LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 5
(всего 31)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>


В то же время в истории философии и в инженерных работах было достаточ-
но примеров более эффективного анализа проблем. Наиболее убедительные
примеры Г. Альтшуллер обнаружил в работах К. Маркса58 и Ф. Энгельса59. Им
принадлежит выдающаяся роль в определении признаков и фаз исторических
изменений, происходивших в истории человечества, и связанных с изобрете-
нием и развитием новых технологий и машин, изменяющих характер труда че-
ловека, усиливающих его отдельные функции либо полностью вытесняющих
человека из производственных операций.
Две фундаментальные идеи пронизывают приводимые ими примеры:




Так, в работе «История винтовки» («Geschichte des gezogenen Gewehrs» /
F. Engels, 1860) Энгельс приводит многочисленные примеры технических
противоречий, определяющих всю эволюцию винтовки и возникающих как
из-за изменения требований к применению, так и из-за выявления внутрен-
них недостатков. В частности, длительное время главное противоречие состоя-
ло в том, что для удобства заряжения и увеличения скорострельности требова-
лось укорачивать ствол (заряжение производилось насыпанием пороха и за-
кладыванием пули через ствол), а для увеличения точности стрельбы и
достижения противника с большей дистанции в штыковом бою требовалось
удлинять ствол. Эти противоречивые требования были соединены (!) в винтовке,
заряжающейся со стороны казенной части.
Но эти примеры остались неоцененными методологами и практиками творче-
ства, и рассматривались лишь как иллюстрации к диалектическому материа-
лизму.
В 1956 году Г. Альтшуллер публикует свою первую статью60, в которой ставит
проблему создания теории изобретательского творчества и предлагает основ-
ные идеи для ее развития:




В современной редакции первую версию технологии создания изобретатель-
ских идей можно представить схемой, приведенной на рис. 5.1.
К 1961 году Г. Альтшуллер исследовал уже около 10 000 изобретений из 43 па-
тентных классов! Идея о возможности выявления изобретательских приемов
полностью подтвердилась в виде следующего открытия:




Автор будущей ТРИЗ писал: «...конечно, каждая техническая задача по-своему
индивидуальна. В каждой задаче есть что-то свое неповторимое. С помощью
анализа появляется возможность пробиться к главному — к системному про-
тиворечию и его причинам. И положение сразу меняется. Появляется возмож-
ность вести творческий поиск по определенной рациональной схеме. Магиче-
ской формулы нет, но есть приемы, достаточные для большинства случаев.»




Генрих Альтшуллер часто подчеркивал, что, в сущности, ТРИЗ организует
мышление человека так, как будто в его распоряжении имеется опыт всех,
или очень многих, талантливых изобретателей. Обычный, даже очень опыт-
ный изобретатель использует свой опыт, основанный на внешних аналогиях: вот
эта новая задача похожа на такую-то старую задачу, значит, и решения долж-
ны быть похожи. Изобретатель, знающий ТРИЗ, видит намного глубже: вот в
этой новой задаче имеется такое-то противоречие, значит, можно использо-
вать идею решения из старой задачи, которая внешне совсем не похожа на
новую, но содержит аналогичное противоречие!
С появлением первой версии АРИЗ (рис. 5.1) началось становление Теории
решения изобретательских задач (ТРИЗ). Автор ТРИЗ показывает различия
между понятиями прием, метод и теория следующим образом.
Прием — одинарная, элементарная операция. Прием может относиться к дей-
ствиям человека, решающего задачу, например, «используй аналогию». Прием
может относиться и к рассматриваемой в задаче технической системе, напри-
мер, «дробление системы», «объединение нескольких систем в одну». Приемы
как бы не направлены: неизвестно, когда тот или иной прием хорош, а когда
не сработает. В одном случае аналогия может навести на решение задачи, а в
другом — увести от него. Приемы не развиваются, хотя набор приемов можно
пополнять и развивать.
Метод — система операций, обычно включающих приемы, предусматриваю-
щая определенный порядок их применения. Методы обычно основаны на ка-
ком-то одном принципе, постулате. Так, в основе брэйнсторминга лежит
предположение, что решение задачи можно получить, дав «выход из подсоз-
нания неуправляемому потоку идей». В основе АРИЗ лежит принцип подобия в
моделях развития, в моделях противоречий и в моделях разрешения противо-
речий. Методы развиваются весьма ограниченно, оставаясь в рамках исход-
ных принципов.
Теория — система многих методов и приемов, предусматривающая целена-
правленное управление процессом решения задач на основе знания законо-
мерностей (моделей) развития сложных технических и природных объектов.
Можно сказать также, что прием, метод и теория образуют иерархию типа
«кирпич — дом — город» или «клетка — орган — организм».
К 1985 году, году вершины своего становления, классическая ТРИЗ развива-
лась уже почти 40 лет. Сам автор ТРИЗ так описывает развитие своей теории.
Этап 1. Работа над АРИЗ была начата в 1946 году. Впрочем, самого понятия
«АРИЗ» тогда еще не было. Проблема ставилась иначе:




