Принципи та алгоритми розв'язання інноваційних завдань

Теорія рішення винахідницьких задач декларувалася її автором Г. С. Альтшуллером як альтернатива численним і малоефективним методам активізації перебору варіантів, що дозволяє "перетворити процес розв'язання винахідницьких завдань в точну науку".

Чим же насправді є ТРИЗ? Які її реальні можливості і перспективи? Теорія рішення винахідницьких задач з'явилася в 1960-х рр. в СРСР. Засновником теорії був, як уже говорилося, Г. С. Альтшуллер (15.10.1926-24.09.1998) - письменник-фантаст, інженер, винахідник. ТРИЗ являє собою набір методів, об'єднаних загальною теорією, допомагає в організації мислення винахідника при пошуку ідеї винаходи і робить цей пошук більш цілеспрямованим, продуктивним, сприяє знаходженню ідеї більш високого винахідницького рівня. У ТРИЗ в якості головного напрямку вперше стало вивчення і використання у винахідництві законів розвитку технічних систем. У їх числі можна назвати наступні [1].

  • 1. Закон повноти частин системи. Необхідною умовою принципової життєздатності технічної системи є наявність і мінімальна працездатність основних частин системи.
  • 2. Закон енергетичної провідності системи. Необхідною умовою принципової життєздатності технічної системи є наскрізний прохід енергії по всіх частинах системи.
  • 3. Закон узгодження ритміки частин системи. Необхідною умовою принципової життєздатності технічної системи є узгодження ритміки (частоти коливань, періодичності) всіх частин системи.
  • 4. Закон збільшення ступеня ідеальності системи. Розвиток усіх систем йде в напрямку збільшення ступеня ідеальності.
  • 5. Закон нерівномірності розвитку частин системи. Розвиток частин системи йде нерівномірно. Чим складніше система, тим нерівномірніше розвиток її частин.
  • 6. Закон переходу в надсістему. Вичерпавши можливості розвитку, система включається в надсістему в якості однієї з частин. При цьому подальший розвиток йде на рівні надсистеми.
  • 7. Закон переходу з макрорівня на мікрорівень. Розвиток робочих органів системи йде спочатку на макро-, а потім на мікрорівні.
  • 8. Закон збільшення ступеня Вепольний. Розвиток технічних систем йде в напрямку збільшення числа вещественнополевих зв'язків.

Основним інструментом ТРИЗ був АРИЗ.

Основні інструменти для вирішення завдань

АРИЗ являє собою ряд послідовних логічних кроків, метою яких є виявлення і розв'язання суперечностей, існуючих в технічній системі і перешкоджають її вдосконаленню. У своєму розвитку АРИЗ мав ряд модифікацій. Практичне застосування мали модифікації АРИЗ-77 і АРИЗ-85В, що мають наступну постановку і аналіз завдань.

Частина 1. Вибір завдання.

  • 1.1. Визначити кінцеву мету рішення задачі.
  • а) Яку характеристику об'єкта треба змінити?
  • б) Які характеристики об'єкта свідомо не можна змінювати при вирішенні задачі?
  • в) Які витрати знизяться, якщо завдання буде вирішено?
  • г) Які (приблизно) допустимі витрати?
  • л) Який головний техніко-економічний показник треба поліпшити?
  • 1.2. Перевірити обхідний шлях. Припустимо, завдання принципово нерішучості: яку іншу задачу треба вирішити, щоб отримати необхідний кінцевий результат?
  • а) Переформулювати задачу, перейшовши на рівень надсістеми, в яку входить дана в задачі система.
  • б) Переформулювати задачу, перейшовши на рівень підсистем (речовин), що входять в дану в задачі систему.
  • в) На трьох рівнях (надсістема, система, підсистема) переформулювати задачу, замінивши необхідну дію (або властивість) зворотним.
  • 1.3. Визначити, рішення якої задачі доцільніше - первісною або однієї з обхідних. Зробити вибір (при виборі повинні бути враховані фактори об'єктивні (які резерви розвитку даної в задачі системи) і суб'єктивні (на яку задачу взята установка - мінімальну або максимальну)).
  • 1.4. Визначити необхідні кількісні показники.
  • 1.5. Збільшити необхідні кількісні показники, враховуючи час, необхідний для реалізації винаходу.
  • 1.6. Уточнити вимоги, викликані конкретними умовами, в яких передбачається реалізація винаходи.
  • а) Врахувати особливості впровадження, зокрема допускаемую ступінь складності рішення.
  • б) Врахувати передбачувані масштаби застосування.
  • 1.7. Перевірити, чи вирішується завдання прямим застосуванням стандартів на рішення винахідницьких задач. Якщо відповідь отримана, перейти до 5.4. Якщо відповіді немає, перейти до 1.8.
  • 1.8. Уточнити завдання, використовуючи патентну інформацію.
  • а) Які (по патентних даними) відповіді на завдання, близькі до даної?
  • б) Які відповіді на завдання, схожі на дану, але які відносяться до провідної галузі техніки?
  • в) Які відповіді на завдання, зворотні даної?
  • 1.9. Застосувати оператор РВС.
  • а) Подумки міняємо розміри об'єкта від заданої величини до 0. Як тепер вирішується завдання?
  • б) Подумки міняємо розміри об'єкта від заданої величини до безкінечності. Як тепер вирішується завдання?
  • в) Подумки міняємо час процесу (або швидкість руху об'єкта) від заданої величини до безкінечності. Як тепер вирішується завдання?
  • г) Подумки міняємо час процесу (або швидкість руху об'єкта) від заданої величини до 0. Як тепер вирішується завдання?
  • л) Подумки міняємо вартість (допустимі витрати) об'єкта або процесу від заданої величини до 0. Як тепер вирішується завдання?
  • е) Подумки міняємо вартість (допустимі витрати) об'єкта або процесу від заданої величини до безкінечності. Як тепер вирішується завдання?

Частина 2. Побудова моделі задачі.

  • 2.1. Записати умову задачі, не використовуючи спеціальні терміни.
  • 2.2. Виділити і записати конфліктуючу пару елементів. Якщо за умовами завдання дана тільки один елемент, перейти до кроку 4.2.

Правило 1. У конфліктуючу пару елементів обов'язково має входити виріб.

Правило 2. Другим елементом пари повинен бути елемент, з яким безпосередньо взаємодіє виріб (інструмент, друге виріб, зовнішнє середовище).

Правило 3. Якщо один з елементів (інструмент) за умовами завдання може мати два стани, треба взяти той стан, який забезпечує найкраще здійснення головного виробничого процесу (основної функції технічної системи, зазначеної в задачі).

Правило 4. Якщо в задачі є пари однорідних взаємодіючих елементів, досить взяти одну пару.

  • 2.3. Записати два взаємодії (дії, властивості) інструменту та вироби: наявне і те, яке треба ввести (або корисне і шкідливе).
  • 2.4. Записати стандартне формулювання моделі задачі, вказавши конфліктуючу пару і технічне протиріччя.

Частина 3. Аналіз моделі задачі.

3.1. Вибрати з елементів, що входять в модель задачі, той, який можна легко змінювати, замінювати і т.д.

Правило 5. Технічні об'єкти легше міняти, ніж природні.

Правило 6. Інструменти легше міняти, ніж вироби.

Правило 7. Якщо в системі немає легко змінних елементів, слід зазначити елемент "Зовнішня Середа".

3.2. Записати стандартне формулювання ДКР (ідеального кінцевого результату): елемент (вказати елемент, вибраний на кроці 3.1) сам усуває шкідливий вплив (вказати, яке), зберігаючи здатність виконувати корисну дію.

Правило 8. У формулюванні ИКР завжди повинно бути слово "сам" ("сама", "саме").

  • 3.3. Виділити ту зону елемента (зазначеного в 3.2), яка безпосередньо не справляється з необхідним щодо ІЗК комплексом двох взаємодій. Що в цій зоні - речовина, поле?
  • 3.4. Сформулювати суперечливі фізичні вимоги, що пред'являються до стану виділеної зони елемента конфліктуючими взаємодіями (діями, властивостями).
  • а) Для першої дії (вказати корисне взаємодія або то взаємодія, яке треба зберегти) необхідно вказати фізичний стан: бути нагрітої, рухомий, зарядженої і т.д.
  • б) Для другої дії (вказати шкідливий взаємодія або взаємодія, яке треба ввести) необхідно вказати фізичний стан: бути холодною, нерухомою, незарядженою і т.д.

Правило 9. Фізичні стани, зазначені в пунктах "а" і "б", повинні бути взаємно протилежними.

3.5. Записати стандартне формулювання фізичного протиріччя: виділена зона елемента (вказати) повинна бути (вказати стан, позначене на 3.4 а), щоб виконувати корисне взаємодія (вказати), і повинна бути (вказати стан, позначене на 3.46), щоб запобігати шкідливий вплив (вказати ).

Частина 4. Усунення фізичного протиріччя.

  • 4.1. Розглянути найпростіші перетворення виділеної зони.
  • а) Поділ суперечливих властивостей у просторі.
  • б) Роздільна суперечливих властивостей у часі.
  • в) Поділ суперечливих властивостей шляхом використання перехідних станів, при яких співіснують або поперемінно з'являються протилежні властивості.
  • г) Роздільна суперечливих властивостей перебудовою структури: частинки виділеної зони наділяються наявними властивістю, а вся виділена зона в цілому наділяється необхідним (конфліктуючим) властивістю.

Правило 10. Розглядати тільки ті перетворення, які відповідають ИКР (тобто здійснюються самі по собі).

  • 4.2. Використовувати таблицю типових моделей завдань і Вепольний перетворень.
  • 4.3. Використовувати таблицю застосування фізичних ефектів і явищ.
  • 4.4. Використовувати таблицю основних прийомів усунення технічних протиріч.
  • 4.5. Перейти від фізичної відповіді до технічного: сформулювати спосіб і дати схему пристрою, що здійснює цей спосіб.
 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >