Процесс поиска нового решения можно описать в виде последователь-ности интеллектуальных, мыслительных действий
Для описания процесса поиска решений в ТРИЗ разработана система понятий, закреплённая специально созданной терминологией. Эта система понятий и выявленные законы развития технических систем позволяют осознанно поль-зоваться технологией решения изобретательских задач, включающей ряд ин-струментов и методов (приёмов, правил, операторов, способов моделирования изобретательской задачи, алгоритмов).
ИСТОЧНИКИ
Теория решения изобретательских задач возникла в конце 40-х - начале 50-х годов в СССР. Её основоположником стал специалист инспекции по изобрета-тельству Каспийской военной флотилии Генрих Альтшуллер.
Советский Союз не случайно стал родиной ТРИЗ. После Второй мировой войны в стране огромное значение придавали быстрому развитию промышленности, техническому перевооружению, а особенно совершенствованию военной техники. Эти факторы в совокупности с нехваткой квалифицированных инженерных кадров создали потребность в методах, позволяющих быстро научить людей, как совершенствовать технику.
Важнейшим источником теории стали патенты. Их анализ помог выявить основные направления развития техники, а также создать ряд интеллектуальных инструментов изобретателя, например приёмы устранения технических противоречий.
Другим источником новой теории стала история техники. Г. Альтшуллер и его ученики изучили историю создания таких технических систем, как мельница (устройство для измельчения зерна), корабль (устройство для передвижения по поверхности воды), печатный станок (устройство для нанесения изображения на бумагу), и многих других. В результате оказалось, что все эти системы прошли одни и те же этапы развития. Возникло предположение, что и другие системы должны проходить те же этапы. А значит, в самых общих чертах можно предсказывать, как будет развиваться новая область техники. История техники до сих пор является не только подсказкой для формирования системы законов
Исторически так сложилось, что эти закономерности в классической ТРИЗ называются законами.
ТРИЗ: постулаты, источники и составные части
развития техники, но и информационной базой для их проверки.
Достижения в сфере психологии мышления также внесли вклад в ТРИЗ. Например, для преодоления инерции мышления появился так называемый метод маленьких человечков. Его суть: при моделировании изобретательской задачи представляют себе конкретные детали и части устройства, которое нужно усовершенствовать, состоящими из маленьких человечков, которые могут выполнять любые команды. Далее находят команды, при выполнении которых человечками задача решается. Этот метод позволяет находить неочевидные способы изменения устройств. Его можно рассматривать как механизм сознательного управления мышлением. Кстати, первая статья по ТРИЗ была опубликована в журнале «Вопросы психологии»2.
Свою роль сыграло и бурное развитие естественных наук, открывавших всё новые физические, химические и иные эффекты, расширяющие возможности инженеров. Важнейшие для ТРИЗ понятия «развитие», «система» и «противоречие» веками разрабатывались в рамках философии. И наконец, большое значение имели собственный изобретательский опыт Г. Альтшуллера и его наблюдения за работой других изобретателей.
СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ
Прежде всего выделим систему понятий ТРИЗ, без которой не может сущее-ствовать теория. Перечислим основные понятия: «техническая система», «идеальная техническая система», «функция», «ресурс», «противоречие», «стандарт», «веполь». В дальнейшем мы раскроем эти понятия в различных контекстах.
Важнейшей частью теоретического ядра ТРИЗ являются законы развития технических систем (ЗРТС). Ряд инструментов, предназначенных для совер-шенствования технических систем, создан именно на основе этих законов, например «Линии развития технических систем».
Один из первых инструментов ТРИЗ - «Приёмы устранения технических противоречий». Приёмы выявлены и описаны Г. Альтшуллером на основе анализа массива патентной информации. Из-за своей простоты этот инструмент стал наиболее распространённым в литературе по ТРИЗ за пределами России3. Максимально обострённые противоречия возникают, когда противоречивые требования предъявляются к одному и тому же элементу технической системы. Например, он должен быть жидким для достижения одной цели и твёрдым - для другой. Такие противоречия в ТРИЗ называются физическими. Существуют определённые способы разрешения физических противоречий.
Среди инструментов ТРИЗ есть «Стандарты на решение изобретательских за-дач», или, сокращённо - «Стандарты». Само название вызывает вопрос: неужели в изобретательской деятельности могут быть свои стандарты? Оказывается, могут.
2 Вопросы психологии. 1956. №1
3 Следует учитывать, что инструмент «Приёмы устранения технических противоречий» и связанную с ним «Таблицу приёмов устранения противоречий» Г. Альтшуллер в последние годы своей жизни считал уже устаревшими.
Вот, например, три задачи:
Задача 1
На заводе есть труба, по которой перемещаются сталь-ные шарики. В месте изгиба трубы они сильно её исти-рают. Приходится часто заменять изгиб трубы, что неудобно. Как быть?
Задача 2
На тепловых электростанциях применяют так назы-ваемые золоуловители. В них смешанный с водой поток газов проходит с большой скоростью по стальной трубе. При этом труба подвергается абразивному износу из-за содержащихся в газах твёрдых частиц. Как быть?
Задача 3
На горнодобывающем предприятии руда быстро истирает стенки бункера. Как быть?
Формально эти три задачи относятся к разным сферам производства, и каждая из них имеет специфику. Это действительно так, однако с точки зрения ТРИЗ все три задачи подобны - в ТРИЗ они решаются стандартом на устранение «вредной» связи [3].
Мы можем изобразить предлагаемую стандартом модель решения следующим образом (рис. 4):
Здесь В1 - труба (бункер), а В2 - то, что по ней движется. Оба элемента в рамках этой модели условно обозначаются как «вещества». Между ними про-
ТРИЗ: постулаты, источники и составные части
исходят взаимодействия. Прямая линия обозначает полезное взаимодействие. Волнистая линия показывает, что между двумя веществами есть «вредное» вза-имодействие, которое нужно устранить. Стандарты подсказывают, что между Вх и В2 нужно ввести вещество, которое является модификацией одного из конфликтующих веществ или их сочетанием.
Подобные графические схемы удобны для наглядного представления модели решения задачи. В ТРИЗ существуют определённые правила составления таких схем и их преобразования в процессе решения. Фактически это инструмент наглядного моделирования задачи и её решения, он получил название «Вепольный4 анализ».
Для тех задач, для которых нет стандартной схемы решения или она ещё не выявлена, есть другие инструменты. В частности, для решения сложных задач разработаны алгоритмы, включающие разные инструменты ТРИЗ, и рекомендации по последовательности их использования. При решении задачи по такому алгоритму изобретатель по установленным правилам корректирует первоначальную формулировку задачи, строит модель задачи, определяет имеющиеся ресурсы, формулирует идеальный конечный результат, выявляет и анализирует противоречия, применяет специальные приёмы против психологической инерции. Последним таким алгоритмом в классической ТРИЗ стал АРИЗ-85В5.
Особое место в ТРИЗ занимают информационные фонды физических, хими-ческих, геометрических и биологических эффектов, описанных так, чтобы ими было удобно пользоваться в изобретательской работе.
Например, для решения некоторой задачи нужно выполнить точное микро-перемещение небольшого объекта. Как быть? Фонд физических эффектов под-скажет, что это можно сделать с помощью пьезоэффекта, магнитострикции, теплового расширения, эффекта памяти формы, эффекта изменения объёма зешества при фазовых переходах и пр. Что из этого набора выбрать, инженер решает исходя из условий задачи.
 |
Составные части классической ТРИЗ можно представить следующей схемой : рис. 5):
| Т |
ЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА И ЕЁ ФУНКЦИИ
ТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Техника - совокупность объектов природного и искусственного происхождения, повышающих эффективность деятельности человека сверх возможностей, присущих ему биологически.
Издавна человек использовал природные объекты в своих целях. Палкой можно сбить плод с дерева, перевернуть камень, её можно применить в качестве оружия - дротика. Выступая в качестве инструмента достижения цели, природный объект уже может считаться техническим объектом.
Если технический объект состоит из двух или более частей и благодаря этому имеет какие-то особые свойства, не сводящиеся к свойствам любой отдельной части, то такой объект называется технической системой (ТС).
Так, специально выбранная и обработанная палка-дротик имеет две явно раз-личающиеся части: древко, за которое удобно держаться рукой, и остриё. Такой дротик является уже простейшей ТС.
Техническая система - совокупность взаимосвязанных матери-альных частей (элементов), предназначенная для повышения эффективности деятельности человека (общества) и обладающая хотя бы одним свойством, которым не обладает ни одна из составляющих её частей.
ГЛАВНАЯ ФУНКЦИЯ
Каждая ТС создаётся для выполнения своей главной функции (ГФ).