Кодекс и Законы Теория решения изобретательских задач. АРИЗ
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-29Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СИБИРСКАЯ АКАДЕМИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ СЛУЖБЫ»
Кафедра региональной экономики
Контрольная работа
По дисциплине «Концепции современного естествознания»
Выполнил:
Бледнова А.С., группа 09116
Проверил:
Пахтусов Б.К.
кандидат технических наук
доцент кафедры региональной экономики
Новосибирск 2009
Оглавление
Введение. 3
Основные инструменты для решения задач. 3
АРИЗ-77. 3
АРИЗ-85 В. 3
Таблица устранения технических противоречий. 3
Вепольный. 3
Указатель физических эффектов. 3
Методы развития творческого воображения. 3
Заключение. 3
Список литературы.. 3
Введение
ТРИЗ - теория решения изобретательских задач декларировалась ее автором Г.С. Альтшуллером как альтернатива многочисленным и малоэффективным методам активизации перебора вариантов, позволяющая "превратить процесс решения изобретательских задач в точную науку". Чем же на самом деле является ТРИЗ? Каковы ее реальные возможности и перспективы?
Теория решения изобретательских задач появилась в 60-х годах в СССР. Основателем теории являлся Г.С. Альтшуллер (15.10.1926 - 24.09.1998) – писатель-фантаст, инженер, изобретатель.
ТРИЗ представляет собой набор методов, объединенных общей теорией, помогает в организации мышления изобретателя при поиске идеи изобретения, и делает этот поиск более целенаправленным, продуктивным, способствует нахождению идеи более высокого изобретательского уровня.
В ТРИЗ в качестве главного направления впервые стало изучение и использование в изобретательстве законов развития технических систем.
1. Закон полноты частей системы. Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является наличие и минимальная работоспособность основных частей системы.
2. Закон энергетической проводимости системы. Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы.
3. Закон согласования ритмики частей системы. Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является согласование ритмики (частоты колебаний, периодичности) всех частей системы.
4. Закон увеличения степени идеальности системы. Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности.
5. Закон неравномерности развития частей системы. Развитие частей системы идет неравномерно. Чем сложнее система, тем неравномернее развитие ее частей.
6. Закон перехода в надсистему. Исчерпав возможности развития, система включается в надсистему в качестве одной из частей. При этом дальнейшее развитие идет на уровне надсистемы.
7. Закон перехода с макроуровня на микроуровень. Развитие рабочих органов системы идет сначала на макро-, а затем на микроуровне.
8. Закон увеличения степени вепольности. Развитие технических систем идет в направлении увеличения числа вещественно-полевых связей.
Основным инструментом ТРИЗ являлся Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ).
Основные инструменты для решения задач
АРИЗ-77
АРИЗ представляет собой ряд последовательных логических шагов, целью которых является выявление и разрешение противоречий, существующих в технической системе и препятствующих ее совершенствованию. В своем развитии АРИЗ имел ряд модификаций. Практическое применение имели модификаци АРИЗ-77 и АРИЗ-85В.
Часть 1. Выбор задачи.
1.1. Определить конечную цель решения задачи:
а. Какую характеристику объекта надо изменить?
б. Какие характеристики объекта заведомо нельзя менять при решении задачи?
в. Какие расходы снизятся, если задача будет решена?
г. Каковы (примерно) допустимые затраты?
д. Какой главный технико-экономический показатель надо улучшить?
1.2. Проверить обходной путь. Допустим, задача принципиально нерешима: какую другую задачу надо решить, чтобы получить требуемый конечный результат?
а. Переформулировать задачу, перейдя на уровень надсистемы, в которую входит данная в задаче система.
б. Переформулировать задачу, перейдя на уровень подсистем (веществ), входящих в данную в задаче систему.
в. На трех уровнях (надсистема, система, подсистема) переформулировать задачу, заменив требуемое действие (или свойство) обратным.
1.3. Определить, решение какой задачи целесообразнее – первоначальной или одной из обходных. Произвести выбор.
Примечание. При выборе должны быть учтены факторы объективные (каковы резервы развития данной в задаче системы) и субъективные (на какую задачу взята установка- минимальную или максимальную).
1.4. Определить требуемые количественные показатели.
1.5. Увеличить требуемые количественные показатели, учитывая время, необходимое для реализации изобретения.
.6. Уточнить требования, вызванные конкретными условиями, в которых предполагается реализация изобретения.
а. Учесть особенности внедрения, в частности допускаемую степень сложности решения.
б. Учесть предполагаемые масштабы применения.
1.7. Проверить, решается ли задача прямым применением стандартов на решение изобретательских задач. Если ответ получен, перейти к 5.4. Если ответа нет, перейти к 1.8.
1.8. Уточнить задачу, используя патентную информацию.
а. Каковы (по патентным данным) ответы на задачи, близкие к данной?
б. Каковы ответы на задачи, похожие на данную, но относящиеся к ведущей отрасли техники?
в. Каковы ответы на задачи, обратные данной?
1.9. Применить оператор РВС.
а. Мысленно меняем размеры объекта от заданной величины до 0. Как теперь решается задача?
б. Мысленно меняем размеры объекта от заданной величины до бесконечности. Как теперь решается задача?
в. Мысленно меняем время процесса (или скорость движения объекта) от заданной величины до бесконечности. Как теперь решается задача?
г. Мысленно меняем время процесса (или скорость движения объекта) от заданной величины до бесконечности. Как теперь решается задача?
д. Мысленно меняем стоимость (допустимые затраты) объекта или процесса от заданной величины до 0. Как теперь решается задача?
е. Мысленно меняем стоимость (допустимые затраты) объекта или процесса от заданной величины до бесконечности. Как теперь решается задача?
Часть 2. Построение модели задачи.
2.1. Записать условие задачи, не используя специальные термины.
2.2. Выделить и записать конфликтующую пару элементов. Если по условиям задачи дан только один элемент, перейти к шагу 4.2.
Правило 1: В конфликтующую пару элементов обязательно должно входить изделие.
Правило 2: Вторым элементом пары должен быть элемент, с которым непосредственно взаимодействует изделие (инструмент, второе изделие. внешняя среда).
Правило 3: Если один из элементов (инструмент) по условиям задачи может иметь два состояния, надо взять то состояние, которое обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции технической системы, указанной в задаче).
Правило 4: Если в задаче есть пары однородных взаимодействующих элементов, достаточно взять одну пару.
2.3. Записать два взаимодействия (действия, свойства) инструмента и изделия: имеющееся и то, которое надо ввести (или: полезное и вредное).
2.4. Записать стандартную формулировку модели задачи, указав конфликтующую пару и техническое противоречие.
Часть 3. Анализ модели задачи.
3.1. Выбрать из элементов, входящих в модель задачи, тот, который можно легко изменять, заменять и т. д.
Правило 5: Технические объекты легче менять, чем природные.
Правило 6: Инструменты легче менять, чем изделия.
Правило 7: Если в системе нет легко изменяемых элементов, следует указать элемент "Внешняя среда".
3.2. Записать стандартную формулировку ИКР (идеального конечного результата): элемент (указать элемент, выбранный на шаге 3.1.) сам устраняет вредное воздействие (указать, какое), сохраняя способность выполнять полезное воздействие.
Правило 8: В формулировке ИКР всегда должно быть слово "сам" ("сама", "само").
3.3. Выделить ту зону элемента (указанного в 3.2), которая непосредственно не справляется с требуемым по ИКР комплексом двух взаимодействий. Что в этой зоне - вещество, поле?
3.4. Сформулировать противоречивые физические требования, предъявляемые к состоянию выделенной зоны элемента конфликтующими взаимодействиями (действиями, свойствами):
а. Для первого действия (указать полезное взаимодействие или то взаимодействие, которое надо сохранить) необходимо (указать физическое состояние: быть нагретой, подвижной, заряженной и т.д.).
б. Для второго действия (указать вредное взаимодействие или взаимодействие, которое надо ввести) необходимо (указать физическое состояние: быть холодной, неподвижной, незаряженной и т.д.).
Правило 9: Физические состояния, указанные в пунктах "а" и "б", должны быть взаимно противоположными.
3.5. Записать стандартную формулировку физического противоречия: выделенная зона элемента (указать) должна быть (указать состояние, обозначенное на 3.4 а), чтобы выполнять полезное взаимодействие (указать), и должна быть (указать состояние, обозначенное на 3.4 б), чтобы предотвращать вредное воздействие (указать).
Часть 4. Устранение физического противоречия.
4.1. Рассмотреть простейшие преобразования выделенной зоны:
а. Разделение противоречивых свойств в пространстве.
б. Разделение противоречивых свойств во времени.
в. Разделение противоречивых свойств путем использования переходных состоянии, при которых сосуществуют или попеременно появляются противоположные свойства.
г. Разделение противоречивых свойств перестройкой структуры: частицы выделенной зоны наделяются имеющимся свойством, а вся выделенная зона в целом наделяется требуемым (конфликтующим) свойством.
Правило 10: Рассматривать только те преобразования, которые соответствуют ИКР (т. е. осуществляются сами по себе).
4.2. Использовать таблицу типовых моделей задач и вепольных преобразований.
4.3. Использовать таблицу применения физических эффектов и явлений.
4.4. Использовать таблицу основных приемов устранения технических противоречий.
4.5. Перейти от физического ответа к техническому: сформулировать способ и дать схему устройства, осуществляющего этот способ.
АРИЗ-85 В
АРИЗ – сложный инструмент, не применяйте его для решения новых производственных задач без предварительного обучения хотя бы по 80-часовой программе. АРИЗ – инструмент для мышления, а не вместо мышления. Не спешите, тщательно обдумывайте формулировку каждого шага, обязательно записывайте на полях все соображения, возникающие по ходу решения задачи.
ЧАСТЬ 1. АНАЛИЗ ЗАДАЧИ
Основная цель первой части АРИЗ – переход от расплывчатой изобретательской ситуации к четко построенной и предельно простой схеме (модели) задачи.