Почти сразу удалось обнаружить, что решение изобретательской за-
дачи оказывается хорошим (сильным!), если оно преодолевает техни-
ческое противоречие (ТП), содержащееся в поставленной задаче, и
наоборот, плохим, если ТП не выявлено или не преодолено.

Далее выяснилось нечто совершенно неожиданное: оказалось, что даже самые
опытные изобретатели не понимают, не видят, что правильная тактика реше-
ния изобретательских задач должна состоять в том, чтобы шаг за шагом выяв-
лять ТП, исследовать его причины и устранять их, тем самым устраняя и ТП.
Столкнувшись с открытым, кричащим о себе ТП, и увидев, что задачу удалось
решить благодаря его устранению, изобретатели не делали никаких выводов
на будущее, не меняли тактику и, взявшись за следующую задачу, могли по-
тратить годы на перебор вариантов, даже не пытаясь сформулировать содер-
жащееся в задаче противоречие.
Рухнули надежды извлечь из опыта больших (великих, крупных, опытных, та-
лантливых) изобретателей нечто полезное для начинающих: большие изобре-
татели работали тем же примитивным методом проб и ошибок.
Этап 2. На втором этапе проблема была поставлена так:




Первые программы (АРИЗ-1956 или АРИЗ-1961) были весьма далеки от
АРИЗ-1985, но с каждой новой модификацией они становились четче и
надежнее, постепенно приобретая характер программ алгоритмического
типа. Были составлены таблицы приемов устранения ТП (см. приложения
3. А-Матрица выбора специализированных навигаторов и 4. Каталог специали-
зированных А-Навигаторов — в современной редакции автора настоящей
книги). Главным материалом для исследований стала патентная информа-
ция, описания изобретений. Начали проводиться первые семинары, накап-
ливался опыт обучения АРИЗ.
И снова обнаружилось неожиданное. Оказалось, что при решении задач выс-
ших уровней нужны знания, обязательно выходящие за пределы специально-
сти, которую имеет изобретатель. Производственный опыт навязывает бесплод-
ные пробы в привычном направлении, а применение АРИЗ и его информацион-
ного обеспечения (приемы и т. п.) лишь улучшило ход решения задачи.
Обнаружилось, что человек не умеет эффективно решать изобретательские за-
дачи высших уровней. Поэтому ошибочны все методики, основанные только
на стремлении активизировать «творческое мышление», поскольку это попыт-
ки хорошо организовать плохое мышление (здесь курсив Г. Альтшуллера). Таким
образом, второй этап, начавшийся с мысли о том, что изобретателям надо
дать вспомогательный инструмент, завершился выводом о необходимости пе-
рестройки изобретательского творчества, изменения самой технологии создания
изобретения.
Программа теперь стала рассматриваться как самостоятельная, не зависимая
от человека система решения изобретательских задач. Мышление должно следо-
вать этой системе, управляться ею — и тогда оно будет талантливым.
Возникло понимание, что операции, производимые в АРИЗ, должны быть со-
поставлены с объективными закономерностями развития технических систем.
Этап 3. Формула третьего этапа была такой:




Как и на втором этапе, основным материалом для работы была патентная
информация. Но ее изучение велось теперь не столько для выявления новых
приемов и сведения их в таблицу устранения технических противоречий,
сколько для исследования общих закономерностей развития технических
систем.
Главное открылось в том, что изобретение — это развитие технической систе-
мы. Изобретательская задача — только одна из форм, в которой потребности
развития технической системы обнаруживаются человеком. ТРИЗ изучает изо-
бретательское творчество с целью создать эффективные методы решения изо-
бретательских задач.
В этом определении присутствует мысль, которая может показаться «еретиче-
ской»: что же, все существующие методы плохи и нуждаются в замене? Но
ведь пользуясь этими «методами», люди сделали величайшие открытия! На
этих «методах» основана современная индустрия изобретении, лающая еже-
годно многие десятки тысяч новых технических идей. Чем же плохи совре-
менные «методы»?
Существуют привычные, но неверные суждения об изобретательском творче-
стве, например:
1) «Все зависит от случайности», — говорят одни.
2) «Все зависит от знаний и упорства, надо настойчиво пробовать разные ва-
рианты», — утверждают другие.
3) «Все зависит от прирожденных способностей», — заявляют третьи.
В этих суждениях есть доля правды, но правды внешней, поверхностной.
Неэффективен сам «метод проб и ошибок». Современная «индустрия изобрете-
ний» организована по «методу Эдисона»: чем труднее задача и чем больше
проб надо проделать, тем большее количество людей направляется на поиски
решения. Эту критику Генрих Альтшуллер подкреплял следующим образом:
ясно, что тысяча землекопов могут рыть иные по размерам ямы. чем один
землекоп, но сам способ рытья остается прежним. С помощью же хорошего
метода «одиночка»-изобретатель, словно экскаваторщик, работает намного
продуктивнее «коллектива землекопов»!
При решении задачи без ТРИЗ изобретатель сначала долго перебирает привыч-
ные, традиционные варианты, близкие ему по специальности. Иногда ему во-
обще не удается уйти от таких вариантов. Идеи направлены в сторону «вектора
психологической инерции» (PIV — Psychological inertia vector). PIV обусловлен са-
мыми разными факторами: тут и боязнь выйти за рамки профессии и вторг-
нуться в «чужую» область, и опасение выдвинуть идею, которая может пока-
заться смешной, и, разумеется, незнание приемов генерирования «диких» идей.
Автор ТРИЗ иллюстрировал «метод проб и ошибок» следующей схемой
(рис. 5.2).




От точки «Задача» изобретатель должен попасть в точку «Решение». Где имен-
но находится эта точка, заранее неизвестно. Изобретатель создает определен-
ную поисковую концепцию (ПК) и начинаются «броски» в выбранном на-
правлении (они обозначены тонкими стрелками). А потом становится ясно,
что неправильна вся ПК, и что поиски идут совсем не в том направлении.
Изобретатель возвращается к исходной постановке задачи, выдвигает новую
ПК и начинает новую серию «бросков» типа «А что, если сделать так?».

На схеме стрелки расположены гуще в направлении, не совпадаю-
щем и даже противоположном от направления «Решения». Дело в
том, что пробы совсем не так хаотичны, как кажется на первый
взгляд. Они очень даже организованы... в направлении предыдущего
опыта! То есть, в направлении PIV!

Задачи разных уровней существенно отличаются числом проб, необходимых
для отыскания решения. Но почему одна задача требует 10 проб, другая —
100, а третья — 10 000?! В чем качественная разница между ними?
И Генрих Альшуллер приходит к следующим выводам (см. также раздел 3.2
Уровни изобретений и рис. 3.2).
1. Задачи могут отличаться по содержанию требуемых знаний. На первом
уровне задача и средства ее решения лежат в пределах одной профессии
(одного раздела отрасли). На втором уровне — в пределах одной отрасли
(например, машиностроительная задача решается способом, уже извест-
ным в машиностроении, но в другой его отрасли). На третьем уровне — в
пределах одной науки (например, механическая задача решается на основе
законов механики). На четвертом уровне — за пределами науки-«задачеда-
тельницы» (например, механическая задача решается химически). На выс-
ших подуровнях пятого уровня — вообще за пределами современной нау-
ки (поэтому сначала нужно получить новые научные знания или сделать
открытие, а потом применить их к решению изобретательской задачи).
2. Задачи могут отличаться по структуре взаимодействующих факторов. Это
можно показать на различии «структур», например, задач первого и чет-
вертого уровней.
Для задач первого уровня характерно:
1) Небольшое число взаимодействующих элементов.
2) Неизвестных факторов нет или они несущественны.
3) Легкость анализа:
• элементы, которые могут быть изменены, легко отделяются от элемен-
тов, не поддающихся изменениям в условиях задачи;
• взаимное влияние элементов и возможных изменений легко прослежи-
вается.
4) Некоторое осложнение состоит в том, что часто решение требуется полу-
чить в короткое время.
Для задач четвертого уровня характерно:
1) Большое число учитываемых элементов.
2) Значительное число неизвестных факторов.
3) Сложность анализа:
• трудно отделить элементы, которые могут быть изменены в условиях за-
дачи;
• трудно построить достаточно полную модель взаимного влияния эле-
ментов и возможных изменений.
4) Некоторое упрощение состоит в том, что на поиск решения отводится от-
носительно большое время.
3. Задачи могут отличаться по степени изменения объекта. В задачах первого
уровня объект (устройство или способ) практически не изменяется, напри-
мер, устанавливается новое значение одного параметра. На втором уровне
объект незначительно изменяется, например, в деталях. На третьем уровне
объект существенно изменяется (например, в важнейших частях), на чет-
вертом — полностью меняется, а на пятом изменяется т а к ж е и техниче-
ская система, в которую входит измененный объект.
Поэтому нужен способ «перевода» изобретательских задач с высших
уровней на низшие и превращения тем самым «трудной» задачи в
«легкую», например, с помощью быстрого сокращения поискового
поля.

4. Природа не выработала эвристических приемов высших порядков! На протя-
жении всей эволюции мозг человека приспособился лишь к решению за-
дач, соответствующих примерно первому уровню.
Возможно, что, сделав в течение жизни одно-два изобретения высших уров-
ней, человек просто не успевал накопить и передать «высший эвристический
опыт». Естественным отбором закреплялись только эвристические приемы
низших уровней: увеличить—уменьшить, соединить—разъединить, использо-
вать аналогию, копировать и некоторые другие (см. раздел 4 Изобретатель-
ское творчество). Позднее к ним добавились уже вполне сознательно: «По-
ставь себя на место рассматриваемого объекта» (эмпатия), «Помни о психоло-
гической инерции» и другие (см также раздел Искусство изобретения).
«Эвристики» такого уровня можно сколько угодно показывать молодым ин-
женерам, однако научить применять их нельзя. Дело в том, что никакие при-
зывы «помнить о психологической инерции» не срабатывают, если человек не
знает, как именно бороться с психологической инерцией. Тщетными остаются ре-
комендации использовать аналогии, когда неизвестно заранее, какая из них
подходящая, и особенно, если возможных аналогий слишком много. Так же и
эмпатия запутывает дело или прямо вредна, если объект достаточно сложен.
Так что, в процессе эволюции наш мозг научился находить достаточно точные
и приемлемые решения только для простых задач. При этом эвристические
механизмы высших уровней, скорее всего, не могут быть открыты — их нет.
Но они могут и должны быть созданы!
Третий этап и середина 1970-х годов — это середина истории классической
ТРИЗ во времени. Но это и начало кардинального усовершенствования
ТРИЗ — открытие физического противоречия (ФП) и фундаментальных прин-
ципов разрешения ФП, формулирование законов развития технических сис-
тем, составление первого каталога физических принципов создания сильных
изобретений («эффектов») и первых «стандартов» (комплексных приемов).




При рассмотрении истории развития ТРИЗ можно выделить следующие
этапы:
1) до 1985 года — развитие классической ТРИЗ, основные идеи которой имеют
концептуальный характер (плюс, конечно, и инструментальный!) и публи-
куются Генрихом Альтшуллером и специалистами ТРИЗ-ассоциации;
2) после 1985 года — развитие пост-классической ТРИЗ, основные идеи кото-
рой имеют характер «развертывания» теории (т. е. детализации, частичной
формализации, уточнения и особенно накопления фонда примеров) и со-
единения с другими методами, особенно с методами функционально-стои-
мостного анализа, аналогичными Quality Function Deployment (QFD) и
Fault Modes and Effects Analysis (FMEA).
Структурно классическую ТРИЗ можно представить схемой, показанной на
рис. 5.3.
ТРИЗ — это пример реализации идеи концентрированного представления знаний.
Главное открытие ТРИЗ состоит в том, что миллионы уже зарегистрирован-
ных изобретений сделаны на основе относительно небольшого числа правил
трансформации исходной постановки задачи.
При этом в ТРИЗ четко указаны ключевые компоненты организации любой
проблемы и синтеза решения: противоречие, ресурсы, идеальный результат,
приемы изобретения, или лучше сказать, модели трансформации.
Более того, в ТРИЗ разработаны не только несколько систем приемов, но и
метод решения проблем с помощью пошагового уточнения и трансформации
исходной постановки проблемы. Этот метод называется Алгоритмом решения
изобретательских задач (АРИЗ).
АРИЗ и вся ТРИЗ, по образному определению самого Г. Альтшуллера
(Крылья для Икара. Как решать изобретательские задачи. Петрозаводск,
1980.), стоит «на трех китах»:
1) по четкой программе, шаг за шагом, ведется обработка задачи, выявляют-
ся и исследуются физико-технические противоречия, делающие задачу
проблемой;
2) для преодоления противоречий используется сконцентрированная инфор-
мация, вобравшая опыт нескольких поколений изобретателей (таблицы
типовых моделей решения задач — приемы и стандарты, таблицы приме-
нения физических эффектов и т. д.);
3) на протяжении всего хода решения идет управление психологическими
факторами: АРИЗ направляет мысль изобретателя, гасит психологическую
инерцию, настраивает на восприятие необычных, смелых идей.




Вместе с тем, необходимо отметить, что известные книги и статьи о ТРИЗ
вплоть до настоящего времени (2000 год), во многом повторяя друг друга, тра-
диционно показывали только достоинства ТРИЗ как системы решения техни-
ческих задач. Это не способствовало правильному пониманию возможностей
и границ ТРИЗ.
Прежде всего известные публикации умалчивают о наличии многих нерешен-
ных вопросов «функционирования» творческого мышления, например,
о принципиальной необходимости и достаточно большом объеме разнообраз-
ных актов интуитивного мышления.
Не говорится о том, что решение нельзя «вычислить», несмотря на то, что авто-
ры делают особое ударение на терминах «алгоритм изобретения» и «оператор
преобразования», как бы придавая им статус математических конструкций.
Поэтому, во-первых, разные люди, используя рекомендуемые методики, дале-
ко не обязательно получат одинаковые результаты. А во-вторых, поиск реше-
ния на основе АРИЗ имеет хотя и существенно уменьшенную, но все же не-
определенную продолжительность, что опять-таки связано с присутствием
принципиально не алгоритмизируемых а к т о в мышления.
Наконец, если при решении какой-либо проблемы не хватает объективных
знаний и необходимо проведение научных исследований, то здесь также прохо-
дит граница возможностей ТРИЗ. Однако следует добавить, что ТРИЗ полез-
на и как инструмент проведения исследования.

Этот учебник отражает более широкий и реалистичный подход авто-
ра к теории изобретения, не противопоставляющий, а объединяющий
высокоэффективные модели ТРИЗ с хорошо зарекомендовавшими
себя методами интуитивного поиска.

В заключение этого раздела приведем схему, отражающую основные этапы
развития ТРИЗ (рис. 5.4).




Будучи студентом Минского политехникума и интересуясь изобретательством,
я познакомился с ТРИЗ (которая еще не имела этого названия!) в 1963 году
по первой книжечке Генриха Альтшуллера «Как научиться изобретать», из-
данной в Тамбове в 1961 году, которую бережно храню как одну из самых до-
рогих моих реликвий. В 1965 году, находясь на преддипломной практике в од-
ной из «самых секретных» организаций в Минске, вместе со старшими това-
рищами я пробовал применять ТРИЗ для изобретения элементов первых
автоматов для сборки первых отечественных интегральных схем. Это было
счастливое время творчества и энтузиазма! Это было время, вдохновляемое
недавним полетом Юрия Гагарина и следующими полетами первых людей в
космос!
С тех пор у меня было достаточно времени убедиться в том, что ТРИЗ помо-
гает резко сократить время на диагностику проблемы, создает кардинально
лучшие возможности для понимания проблемы и возможностей ее решения,
чем и подготавливает сознание к решающему шагу — нахождению идей ре-
шений.
И всё же нужно помнить, что ТРИЗ не заменяет творческого мышления,
а только является его инструментом.
А хороший инструмент еще лучше работает в умелых и талантливых руках.
1. Портрет звука
В некоторых пещерах с рисунками определенных животных, сделанных еще
100 000 лет назад, можно и сегодня не только видеть эти рисунки, но и одно-
временно услышать звук бега этих животных или целого стада! Как прачело-
век «записал» для потомков звуковой «портрет»? Кстати, похожим способом в
других пещерах он мог «поговорить» с изображениями своих предков или ми-
фических существ.
2. Александрийский маяк
Второе после Египетских пирамид чудо света — Александрийский маяк. По
легенде, император повелел на выстроенном маяке увековечить его имя, а не
имя строителя. Если главный строитель не сделает этого, его казнят. Строи-
тель остался жив, но и потомки узнали его имя. Как строитель разрешил про-
тиворечивое требование?
3. Загадки пирамид
При строительстве Египетских пирамид:
a) Как древние строители могли получать ровное строго горизонтальное осно-
вание пирамиды, особенно если учесть, что площадь некоторых оснований

<< Пред. стр.

страница 5
(всего 31)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign