Материал: Основы методологии научных социально-экономических исследований. Баркалов С.А., Мажарова Л.А

ся разработка алгоритма и теории решения изобретательских задач (АРИЗ, ТРИЗ), у истоков которых стоял Г.С. Альтшуллер [30].

АРИЗ и ТРИЗ основаны на трех принципах (рис.5.29).

Принципы АРИЗ и ТРИЗ:

по четкой программе, шаг за шагом, ведется обработка задачи, выявляются и исследуются физико-технические противоречия, делающие задачу проблемой;

для преодоления противоречий используется сконцентрированная информация, вобравшая опыт нескольких поколений изобретателей (таблицы типовых моделей решения задач – приемы и стандарты, таблицы применения физических эффектов и т.д.);

на протяжении всего хода решения идет управление психологическими факторами: АРИЗ направляет мысль изобретателя, гасит психологическую инерцию, настраивает на восприятие необычных, смелых идей.

Рис. 5.29. Принципы АРИЗ и ТРИЗ

В виде ТРИЗ впервые в истории созидающего человечества появились методы и модели для систематического исследования и разрешения сложных технико-технологических проблем, содержащих острое физико-техническое противоречие и принципиально не решаемых традиционными методами конструирования. ТРИЗ организует мышление человека так, как будто в его распоряжении имеется опыт всех или очень многих талантливых изобретателей.

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» [30].

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 систем. В их числе можно назвать следу-

ющие [47] (рис. 5.30).

156

• Закон полноты частей системы. Необходимым условием принципиальной жизнеспособности

1технической системы являйся наличие и минимальная работоспособность основных частей системы.

• Закон энергетической проводимости системы.

2

Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы.

• Закон увеличения степени идеальности системы.

3Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности.

• Закон согласования ритмики частей системы.

Необходимым условием принципиальной

4жизнеспособности технической системы является согласование ритмики (частоты колебаний, периодичности) всех частей системы.

• Закон неравномерности развития частей системы.

5Развитие частей системы идет неравномерно. Чем сложнее система, тем неравномернее развитие ее частей.

•Закон перехода в надсистему. Исчерпав возможности развития, система включается в надсистему в качестве

6одной из частей. При этом дальнейшее развитие идет на уровне надсистемы.

• Закон перехода с макроуровня на микроуровень.

7Развитие рабочих органов системы идет сначала на макро-, а затем на микроуровне.

• Закон увеличения степени вепольности. Развитие

8технических систем идет в направлении увеличения числа вещественнополевых связей.

Рис. 5.30. Перечень законов развития систем используемые ТРИЗ Основным инструментом ТРИЗ являлся АРИЗ (рис. 5.31).

157

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 более или менее удачных.

АРИЗ включает:

-программу,

-информационное обеспечение, питающееся из информационного фонда,

-методы управления психологическими факторами, которые входят составной частью в методы развития творческого воображения.

Рис. 5.31.Описание сущности АРИЗ

Г.С. Альтшуллер был убежден в возможности выявить из опыта предшественников устойчиво повторяющиеся приемы успешных изобретений и возможности обучить этой технике всех заинтересованных и способных к обучению. С этой целью было проведено исследование более 40 тыс. авторских свидетельств и патентов и на основе выявленных закономерностей развития технических систем и приемов изобретательства разработана ТРИЗ [30].

ТРИЗ призвана решать, например, задачи следующего типа (рис. 5.32).

• Техническая проблема, которая встает перед

1

изобретателем впервые, характерная для старта проекта, обычно она сформулирована расплывчато и не содержит в себе указаний на пути решения.

• Проблемы начинающих компаний связанные с

2отсутствием достаточного производственного опыта и оборудования, на котором можно произвести хоть какието эксперименты.

Рис. 5.32. Примеры задач, решаемых ТРИЗ

В ТРИЗ такая форма проблем и такая форма постановки первичной задачи называется изобретательской ситуацией. Главный ее недостаток в том, что перед инженером оказывается чересчур много путей и методов решения. Пере-

158

бирать их все трудоемко и дорого, а выбор путей наудачу приводит все к тому же малоэффективному методу проб и ошибок.

Поэтому первый шаг на пути к изобретению – переформулировать ситуацию таким образом, чтобы сама формулировка отсекала бесперспективные и неэффективные пути решения. При этом возникает вопрос, какие решения эффективны, а какие – нет?

Г.С. Альтшуллер предположил, что самое эффективное решение проблемы такое, которое достигается «само по себе», только за счет уже имеющихся ресурсов. Таким образом, он пришел к формулировке идеального конечного результата (ИКР): «Некий элемент (Х-элемент) системы или окружающей среды сам устраняет вредное воздействие, сохраняя способность выполнять полезное воздействие» [30].

На практике идеальный конечный результат редко достижим полностью, однако он служит ориентиром для изобретательской мысли. Чем ближе решение к ИКР, тем оно лучше.

Получив инструмент отсечения неэффективных решений, можно переформулировать изобретательскую ситуацию в стандартную мини-задачу: «Согласно ИКР все должно остаться так, как было, но либо должно исчезнуть вредное, ненужное качество, либо появиться новое, полезное качество»[30]. Основная идея мини-задачи в том, чтобы избегать существенных (и дорогих) изменений и рассматривать в первую очередь простейшие решения. Формулировка мини-задачи способствует более точному описанию проблемы, а для этого необходимо ответить на следующие вопросы (рис. 5.33).

• Из каких частей состоит система, как они

1взаимодействуют?

2• Какие связи являются вредными, мешающими, какие – нейтральными и какие – полезными?

3• Какие части и связи можно изменять и какие – нельзя?

Рис. 5.33. Вопросы, требующие ответа при формулировании мини-задачи

После того как мини-задача сформулирована и система проанализирована, обычно быстро обнаруживается, что попытки изменений с целью улучшения одних параметров системы приводят к ухудшению других параметров. Например, увеличение прочности крыла самолета может приводить к увеличе-

159

нию его веса, и наоборот, облегчение крыла приводит к снижению его прочности. В системе возникает конфликт, противоречие.

Как известно, ТРИЗ выделяет три вида противоречий (в порядке возрастания сложности разрешения) (рис. 5.34).

Противоречия в ТРИЗ:

Административное противоречие: надо улучшить систему, но я не знаю, как (не умею, не имею права) сделать это. Это противоречие является самым слабым и может быть снято либо изучением дополнительных материалов, либо принятием (снятием) административных решений. В современных условиях очень многие противоречия административного плана – это противоречия, рождаемые коммерческими условиями и критериями реализации будущего изобретения, положенного в технологическую основу инновационного продукта;

Техническое противоречие: улучшение одного параметра системы приводит к ухудшению другого параметра. Техническое противоречие – это и есть постановка изобретательской задачи. Переход от административного противоречия к техническому резко понижает размерность задачи, сужает поле поиска решений и позволяет перейти от метода проб и ошибок к алгоритму решения изобретательской задачи, который либо предлагает применить один или несколько стандартных технических приемов, либо указывает на одно или несколько физических противоречий. Опять же сегодня в контексте технических противоречий необходимо видеть влияние на них со стороны коммерческих условий реализации инновационного продукта;

Физическое противоречие: для улучшения системы, какая-то ее часть должна находиться в разных физических состояниях одновременно, что невозможно. Физическое противоречие является наиболее сложным, фундаментальным, потому что изобретатель упирается в ограничения, обусловленные физическими законами природы. Для решения задачи изобретатель должен воспользоваться справочником физических эффектов и таблицей их применения [47].

Рис. 5.34. Перечень противоречий в ТРИЗ

160