1.1. Записать условия мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме:
Техническая система для (указать назначение) включает (перечислить основные части системы). Техническое противоречие 1: (указать). Техническое противоречие 2: (указать). Необходимо при минимальных изменениях в системе (указать результат, который должен быть получен).
1.2. Выделить и записать конфликтующую пару: изделие и инструмент.
Правило 1. Если инструмент по условиям задачи может иметь два состояния, надо указать оба состояния.
Правило 2. Если в задаче есть пары однородных взаимодействующих элементов, достаточно взять одну пару.
Пример. Изделия – молния и радиоволны. Инструмент – проводящие стержни (много стержней, мало стержней).
1.4. Выбрать из двух схем конфликта (А и Б) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции технологической системы, указанной в условиях задачи). Указать, что является главным производственным процессом.
1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.
Правило 3. Большинство задач содержат конфликты типа "много элементов" и "мало элементов" ("сильный элемент"-"слабый элемент" и т. д.) Конфликты типа "мало элементов" при усилении надо приводить к одному виду – "ноль элементов" ("отсутствующий элемент"). 1.6. Записать формулировку модели задачи, указав
1) конфликтную пару;
2) усиленную формулировку конфликта;
3) что должен сделать вводимый для решения задачи икс-элемент (что он должен сохранить и что должен устранить, улучшить, обеспечить и т. д.).
1.7. Проверить возможность применения системы стандартов к решению модели задачи. Если задача не решена, перейти ко второй части АРИЗ. Если задача решена, можно перейти к седьмой части АРИЗ, хотя и в этом случае рекомендуется продолжить анализ со второй части.
ЧАСТЬ 2. АНАЛИЗ МОДЕЛИ ЗАДАЧИ
Цель второй части АРИЗ – учет имеющихся ресурсов, которые можно использовать при решении задачи: ресурсов пространства, времени, вещества и полей.
2.1. Определить оперативную зону (ОЗ).
2.2. Определить оперативное время (ОВ).
2.3. Определить вещественно-полевые ресурсы (ВПР) рассматриваемой системы, внешней среды и изделия. Составить список ВПР.
ЧАСТЬ 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИКР И ФП
В результате применения третьей части АРИЗ должен сформулироваться образ идеального решения (ИКР). Определяется также и физическое противоречие (ФП), мешающее достижению ИКР. Не всегда возможно достичь идеального решения, но ИКР указывает направление на наиболее сильный ответ.
3.1. Записать формулировку ИКР-1: икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет (указать вредное действие) в течение 0В в пределах ОЗ, сохраняя способность инструмента совершать (указать полезное действие).
3.2. Усилить формулировку ИКР-1 дополнительным требованием: в систему нельзя вводить новые вещества и поля, необходимо использовать ВПР.
3.3. Записать формулировку физического противоречия на макроуровне:
оперативная зона в течение оперативного времени должна (указать физическое макросостояние, например "быть горячей"), чтобы выполнять (указать одно из конфликтующих действий), и не должна (указать противоположное физическое макросостояние, например "быть холодной"), чтобы выполнять (указать другое конфликтующее действие или требование).
3.4. Записать формулировку физического противоречия на микроуровне: в оперативной зоне должны быть частицы вещества (указать их физическое состояние или действие), чтобы обеспечить (указать требуемое по 3.3 макросостояние), и не должны быть такие частицы (или должны быть частицы с противоположным состоянием или действием), чтобы обеспечить (указать требуемое по 3.3 другое макросостояние).
3.5. Записать формулировку идеального конечного результата ИКР-2: оперативная зона (указать) в течение оперативного времени (указать) должна сама обеспечивать (указать противоположные физические макро- или микросостояния).
3.6. Проверить возможность применения системы стандартов к решению физической задачи, сформулированной в виде ИКР-2. Если задача не решена, перейти к четвертой части АРИЗ. Если задача решена, можно, перейти к седьмой части АРИЗ, хотя и в этом случае рекомендуется продолжить анализ по четвертой части.
ЧАСТЬ 4. МОБИЛИЗАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ ВПР
Ранее – на шаге 2.3 – были определены имеющиеся ВПР, которые можно использовать бесплатно. Четвертая часть АРИЗ включает планомерные операции по увеличению ресурсов: рассматриваются производные ВПР, получаемые почти бесплатно путем минимальных изменений имеющихся ВПР. Шаги 3.3-3.5 начали переход от задачи к ответу, основанному на использовании физики; четвертая часть АРИЗ продолжает эту линию.
Правило 4. Каждый вид частиц, находясь в одном физическом состоянии, должен выполнять одну функцию. Если частицы А не справляются с действиями 1 и 2, надо ввести частицы Б; пусть частицы А выполняют действие 1, а частицы Б - действие 2.
Правило 5. Введенные частицы Б можно разделить на две группы: Б-1 и Б-2. Это позволяет "бесплатно" – за счет взаимодействия между уже имеющимися частицами Б – получить новое действие – 3.
Правило 6. Разделение частиц на группы выгодно и в тех случаях, когда в системе должны быть только частицы А; одну группу частиц А оставляют в прежнем состоянии, у другой группы меняют главный для данной задачи параметр.
Правило 7. Разделенные или введенные частицы после отработки должны стать неотличимыми друг от друга или от ранее имевшихся частиц.
4.1. Метод ММЧ:
а) используя метод ММЧ (моделирование "маленькими человечками"), построить схему конфликта;
б) изменить схему А так, чтобы "маленькие человечки" действовали, не вызывая конфликта;
в) перейти к технической схеме.
4.2. Если из условий задачи известно, какой должна быть готовая система, и задача сводится к определению способа получения этой системы, можно использовать метод "шаг назад от ИКР". Изображают готовую систему, а затем вносят в рисунок минимальное демонтирующее изменение. Например, если в ИКР две детали соприкасаются, то при минимальном отступлении от ИКР между деталями надо показать зазор. Возникает новая задача (микро-задача): как устранить дефект? Разрешение такой микро-задачи обычно не вызывает затруднений и часто подсказывает способ решения общей задачи.
4.3. Определить, решается ли задача применением смеси ресурсных веществ.
4.4. Определить, решается ли задача заменой имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.
4.5. Определить, решается ли задача применением веществ, производных от ресурсных (или применением смеси этих производных веществ с "пустотой").
4.6. Определить, решается ли задача введением вместо вещества электрического поля или взаимодействием двух электрических полей.
ЧАСТЬ 5. ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ФОНДА
Во многих случаях четвертая часть АРИЗ приводит к решению задачи. В таких случаях можно переходить к седьмой части. Если же после 4.7 ответа нет, надо пройти пятую часть. Цель пятой части АРИЗ – использование опыта, сконцентрированного в информационном фонде ТРИЗ. К моменту ввода в пятую часть АРИЗ задача существенно проясняется – становится возможным ее прямое решение с помощью информационного фонда.
5.1. Рассмотреть возможность решения задачи (в формулировке ИКР-2 и с учетом ВПР, уточненных в четвертой части) по стандартам.
5.3. Рассмотреть возможность устранения физического противоречия с помощью типовых преобразований (таблица 2 "Разрешение физических противоречий").
5.4. Применение "Указателя физэффектов".
Рассмотреть возможность устранения физпротиворечия с помощью "Указателя применения физических эффектов и явлений".
ЧАСТЬ 6. ИЗМЕНЕНИЕ ИЛИ ЗАМЕНА 3АДАЧИ
Простые задачи решаются буквальным преодолением ФП, например разделением противоречивых свойств во времени или пространстве. Решение сложных задач обычно связано с изменением смысла задачи – снятием первоначальных ограничений, обусловленных психологической инерцией и до решения кажущихся самоочевидными. Например, увеличение скорости "ледокола" достигается переходом к "ледоНЕколу". Вечная "краска" оказывается не краской в буквальном смысле слова, а пузырьками газа, возникающими при электролизе. Для правильного понимания задачи необходимо ее сначала решить: изобретательские задачи не могут быть сразу поставлены точно. Процесс решения, в сущности, есть процесс корректировки задачи.
6.1. Если задача решена, перейти от физического ответа к техническому: сформулировать способ и дать принципиальную схему устройства, осуществляющего этот способ.
6.2. Если ответа нет, проверить, не является ли формулировка 1.1 сочетанием нескольких разных задач. В этом случае следует изменить 1.1, выделив отдельные задачи для поочередного решения (обычно достаточно решить одну главную задачу).
6.3. Если ответа нет, изменить задачу, выбрав на шаге 1.4 другое ТП.
6.4. Если ответа нет, вернуться к шагу 1.1 и заново сформулировать мини-задачу, отнеся ее к надсистеме. При необходимости такое возвращение совершают несколько раз – с переходом к наднадсистеме и т. д.
ЧАСТЬ 7. АНАЛИЗ СПОСОБА УСТРАНЕНИЯ ФП
Главная цель седьмой части АРИЗ – проверка качества полученного ответа. Физическое противоречие должно быть устранено почти идеально, "без ничего". Лучше потратить два-три часа на получение нового – более сильного – ответа, чем потом полжизни бороться за плохо внедряемую слабую идею.
7.1. Контроль ответа. Рассмотреть вводимые вещества и поля. Можно ли не вводить новые вещества и поля, использовав ВПР – имеющиеся и производные? Можно ли использовать саморегулируемые вещества? Ввести соответствующие поправки в технический ответ.
7.2. Провести предварительную оценку полученного решения. Контрольные вопросы:
а) обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 ("Элемент сам...")?
б) какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?
в) содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?
г) годится ли решение, найденное для "одноцикловой" модели задачи, в реальных условиях со многими "циклами"?
Если полученное решение не удовлетворяет хотя бы одному из контрольных вопросов, вернуться к 1.1.
7.3. Проверить (по патентным данным) формальную новизну полученного решения.
7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи – изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.
ЧАСТЬ 8. ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛУЧЕННОГО ОТВЕТА
Действительно хорошая идея не только решает конкретную задачу, но и дает универсальный ключ ко многим другим аналогичным задачам. Восьмая часть АРИЗ имеет цель максимально использовать ресурсы найденной идеи.
8.1. Определить, как должна быть изменена надсистема, в которую входит измененная система.
8.2. Проверить, может ли измененная система (или надсистема) применяться по-новому.
8.3. Использовать полученный ответ при решении других технических задач:
а) сформулировать в обобщенном виде полученный принцип решения;
б) рассмотреть возможность прямого применения полученного принципа при решении других задач;
в) рассмотреть возможность использования принципа, обратного полученному;
г) построить морфологическую таблицу (например, типа "расположение частей - агрегатные состояния изделия" или "использованные поля – агрегатные состояния внешней среды") и рассмотреть возможные перестройки ответа по позициям этих таблиц;
д) рассмотреть изменение найденного принципа при изменении размеров системы (или главных ее частей): размеры стремятся к нулю, размеры стремятся к бесконечности.
ЧАСТЬ 9. АНАЛИЗ ХОДА РЕШЕНИЯ
Каждая решенная по АРИЗ задача должна повышать творческий потенциал человека. Но для этого необходимо тщательно проанализировать ход решения. В этом смысл девятой (завершающей) части АРИЗ.
9.1. Сравнить реальный ход решения данной задачи с теоретическим (по АРИЗ). Если есть отклонения, записать.
9.2. Сравнить полученный ответ с данными информационного фонда ТРИЗ (стандарты, приемы, физэффекты). Если в информационном фонде нет подобного принципа, записать его в предварительный накопитель.
АРИЗ-85-В опробован на многих задачах – практически на всем фонде задач, используемом при обучении ТРИЗ. Забывая об этом, иногда "с ходу" предлагают усовершенствования, основанные на опыте решения одной задачи. Для этой одной задачи предлагаемые изменения возможны и хороши (допустим!), но, облегчая решение одной задачи, они, как правило, затрудняют решение всех других...
Любое предложение желательно вначале испытать вне АРИЗ (так было, например, с методом ММЧ). После введения в АРИЗ каждое изменение должно быть опробовано разбором как минимум 20-25 достаточно трудных задач.
АРИЗ постоянно совершенствуется и потому нуждается в притоке новых идей, но эти идеи должны быть сначала тщательно проверены.
Таблица устранения технических противоречий
Таблица устранения технических противоречий, в которой противоречия представляются двумя конфликтующими параметрами. Эти параметры выбираются из списка. Для каждого сочетания параметров предлагается использовать несколько приемов устранения противоречия. Всего 40 приемов. Приемы сформулированы и классифицированы на основе статистических исследований изобретений.
1. Принцип дробления
· разделить объект на независимые части;
· выполнить объект разборным;
· увеличить степень дробления объекта.
2. Принцип вынесения
· отделить от объекта "мешающую" часть ("мешающее" свойство);
· выделить единственно нужную часть (нужное свойство).
3. Принцип местного качества
· перейти от однородной структуры объекта (или внешней среды, внешнего воздействия) к неоднородной;
· разные части объекта должны иметь (выполнять) различные функции;
· каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее благоприятных для ее работы.
4. Принцип асимметрии
· перейти от симметричной формы объекта к асимметричной;
· если объект асимметричен, увеличить степень асимметрии.
5. Принцип объединения
· соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты;
· объединить во времени однородные или смежные операции.
· Принцип универсальности
· объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах.
6. Принцип "матрешки"
· один объект размещен внутри другого, который, в свою очередь, находится внутри третьего и т. д.;
· один объект проходит сквозь полости в другом объекте.
7. Принцип антивеса
· компенсировать вес объекта соединением с другим, обладающим подъемной силой;
· компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (за счет аэро- и гидродинамических сил).
8. Принцип предварительного антидействия
· заранее придать объекту напряжения, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим напряжениям;
· если по условиям задачи необходимо совершить какое то действие, надо заранее совершить антидействие.
9. Принцип предварительного действия
· заранее выполнить требуемое действие (полностью или хотя бы частично);
· заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие без затраты времени на доставку и с наиболее удобного места.
10. Принцип "заранее подложенной подушки"
· компенсировать относительно невысокую надежность объекта заранее подготовленными аварийными средствами.
11. Принцип эквипотенциальности
· изменить условия работы так, чтобы не приходилось поднимать или опускать объект.
12. Принцип "наоборот"
· вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие;
· сделать движущуюся часть объекта или внешней среды неподвижной, а неподвижную - движущейся;
· перевернуть объект "вверх ногами", вывернуть его.
13. Принцип сфероидальности
· перейти от прямолинейных частей к криволинейным от плоских поверхностей к сферическим, от частей, выполненных в виде куба и параллелепипеда, к шаровым конструкциям;
· использовать ролики, шарики, спирали;
· перейти от прямолинейного движения к вращательному, использовать центробежную силу.
14. Принцип динамичности
· характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе работы;
· разделить объект на части, способные перемещаться относительно друг друга;
· если объект в целом неподвижен, сделать его подвижным, перемещающимся.
· Принцип частичного или избыточного действия
· если трудно получить 100% требуемого эффекта, надо получить "чуть меньше" или "чуть больше" - задача при этом существенно упростится.
15. Принцип перехода в другое измерение
· трудности, связанные с движением (или размещением) объекта по линии, устраняются, если объект приобретает возможность перемещаться в двух измерениях (т. е. на плоскости). Соответственно задачи, связанные с движением (или размещением) объектов в одной плоскости, устраняются при переходе к пространству в трех измерениях;
· использовать многоэтажную компоновку объектов вместо одноэтажной;
· наклонить объект или положить его "на бок";
· использовать обратную сторону данной площади;
· использовать оптические потоки, падающие на соседнюю площадь или обратную сторону имеющейся площади.
16. Использование механических колебаний
· привести объект в колебательное движение;
· если такое движение уже совершается, увеличить его частоту (вплоть до ультразвуковой);
· использовать резонансную частоту;
· применить вместо механических вибраторов пьезовибраторы;
· использовать ультразвуковые колебания в сочетании с электромагнитными полями.
17. Принцип периодического действия
· перейти от непрерывного действия к периодическому (импульсвому);
· если действие уже осуществляется периодически, изменить периодичность;
· использовать паузы между импульсами для другого действия.
18. Принцип непрерывности полезного действия
· вести работу непрерывно (все части объекта должны все время работать с полной нагрузкой);
· вести работу непрерывно (все части объекта должны все время работать с полной нагрузкой);
19. Принцип проскока
· вести процесс или отдельные его этапы (например, вредные или опасные) на большой скорости.
20. Принцип "обратить вред в пользу"
· использовать вредные факторы (в частности, вредное воздействие среды) для получения положительного эффекта;
· устранить вредный фактор за счет сложения с другими вредными факторами;
· усилить вредный фактор до такой степени, чтобы он перестал быть вредным.
21. Принцип обратной связи
· ввести обратную связь;
· если обратная связь есть, изменить ее.
22. Принцип "посредника"
· использовать промежуточный объект, переносящий или передающий действие;
· на время присоединить к объекту другой (легкоудаляемый) объект.
· Принцип самообслуживания
· объект должен сам себя обслуживать, выполняя вспомогательные и ремонтные операции;
· использовать отходы (энергии, вещества).
23. Принцип копирования
· вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, неудобного или хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии;
· заменить объект или систему объектов их оптическими копиями (изображениями). Использовать при этом изменение масштаба (увеличить или уменьшить копии);
· если используются видимые оптические копии, перейти к копиям инфракрасным и ультрафиолетовым.
24. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности
· заменить дорогой объект набором дешевых объектов, поступившись при этом некоторыми качествами (например, долговечностью).
25. Замена механической системы
· заменить механическую схему оптической, акустической или "запаховой";
· использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для взаимодействия с объектом;
· перейти от неподвижных полей к движущимся, от фиксированных - к меняющимся во времени, от неструктурных - к имеющим определенную структуру;
· использовать поля в сочетании с ферромагнитными частицами.
26. Использование пневмоконструкций и гидроконструкций
· вместо твердых частей объекта использовать газообразные и жидкие;
· использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для взаимодействия с объектом: надувные и гидронаполняемые, воздушную подушку, гидростатические и гидрореактивные.
27. Использование гибких оболочек и тонких пленок
· вместо обычных конструкций использовать гибкие оболочки и тонкие пленки;
· изолировать объект от внешней среды с помощью гибких оболочек и тонких пленок.
28. Применение пористых материалов
· выполнить объект пористым или использовать дополнительные пористые элементы (вставки, покрытия и т. д.);
· если объект уже выполнен пористым, предварительно заполнить поры каким-то веществом.
29. Принцип изменения окраски
· изменить окраску объекта или внешней среды;
· изменить степень прозрачности объекта или внешний среды.
30. Принцип однородности
· объекты, взаимодействующие с данным объектом, должны быть сделаны из того же материала (или близкого ему по свойствам).
31. Принцип отброса и регенерации частей
· выполнившая свое назначение или ставшая ненужной часть объекта должна быть отброшена (растворена, испарена и т. д ) или видоизменена непосредственно в ходе работы;
· расходуемые части объекта должны быть восстановлены непосредственно в ходе работы.
32. Изменение физико - химических параметров объекта
· изменить агрегатное состояние объекта;
· изменить концентрацию или консистенцию;
· изменить степень гибкости;
· изменить температуру.
33. Применение фазовых переходов
· использовать явления возникающие при фазовых переходах, например, изменение объема, выделение или поглощение тепла и т. д.
34. Применение теплового расширения
· использовать тепловое расширение (или сжатие) материалов;
· использовать несколько материалов с разными коэффициентами теплового расширения.
