но и дает универсальный ключ ко многим другим аналогичным задачам. Восьмая часть АРИЗ имеет цель максимально использовать ресурсы найденной идеи.

8.1. Определить, как должна быть изменена надсистема, в которую входит измененная система.

8.2. Проверить, может ли измененная система (или надсистема) применяться поновому.

8.3. Использовать полученный ответ при решении других технических задач:

а) сформулировать в обобщенном виде полученный принцип решения;

б) рассмотреть возможность прямого применения полученного принципа при решении других задач;

в) рассмотреть возможность использования принципа, обратного полученному;

г) построить морфологическую таблицу (например, типа "расположение частей - агрегатные состояния изделия" или "использованные поля – агрегатные состояния внешней среды") и рассмотреть возможные перестройки ответа по позициям этих таблиц;

д) рассмотреть изменение найденного принципа при изменении размеров системы (или главных ее частей): размеры стремятся к нулю, размеры стремятся к бесконечности.

Примечание:

44. Если работа ведется не только ради решения конкретной технической задачи, тщательное выполнение шагов 8.За-8.3д может стать началом разработки общей теории, исходящей из полученного принципа.

Каждая решенная по АРИЗ задача должна повышать творческий потенциал человека. Но для этого необходимо тщательно проанализировать ход решения. В этом смысл девятой (завершающей) части АРИЗ.

9.1. Сравнить реальный ход решения данной задачи с теоретическим (по АРИЗ). Если есть отклонения, записать.

9.2. Сравнить полученный ответ с данными информационного фонда ТРИЗ (стандарты, приемы, физэффекты). Если в информационном фонде нет подобного принципа, записать его в предварительный накопитель.

Внимание!

АРИЗ-85-В опробован на многих задачах – практически на всем фонде задач, используемом при обучении ТРИЗ. Забывая об этом, иногда "с ходу" предлагают усовершенствования, основанные на опыте решения одной задачи. Для этой одной задачи предлагаемые изменения возможны и хороши (допустим!), но, облегчая решение одной задачи, они, как правило, затрудняют решение всех других...

Любое предложение желательно вначале испытать вне АРИЗ (так было, например, с методом ММЧ). После введения в АРИЗ каждое изменение должно быть опробовано разбором как минимум 20-25 достаточно трудных задач.

АРИЗ постоянно совершенствуется и потому нуждается в притоке новых идей, но эти идеи должны быть сначала тщательно проверены.