Орлов. Основы классической ТРИЗ

вянных пустотелых и разъемных кукол вложены последовательно одна в другую (см. прием № 34 в А-Каталоге).

На основе реинвентинга тысяч подобных изобретений было составлено следующее лаконичное описание этого приема:

a)один объект размещен внутри другого объекта, который в свою очередь находится внутри третьего и т. д.;

b)один объект проходит сквозь полость в другом объекте.

6.2.3. Выявление физико-технического эффекта, определение всех (!) четырех фундаментальных навигаторов, комплексного навигатора № S2-4 (Стандарт 5.3.1 — Приложение 2)

и специализированных навигаторов № 10 и № 11 (Приложение 4)

Пример 10. Как спасают пальмы на центральном бульваре от жары. Мой млад-

ший сын рассказал мне об одном «ТРИЗ-решении», которое он заметил в Валенсии, в Испании, когда проходил там практику по испанскому языку. Для спасения пальм на центральном бульваре от жары на землю вокруг основания пальм кладут крупные куски льда. Лед медленно тает и непрерывно снабжает ценные деревья водой, бывает, что в течение нескольких дней, если его присыпают сверху корой и листвой. Поскольку мы обмениваемся в семье такими замеченными нами примерами, то позднее старший сын рассказал нам, что увидел этот же способ, будучи на конференции в Сан-Диего в Калифорнии.

Оба моих сына избрали себе профессии, весьма далекие от физики или химии, но их школьных знаний вполне хватило, чтобы точно назвать явление, которое было здесь использовано. Это — фазовый переход, в данном случае, переход воды из твердого состояния (лед) в жидкое. Именно это физическое явление было использовано в технологическом способе «непрерывного полива» деревьев, то есть получило пример технического применения. Совместное представление физического явления с указанием его возможного технического применения и дает описание определенного базового А-Навигатора, или физико-технического эффекта (по терминологии классической ТРИЗ).

Кстати, а какую структуру имеет проблема, разрешенная этим изобретательным способом?

Сформулируем противоречие в следующем виде:

1)вода должна быть под пальмой, чтобы дерево могло перенести жару;

2)вода не должна быть под пальмой, так как она быстро уходит в землю или испаряется от жары.

Такое острое противоречие, обусловленное физическими процессами, протекающими в физических объектах, как правило, наиболее эффективно решается с помощью фундаментального А-Навигатора № 4: разделение противоречивых свойств в веществе. В данном случае такое разделение произошло на основе использования возможности перехода вещества в другое фазовое состояние. Действительно, вода может долго находиться под пальмой, но в состоянии льда. Точнее, на некотором интервале времени (пока лсд полностью не растает) в одной области пространства (на земле вокруг пальмы) вола находится в двух состояниях: одна часть — в виде льда, а другая — в виде жидкости.

Эта рекомендация в конкретном и практичном виде содержится также в комплексном А-Навигаторе № S2-4 (Стандарт 5.3.1):

Использовать дробление вещества (поля), применить капиллярно-пористые структуры, ввести динамизацию полей и компонентов, использовать фазовые переходы вещества, применить согласование/рассогласование ритмики и частот.

А-Навигаторы были получены на основании реинвентинга десятков тысяч изобретений, которые показали, что именно такими трансформациями были получены выдающиеся технические идеи.

В то же время в учебнике не обязательно и даже не желательно объяснять модели трансформаций на сложных технических примерах, понятных сравнительно узкому кругу специалистов. Напротив, следует подбирать примеры, понятные как можно более широкому кругу читателей. Этому принципу мы будем следовать и далее.

Для закрепления только что проведенного реинвентинга рассмотрим еще две учебные задачи из классической ТРИЗ.

Пример 11. Как обеспечить подачу газа в шахту. Для ряда операций в шахтах

иногда целесообразно использовать горение некоторого рабочего вещества, например, природного газа. Возникает следующая проблема: газ должен быть непрерывно в зоне проведения технологических операций, и избытка газа не должно быть для обеспечения пожарной безопасности. Кроме того, система шлангов и труб длиной в несколько километров является сложной и дорогой.

Для обеспечения безопасности всей системы не строят систему шлангов или труб, а поставляют газ отдельными порциями в баллонах. При этом газ не сжимают, а переводят в жидкое состояние, в котором он занимает малый объем. Сменные баллоны хранятся в шахте на достаточно большом расстоянии от места горения газа.

В этом «простом» технологическом изобретении реализовано сразу несколько А-Навигаторов!

Во-первых, применены уже знакомые нам фундаментальный А-Навигатор № 4 и комплексный навигатор № S2-4.

Во-вторых, применен фундаментальный А-Навигатор № 2: разделение противоречивых свойств во времени. Действительно, рабочее вещество находится во время горения в газообразном состоянии, а для хранения и транспортиров- к и — в жидком. Причем для конкретного баллона эти интервалы времени частично пересекаются, то есть имеют общую часть, длящуюся от начала использования конкретного баллона до тех пор, пока в нем не закончится газ (обратите внимание на аналогию с тающим льдом под пальмами).

В-третьих, применен фундаментальный А-Навигатор № 3: разделение противоречивых свойств в структуре. Осуществлен переход от непрерывной системы транспортировки газа к дискретной, порционной, однако, вся система в целом по-прежнему обеспечивает непрерывную подачу газа в рабочую зону. То есть, части системы имеют одно функциональное состояние, а вся система в целом — противоположное!

Пример 12. Как делают шоколадные бутылочки с ликером. Такие бутылочки

можно получать, например, таким способом: отливать из горячего жидкого шоколада пустотелые бутылочки, после остывания наполнять их ликером и закрывать бутылочку, снова разогревая верх горлышка до жидкого состояния и сжимая горлышко до образования сплошной головки вверху бутылочки. При этом каждая бутылочка создается из двух сплавляемых половинок, для чего вдоль линии соединения этих половинок шоколад снова нужно разогревать до жидкого состояния. Этот способ был сложен, дорог и низкопроизводителен. Это объясняется тем, что сложны и дорогостоящи формы для заливки шоколада. Низкая производительность объясняется медленным процессом наполнения и освобождения форм, медленным процессом соединения половинок бутылочки, медленным процессом заливки ликера, необходимостью закрытия горлышка бутылочки.

Здесь активно используется фундаментальный А-Навигатор № 4 и физи- ко-технический эффект фазового перехода веществ. Однако, вся технология недостаточно эффективна. Административная проблема: как можно улучшить процесс в целом?

«Идеальный» технологический процесс должен исключить дорогие формы для заливки шоколада, должен исключить получение бутылочки из двух половинок, должен исключить операцию закрытия горлышка бутылочки! То есть, мы требуем совершенно невозможного! Но, может быть, «невозможного» только в рамках старой технологии? А почему бы не изобрести новую технологию, именно ту, которая нам нужна, более «идеальную»?! Что нам мешает?

Прежде всего, нам мешает устойчивое стереотипное представление о «неизменяемой» последовательности операций в известном технологическом процессе. Нам мешает стереотипное представление о «неизменяемых» состояниях веществ в технологических операциях.

Тогда давайте представим себе мысленно «идеальный» технологический процесс, не задумываясь вначале о том, как он может быть реализован. То есть представим его только как идеальную функциональную модель.

Пусть расплавленный шоколад заливается в некую «невидимую» форму так, что сразу приобретает форму бутылочки, как будто внутрь металлической формы вложена тоже «невидимая» форма в виде бутылочки. Посмотрите этот процесс мысленно еще и еще раз! Обратите внимание, как обтекает шоколад прозрачные формы. Кстати, не кажется ли вам, что верхняя форма вовсе не нужна, так как шоколад вполне точно обтекает линии внутренней формы?! Давайте откажемся от верхней формы! Уже неплохо! Но что делать с внутренней формой? Как ее извлечь из застывшей на ней шоколадной бутылочки?

Снова наблюдаем, как расплавленный шоколад обтекает нечто невидимое, прозрачное, как стекло или лед. Кстати, «идеальный» технологический процесс тот, в котором результат есть, а самого процесса как бы и нет! То же можно сказать и о некоторой «идеальной» системе: функция есть, а системы нет, и она не потребляет энергии и не занимает пространство.

Применим эту «идеальную» функциональную модель к нашей задаче. Пусть внутреннюю форму вообще не нужно извлекать! Это может означать, например, что она станет полезной частью готового изделия!? Вы еще не догадались? Тогда попробуйте не читать дальше и снова мысленно наблюдайте, как шоколад обтекает некую «внутреннюю форму». Подумайте, как из чего-то «полезного» можно сделать «неизвлекаемую» форму?

Думаю, что Вы уже нашли решение: в качестве «внутренней» формы можно использовать предварительно замороженный ликер. Я не привожу поясняющего рисунка, чтобы не лишать Вас удовольствия нарисовать этот процесс самостоятельно. Попробуйте! Это полезно и интересно.

А наша цель состоит в том, чтобы раскрыть теперь теоретическую, абстрактную сторону этого решения.

Во-первых, мы применили фундаментальный А-Навигатор № 4 не только к шоколаду, что имело место в традиционной технологии, но и к ликерному наполнителю.

Во-вторых, мы дважды применили комплексный А-Навигатор S2-4 в части, касающейся физико-технического эффекта фазового перехода: замораживание ликера с его последующим таянием внутри готовой бутылочки и расплавление шоколада с последующим его остыванием на ледяной вначале ликерной форме!

В-третьих, здесь работает фундаментальный А-Навигатор № 1: разделение противоречивых свойств в пространстве. Вместо поиска действительно невозможного способа извлечения внутренней формы из готовой шоколадной бутылочки (если бы форма действительно была металлической) нужно исследовать ресурсы самого внутреннего пространства! При этом все противоречия снимаются путем использования пустого пространства внутри бутылочки для заполнения полезным веществом!

Наконец, мы использовали еще два специализированных А-Навигатора!

Ледяная ликерная форма есть не что иное, как несколько уменьшенная копия всей шоколадной бутылочки (готового продукта). А это есть реализация части специализированного А-Навигатора № 10 «Копирование»:

вместо недоступного, дорогостоящего, неудобного или хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии.

В новой технологии не ликер «заливается» в бутылочку, а бутылочка «наливается» на замороженный ликер! А это есть реализация специализированного А-Навигатора № 11 «Наоборот»:

a)вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие (например, не охлаждать объект, а нагревать);

b)сделать движущуюся часть объекта (или внешней среды) неподвижной, а неподвижную — подвижной;

c)перевернуть объект «вверх ногами», вывернуть его наизнанку.

Мы рассмотрели еще не все модели трансформаций, которые скрыты даже в этих несложных примерах. Но наша цель была в том, чтобы увидеть их реальное существование в окружающих нас реальных объектах.

Уже теперь Вы можете подойти к анализу интересующих Вас задач более внимательно, с более глубоким пониманием скрытых системных связей.

Ваши аналитические и творческие возможности неизмеримо увеличатся, когда Вы тщательно изучите «навигаторы мышления» и А-Алгоритмы, предлагаемые в этом учебнике. И все же иногда Вы установите, что задача не решается на основе доступных Вам методов и знаний. Вы можете прийти к выводу, что нужно заменить всю систему в целом, может быть даже заменить сам принцип, на котором система основана, и провести дополнительные научные исследования. Но и в таких случаях Ваше решение не будет отступлением или поражением, а будет обоснованным стратегическим решением.

В 1996 году я представлял пионерский софтвер «Invention Machine» и его новейшую версию «TechOptimizer» фирмы Invention Machine Corp., USA на крупнейшей всемирной индустриальной выставке Industriemеsse в Ганновере, Германия. Оставляя иногда свой стенд на ассистента, я посещал другие стенды и предлагал специалистам R&D62 наши методы и софтвер. Софтвер и методы имели большой успех. Напротив был павильон крупной компании из-под Штутгарта, производящей электромоторы в огромном диапазоне размеров — от миниатюрных для приборостроения до многометровых для океанских судов. На длинной магнитной доске робот-манипулятор непрерывно переставлял магнитные кружочки, сохраняя в целом следующий рекламный слоган:

КАЧЕСТВО МЫШЛЕНИЯ = КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ

Я записал этот ударный слоган для применения на семинарах и вскоре встретился с профессором, руководителем R&D-отделения этой компании. Его первая реакция на мое предложение познакомиться с ТРИЗ и софтвером была очень лаконичной, отразившей позицию многих руководителей компаний и даже отделений R&D. Он ответил холодно и вызывающе: у нас нет проблемы изобрести, а вот может ли ваша «Invention Machine» помочь нам продавать?!

Завершение нашей дискуссии я привожу далее в разделах Стратегия изобретения и Тактика изобретения.

А вот для обдумывания записанного слогана появилось гораздо больше оснований. Хотя в целом желание достичь более высокой конкурентоспособности без инноваций можно было сразу же определить как «бунт на коленях» по образному выражению самого Генриха Альшуллера в подобных ситуациях.

После этого в течение 3 лет состоялось еще около 130 встреч с представителями промышленности и исследовательских организаций. В итоге представление о качестве мышления приняло следующий вид (рис. 7.1).

Функциональная полнота означает способность и готовность создавать идеи с учетом комплексных требований к качеству системы (продукта). Решение, ориентированное только на один показатель, часто оказывается непригодным

из-за острого конфликта с другими показателями качества системы или из-за конфликта с другими системами, например, с Природой.

Конструктивность означает способность и готовность целенаправленно и обоснованно совершенствовать систему, не отступая от цели, но и не поддаваясь амбициозным или, наоборот, пораженческим настроениям. Конструктивность означает также способность и готовность к прорыву, к лидерству.

Скорость означает способность отвечать на вызов без запаздывания. Скорость означает способность уходить в отрыв и предложить вызов.

Устойчивость — мышление должно успешно выдерживать воздействие мешающих факторов.

Что снижает качество мышления? Ответ на этот вопрос также сформировался на основе еще более продолжительного времени и опыта (рис. 7.2).

Полная компенсация всех указанных на рис. 7.2 негативных факторов была бы возможна при реализации следующих позитивных факторов (рис. 7.3).

Однако пока не приходится рассчитывать на немедленное изменение системы высшего образования, равно как и на повсеместное преподавание ТРИЗ. В то же время есть возможность самостоятельного изучения ТРИЗ и прохождения тренингов по этой технологии. Все больше и больше фирм предлагают услуги в этом направлении.

Далее, в чем конкретно лежат затруднения, с которыми каждый специалист сталкивается в своей работе почти непрерывно? Чем различаются такие, казалось бы, одинаковые понятия, как «задача» и «проблема»? Ответы на эти вопросы могут немало прояснить также, в чем разница между творческим и рутинным, стандартным решением.

Рекомендации большинства методологов творчества относятся в основном к этапу генерации решения, к моменту, в котором предшествующий труд и упорное размышление над проблемой соединяются с вдохновением и приводят к озарению, инсайту и возникновению идеи. При этом немало полезного разработано для развития таких компонентов творчества, как ассоциативное мышление, концентрация внимания, улучшение памяти, преодоление негативных стереотипов. Наши усилия по созданию эффективных технологий для решения творческих проблем мы также концентрируем именно здесь. Хотя, как будет видно из дальнейшего, ТРИЗ охватывает все этапы решения проблем.

И кроме этого, целью ТРИЗ является сокращение трудоемкости подготовки проблемы к решению и создание принципиально более благоприятных условий для проявления личных способностей специалиста, для укрепления его уверенности в правильности и эффективности наших методов. Именно надежность и эффективность методов ТРИЗ создают реальную мотивацию, ведущую к настоящему вдохновению.

Нередко даже задачи одного типа могут быть решены только различными методами. Обычно это связано с уровнем сложности задачи. Причем, если задача

становится сложной из-за ее размерности, то можно говорить о сложности как о большой трудоемкости. Задачу часто называют проблемой именно из-за большой трудоемкости решения.

Предположим, что для поиска оптимального сочетания параметров како- го-либо объекта Вам надо рассмотреть 10 факторов при 10 значениях каждого из них. Если даже Вы будете тратить на анализ одного сочетания 1 секунду, то решение всей задачи потребует более 300 лет! Здесь не обойтись без математической модели и хорошего компьютера. Более того, многие комбинаторные задачи не под силу и современным компьютерам.

И все же главным признаком для определения задачи как проблемы является недостаточность или недостоверность информации о задаче или о методе ее решения (рис. 7.4). К особому признаку относится ограничение по каким-ли- бо ресурсам, особенно часто — по ресурсу времени для решения задачи. Иногда даже простые задачи превращаются в серьезные проблемы при недостатке времени для их решения.

5 х 6 = 30, является простой задачей. Более того, это стандартная табличная задача, для которой известен и автоматически воспроизводится ответ (решение).

Пример . Перемножение в уме двух трехзначных чисел, например. 479 х 528 = ?, да еще при ограничении времени на решение, допустим. 20 секундами, мало кому доступно из людей всей планеты. Это — трудно разрешимая без специальной тренировки проблема. Хотя существует метод перемножения с записью «в столбик», который вполне за минуту позволяет решить эту задачу.