35. Применение сильных окислителей
· заменить обычный воздух обогащенным;
· заменить обогащенный воздух кислородом;
· использовать озонированный кислород;
· заменить озонированный кислород (или ионизированный) озоном.
36. Применение инертной среды
· заменить обычную среду инертной;
· вести процесс в вакууме.
37. Применение композиционных материалов
· перейти от однородных материалов к композиционным.
Стандарт 1. Если объект трудно обнаружить в какой-то момент времени и если можно заранее ввести в него добавки, то задача решается предварительным введением в объект добавок, которые создают легко обнаруживаемое (чаще всего электромагнитное) поле или легко взаимодействуют с внешней средой, обнаруживая себя и, следовательно, объект.
Аналогично решаются задачи на измерение, если их можно представить в виде последовательности задач на обнаружение.
Стандарт 2. Если нужно сравнить объект с эталоном, чтобы выявить отличия, то задача решается оптическим совмещением изображения объекта с эталоном или с изображением эталона, причем изображение объекта должно быть противоположно по окраске эталону или его изображению. Аналогично решаются задача на измерение, если есть эталон или его изображение.
Стандарт 3. Если два подвижных относительно друг друга вешества должны соприкасаться и при этом возникает вредное явление, то задача решается введением между ними третьего вещества, являющeгocя видоизменением одного из веществ, данных по условиям задачи. Стандарт 4. Если нужно управлять движением объекта, в него следует ввести ферромагнитное вещество и использовать магнитное поле.
Аналогично решаются задачи на обеспечение деформаций вещества, на обработку его поверхности, дробление, перемешивание, изменение вязкости, пористости и т. п.
Стандарт 5. Если нужно увеличить технические показатели системы (массу, размеры, скорость и т. д.) и это наталкивается на принципиальные препятствия (запрет со стороны законов природы, отсутствие в современной технике необходимых веществ, материалов, мощностей и т. д.), система должна войти в качестве подсистемы в состав другой, более сложной системы. Развитие исходной системы прекращается, оно заменяется более интенсивным развитием сложной системы.
Стандарт 6. Если трудно выполнить операцию с тонкими хрупкими и легкодеформируемыми объектами, то на время выполнения этих операций объект надо объединить с веществом, делающим его твердым и прочным, а затем это вещество удалить растворением, испарением и т. д.
Стандарт 7. Если надо совместить два взаимоисключающих действия (или два взаимоисключающих состояния объекта), то каждое из этих действий надо сделать прерывистым и совместить таким образом, чтобы одно действие совершалось в паузах другого. При этом переход от одного действия (состояния) к другому должен осуществляться самим объектом, например, за счет использования фазовых переходов, происходящих при изменении внешних условий.
Стандарт 8. Если невозможно непосредственно определить изменение состояния (массы, размеров и т. д.) механической системы, то задача решается возбуждением в системе резонансных колебаний, по изменению частоты которых можно определить происходящие изменения.
Стандарт 9. Если нужно увеличить технические показатели системы (точность, быстродействие и т. д.) и это наталкивается на принципиальные препятствия (запрет со стороны законов природы, резкое ухудшение других свойств системы), то задача решается переходом с макро- на микроуровень. Система (или ее часть) заменяется веществом, способным при взаимодействии с полем выполнять требуемые действия.
Стандарт 10. Если нужно ввести добавки, а это запрещено условиями задачи, следует использовать обходные пути:
Вместо вещества вводится поле.
Вместо "внутренней" добавки используется "наружная".
Добавка вводится в очень малых дозах.
Добавка вводится на время.
В качестве добавки используют часть имеющегося вещества, переведенную в особое состояние или уже находящуюся в таком состоянии.
Вместо объекта используют его копию (модель), в которую допустимо введение добавок.
Добавки вводят в виде химического соединения, из которого они потом выделяются.
Сформулированы стандартные проблемные ситуации. Для разрешения этих ситуаций предлагаются типовые решения.
Вепольный (вещественно-полевой) анализ. Определены и классифицированы возможные варианты связей между компонентами технических систем. Выявлены закономерности и сформулированы принципы их преобразования для решения задачи. На основе вепольного анализа были расширены стандарты решения задач.
Указатель физических эффектов. Описаны наиболее распространенные для изобретательства физические эффекты и возможности их использования для решения изобретательских задач.
Методы развития творческого воображения. Используется ряд приемов и методов, позволяющих преодолеть инерционность мышления при решении творческих задач. Примерами таких методов являются Метод маленьких человечков, Оператор РВС.
Заключение
В середине 80-х годов прошлого столетия Теории решения изобретательских задач начали обучать специалистов предприятий электротехнической отрасли в рамках внедрявшегося там метода функционально-стоимостного анализа (ФСА). Однако из-за кризиса промышленного производства в России, последовавшего в результате реформ начала 90-х годов, использование на предприятиях отрасли ФСА полностью прекратилось. Оказалась невостребованной и ТРИЗ.
ТРИЗ задумывалась "как точная наука". Что же в действительности представляет собой ТРИЗ?
Несомненным достоинством ТРИЗ стало то, что в ней была предпринята попытка использовать для решения изобретательских задач диалектические подходы, связанные с выявлением и разрешением противоречий. С этой целью в ТРИЗ был разработан специальный алгоритм (АРИЗ), представляющий собой последовательность логических процедур, направленных на представление решаемой изобретательской задачи в виде противоречий и ряд рекомендаций для их разрешения. Кроме того, в книгах по ТРИЗ приводилось большое число интересных примеров и задач, которые сами по себе имели большую познавательную ценность.
Однако Теория решения изобретательских задач имела ряд существенных изъянов, которые, очевидно, и привели к застою в ее развитии после смерти автора, а также к существенным сложностям в практическом ее применении. В чем же заключались эти изъяны.
В ТРИЗ была предпринята попытка сформулировать законы развития технических систем, которые должны были лечь в основу ТРИЗ и в основу общей методологии решения задач. Однако большинство из сформулированных законов таковыми не являются. Их скорее следовало бы назвать закономерностями развития техники, причем далеко не полными. По этой причине стройной методологии решения задач, основанной на законах развития так и не появилось. А сформулированные законы в основном использовались в качестве методических обоснований к приводимым примерам изобретений.
Диалектический подход (анализ противоречий), заложенный в основной инструмент решения задач, которым являлся АРИЗ, был искажен введением новых понятий (техническое и физическое противоречие). Эти новые понятия искажали суть диалектического противоречия, сформулированного в диалектической логике, что приводило к трудностям в выявлении противоречия при попытках решения с помощью АРИЗ реальных изобретательских задач.
Усовершенствование АРИЗ (создание новых модификаций от АРИЗ-77 до АРИЗ-85В) шло не по пути устранения допущенных неточностей в процедурах выявлении противоречия, а по пути усложнения алгоритма. В результате последняя официальная модификация алгоритма АРИЗ-85В превратилась в чрезвычайно громоздкую и мало пригодную для практического использования конструкцию.
В ТРИЗ так и не были найдены четкие механизмы перехода от сформулированного противоречия к его практическому разрешению. Это создавало серьезные сложности в решении реальных задач с помощью АРИЗ.
ТРИЗ декларировала отказ от методологии активизации перебора вариантов, однако основная часть так называемых инструментов ТРИЗ представляли собой именно такие методы (метод маленьких человечков, оператор РВС, вепольный анализ).
Вепольный анализ представлялся в ТРИЗ научным подходом, в основе которого заложен анализ закономерностей структурного развития технических объектов. Однако допущение использования в веполях несуществующих физических полей, а также возможность неоднозначной трактовки вепольных конструкций и правил их преобразования скорее позволяют отнести вепольный анализ к методам активизации перебора вариантов, но никак ни к научному анализу.
Наиболее близким к идее формализации процедуры решения изобретательских задач было создание в ТРИЗ таблицы и приемов разрешения технических противоречий. Этот подход был основан на статистическом анализе существующих на то время описаний изобретений. Однако, несмотря на имеющиеся перспективы, он не получил в ТРИЗ дальнейшего развития, и по причине ряда имевшихся недостатков и морального устаревания статистических выводов утратил свою актуальность для практического использования.
Существует распространенная иллюзия о возможности внедрения ТРИЗ в реальное производство. По своей сути ТРИЗ является индивидуальным методом решения задач, применение которого является личным выбором для человека. По этой причине сделать ТРИЗ частью того или иного производственного процесса невозможно. В лучшем случае предприятие может организовать обучение ТРИЗ своих сотрудников с целью повышения их творческих возможностей.
В период своего активного развития (80-е годы прошлого столетия) указанные недостатки и ошибки успешно компенсировались энтузиазмом приверженцев ТРИЗ. Тем не менее, существующие изъяны ТРИЗ и уход из ТРИЗ в результате кризиса производства ее основных разработчиков, способных видеть эти недостатки, привели к застою в развитии теории. В этом на наш взгляд основная причина того, что за последние десятилетие в ТРИЗ не появилось ничего нового достойного серьезного внимания.
Список литературы
1. Воронова Ю.С. ТРИЗ: творчество как наука // ЭКО. - 2004. - № 12. - С.140-157.
2. Кричевец А.Н. О математических задачах и задачах обучения математике: некоторые проблемы математического моделирования и математического образования // Вопросы психологии. - 1999. - № 1. - С.32-41.
3. Курганский А. Математическое моделирование движений: синергетический и когнитивистский подходы // Вопросы психологии. - 1999. - № 4. - С.75-86.
4. . Лебедева И.П. Математические модели как средство обучения // Педагогика. - 2004. - № 2. - С.11-19.
5. .Мостовая И., Угольницкий Г. Социальное пространство: эвристика математического моделирования // Социс. - 1999. - № 3. - С.21-27.
6. . Техническое творчество учащихся учеб, пособие для пед. ин-тов под ред. Ю. С. Столярова, Д. М. Комского. - М.: Просвещение, 2000. - 229 с
