Анатолий Гин - Теория решения изобретательских задач

• изменить направление ориентации (направление движения) объекта, например, наклонить объект или положить его «на бок»;

• использовать многоэтажную компоновку объектов вместо одноэтажной;

• устранить трудности, связанные с размещением или движением объекта по линии, размещением (перемещением) объекта в двух измерениях (то есть на плоскости). Соответственно трудности, связанные с размещением или движением объекта в одной плоскости, устранить переходом к пространству трёх измерений.

Именно так: от контакта в точке к контакту по линии, развиваются рабочие органы технических систем. Эти изменения хорошо видны на примере эволюции средств для промышленной ловли рыбы. От крючка с наживкой (обработка в точке) к леске с укреплёнными на ней многочисленными крючками (обработка по линии). И далее — сеть (это уже обработка по плоскости) и кошельковый невод, обеспечивающий захват всей рыбы, находящейся в объёме.

Примерно так же развиваются и рабочие органы станков — от обработки в одной точке у токарного станка до современной объёмной штамповки, позволяющей добиться высочайшей производительности.

Рассмотрим пример применения этого приёма.

На аэродроме авиационного завода скопилось много изготовленных, но ещё не принятых заказчиком самолётов. В связи с приближением осенней непогоды самолёты потребовалось обязательно укрыть в ангаре, но оказалось, что он может принять только две трети всех машин. На плане ангара проверяли различные варианты их размещения, но приемлемого решения не было. И всё-таки с помощью принципа перехода в другое измерение оно было найдено. Конечно, самолёты не стали подвешивать под крышу ангара, ставить вертикально или громоздить друг на друга. У самолётов просто сдули шины на одном из шасси. Все самолёты наклонились на одно крыло, и появилась возможность расположить их так, что крылья разных машин в плане совпали. Все самолёты поместились в ангаре.

Рис. 15

Рис. 16

Применение приёма не отменяет необходимости думать. Приём не даёт самого́ решения, а задаёт некий вектор, направление такого «думания». Увидеть идею решения, представить особенности его реализации на основе предлагаемого принципа должен решатель. Поэтому работа с приёмами должна быть скрупулёзной. Надо внимательно, под самыми разными углами зрения проанализировать рекомендации, заложенные в приёмах.

Как выбрать нужный для решения задачи приём из всего списка приёмов? Их последовательное применение (так называемый перебор вариантов) занимает много времени. Для ускорения отбора приёмов под конкретную задачу Г. С. Альтшуллер в 60-х годах XX века разработал специальный поисковый аппарат — таблицу выбора приёмов устранения технических противоречий[14].

Таблица состоит из тождественных друг другу горизонтальной и вертикальной осей, включающих перечень из 39 ключевых характеристик технических систем. Конфликтные отношения между ними и составляют суть большинства технических противоречий, встречающихся на практике. В ячейки таблицы вписаны номера приёмов из списка.

Прежде чем выбрать приём, нужно сформулировать техническое противоречие, составляющее суть изобретательской задачи. Затем улучшаемая и ухудшающаяся характеристики, описанные в противоречии, адаптируются к характеристикам на осях таблицы. Так, если по условиям задачи требуется повысить точность работы прибора, то можно выбрать строку «точность измерений». Но можно, детально исследовав, от чего зависит точность, выбрать конкретную характеристику, которую надо улучшить в приборе, например «силу». На пересечении найденных строки (улучшаемой характеристики) и столбца (ухудшающейся при этом характеристики) находится ячейка, в которой обозначены номера приёмов.

Приёмы в каждой ячейке даны не в порядке их возрастания, а по частоте применения в исследованном массиве изобретений. Поэтому если необходимо найти как можно более простое и быстро внедряемое решение, приёмы следует использовать, начиная с первого из рекомендованных. Если же решение должно быть как можно более оригинальным, неожиданным, нужно начинать с последнего.

Подробно работа с таблицей приёмов устранения противоречий рассматривается в материалах для второго уровня аттестации.

Рис. 17. Фрагмент таблицы

После того как в ТРИЗ появился новый инструмент — ФП, анализ задач стал проводиться глубже. Физические противоречия наиболее чётко выражают суть стоящей перед изобретателем задачи. Естественно, что решением изобретательской задачи стало считаться разрешение ФП. Потребовались инструменты, помогающие изобретателю на этой стадии работы.

Были найдены основные способы разрешения противоречивых требований, определённых в ФП.

• В пространстве (одна часть ТС удовлетворяет одному требованию, а другая часть — другому).

ФП: объект должен быть горячим и холодным. Его можно разрешить в пространстве — одна часть (элемент) ТС горячая, а другая — холодная. Именно так разрешено противоречие в сковороде: рабочая поверхность горячая, а ручка — холодная.

• Во времени (в одно время элемент ТС удовлетворяет одному требованию, а в другое время — другому).

Стёкла очков должны пропускать много света, чтобы человек мог хорошо видеть в полутёмных помещениях, и они должны пропускать мало света, чтобы глазам было комфортно при ярком освещении. Очки «хамелеон» позволяют разрешить это противоречие во времени — они прозрачные и пропускают много света, если освещение слабое, и они тёмные, пропускают мало света, если освещение яркое.

• В отношениях (элемент должен обладать определённым свойством по отношению к одному объекту надсистемы и противоположным свойством по отношению к другому объекту надсистемы).

Москитная сетка непроницаема для насекомых, но проницаема для воздуха.

А что делать, если не удаётся разрешить противоречие? В этом случае нужно искать решение, при котором противоречие не возникает вообще.

Противоречие: корпус корабля должен быть узким, чтобы сопротивление воды было малым, и широким, чтобы иметь хорошую остойчивость. Это противоречие невозможно разрешить до конца — требования должны удовлетворяться в одно и то же время, в одном и том же месте… Но возможен переход на другой принцип работы — движение над водой. У судна на воздушной подушке этого противоречия нет.

Указанные выше общие способы устранения противоречий могут быть конкретизированы с помощью уже известных нам приёмов устранения технических противоречий. Так, принципы местного качества и перехода в другое измерение являются частными случаями общего подхода — разрешения противоречия в пространстве.

Упражнение 10

Приведите примеры, иллюстрирующие данные приёмы устранения ТП[15]:

1. Принцип дробления:

а) разделить объект на независимые части;

б) выполнить объект разборным;

в) увеличить степень дробления объекта.

2. Принцип вынесения:

Отделить от объекта мешающую часть (мешающее свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство).

В отличие от предыдущего приёма, состоящего в делении объекта на одинаковые части, здесь имеется в виду разделение объекта на разные части.

3. Принцип местного качества:

а) перейти от однородной структуры объекта (или внешней среды, внешнего воздействия) к неоднородной;

б) разные части объекта должны иметь (выполнять) различные функции;

в) каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее благоприятных для её работы.

5. Принцип объединения:

а) объединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты;

б) объединить во времени однородные или смежные операции.

10. Принцип предварительного действия:

а) заранее выполнить требуемое действие (полностью или хотя бы частично);

б) заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие без затрат времени на доставку и с наиболее удобного места.

15. Принцип динамичности:

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

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

в) если объект в целом неподвижен, сделать его подвижным, перемещающимся.