Орлов. Основы классической ТРИЗ

3. На основе реинвентинга сотен тысяч изобретений в ТРИЗ была установлена последоватсльность шагов для рационального исследования исходной проблемной ситуации, для построения модели проблемы и выбора подходящей модели трансформации, для проверки правильности предлагаемых решений.

Эти многошаговые схемы прошли длинный путь совершенствования и практическою применения, и в 1985 году были интегрированы Генрихом Альтшуллером в схему под названием «Алгоритм решения изобретательских задач — 1985», или, сокращенно, АРИЗ-1985.

АРИЗ-1985 является как бы сжатым конспектом всей ТРИЗ. Он сложен в изучении из-за избыточности попутных пояснений, примечаний, отступлений. Именно это побудило автора настоящего учебника разработать в 1987 году более компактную схему, получившую название «Мета-Алго- ритм изобретения» из-за ее большой общности.

Само понятие «алгоритм изобретения» до сих пор иногда вызывает критические замечания. Критика аргументируется тем, что в наиболее известном определении алгоритма, ориентированном на программирование компьютеров первых поколений, нет места неопределенности. Но это слишком узкое определение даже для современной компьютерной математики, оперирующей понятиями размытых, вероятностных, итерационных, рекуррентных или еще более сложных алгоритмов. А с точки зрения современной конструктивной математики, а также математической лингвистики, оперирующих моделями категорий и функторов, афинными и более сложными отображениями, такое применение термина «алгоритм» является уже совершенно корректным.

Опираясь на приведенную аргументацию, мы можем сделать следующий логический шаг: определить основную цель классической ТРИЗ как обеспечение «алгоритмической навигации мышления».

За этим понятием целесообразно закрепить название «А-Навигация», отражая в символе «А» алгоритмический характер поддержки процесса решения сложных проблем и отдавая одновременно должное автору классической ТРИЗ — Генриху Альтшуллсру. А-Навигация и производные от этого понятия другие названия сохранят память об основателе ТРИЗ.

Что касается понятия «мышление», включенного в определение, то чтобы не вызывать недоразумений и споров, его можно понимать суженно, как изобретательское мышление, или мышление при решении изобретательских проблем.

Аизобретательскую проблему здесь же можно упрощенно определить как задачу, содержащую несовместимые требования, «неразрешимое» противоречие.

Авот понятие «навигация» представляется нам точным и чрезвычайно важным. Человек мыслит образами, метафорами, и использует определенную модель трансформации как пример, шаблон, аналог для создания решения по ассоциации, по аналогии. При этом человек наполняет модель конкретным содержанием из новой задачи, и модель направляет его мышление к цели. Обобщенные модели трансформации и иллюстрирующие их примеры играют

роль навигаторов мышления или навигаторов изобретения, или в нашем обозначении, А-Навигаторов.

Действительно, «навигация» означает как измерение местоположения движущегося объекта и, возможно, движущейся цели, так и прокладку пути к цели. Именно для этого и предназначены АРИЗ (А-Алгоритм) и А-Навигаторы! А-Алгоритм играет роль самой настоящей навигационной системы, предусматривающей анализ задачи и применение А-Навигаторов (навигационных инструментов — «карт», «инструкций», «линеек», «шаблонов», «компасов», «циркулей» и т. п.) для построения пути к цели — созданию эффективного решения! Успешность же применения А-Алгоритма и А-Навигаторов зависит еще и от «капитана», «штурмана» или «лоцмана», управляющих движением, то есть от конкретных людей, решающих творческую проблему.

Весь теоретический и практический инструментарий классической ТРИЗ можно расположить на трех иерархических уровнях (рис. 6.1). Отметим, что. строго говоря, этим уровням соответствуют и три вида проблем: административная, техническая и физическая. Однако, далее мы будем условно рассматривать все А-Навигаторы как инструменты оперативного уровня. Это оправдано тем, что часто эти инструменты используются даже тогда, когда не все еще решено на тактическом и стратегическом уровне. Причем эти попытки пробного оперирования с задачами позволяют лучше понять их свойства для тактического и стратегического управления.

Рекомендуемый по рис. 6.1 порядок изучения инструментария классической ТРИЗ обусловлен следующими преимуществами:

1. Методы оперативного уровня в наибольшей степени опираются на практику, и поэтому их первоочередное освоение позволяет быстрее начать применение инструментов ТРИЗ для решения практических задач (сначала несложных, конечно).

2.Знание оперативного уровня служит основой для понимания идей и методов высших уровней, так как изучение идет в направлении от более простого и практичного к более сложному и абстрактному.

3.При последующем изучении тактического и стратегического уровней на практических примерах еще больше закрепляется навык применения оперативного инструментария.

4.Наконец, оперативный уровень наиболее полно и убедительно разработан, что ускоряет формирование уверенности в конструктивности и эффективности ТРИЗ в целом.

А-Навигаторы позволяют успешно решать не менее 80 % всех встречающихся на практике задач. Собственно, и сами эти модели были получены экстракцией из так называемых «стандартных» задач, которые как раз и составляют примерно 80 % мирового патентного фонда. Следует отметить, что «стандартный» характер задачи совсем не означает, что эта задача имеет очевидное и легко получаемое решение. Дело здесь только в том, что при исследовании (реинвентинге) установлено, что для решения таких задач достаточно было бы применения одного-двух «классических» приемов ТРИЗ.

Конечно, эти задачи были решены без знания ТРИЗ, и скорее всего, на поиск решений было затрачено немало усилий и времени. Это только при учебном или исследовательском реинвентинге «легко» видеть, каким именно методом могла бы решаться та или иная «стандартная» задача. «Реконструкция» процесса решения при рассмотрении «стандартных» задач облегчается прежде всего потому, что из патентного описания известно конкретное решение и достаточно ясны признаки фактически реализованных трансформаций!

В новой конкретной ситуации не просто распознать, можно ли решить возникшую задачу относительно простыми «стандартными» приемами. В то же время это не так важно, поскольку в любой ситуации вполне логично сначала пробовать применить более простые «стандартные» трансформации!

Мы еще вернемся к определению сложности задач в разделах, связанных с тактическими и стратегическими моделями ТРИЗ.

В этом разделе Вы сможете повторить за 30 минут весь путь, пройденный ТРИЗ за 45 лет. Мы вместе построим несколько А-Навигаторов! Мы выполним реинвентинг 9 примеров технических решений и увидим, каким образом были определены А-Навигаторы. Важно отметить, что сами избранные нами примеры могут быть заменены и другими, однако при достаточно большом их количестве результат реинветинга был бы тем же, который и получен в ТРИЗ.

Внимание: пока Вы не познакомитесь со всеми нижеследующими примерами, не следует смотреть раздел Классические навигаторы изобретения А-Студии.

цию системы. А именно: вертикальное расположение корпуса самолета соответствует направлению старта/посадки, но неудобно для управления.

Можно записать модель ситуации в виде следующего противоречия: функция: вертикальный взлет/посадка; требует (Плюс-фактор):

вертикальное расположение корпуса самолета; при этом ухудшается (Минус-фактор): визуальный контроль и управление.

Пример 5 (Задача). Дом у реки. Как сохранить дом, расположенный на берегу реки, в случае наводнения? На рис. 6.3,b показана ситуация, когда вода может нанести дому значительный ущерб. В этом примере присутствуют остроконфликтующие между собой требования: дом должен быть близко к воде (по желанию владельца) при нормальных условиях, и дом должен быть далеко от воды (?!) при наводнениях. Второе условие выглядит как бы фантастическим, сказочным, но никак уж не инженерным, однако оно вполне правильно выражает физическое содержание условия для безопасности дома при наводнении.

Можно записать модель этой ситуации в виде следующего противоречия:

Объект: дом должен быть: рядом с рекой (при нормальных условиях);

не должен быть: рядом с рекой (при наводнении).

Кажется, что эти требования взаимно исключают друг друга.

Пример 6 (Задача). Виноградная лоза. Зимой для уменьшения поражения виноградной лозы морозом, лозу снимают с поддерживающей проволоки и пригибают к земле, удерживая у земли колышками (рис. 6.4). Можно поставить такой вопрос: как уменьшить трудоемкость этой работы?

В этом вопросе не содержится противоречия в явном виде. Это как раз и означает, что имеется явное административное противоречие: есть намерение улучшить систему, но не указано, что мешает достичь поставленную цель.

Сформулируем модель задачи в виде следующего варианта противоречия:

функция: укладка лозы на землю;

имеет Плюс-фактор: уменьшаются потери лозы (из-за поражения коры при морозе);

имеет Минус-фактор: растут потери времени и затраты труда на эту операцию.

Можно для той же задачи сформулировать инверсную модель:

функция: оставление лозы на шпалерах;

имеет Плюс-фактор: нет потерь времени и затрат труда на эту операцию;

имеет Минус-фактор: растут потери лозы (поражение коры при морозе).

Можно видеть, что модели в виде противоречия позволяют более точно определить, в каком направлении нужно искать решение, и что может ограничивать поиск решения.

А теперь рассмотрим известные запатентованные идеи решений.

Пример 4 (Решение). Самолет с вертикальным взлетом—посадкой. В патентном

фонде имеется немало идей для решения поставленной проблемы. Все они достигали главной цели: сохранить нормальное положение пилота при старте и посадке и обеспечить тем самым требуемый уровень безопасности. И было нечто общее во всех этих идеях: введение в систему подвижной части — поворачивающихся крыльев, поворачивающихся двигателей и т. п.

Например, при старте/посадке двигатели могли быть в вертикальном положении, как указано на рис. 6.5,а. При полете двигатели поворачивались в горизонтальное положение (рис. 6.5,b). При этом корпус самолета остается как бы неподвижным, ориентированным горизонтально при старте и посадке, а пилот имеет нормальные условия для наблюдения и управления.

Пример 5 (Решение). Дом у реки. Ключевая идея запатентованного в 1994 году фирмой Winston International, штат Колорадо, США решения (рис. 6.6): дом сделан подвижным, перемещающимся! Это решение строго реализует обе части сформулированного противоречия!

Во время наводнения дом всплывает, так как его подземная часть выполнена в виде герметичного понтона, заполненного к тому же плавучим веществом, например, пенопластом. При этом, обратите внимание (!), вода сама удаляет от себя дом, поднимая его над опасным уровнем. Дом удерживается также раздвижными телескопическими сваями. Для долговременного функционирования дом может иметь запасы продуктов и воды и источник энергии в виде дизельного двигатель-генератора электроэнергии.

Пример 6 (Решение). Виноградная лоза. Я полагаю, что уважаемые читатели уже догадались применить найденный общий подход из предыдущих двух решений! Перед зимой виноградную лозу вовсе не снимают с поддерживающей проволоки, а пригибают к земле всю шпалеру, которая снабжена шарнирами у основания стоек (рис. 6.7). То есть и здесь ключом к решению проблемы послужило придание всей конструкции динамизма, подвижности.

Таким образом, из совершенно разных проблем и их решений извлечена одна и та же ключевая идея, один и тот же способ решения, который можно определить как особый изобретательский прием. В ТРИЗ этот прием называется «Динамизация» и имеет № 07 в А-Каталоге специализированных приемов.

На основании реинвентинга многих тысяч изобретений сформулировано обобщенное краткое описание этого приема в виде набора следующих рекомендаций:

a)характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом шаге работы;

b)объект разделить на части, способные перемещаться относительно друг друга;

c)если объект неподвижен, сделать его подвижным, перемещающимся.

6.2.2. Реинвентинг для построения специализированного А-Навигатора № 34 (Приложение 4)

Пример 7. Подъемный кран на автомобильной платформе. Мы все видели эти

подъемные краны. Но все ли мы, или хотя бы все ли инженеры задумывались о том, какой именно изобретательский прием применен в качестве основного принципа его конструкции?

Основное противоречие, которое нужно было решить при создании такого крана, может быть сформулировано следующим образом: стрела крана должна быть длинной в рабочем состоянии и должна быть не намного длиннее всего несущего автомобиля для транспортировки. Принципиальное решение состоит в том, что конструкция стрелы сделана подвижной (применена Динамизация), а главное — состоящей из множества фрагментов, вложенных один в другой (рис. 6.8).