LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 6
(всего 31)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

исчислялась гектарами?
b) Как могли измерять высоту строящейся пирамиды?
c) Как обеспечить строгую симметрию пирамиды?
d) Как обеспечивать одинаковые углы наклона ребер пирамид в 42° и, соот-
ветственно, наклон катетов сторон пирамид в 51' 52"?
4. Посол Исмений
Греческий посол Исмений прибыл ко двору персидского царя Артаксиса I.
Не хотел гордый посол кланяться, но и не поклониться нельзя, так как тогда
переговоры не состоятся. Что сделал Исмений, приближаясь к креслу царя?
5. Коронация императоров
В 800 году н. э. происходила коронация Карла Великого. По ритуалу возло-
жить корону на Карла Великого должен был папа римский, что было необхо-
димо для политического укрепления власти. Но император не хотел призна-
вать себя ниже папы, так как по сути ритуала получалось, что папа мог возло-
жить корону, но мог и отнять. И вот папа торжественно поднимает корону к
голове императора... Как разрешил Карл Великий противоречивую ситуацию?
Через 1000 лет (!), когда в декабре 1804 года в соборе Нотр-Дам де Пари папа
Пий VII приступил к коронации Наполеона Бонапарта, все произошло как
при коронации Карла Великого.
6. Пизанская башня
На конкурс проектов по спасению Пизанской башни за последние 60 лет
было представлено около 9000 предложений со всего земного шара! Через
200 лет после начала ее строительства в 1173 году было обнаружено, что баш-
ня начала наклоняться. К 1370 году для создания противовеса был надстроен
8-й этаж. Высота башни достигла почти 60 м, а вес — 14 453 тонн. За следую-
щие 600 лет основание башни ушло в землю почти на 3 метра, а отклонение
7-го этажа от вертикали достигло 4,47 м (рис. 3.4). В 1990 году башня была за-
крыта для посетителей.




В 1993 году было выполнено моделирование и прогнозирование дальнейшего
наклонения Пизанской башни. Экспертиза показала, что башня не простоит
далее, чем до 2050 года, продолжая наклоняться со скоростью около 1 мм в
год. В 1999 году бургомистр Паоло Фонтанелли открыл последнюю выставку
проектов «Viva la torre!» (Да здравствует башня!). В 2000 году отклонение баш-
ни было уменьшено до 4,07 м, то есть на 40 см. Этого достаточно, чтобы баш-
ня не достигла критического отклонения еще в течение 300 лет. Возможно,
скоро новые посетители пройдут вверх по 293 ступеням ее винтовой лестницы.
Три вопроса:
1) Что Вы могли бы предложить для устранения опасности разрушения баш-
ни, не снижая ее исторической и эстетической ценности?
2) Как было устранено критическое наклонение башни?
3) Почему бы не выровнять башню полностью?
А-Студия:
алгоритмическая
навигация мышления
Итак, мы начинаем знакомство с основами классической ТРИЗ.
Классическая ТРИЗ стоит на мощном практическом фундаменте. Этим фун-
даментом являются патенты, миллионы патентов, аккумулировавших реальные
решения и способы решения поставленных проблем, аккумулировавших опыт
миллионов изобретателей. И это было фундаментальным открытием Генриха
Альтшуллера — обратиться непосредственно к исследованию объективной ин-
формации, содержащейся в созданных изобретениях.
Вторым открытием было определение содержания и целей необходимых ис-
следований, на которых должна была строиться работоспособная теория:
1. В каждой технической системе, усовершенствованной в патенте, нужно
выявить ключевую решенную проблему, выявить причины и структуру
этой проблемы, определить инвариантные элементы (устойчивые призна-
ки) реальных проблем.
2. Из каждого патента, особенно из патентов, обладающих большой ценно-
стью, нужно извлечь ключевое преобразование, которое и определяет пе-
реход в этом патенте от постановки задачи к идее решения. Нужно клас-
сифицировать и систематизировать эти преобразования, оценить, как час-
то они встречаются и насколько они эффективны.
3. Нужно выявить также, каким образом можно в новых ситуациях находить
подходящее преобразование для того, чтобы использовать его как образец,
модель для поиска решения конкретно для каждой новой задачи.
Исследование к настоящему времени более 2,5 миллионов патентов убеди-
тельно показало правильность стратегии, избранной основателем ТРИЗ.
В результате в фундамент классической ТРИЗ были положены следующие три
практических открытия:
1. Все реальные проблемы могут быть редуцированы всего лишь к трем раз-
личным видам и представлены только тремя соответствующими структур-
ными моделями:
Административная проблема — проблемная ситуация задана в виде указа-
ния недостатков, которые нужно устранить, или целей, которые нужно
достичь, при этом причины возникновения недостатков, а также способы
их устранения и достижения указанных целей не указаны:
Техническая проблема — проблемная ситуация задана в виде указания не-
совместимых функций или функциональных свойств системы, из которых
одна функция (или свойство) способствует достижению главной полезной
функции всей системы (назначению системы), а вторая — противодейст-
вует;
Физическая проблема — проблемная ситуация задана в виде указания од-
ного физического свойства элемента или всей системы в целом, из кото-
рых одно значение этого свойства необходимо для достижения одной оп-
ределенной функции системы, а другое значение — для другой, но при
этом оба значения являются несовместимыми и обладают взаимоисклю-
чающими противоположно направленными тенденциями к их улучшению.
Для каждой проблемы автором ТРИЗ была найдена точная структур-
но-функциональная модель в виде рассматриваемых в последующих разде-
лах административного, технического и физического противоречий.
Из этих моделей технические и физические противоречия обладают наи-
большей конструктивностью, так как непосредственно поддержаны
ТРИЗ-инструментами для их разрешения. Административные модели либо
решаются методами, не имеющими прямого отношения к ТРИЗ, напри-
мер, экономическими или проведением дополнительных научных иссле-
дований, либо требуют перевода к двум другим, конструктивным моделям.
2. Все известные решения получены на основе применения трансформаций,
относящихся всего лишь к четырем классам:
• прямые модели для разрешения физических противоречий (я называю
их фундаментальными трансформациями, в ТРИЗ — «принципы»);
• прямые модели для разрешения технических противоречий (специализи-
рованные трансформации, или «приемы»);
• рекомендации для изменения физико-технических моделей в виде взаи-
модействий «поле-вещество» (комплексные трансформации, или «стан-
дарты»);
• рекомендации по реализации нужной функции на основе примеров
стандартного или оригинального применения как известных, так и и
новейших физико-технических явлений (базовые трансформации, или
эффекты).
Каждая модель дает пример решения изобретательской проблемы в общем
виде в определенном классе моделей и для определенной ситуации.
3. На основе реинвентинга сотен тысяч изобретений в ТРИЗ была установле-
на последоватсльность шагов для рационального исследования исходной
проблемной ситуации, для построения модели проблемы и выбора подхо-
дящей 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 изобретатель-
ских 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, отступ-
лений. 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 критиче-
ские замечания. Критика аргументируется тем, что в наиболее известном оп-
ределении алгоритма, ориентированном на программирование компьютеров
первых поколений, нет места неопределенности. Но это слишком узкое опре-
деление даже для современной компьютерной математики, оперирующей по-
нятиями размытых, вероятностных, итерационных, рекуррентных или еще бо-
лее сложных алгоритмов. А с точки зрения современной конструктивной ма-
тематики, 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 ло-
гический шаг: определить основную цель классической ТРИЗ как обеспече-
ние «алгоритмической навигации мышления».
За этим понятием целесообразно закрепить название «А-Навигация», отражая
в символе «А» алгоритмический характер поддержки процесса решения слож-
ных 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 изобре-
тательское мышление, или мышление при решении изобретательских проблем.
А изобретательскую проблему здесь же можно упрощенно определить как за-
дачу, содержащую несовместимые требования, «неразрешимое» противоречие.
А вот понятие «навигация» представляется нам точным и чрезвычайно важ-
ным. Человек мыслит образами, метафорами, и использует определенную мо-
дель 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 обо-
значении, А-Навигаторов.
Действительно, «навигация» означает как измерение местоположения движу-
щегося объекта и, возможно, движущейся цели, т а к и прокладку пути к цели.
Именно для этого и предназначены АРИЗ (А-Алгоритм) и А-Навигаторы!
А-Алгоритм играет роль самой настоящей навигационной системы, предусмат-
ривающей анализ задачи и применение А-Навигаторов (навигационных инст-
рументов — «карт», «инструкций», «линеек», «шаблонов», «компасов», «цир-
кулей» и т. п.) для построения пути к цели — созданию эффективного реше-
ния! 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: администра-
тивная, техническая и физическая. Однако, далее мы будем условно рассмат-
ривать все А-Навигаторы как инструменты оперативного уровня. Это оправ-
дано 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 прак-
тику, и поэтому их первоочередное освоение позволяет быстрее начать
применение инструментов ТРИЗ для решения практических задач (снача-
ла несложных, конечно).
2. Знание оперативного уровня служит основой для понимания идей и мето-
дов высших уровней, так как изучение идет в направлении от более про-
стого и практичного к более сложному и абстрактному.
3. При последующем изучении тактического и стратегического уровней на
практических примерах еще больше закрепляется навык применения опе-
ративного инструментария.
4. Наконец, оперативный уровень наиболее полно и убедительно разработан,
что ускоряет формирование уверенности в конструктивности и эффектив-
ности ТРИЗ в целом.
А-Навигаторы позволяют успешно решать не менее 80 % всех встречающихся
на практике задач. Собственно, и сами эти модели были получены экстракци-
ей из так называемых «стандартных» задач, которые как раз и составляют
примерно 80 % мирового патентного фонда. Следует отметить, что «стандарт-
ный» 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» про-
цесса 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 воз-
никшую 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 выпол-
ним 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.
И еще немного задержитесь здесь, чтобы самостоятельно подумать нал сле-
дующими вопросами:
Что может быть общего в изобретениях, сделанных для самолета с вертикаль-
ным взлетом-посадкой, для сохранения дома у реки в случае наводнения и
для ухода за виноградной лозой? Или в таких изобретениях, как автомобиль-
ный подъемный кран, конфета-игрушка «Kinder-Сюрприз» и трубопровод для
удаления строительного мусора с верхних этажей ремонтируемого здания?
Как связаны между собой способ защиты ценных декоративных пальм от
жары, способ транспортировки природного газа в баллонах и способ произ-
водства шоколадных бутылочек с ликерным наполнением?
Может ли в каждой из этих групп изобретений присутствовать некая
общая идея, принципиально одинаковая модель, которую можно
выявить, обобщить и применять впоследствии как один из творческих
приемов?

Реинвентинг по ТРИЗ положительно отвечает на эти вопросы.

6.2.1. Реинвентинг для построения специализированного
А-Навигатора № 7 (Приложение 4)

Пример 4 (Задача). Самолет с вертикальным взлетом—посадкой. Эти самолеты
выгодны тем, что для них не требуется взлетно-посадочная полоса. Однако в
первых образцах взлет и посадка осуществлялись при вертикальном положе-
нии корпуса самолета (рис. 6.2). Пилот при этом лежал в кресле на спине и
мог смотреть только вверх. При взлете это было еще допустимо, но посадка
«на хвост» была слишком опасной из-за трудности визуального контроля и
управления.




Таким образом, в этой ситуации имеются функции или свойства, которые
конфликтуют между собой при попытке реализовать главную полезную функ-
цию системы. А именно: вертикальное расположение корпуса самолета соот-
ветствует 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 острокон-
фликтующие 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 выра-
жает 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 ви-
ноградной лозы морозом, лозу снимают с поддерживающей проволоки и при-
гибают 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 оз-
начает, 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 опре-
делить, в каком направлении нужно искать решение, и что может ограничи-
вать 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 — пово-
рачивающихся крыльев, поворачивающихся двигателей и т. п.

Например, при старте/посадке двигатели могли быть в вертикальном положе-
нии, как указано на рис. 6.5,а. При полете двигатели поворачивались в гори-
зонтальное положение (рис. 6.5,b). При этом корпус самолета остается как бы
неподвижным, ориентированным горизонтально при старте и посадке, а пи-
лот 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 функциониро-
вания 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 ре-
шений! 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 по-
служило 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 опре-
делить 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 реко-
мендаций:
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 состо-
ит в том, что конструкция стрелы сделана подвижной (применена Динамиза-
ция), а главное — состоящей из множества фрагментов, вложенных один в дру-
гой (рис. 6.8).
Пример 8. Строительный мусоропровод. В изобретении
используются пустотелые конусы, которые полностью
вкладываются друг в друга при транспортировке и затем
выдвигаются почти на всю свою высоту, оставаясь час-
тично вложенными, для создания «трубы» нужной дли-
ны! По этой трубе строительный мусор попадает с верх-
них этажей прямо в контейнер для вывоза мусора
(рис. 6.9).
Пример 9. Шоколадная конфета «Kinder-Сюрприз». При-
знаюсь, что я не отказываю себе в удовольствии прино-
сить иногда домой эти конфеты удивления и радости.
Действительно, никогда не знаешь, что там обнаружится
внутри! Это может быть модель автомобиля или самоле-
тика, медвежонок или домик и так далее, — фантазия у
создателей этого продукта просто бесконечна! Но глав-
ный сюрприз, как правило, состоит в том, что в собран-
ном виде любая из этих игрушек не могла бы размес-
титься внутри конфеты! И поэтому спрятанные там иг-
рушки состоят из нескольких частей, складываемых так,

<< Пред. стр.

страница 6
(всего 31)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign