Орлов. Основы классической ТРИЗ

6.Например, общий объем затрат для трассы СТС Париж (Лондон) — Москва составит 5,7 млрд долларов США (протяженность трассы 3110 км), из них 5,2 млрд долларов США — на трассу и инфраструктуру, а 0,5 миллиарда долларов США — на подвижной состав. Через 5—7 лет трасса, внеденная в строй, начнет окупаться. Себестоимость проезда из Москвы в Париж при этом составит 32 долларов США/пасс, время в пути — 7 час 10 мин (расстояние 2770 км, расчетная скорость движения 400 км/час). Через 10 лет эта струнная магистраль будет давать в среднем около 2 млрд долларов США в год чистой прибыли.

Могут быть предложены десятки вариантов прокладки струнных трасс (см. например, рис. 15.22 и рис. 15.23), важных практически для всех континентов и стран мира.

В СТС реализованы следующие принципы ТРИЗ (рис. 15.24).

Применение СТС позволит: кардинально сократить число авиационных маршрутов на расстояния до 2000 км, сохранив самолеты только для трансокеанских перелетов и на расстояния свыше 2000 км; кардинально изменить нагрузку на автомобильные дороги и снять проблему пробок на автобанах; принципиально реконструировать (сократить) и реструктурировать систему железных дорог, сохранив их только для крупных грузовых артерий.

Наше повышенное внимание к развитию транспорта обусловлено тем, что транспорт является одной из фундаментальных назревших проблем, требующих немедленных и решительных изменений.

Коммуникации или транспорт как обмен (перевозка) материальных и человеческих ресурсов является неотъемлемым условием личного и общественного блага; это средство человеческого общения в территориальном и интеллектуальном пространстве; это образ жизни и одна из фундаментальных ценностей культуры, показатель уровня цивилизованности страны.

Неудовлетворительное состояние транспортной сети ведет к нарушению нормального функционирования экономики, спаду производства в смежных отраслях народного хозяйства, неоправданным потерям времени и метериальных ресурсов, сокращению рабочих мест, повышению стоимости товаров и услуг, снижению уровня жизни населения и возможностей для развития образования и культуры, сдерживанию внешней торговли и туризма, ухудшению экологической ситуации, затруднениям в ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, повышению смертности населения.

35. Автомобиль. Примените мета-модели «Полиэкран» и «Моно — Би / Поли — Моно», «Метод интеграции альтернативных систем» и «Линии систе- мо-технического развития».

35.1.Знаете ли Вы альтернативные источники энергии для автомобиля? Например, маховики профессора Гулия, двигатели на сжатом воздухе, водородные двигатели... Продолжите этот список.

35.2.Можете ли Вы предложить более экономичный двигатель с использованием иных физико-технических эффектов, например, пьезо-электрического.

35.3.Альтернативы развития модуля (модулей) СТС А. Юницкого:

•кабина для перенесения людей или грузов;

•платформа для перенесения легкового автомобиля вместе с пассажирами;

•интегрированный модуль-автомобиль, который сам въезжает на рельсы СТС, движется по СТС, а затем съезжает и перемещается как обычный автономный автомобиль;

•предложите собственные решения!

Каким может быть идеальный автомобиль, если при использовании СТС отпадет необходимость ездить на автомобиле на расстояния, например, более 100 км со скоростью свыше 50 км/час?

36.Железная дорога и автобаны. Что может измениться в работе этих транспортных магистралей при развитии СТС? Не останутся ли они только для грузового транспорта? Примените мета-модели «Полиэкран» и «Метод интеграции альтернативных систем».

37.Воздушный транспорт. Безопасность! Экологичность! Экономичность! Где альтернативы? Действительно ли нужны гиперзвуковые авиалайнеры для перелета Москва — Сан-Франциско или Париж — Сидней на высоте 30 км со скоростью 10 000—12 000 км/час за 2 часа? Или «Цеппелины» больше подходят для будущего?

38.Транспорт в городе. Что лучше — вагоны на 100—200 человек или индивидуальные транспортные устройства? Самодвижущиеся тротуары и дороги или индивидуальные легкие летательные аппараты? Дороги в городе: под землей, на земле, на уровне 10—20 метров, над домами на уровнях 20—100 метров? Не забудьте о возможности параллельного сосуществования старых и новых систем.

39. Транспортировка нефти. Катастрофы с нефтеналивными танкерами. Катастрофы с трубонефтепроводами. Известны танкеры с модулями для перевозки грузов — это решение проблемы безопасности и экологичности? Является ли идея СТС идеальным решением для полного отказа от наземных трубонефтепроводов? Можно ли рассмотреть совместно идеи модульных танкеров и модульности СТС?

40.Вода. Где взять неограниченно много чистой и полезной воды?

41.Леса. Пришествие компьютера не уменьшило, а увеличило расход бумаги

иуничтожение лесов — легких планеты. Ограничивать объемы газет и количество издаваемых газет? Перестать печатать книги? Не применять бумагу для упаковки? Или... Продолжите изобретать в более конструктивном духе.

42.Электроэнергетика. Над Землей так много солнечной энергии! И так много энергии содержится в ядерном синтезе! Так много электрической, тепловой

икинетической энергии в атмосфере и океанах Земли! А на Земле все еще не хватает энергетических ресурсов. И атмосфера Земли продолжает загрязняться

иперегреваться от сжигания полезных ископаемых, и прежде всего, нефти, только для получения энергии!

43.Жилище в городе. Недопустимый шум. Пыль. Транспортные проблемы. Отсутствие связи с живой Природой. Зависимость от соседей. Где и как может обустраивать свое жилище человек ближайшего будущего? В частности, допустите, что перемещение в центр метрополии и из него в радиусе 100 км будет занимать не более одного часа. Еще одно небольшое допущение — жизнь вместе с природой!

Тактика изобретения

Машины развиваются постоянно, и потому в изобретательских задачах никогда нет недостатка.

Суть ТРИЗ в том, что она принципиально меняет технологию производства новых технических идей.

Вместо перебора вариантов ТРИЗ предлагает мыслительные действия, опирающиеся на знание законов развития технических систем74.

Генрих Альтшуллер

Выявление и решение конструкторско-технологических проблем с острыми физико-технологическими противоречиями всегда происходит при наличии определенной стратегической цели. Это могут быть цели устранения дефектов при производстве продукции, цели модернизации самой продукции, цели создания переспективнх конкурентоспособных идей и т. д.

Практика поставляет инженеру непрерывный поток более или менее сложных задач, требующих как немедленного решения, так и осторожного продумывания на будущее.

Поэтому при появлении некоторой проблемы следует, по крайней мере, определить ее значимость, необходимый срок для решения, допустимые инвестиции на поиск решения и ряд других вопросов.

Мы можем исходить из того (рис. 16.1), что на каждом предприятии применяются определенные методы и модели анализа качества продукции (и технологий), например, на базе методологии Total Quality Management (TQM). Также мы исходим из того, что создание изменений поддерживается определенными средствами автоматизации проектирования, моделирования и испытаний, входящими в состав средств Computer Aided Engineering (CAE) и использующими определенные методы системы Innovation Design Management (IDM), дополненной методами TRIZ/ CROST — Technologie. В этом случае улучшение продукции (производства) осуществляется путем непрерывного создания инноваций на основе цикла: TQM показывает, что нужно улучшить, a IDM показывает, как это сделать.

Краткий анализ проблемной ситуации должен включать тактические вопросы по оценке сложности проблемы и выбору способа ее решения.

Если на предприятии не проводится постоянный анализ качества продукции (производства), то постановки задач часто даются в расплывчатой форме, неточно и неполно. Поэтому необходимо правильно определять хотя бы степень полноты исходного описания и характер проблемной ситуации.

В школе ТРИЗ были сформулированы признаки для ориентировочного определения типа проблемной ситуации. Все проблемные ситуации были разделены на 6 типов (рис. 16.2) в зависимости от состава и полноты описания признаков ситуации на основе «матрицы Квинтиллиона» (рис. 4.1).

Описание ситуации социального типа (с) включает в себя проблемы экономики, планирования, управления, рекламы, маркетинга, образования и так далее без упоминания конкретной технической системы. В формулировках проблем присутствуют в основном субъекты ситуации, а проблемные противоречия относятся к отдельным людям или к группам людей. Например: Предложите мероприятия по повышению творческой активности работников предприятия. Часто такие задачи пытаются решать экономико-социальными методами, хотя в основе могут лежать технические проблемы, связанные, например, с технической оснащенностью рабочих мест.

Ситуация социально-производственного типа (сп) дополняется указанием места конфликта и включает проблемы качества продукции, вопросы экологии и безопасности труда и так далее. Рассмотрим исходные ситуации и их разрешение на «старинном» ТРИЗ-примере.

Пример 113 (начало). Закалочная ванна. Предложите способ очистки воздуха в цехе термообработки. Основной признак — конфликт между человеком и

производственной системой. В этой постановке также отсутствует указание на причину проблемы в виде технической системы.

Описание производственно-технологического типа (пт) уже включает технические объекты и проблемы их функционирования, связанные с несоответствием технологических, эксплуатационных и физико-химических параметров системы требуемым значениям (дефекты, аварии, высокий расход энергии и материалов, появление вредных факторов).

Пример 113 (продолжение 1). В цехе термообработки на участке закалки при опускании в масляную ванну крупногабаритной детали выделяется много вредного дыма; предложите способ очистки атмосферы цеха. Основным недостатком таких постановок является ошибочное принятие следствия за причину. Здесь явно присутствует только административное противоречие, в то время как для практического решения проблемы нужно получить техническое или физическое противоречие.

Ситуация конструкторско-технологического типа (кт) включает постановку проблемы развития существующей технической системы. Характерным признаком такой ситуации является наличие явной формулировки технического противоречия.

Пример 113 (продолжение 2). При ускоренном опускании крупногабаритной детали в масляную закалочную ванну выделяется меньше дыма, но нарушается режим закалки. Вполне четко указано, где, что и когда происходит, но не ясно, как решить проблему. Конечно, такой информации может быть также недостаточно для решения задачи, но сама постановка уже вполне конструктивна и может служить основой для попыток решить проблему на уровне технического противоречия, а также для дальнейшего изучения условий возникновения проблемы, то есть для выяснения физических причин проблемы.

Ситуация конструкторско-исследовательского типа (ки) возникает при постановке проблемы синтеза новой системы или при необходимости понять и изучить физические процессы в оперативной зоне проблемы. То есть здесь далеко не ясно, с помощью каких средств (ресурсов) и как можно решить поставленную проблему.

Пример 113 (продолжение 3). В закалочной ванне во время погружения крупногабаритной детали происходит возгорание масла; как устранить это явление? Здесь сразу присутствует физическое противоречие, например, в таком виде: масло должно соприкасаться с раскаленной деталью (что требуется для закалки) и масло не должно соприкасаться с раскаленной деталью (чтобы температура масла не достигла температуры возгорания). Или в таком виде: масло не должно соприкасаться с кислородом воздуха (чтобы на загораться) и масло должно соприкасаться с кислородом воздуха (так как масляная ванна открыта, чтобы в нее можно было опускать деталь). Теперь для решения проблемы могут быть применены приемы, стандарты и фонд научно-техниче- ских эффектов.

Наконец, если проблема для своего решения требует приобретения новых знаний о природе физико-химических процессов в технической системе, то

имеет место ситуация научно-исследовательского типа (ни). Основной признак: несоответствие между известными (ожидаемыми) и получаемыми (реальными) результатами при реализации в технической системе какого-либо физико-химического процесса. Например: Предложите способ закалки крупногабаритных деталей без охлаждения в масляной ванне. Ко всем вопросам здесь добавляется необходимость узнать причины, истоки тех или иных явлений, определить возможные цели их использования. Характерно также, что часто постановки проблем в таких ситуациях снова сближаются с проблемными ситуациями социального типа, так как отсутствие специального знания обнаруживается в социальной системе — в системах научных исследований или в системе образования.

Треугольником в таблице на рис. 16.2 показана область преимущественного применения методов классической ТРИЗ.

Для правильного анализа проблемной ситуации необходимо ответить на вопросы, которые приведут к формированию технического или физического противоречия. Это поможет избежать нерациональных затрат времени и других ресурсов на разрешение проблемной ситуации, тем более, что это открывает возможность полного использования инструментария ТРИЗ.

Главной целью диагностики является определение оперативной зоны и постановка связанной с ней конкретной задачи. Этап диагностики должен предшествовать всякой постановке задачи, однако как раз это простое правило далеко не всегда выполняется или выполняется неверно. Наиболее часты ошибки, когда к решению проблемы приступают, не получив точной формулировки противоречия. Также нередки случаи неверного определения причин проблемы. И еще одна типичная ошибка состоит в попытках решить задачу, которая на самом деле включает в себя несколько взаимносвязанных задач.

Перед диагностикой полезно применить процедуры неалгоритмического «растряхивания» проблемной ситуации (см. разделы 18 и 19). Это помогает ослабить привычные (неточные, неполные, недостоверные) представления о проблеме и подготовить мышление к выдвижению нетривиальных функциональных идеальных моделей, к определению достоверных причин проблемы, моделей противоречий и ресурсов в оперативной зоне.

Для правильной диагностики проблемной ситуации полезно придерживаться определенной схемы, называемой здесь Алгоритмом диагностики проблемной ситуации. Эта схема (рис. 16.3) включает ряд процедур, выполнение которых в совокупности существенно повышает качество анализа исходной ситуации и подготавливает мышление к дальнейшим конструктивным действиям с помощью инструментов ТРИЗ. Опытные специалисты могут пропускать какие-то процедуры, но в целом схема соответствует оптимальной организации диагностики проблемы.